蛋黃粉在加速貯藏過程中的脂質(zhì)氧化及保質(zhì)期預(yù)測

宋瑞晗，馬艷秋，遲玉杰,*，遲 媛

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

雞蛋價格低廉，是優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的主要來源，并能提供多種礦物質(zhì)和維生素[1]。但由于鮮蛋易腐敗變質(zhì)且易破碎，不適宜長途運輸，為適應(yīng)食品工業(yè)對蛋與蛋制品的需求，常利用噴霧干燥技術(shù)除去蛋液中的水分從而加工成蛋粉[2]。與鮮蛋相比較，蛋粉可以明顯減輕蛋品的質(zhì)量，且微生物安全性更高，貨架期可長達(dá)1～2 年[3]。隨著科技的發(fā)展，蛋黃粉作為一種食品原輔料越來越受到人們的重視，已廣泛用于烘焙產(chǎn)品、蛋黃醬、意大利面和餅干等食品工業(yè)的生產(chǎn)[1]。蛋黃粉在貯藏過程中不可避免地受到各種外界環(huán)境，如時間、溫度、濕度、氧氣含量和光照等因素的影響，加上蛋黃粉中富含多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA），脂質(zhì)氧化問題也成為影響蛋黃粉品質(zhì)的重要因素[4]。在貯藏過程中發(fā)生的脂質(zhì)氧化不僅會對蛋黃粉的風(fēng)味、顏色、質(zhì)地和營養(yǎng)價值造成一定影響，還會降低某些必需脂肪酸和維生素的含量[5]。

為保持蛋黃粉貯藏過程中的品質(zhì)，減少經(jīng)濟損失，部分學(xué)者對蛋與蛋黃粉的脂質(zhì)氧化進行了研究。Ren Yuan等[6]研究了雞蛋的脂質(zhì)氧化情況，發(fā)現(xiàn)4 ℃貯藏28 d時雞蛋中的丙二醛含量顯著增加，長鏈n-3 PUFA含量降低。Du等[7]研究輻照處理（0、2.5 kGy和5 kGy）對蛋黃粉脂質(zhì)氧化的影響，發(fā)現(xiàn)輻照處理大幅加速了蛋黃粉的氧化速率。輻照后會形成高水平的膽固醇氧化產(chǎn)物，進而會破壞一些PUFA和色素。陳伊凡等[8]研究了不同溫度、光照和氧氣條件對二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）強化蛋黃粉氧化穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)溫度是影響DHA強化蛋黃粉脂質(zhì)氧化的決定性因素。

一般來說，在正常貯存條件下研究蛋黃粉的脂質(zhì)氧化需要較長的實驗時間。但加速貯藏試驗可以加速脂質(zhì)氧化，縮短實驗周期。因此，本研究利用Schaal烘箱進行加速貯藏試驗來研究蛋黃粉的脂質(zhì)氧化情況，并預(yù)測其貨架期。目前，加速貯藏試驗已成功用于多種食品的貨架期預(yù)測。Li Dengyang等[9]研究了南美白對蝦在加速貯藏（50、65 ℃）過程中的脂質(zhì)氧化，成功預(yù)測了南美白對蝦在25 ℃下貯藏的貨架期。Cong Sha等[10]研究40、50、60 ℃下貯藏對咖啡豆脂質(zhì)氧化的影響，并建立了不同貯藏溫度下咖啡豆的貨架期預(yù)測模型。

目前，國內(nèi)外鮮有報道通過加速貯藏試驗來建立蛋黃粉的氧化動力學(xué)預(yù)測模型。基于此，本研究通過對不同加速貯藏溫度（40、50 ℃和60 ℃）和不同貯藏時間下蛋黃粉的感官評分、色澤、酸價（acid value，AV）、過氧化值（peroxide value，PV）、硫代巴比妥酸反應(yīng)物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值、p-茴香胺值（p-anisidine value，p-AV）、總氧化值（total oxidation value，TOTOX）和脂肪酸組成與含量進行測定，利用傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR）對蛋黃粉脂質(zhì)氧化過程中的分子基團信息進行表征。此外，對感官評分和不同貯藏溫度下蛋黃粉的品質(zhì)指標(biāo)進行Pearson相關(guān)性分析，確定品質(zhì)劣變動力學(xué)的關(guān)鍵因子，建立不同貯藏溫度環(huán)境下蛋黃粉的貨架期預(yù)測模型，并預(yù)測蛋黃粉在常溫（25 ℃）環(huán)境下的貨架期，解析蛋黃粉在加速貯藏過程中脂質(zhì)氧化的動態(tài)變化規(guī)律，以期為蛋黃粉的貯藏和應(yīng)用提供研究參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蛋黃粉購于黑龍江中農(nóng)興和生物科技股份有限公司，將購買的新生產(chǎn)的蛋黃粉放置于－18 ℃的冰箱中貯藏，其蛋白質(zhì)含量為31 g/100 g，脂質(zhì)含量為60.4 g/100 g，水分含量為1.92 g/100 g。

