充氮保鮮對一級大豆油保質期品質影響的研究

潘東升，俞進開，李海光，譚祖順

（中儲糧油脂工業東莞有限公司，廣東 東莞 523147）

食用植物油作為人們日常生活中必不可少的烹調原料，在生活中有著舉足輕重的地位。食用油的主要成分是甘油和脂肪酸，容易被氧化導致食用油出現酸敗現象，使得其營養價值下降的同時產生對人體有害的成分[1-2]。因此，食用植物油也需要保鮮，而保鮮的關鍵是抗氧化。食用植物油的酸價、過氧化值、氧化誘導時間是衡量食用植物油是否氧化變質的重要指標[3]。這3個指標會隨著接觸水分、光照、高溫、氧氣等條件而變高，從而影響食用植物油的品質。食用植物油產品的保質期一般為12個月或18個月，為了保障食用植物油的品質，精煉食用植物油若要達到12個月以上的保質期通常都需要添加人工合成抗氧化劑（丁基羥基茴香醚（BHA）、二丁基羥基甲苯（BHT）、特丁基對苯二酚（TBHQ）等），但添加人工合成抗氧化劑存在一定的食品安全風險[4]，而充氮能使食用植物油隔離水分和氧氣，從而起到延長食用植物油保質期的作用[5]。

本研究以不添加抗氧化劑的一級大豆油為研究對象，在同樣的儲藏條件下以酸價、過氧化值、氧化誘導時間為評價指標，并與食用油行業目前常用的人工合成抗氧化劑TBHQ進行對比，研究充氮后一級大豆油的氧化穩定性，以期為充氮保鮮技術在食用植物油中的應用與發展提供理論基礎和指導。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

食用植物油（一級大豆油）：中儲糧油脂工業東莞有限公司。

乙醚、無水乙醇、異丙醇、冰乙酸、異辛烷、碘化鉀、三氯甲烷、硫代硫酸鈉：均為分析純，廣州化學試劑廠；氫氧化鉀：分析純，天津市大茂化學試劑廠；酚酞指示劑：分析純，天津市天新精細化工開發中心；液氮：純度≥99.99%，液化空氣廣東貿易有限公司；TBHQ：純度≥99%，翁源廣業清怡食品科技有限公司。

1.1.2 儀器與設備

液氮加注系統：廣州塞維斯工程技術有限公司；743Rancimat油脂氧化穩定性測定儀：瑞士萬通中國有限公司；ML204T電子分析天平：梅特勒托利多科技（中國）有限公司；GZX-9070MBE電熱鼓風干燥箱：上海博迅醫療生物儀器股份有限公司；SK8200HP超聲波清洗儀：上海科導超聲儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

取一級大豆油，分別裝入108瓶容量為900 mL的無色聚酯塑料瓶中，灌裝高度均為距離瓶口30 mm。其中：36瓶一級大豆油使用液氮加注系統（氮氣壓力為0.05～0.15 MPa，流量為5.0～150.0 L/min），將瓶身頂部空余部分充滿氮氣，及時蓋好瓶蓋后備用，記為充氮組；36瓶一級大豆油按照添加量80 mg/kg添加TBHQ，并進行30 min超聲處理，混合均勻后備用，記為TBHQ組；36瓶一級大豆油直接密封，記為空白組。將上述3組處理的樣品平均分成兩組，分別置于20℃和40℃環境下儲藏18個月，每3個月對兩種儲藏環境的樣品進行指標檢測（每次取3瓶樣品），包括酸價、過氧化值、氧化誘導時間，按照大豆油國家質量標準[6]進行檢測分析。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 酸價參照GB5009.229—2016《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》[7]中的第一法進行測定。

1.2.2.2 過氧化值參照GB 5009.227—2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》[8]進行測定。

1.2.2.3 氧化誘導時間

參照GB/T 21121—2007《動植物油脂 氧化穩定性的測定（加速氧化測試）》[9]進行測定，測試溫度為120℃。

1.2.3 數據處理

采用SPSS25.0對試驗結果進行數據分析處理。

2 結果與分析

2.1 充氮保鮮對一級大豆油酸價的影響

酸價是最常見的衡量食用油品質的指標[10-11]，食用油酸價主要產生于游離脂肪酸。游離脂肪酸一方面來自儲藏過程中脂肪的水解，另一方面來自脂肪和脂肪酸氧化分解后產生的小分子脂肪酸。由表1和表2可知，經過18個月的儲藏，所有一級大豆油樣品的酸價均呈現升高的趨勢。20℃儲藏環境下，空白組、充氮組、TBHQ組大豆油的酸價較初始值分別升高了0.15、0.14、0.14 mg KOH/g，但3組大豆油樣品酸價值均未超過一級大豆油國家標準[6]要求。40℃儲藏環境下，空白組、充氮組、TBHQ組大豆油的酸價較初始值分別升高了0.54、0.53、0.53 mg KOH/g，3組大豆油樣品酸價值均超過一級大豆油國家標準[6]要求。由此可見，通過充氮保鮮的一級大豆油酸價的升高速率與未充氮保鮮的一級大豆油之間沒有明顯差異。