石油醚（沸程30～60 ℃）、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、乙醇、氯化亞鐵、硫代氰酸銨、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（butylated hydroxytoluene，BHT）、對甲氧基苯胺、冰乙酸、異辛烷等（均為分析純） 天津市天力化學(xué)試劑有限公司；甲醇（色譜純）、正己烷（色譜純）天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DHP-9272型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；YRE-2000B型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、SHZ-D（III）型循環(huán)水式真空泵 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；TU-1810型紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；ZE6000型色差計 日本電色公司；QP2020NX型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatograph-mass spectrometry，GC-MS）儀 日本島津公司；Nicolet IS50型FTIR儀 賽默飛世爾科技（中國）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 Schaal烘箱加速試驗

將蛋黃粉等分成3 份后均進行真空包裝，然后分別放入40、50 ℃和60 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中加速貯藏氧化35 d，每7 d取樣測定指標(biāo)。

1.3.2 脂質(zhì)提取

參考Cong Sha等[10]提取脂質(zhì)的方法并略作修改。100 g蛋黃粉和300 mL石油醚混合，搖勻，靜置12 h以上，用漏斗過濾，取濾液在38 ℃的水浴中用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干石油醚，然后將蛋黃油轉(zhuǎn)移到避光玻璃樣品瓶中，用于AV、PV、TBARS值、p-AV、TOTOX、脂肪酸組成與相對含量和FTIR光譜的測定。

1.3.3 色澤的測定

使用色差計測定蛋黃粉的色澤，測定前用標(biāo)準(zhǔn)白板進行校準(zhǔn)，并以L*值（亮度）、a*值（紅度）和b*值（黃度）表示（標(biāo)準(zhǔn)白板校正后L*＝100、a*＝0和b*＝0）。

1.3.4 AV的測定

參考GB 5009.229—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價的測定》[11]中的滴定法測定AV。取1.0 g脂質(zhì)樣品置于干凈的錐形瓶中，并加入50 mL乙醚-異丙醇混合溶液、3～4 滴酚酞指示劑，用0.1 mol/L KOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進行滴定，當(dāng)溶液初現(xiàn)微紅色且15 s無明顯褪色時為滴定終點。AV按公式（1）進行計算。

式中：X1為AV/（mg/g）；V為試樣測定所消耗的標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積/mL；V0為相應(yīng)的空白測定所消耗的標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積/mL；c為標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度/（mol/L）；56.1為KOH的摩爾質(zhì)量/（g/mol）；m為脂質(zhì)質(zhì)量/g。

1.3.5 PV的測定

PV測定參考Soyer等[12]的方法。稱取0.30 g脂質(zhì)樣品，加入9.8 mL氯仿-甲醇（7∶3，V/V）混合溶液，渦旋混勻2～4 s。然后加入50 μL 30 g/100 mL硫代氰酸銨溶液并渦旋混勻2～4 s，再加入50 μL 3.5 g/L FeCl2溶液（溶劑為10 mol/L HCl）并渦旋混勻2～4 s后，室溫下靜置5 min。于500 nm波長處測定吸光度。PV按公式（2）進行計算。PV用每千克脂肪反應(yīng)體系得到的鐵離子質(zhì)量表示。

式中：X2為PV/（mg/kg）；As為樣品的吸光度；Ab空白組的吸光度；41.25為標(biāo)準(zhǔn)氯化亞鐵溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率；55.84為鐵的相對原子質(zhì)量；m為脂質(zhì)質(zhì)量/g。

1.3.6 TBARS值的測定

TBARS值的測定參考Erkan等[13]的方法并稍作改動。稱取1.0 g蛋黃粉，加入16 mL 5 g/100 mL三氯乙酸溶液和100 μL 2 g/L BHT-乙醇溶液，然后混合液用勻漿機均質(zhì)2 min后過濾。取5 mL濾液，加入1 mL 0.01 mol/L的硫代巴比妥酸溶液，混勻后沸水浴40 min，然后冷卻至室溫。利用分光光度計測定532 nm波長處的吸光度A532nm。用5 mL蒸餾水代替濾液樣品調(diào)零。TBARS值由樣品中含有的丙二醛質(zhì)量表示。TBARS值按公式（3）進行計算。

1.3.7p-AV的測定

p-AV的測定參考GB/T 24304—2009《動植物油脂 茴香胺值的測定》[14]。取適量的脂質(zhì)樣品用異辛烷溶解得到樣品溶液。未反應(yīng)溶液：取5 mL樣品溶液加入1 mL冰醋酸溶液；反應(yīng)溶液：取5 mL樣品溶液加入1 mL茴香胺溶液；空白溶液：取5 mL異辛烷加入1 mL茴香胺溶液。3 組溶液充分混合搖勻后，于常溫下避光放置8 min后，使用紫外-可見分光光度計于350 nm波長處測定吸光度。p-AV按公式（4）進行計算。

式中：V為用于溶解試樣的溶液體積/mL；m為脂質(zhì)的質(zhì)量/g；根據(jù)p-AV的定義，ρ為測定樣品溶液的質(zhì)量濃度（0.01 g/mL）；A0為未反應(yīng)溶液吸光度；A1為反應(yīng)溶液的吸光度；A2為空白溶液吸光度。

1.3.8 TOTOX的測定

TOTOX按公式（5）進行計算[15]。

1.3.9 脂肪酸組成與相對含量的測定

1.3.9.1 樣品甲酯化處理

參考李曉龍[16]的方法略有改動進行樣品甲酯化處理。準(zhǔn)確稱取1.3.2節(jié)中得到的脂質(zhì)樣品100 mg于10 mL離心管中，加入2 mL正己烷溶解脂質(zhì)，再加入2 mol/L KOH-CH3OH溶液0.5 mL，振動搖晃3 min，靜置分層，取上清液并加入適量無水硫酸鈉，振動搖晃后靜置10 min，取上清液過0.22 μm有機膜后待測。

1.3.9.2 GC-MS分析

參考曹松敏等[17]的方法并略作改動進行GC-MS分析。GC條件：DB-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），進樣口溫度230 ℃，升溫程序：110 ℃保持4 min，以10 ℃/min升溫到160 ℃并保持1 min，最后以5 ℃/min升溫到240 ℃并保持15 min，載氣為氦氣，流速為0.8 mL/min，采用恒線速度，分流比1∶30，進樣量1 μL。

MS條件：離子源溫度200 ℃，電子能量70 eV，質(zhì)量掃描范圍m/z40～550。

1.3.10 FTIR分析

使用FTIR儀對蛋黃粉加速貯藏過程中脂質(zhì)的譜峰進行監(jiān)測分析。取0.8 μg脂質(zhì)樣品與KBr粉末混合壓片后進行FTIR掃描，以不加入脂質(zhì)樣品的溴化鉀壓片作為空白，測定掃描范圍為4 000～400 cm－1，分辨為4 cm－1[18]。

1.3.11 感官評定

邀請10 名有感官評定經(jīng)驗的食品專業(yè)的學(xué)生（6男4女）組成感官品質(zhì)評定小組，從色澤、滋味與氣味、顆粒狀態(tài)和溶解性4 個方面對蛋黃粉的品質(zhì)進行評分，其權(quán)重分別為30%、30%、20%、20%。以評定小組對各個方面的平均分之和作為蛋黃粉品質(zhì)評價的最終得分。評定方法參考GB 2749—2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 蛋與蛋制品》[19]并略有改動，具體評定標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

1.3.12 貨架期預(yù)測

在3 個加速貯藏溫度（40、50、60 ℃）下，將蛋黃粉的感官評分結(jié)合品質(zhì)指標(biāo)（L*、a*、b*、AV、PV、TBARS值、p-AV、TOTOX）通過Pearson相關(guān)性分析得到加速貯藏期間蛋黃粉品質(zhì)變化的關(guān)鍵指標(biāo)，并根據(jù)Xie Hongkai等[20]的方法，將貯藏在40、50 ℃和60 ℃下蛋黃粉的關(guān)鍵指標(biāo)進行零級（公式（6））和一級（公式（7））品質(zhì)劣變動力學(xué)方程擬合，并結(jié)合Arrhenius方程（公式（8））建立不同貯藏溫度下蛋黃粉的貨架期預(yù)測模型，驗證蛋黃粉貯藏在25 ℃時的貨架期，從而更好地描述蛋黃粉的品質(zhì)變化。

式中：t為蛋黃粉的貯藏時間/d；k0和k1分別為零級和一級模型的反應(yīng)速率常數(shù)；A和A0分別為貯藏時間為t時刻品質(zhì)指標(biāo)值和品質(zhì)指標(biāo)的初始值。

式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)；k2為指前因子；EA為反應(yīng)的活化能/（J/mol）；R為通用氣體常數(shù)（8.314 4 J/（mol·K））；T為絕對溫度/K。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