表1 一級大豆油20℃環境下酸價的變化Table 1 Acid valueschangesof first-class soybean oil under 20℃storage condition 單位：mg KOH/g

表2 一級大豆油40℃環境下酸價的變化Table2 Acid valueschangesof first-classsoybean oil under 40℃storagecondition 單位：mg KOH/g

2.2 充氮保鮮對一級大豆油保質期內過氧化值的影響

過氧化值是用來檢測食用油安全的重要指標，其主要反映食用油中一級氧化產物——氫過氧化物的含量，是衡量食用油氧化反應初期氧化酸敗程度的常用指標[12]。由表3和表4可知，所有一級大豆油樣品的過氧化值均隨著儲藏時間的延長逐漸升高。20℃儲藏環境下，空白組、充氮組、TBHQ組大豆油的過氧化值較初始值分別升高了3.97、2.88、2.51 mmol/kg，3組大豆油樣品的過氧化值均未超過一級大豆油國家標準[6]要求。40℃儲藏環境下，空白組、充氮組、TBHQ組大豆油的過氧化值較初值分別升高了8.50、6.58、5.51 mmol/kg，3組大豆油樣品的過氧化值均超過一級大豆油國家標準[6]要求。結果表明，相同儲藏環境下，抗氧化能力由強到弱的排序為：TBHQ組＞充氮組＞空白組。經充氮保鮮后的一級大豆油過氧化值升高速率明顯慢于未充氮保鮮組，充氮氣可以通過隔離氧氣而有效提高一級大豆油的氧化穩定性[13-14]。

表3 一級大豆油20℃環境下過氧化值的變化Table 3 Peroxide values changes of first-classsoybean oil under 20℃storage condition 單位：mmol/kg

表4 一級大豆油40℃環境下過氧化值的變化Table 4 Peroxide values changes of first-classsoybean oil under 40℃storage condition 單位：mmol/kg

2.3 充氮保鮮對一級大豆油保質期內氧化穩定性的影響

氧化誘導時間是評價油脂氧化穩定性的指標，誘導時間越長代表一級大豆油的氧化穩定性越好[15]。由表5和表6可知，所有大豆油樣品的氧化誘導時間均隨著儲藏時間的延長而逐漸縮短。20℃儲藏環境下，空白組、充氮組、TBHQ組大豆油的氧化誘導時間較初始值分別縮短了1.86、1.21、1.05 h。40℃儲藏環境下，空白組、充氮組、TBHQ組大豆油的氧化誘導時間較初始值分別縮短了2.81、2.25、2.06 h。相同儲藏環境下，氧化穩定性排序為：TBHQ組＞充氮組＞空白組。在同一儲藏時間內，充氮一級大豆油樣品的氧化誘導時間均長于空白組一級大豆油，說明充氮氣對一級大豆油有一定的抗氧化作用。

表5 一級大豆油20℃環境下氧化誘導時間的變化Table 5 Oxidative induction time changesof first-class soybean oil under 20℃storagecondition 單位：h

表6 一級大豆油40℃環境下氧化誘導時間的變化Table 6 Oxidative induction timechangesof first-class soybean oil under 40℃storage condition 單位：h

3 結論與討論

通過試驗發現，在20℃和40℃儲藏環境下，充氮保鮮的一級大豆油樣品的過氧化值、氧化誘導時間等指標變化速率明顯減緩，雖然40℃環境下儲藏的3組一級大豆油樣品過氧化值在第18個月后均已超過了國家標準限值，但經充氮保鮮后的大豆油樣品在相同儲藏時間下與未充氮大豆油樣品相比，其抗氧化能力也有了明顯的提升。這種充氮保鮮方法是在聚酯塑料瓶內頂部充入氮氣置換出里面的空氣，自瓶頂部形成了氮封，用物理方法阻斷了食用油的氧化反應，起到了延長一級大豆油保質期的作用。

充氮保鮮技術雖然綠色健康，但目前還不能完全替代人工合成抗氧化劑。充氮保鮮的食用油塑料瓶蓋開封后，隨著氮氣的不斷溢出，其保鮮效果不如添加人工合成抗氧化劑的食用油。開封后失去氮氣保鮮作用的精煉食用油如果3個月內還未食用完，可能就會在產品保質期內變質，這也是充氮保鮮技術未來需要突破的難題。