每組數(shù)據(jù)重復(fù)測定3 次，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。采用Excel 2019軟件對數(shù)據(jù)進行整理計算和做表，采用Origin軟件作圖。使用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行顯著性和Pearson相關(guān)性分析，采用Duncan多重極差檢驗比較平均值的差異顯著性，P＞0.05判定為差異不顯著，P＜0.05判定為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋黃粉加速貯藏過程中色澤變化

色澤是評價蛋黃粉品質(zhì)的重要品質(zhì)參數(shù)之一，其中，a*值和b*值分別代表蛋黃粉的紅度和黃度，它會影響消費者對產(chǎn)品的接受程度，消費者通常會將黃度與蛋黃粉的顏色和營養(yǎng)價值相關(guān)聯(lián)，特別是維生素含量[21]，由表2可知，3 組蛋黃粉在加速貯藏過程中L*值、a*值、b*值總體上伴隨溫度的升高和時間的延長而逐漸降低。與新鮮蛋黃粉相比，貯藏35 d后，加速貯藏溫度40、50、60 ℃組的L*值從95.48±0.44分別降低到92.99±0.45、88.64±0.11和86.44±0.36，說明蛋黃粉的亮度逐漸降低；而a*值從11.54±0.22分別降低到10.52±0.05、10.75±0.16和9.69±0.19；b*值從46.43±0.46分別下降到43.65±0.18、42.86±0.02和41.84±0.69，說明蛋黃粉的紅色和黃色色澤逐漸變淡。因此可以得出結(jié)論，較高的加速貯藏溫度會導(dǎo)致蛋黃粉的顏色發(fā)生明顯的劣變。Abreu等[22]的研究得到了相似的結(jié)果，較高的貯藏溫度會大幅降低蛋黃粉的L*值。蛋黃粉中的主要色素是類胡蘿卜素和葉黃素[23]，由于類胡蘿卜素含有不飽和雙鍵，可能在貯藏過程中發(fā)生了氧化[7]，進而導(dǎo)致蛋黃粉的a*值和b*值降低。

表2 蛋黃粉在加速貯藏過程中的色澤變化Table 2 Changes in color parameters of egg yolk powder during accelerated storage

2.2 蛋黃粉加速貯藏過程中AV變化

AV表示蛋黃粉脂質(zhì)中游離羧酸基團的含量。在貯藏過程中，受到溫度的作用，脂肪會發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生游離脂肪酸，進而影響脂肪氧化反應(yīng)。如圖1所示，不同的貯藏溫度下，蛋黃粉的AV隨貯藏時間的延長呈現(xiàn)不同程度的上升趨勢。蛋黃粉在加速貯藏初期，AV的變化速度較快，但28 d后AV的上升趨勢有所減緩，且變化不顯著（P＞0.05），可能是由于此時蛋黃粉中脂肪的水解速率變慢。相關(guān)研究表明，脂肪的水解反應(yīng)會加劇脂肪的氧化反應(yīng)，其水解過程會為氧化反應(yīng)提供不飽和脂肪酸作為氧化底物[24]。其中，40、50、60 ℃下加速貯藏35 d后AV分別達(dá)到（2.99±0.32）、（3.18±0.32）、（3.37±0.00）mg/g，說明加速貯藏溫度會影響蛋黃粉的AV，且加速貯藏溫度越高，脂肪水解速率越快，產(chǎn)生的游離脂肪酸含量越多[25]，AV越高,脂肪氧化反應(yīng)越劇烈。

圖1 蛋黃粉在加速貯藏過程中的AV變化Fig. 1 Changes in acid value of egg yolk powder during accelerated storage

2.3 蛋黃粉加速貯藏過程中PV變化

由圖2可知，蛋黃粉經(jīng)過加速貯藏后，溫度越高，蛋黃粉PV變化速率越快,說明溫度對蛋黃粉的氧化穩(wěn)定性有很大影響。經(jīng)過40、50 ℃和60 ℃的加速貯藏后，蛋黃粉的PV從貯藏前的（1.72±0.14）mg/kg分別增長到最大值（（3.18±0.08）、（3.23±0.05）mg/kg和（（4.00±0.05）mg/kg），說明此時氫過氧化物的產(chǎn)生速率大于其分解速率，脂質(zhì)氫過氧化物在此過程中不斷產(chǎn)生和積累，所以導(dǎo)致蛋黃粉的PV上升[26]。在整個貯藏期間，40 ℃貯藏蛋黃粉的PV隨貯藏時間的延長呈線性增加，而在50 ℃和60 ℃下貯藏的蛋黃粉，分別在貯藏的28 d和21 d后其PV呈現(xiàn)下降的趨勢。這是由于脂肪氧化的中間產(chǎn)物氫過氧化物對熱不穩(wěn)定，高溫促使其分解產(chǎn)生各種次級氧化產(chǎn)物，如醛、酮、酸和醇等[27]，所以造成PV降低。這與Farris等[28]研究的60 ℃下貯存的橄欖油PV變化趨勢相似。由于脂肪氧化反應(yīng)過程的氫過氧化物一直處于生成和氧化分解的動態(tài)平衡狀態(tài)，并且較高的溫度可以促進氫過氧化物的形成和分解。所以貯藏在60 ℃的蛋黃粉在第21天時PV達(dá)到最大值，而貯藏在40 ℃和50 ℃的蛋黃粉滯后于60 ℃的蛋黃粉分別在第35天和第28天出現(xiàn)最大值。

圖2 蛋黃粉在加速貯藏過程中的PV變化Fig. 2 Changes in PV of egg yolk powder during accelerated storage

2.4 蛋黃粉加速貯藏過程中TBARS值變化

由氫過氧化物分解形成的小分子產(chǎn)物丙二醛，是PUFA與氧反應(yīng)的初始產(chǎn)物，可以與硫代巴比妥酸形成粉紅色的絡(luò)合物，通常被認(rèn)為是脂質(zhì)氧化的次級產(chǎn)物，也是脂質(zhì)氧化產(chǎn)生不良?xì)馕兜脑騕29]。因此，TBARS值可以反映脂質(zhì)次級氧化階段的變化情況。從圖3可以看出，隨著貯藏時間的延長，蛋黃粉的TBARS值呈上升趨勢。貯藏初期，蛋黃粉的初始TBARS值為（0.54±0.02）mg/kg，經(jīng)過40、50 ℃和60 ℃下的加速氧化貯藏后，蛋黃粉的TBARS值分別顯著增加到最大值（（1.59±0.03）、（1.68±0.03）mg/kg和（1.79±0.03）mg/kg）。當(dāng)貯藏時間相同時，60 ℃下蛋黃粉的TBARS值顯著高于40 ℃和50 ℃下貯藏的蛋黃粉（P＜0.05）。這說明隨著加速貯藏溫度的升高，蛋黃粉中脂肪的次級氧化程度加劇，較高的貯藏溫度會增加丙二醛或其他副產(chǎn)物的含量。60 ℃下貯藏28 d后，蛋黃粉TBARS值出現(xiàn)下降的變化趨勢，這可能是由于產(chǎn)生的丙二醛與胺、氨基酸、蛋白質(zhì)或核苷酸反應(yīng)或聚合形成二聚體或者三聚體[30-31]，導(dǎo)致與硫代巴比妥酸反應(yīng)的丙二醛含量降低，進而導(dǎo)致TBARS值下降。這與Roldan等[32]研究不同烹飪溫度和時間對羊腰肉TBARS值的影響結(jié)果一致。

圖3 蛋黃粉在加速貯藏過程中的TBARS值變化Fig. 3 Changes in TBARS value of egg yolk powder during accelerated storage

2.5 蛋黃粉加速貯藏過程中p-AV變化

脂肪在次級氧化過程中產(chǎn)生的醛類物質(zhì)（主要是α/β-不飽和醛）的量可以用p-AV來表征[33]，p-AV越大，說明脂肪氧化變質(zhì)情況越嚴(yán)重。由圖4可知，伴隨加速貯藏時間的延長，3 組蛋黃粉的p-AV都呈現(xiàn)上升的變化趨勢。Ali等[34]研究高溫條件下微波輻照對花生油氧化穩(wěn)定性的影響，也發(fā)現(xiàn)花生油的p-AV隨著加熱時間的延長而升高。在40、50 ℃和60 ℃下貯藏35 d后，蛋黃粉的p-AV由貯藏初期的1.33±0.09分別增加到3.65±0.19、4.18±0.14和5.28±0.10，其中蛋黃粉在60 ℃下貯藏時，p-AV隨貯藏時間延長上升速率較快（P＜0.05），而在50 ℃和60 ℃下貯藏時，p-AV隨貯藏時間延長變化較為緩慢，說明較低的加速貯藏溫度可以減緩p-AV的增加。Wang Xinyun等[35]研究溫度對金槍魚脂質(zhì)氧化的影響，發(fā)現(xiàn)較高的貯藏溫度會促進脂質(zhì)氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量醛類物質(zhì)。Ali等[36]研究發(fā)現(xiàn)米糠油的p-AV隨加熱時間的延長呈現(xiàn)上升趨勢。

圖4 蛋黃粉在加速貯藏過程中的p-AV變化Fig. 4 Changes in p-AV of egg yolk powder during accelerated storage

2.6 蛋黃粉加速貯藏過程中TOTOX變化

TOTOX反映初級氧化產(chǎn)物和次級氧化產(chǎn)物的總含量，可以更全面地評價脂肪的總體氧化程度，且TOTOX越低，表明富含脂肪食品的氧化穩(wěn)定性越好[37]。圖5中蛋黃粉的TOTOX變化趨勢與PV的變化趨勢相似，在40 ℃下貯藏時，蛋黃粉TOTOX在整個貯藏期內(nèi)一直呈現(xiàn)顯著增加的趨勢（P＜0.05），并在第35天達(dá)到最大值（7.94±0.14）。在50 ℃的貯藏溫度下，TOTOX呈現(xiàn)先顯著增加后下降的變化趨勢，在第28天達(dá)到最大值（7.85±0.09）。而在60 ℃下貯藏時，在貯藏期間的前28 d，蛋黃粉TOTOX從初始值3.99±0.29增長到9.58±0.10，然后呈現(xiàn)快速下降的趨勢，到第35天時下降至9.09±0.10（P＜0.05）。在加速貯藏過程中，60 ℃下貯藏的蛋黃粉TOTOX顯著高于40 ℃和50 ℃下貯藏的蛋黃粉（P＜0.05），這表明較高的加速貯藏溫度可以有效促進初級和次級氧化產(chǎn)物的形成，從而降低氧化穩(wěn)定性。Hu Yuanyuan等[26]研究不同烘烤溫度對扇貝脂質(zhì)氧化的影響也發(fā)現(xiàn)TOTOX的類似變化。

圖5 蛋黃粉在加速貯藏過程中TOTOX變化Fig. 5 Changes in TOTOX of egg yolk powder during accelerated storage

2.7 蛋黃粉加速貯藏過程中脂肪酸組成與相對含量變化

如表3所示，蛋黃粉中共檢測出14 種脂肪酸，其中包括飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）4 種、單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）4 種和PUFA 6 種。蛋黃粉中的脂肪酸以棕櫚油酸（C16:1n-7）、棕櫚酸（C16:0）、亞油酸（C18:2n-6）、油酸（C18:1n-9）、硬脂酸（C18:0）和花生四烯酸（C20:4n-6）的含量最為豐富。新鮮蛋黃粉中含有大量的PUFA（（42.87±0.16）%），SFA次之（（33.87±0.13）%），MUFA含量最少（（23.50±0.10）%）。脂質(zhì)的氧化速率與組成脂質(zhì)的脂肪酸的不飽和度、雙鍵數(shù)量等密切相關(guān)[38]。蛋黃粉中的PUFA含量較多，脂質(zhì)氧化速度加快，這也是蛋黃粉在貯藏期間發(fā)生脂質(zhì)氧化的主要原因。

表3 蛋黃粉在加速貯藏過程中脂肪酸組成變化Table 3 Changes in fatty acid composition of egg yolk powder during accelerated storage %

De Leonardis等[39]研究發(fā)現(xiàn)，脂肪酸組成是影響脂肪熱氧化穩(wěn)定性的重要因素。與新鮮蛋黃粉相比，加速貯藏35 d后，MUFA和PUFA的相對含量降低，但PUFA相對含量的下降程度相對MUFA較大，這可能是由于PUFA含共軛雙鍵[40]。共軛雙鍵容易與自由基反應(yīng)生成短鏈烷烴等產(chǎn)物[41]，且易發(fā)生氧化降解反應(yīng)生成SFA[18]，從而導(dǎo)致PUFA相對含量降低，SFA相對含量升高，其中PUFA中以亞油酸（C18:2n-6）和花生四烯酸（C20:4n-6）相對含量的下降趨勢最為明顯，SFA中以肉豆蔻酸（C14:0）、棕櫚酸（C16:0）、C17:0和硬脂酸（C18:0）4 種SFA相對含量上升最明顯。De Leonardis等[39]研究不同熱處理溫度和時間對油脂的氧化影響，發(fā)現(xiàn)SFA相對含量的升高與PUFA相對含量的降低有關(guān)。

同一時間點，加速貯藏溫度越高，PUFA的降解速率越快，表明蛋黃粉發(fā)生了自動氧化。Cintra等[42]研究發(fā)現(xiàn)，PUFA中較高的油酸（C18:1n-9）含量與降低冠心病風(fēng)險密切相關(guān)，因為它有助于降低總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇含量。亞麻酸（C18:3n-3）和亞油酸（C18:2n-6）是人體中的必需脂肪酸，必須從飲食中獲取。從表3可知，經(jīng)過60 ℃加速貯藏35 d后，蛋黃粉中的油酸（C18:1n-9）相對含量從0 d時的（16.86±0.11）%顯著下降至（14.20±0.09）%（P＜0.05），亞油酸（C18:2n-6）和亞麻酸（C18:3n-3）相對含量從0 d時的（35.38±0.04）%和（0.20±0.03）%分別下降至（35.31±0.07）%和（0.11±0.02）%（P＜0.05），富含脂肪食品的氧化穩(wěn)定性與亞油酸和亞麻酸含量有關(guān)，降低亞油酸和亞麻酸含量有利于提升食品穩(wěn)定性[43]。另外，與貯藏初期相比，在各溫度加速貯藏末期，作為人體生長發(fā)育必不可少的脂肪酸二十二碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）（C20:5n-3）和DHA（C22:6n-3）相對含量整體上顯著降低（P＜0.05），說明蛋黃粉在貯藏過程中營養(yǎng)價值下降。Li Deyang等[9]也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，即加速貯藏后導(dǎo)致南北美對蝦中的PUFA（特別是EPA和DHA）的含量顯著下降（P＜0.05）。

2.8 蛋黃粉加速貯藏過程中的FTIR光譜分析

為研究蛋黃粉在加速貯藏過程中結(jié)構(gòu)和官能團的變化，檢測了蛋黃粉脂質(zhì)在40 ℃下的FTIR光譜變化，結(jié)果如圖6所示。蛋黃粉脂質(zhì)在貯藏過程中的FTIR光譜圖非常相似，但吸收峰的強度有一些細(xì)微的變化。這些變化主要是由于蛋黃粉脂質(zhì)氧化過程中產(chǎn)生了氫過氧化物、醛、酮和游離脂肪酸等氧化產(chǎn)物[44]。因此，可利用紅外光譜從特征官能團的角度分析蛋黃粉的脂質(zhì)氧化。

從圖6可以看出，蛋黃粉脂質(zhì)的紅外光譜在3 006、2 922、2 853、1 745、1 464、1 378、1 236、1 160、1 096 cm－1和722 cm－1處有特征吸收峰。其中，3 006 cm－1處的吸收峰歸因于脂質(zhì)中烯烴不飽和碳原子的伸縮振動，此處的吸收峰強度與不飽和脂肪酸（亞油酸和亞麻酸）的含量有關(guān)，在氧化過程中，吸收峰會緩慢地向低波數(shù)方向移動[45]。2 922 cm－1和2 853 cm－1處分別為—CH2—和—CH3的不對稱和對稱伸縮振動峰，兩者的吸收峰強度隨氧化時間的延長而增加，與蛋黃粉的脂肪酸組成變化有關(guān)。1 745 cm－1處的吸收峰歸因于甘油三酯羰基（—C＝O）的伸縮振動，此處的吸收峰強度最高，在氧化過程中逐漸增強，這是蛋黃粉發(fā)生氧化后產(chǎn)生的醛、酮和酸等物質(zhì)使羰基官能團數(shù)量增加而引起的，是脂質(zhì)產(chǎn)生異味的主要原因[44]。1 464 cm－1和1 377 cm－1處的吸收峰對應(yīng)于亞甲基（—CH2—）和甲基（—CH3）彎曲振動。1 236、1 160 cm－1和1 096 cm－1處的吸收峰歸因于酯基的伸縮振動。在722 cm－1處的吸收峰為順式取代烯烴存在的—CH2—伸縮振動和面外彎曲振動的重疊峰[46]，由于脂質(zhì)的氧化和C＝C—H化學(xué)鍵數(shù)量的增加，此波段的脂肪酸組成和峰強度也發(fā)生了變化。蛋黃粉脂質(zhì)經(jīng)過不同溫度的加速處理前后，吸收峰強度略有改變，但峰的位置并未發(fā)生明顯偏移，說明加速貯藏處理并未明顯改變蛋黃粉的結(jié)構(gòu)。這與Kharbach等[47]研究堅果油在貯藏過程中的FTIR結(jié)果相似。

2.9 蛋黃粉感官評定

蛋黃粉的脂質(zhì)氧化穩(wěn)定性與感官特性密切相關(guān)。通過感官評定可以較為直觀地反映蛋黃粉在加速貯藏過程中的色澤、滋味與氣味、顆粒狀態(tài)和蛋黃粉的溶解情況，從而體現(xiàn)蛋黃粉的品質(zhì)。蛋黃粉在40、50 ℃和60 ℃條件下貯藏0、7、14、21、28 d和35 d時的感官評分如圖7所示。隨著貯藏時間的延長，蛋黃粉的感官品質(zhì)明顯降低，并且溫度越高，下降速率越快，這是由于高溫加速了蛋黃粉的脂質(zhì)氧化變化，使蛋黃粉逐漸失去原有的色澤和氣味，感官評分下降。

圖7 加速貯藏過程對蛋黃粉感官評分的影響Fig. 7 Effect of accelerated storage on the sensory score of egg yolk powder

2.10 蛋黃粉貨架期預(yù)測

2.1 0.1 蛋黃粉品質(zhì)指標(biāo)與感官評分Pearson相關(guān)性分析

由表4可知，在40、50、60 ℃貯藏溫度下，蛋黃粉的感官評分與大多數(shù)品質(zhì)指標(biāo)之間存在顯著相關(guān)性。脂質(zhì)氧化是導(dǎo)致貯藏過程中蛋黃粉品質(zhì)下降的主要原因。在所有理化指標(biāo)中，PV是反映脂質(zhì)初級氧化程度的指標(biāo)，與感官評分之間的相關(guān)性較其他指標(biāo)更高，且相關(guān)性達(dá)到極顯著水平（40 ℃：r＝－0.995；50 ℃：r＝－0.998；60 ℃：r＝－0.994）。因此可將PV作為蛋黃粉品質(zhì)劣變動力學(xué)方程及貨架期預(yù)測模型的關(guān)鍵指標(biāo)。

2.1 0.2 品質(zhì)劣變動力學(xué)方程的建立

以PV作為品質(zhì)劣變動力學(xué)的關(guān)鍵指標(biāo)，對不同加速貯藏溫度（40、50 ℃和60 ℃）下的蛋黃粉進行零級和一級動力學(xué)方程線性回歸擬合，可得到相應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)k和決定系數(shù)R2。決定系數(shù)R2越大，則說明動力學(xué)模型的擬合度越高，從表5可知，蛋黃粉在40、50 ℃和60 ℃下的零級動力學(xué)模型決定系數(shù)R2分別為0.997 4、0.988 2、0.971 9，均比一級動力學(xué)模型R2大，說明蛋黃粉在加速貯藏過程中PV的變化更符合零級動力學(xué)模型。

表5 不同加速貯藏溫度下蛋黃粉PV變化的動力學(xué)方程擬合結(jié)果Table 5 Kinetic fitting results of PV changes of egg yolk powder at different accelerated storage temperatures

2.1 0.3 蛋黃粉貨架期預(yù)測模型的建立及驗證

Arrhenius方程是貨架期預(yù)測常用的二級模型，被廣泛用于富含脂肪食品的貨架期預(yù)測。在不同加速貯藏溫度（40、50 ℃和60 ℃）下，蛋黃粉零級動力學(xué)模型中的反應(yīng)速率常數(shù)k和貯藏溫度T分別代入到Arrhenius方程進行擬合，以溫度倒數(shù)（1/T）為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)k的對數(shù)值（lnk）為縱坐標(biāo)，建立PV的Arrhenius曲線，擬合結(jié)果如表6所示，相應(yīng)的活化能EA為19.58 kJ/mol，指前因子k2為83.93。

結(jié)合零級品質(zhì)劣變動力學(xué)模型，可以得到蛋黃粉在不同貯藏溫度下以PV為品質(zhì)指標(biāo)的貨架期預(yù)測模型，模型如式（9）所示。

將蛋黃粉置于常溫（25 ℃）環(huán)境條件下，對貨架期預(yù)測模型得到的預(yù)測值與實測值進行對比驗證，驗證結(jié)果如表7所示。蛋黃粉在25 ℃時的預(yù)測貨架期為580 d，與實際貨架期（（624.67±8.38）d）之間的相對誤差為－7.15%，說明此模型對預(yù)測不同貯藏溫度下蛋黃粉的貨架期有一定的應(yīng)用價值。

表7 蛋黃粉貨架期模型驗證結(jié)果Table 7 Validation results of shelf life prediction model for egg yolk powder

3 結(jié) 論

本研究利用Schaal烘箱加速貯藏試驗，探究加速貯藏溫度對蛋黃粉脂質(zhì)氧化的影響，通過對色澤參數(shù)、初級和次級氧化產(chǎn)物、脂肪酸組成與相對含量的測定及FTIR的分析，研究蛋黃粉的脂質(zhì)氧化過程，并預(yù)測蛋黃粉在常溫（25 ℃）環(huán)境下的貨架期。結(jié)果表明，在加速貯藏過程中，蛋黃粉的色澤逐漸變暗，初級和次級氧化產(chǎn)物不斷增多，PUFA不斷發(fā)生氧化降解。將品質(zhì)劣變動力學(xué)方程與Arrhenius方程相結(jié)合，建立了以PV為特征指標(biāo)的零級貨架期預(yù)測模型。經(jīng)驗證，蛋黃粉在25 ℃的貯藏溫度下，預(yù)測貨架期為580 d，實際貨架期為（624.67±8.38）d，相對誤差為－7.15%，表明建立的貨架期預(yù)測模型較為準(zhǔn)確，進而可為蛋黃粉的品質(zhì)控制和貨架期監(jiān)測提供參考依據(jù)。