低溫錫箔烘烤和微波處理對南瓜籽油脂肪酸組成變化及貨架期影響的研究

薛 山

(閩南師范大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;菌物產(chǎn)業(yè)福建省高校工程研究中心;漳臺(tái)休閑食品與茶飲料研究所,漳州 363000)

南瓜籽是南瓜加工的副產(chǎn)物,油脂含量豐富,占南瓜籽干質(zhì)量的35%～64%[1]。諸多研究已證實(shí),南瓜籽油富含單不飽和脂肪酸(MUFA,如油酸)和多不飽和脂肪酸(PUFA,如亞油酸和亞麻酸),是一種食用價(jià)值的較高油脂[2]。然而,PUFA和MUFA對氧化十分敏感,且加熱過程中比飽和脂肪酸(SFA)更易氧化[3],可見,過高溫度的劇烈加熱會(huì)引發(fā)南瓜籽油的氧化反應(yīng),從而也影響油脂儲(chǔ)藏品質(zhì)與貨架期限。

南瓜籽的處理方法可粗略分為炒制和烘烤,炒制是南瓜籽的傳統(tǒng)加工方式,但炒制過程極易導(dǎo)致南瓜籽油發(fā)生氧化酸敗,而烘烤加工后的南瓜籽油儲(chǔ)藏時(shí)間較炒制更長,且還能夠含有更多的多酚、維生素E等具有抗氧化活性的油脂伴隨物[4,5]。烘制南瓜籽預(yù)處理常用的方式有高溫烘烤、低溫錫箔烘烤和微波處理等[6]。其中,低溫烘焙(100～130 ℃)作為一種相對健康、環(huán)保的烹飪加工方式近年來得到了廣泛關(guān)注。低溫烘焙技術(shù)是利用真空原理,將食品在低溫條件下迅速加熱的技術(shù)手段,較之傳統(tǒng)高溫烘焙(180～200 ℃),不僅更少破壞食品中的營養(yǎng)成分,不產(chǎn)生或少產(chǎn)生有害物質(zhì),還能夠?qū)崿F(xiàn)低含水量、口感酥脆、保留食品原汁原味等優(yōu)勢[7],目前已應(yīng)用于豆類、谷物類糧食加工。同時(shí),采用錫箔包裹烘烤,不僅更清潔衛(wèi)生,也能夠使食品受熱更均勻[8]。與此同時(shí),微波輔助萃取作為一種高效的油脂提取技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注[9]。微波加熱具有提取時(shí)間短、提取率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)[10,11],微波處理已廣泛應(yīng)用于許多食用種子和堅(jiān)果加工中,能引起各種物化變化,如油脂的脂質(zhì)組分(脂肪酸、生育酚)[12,13]。孔凡等[14]報(bào)道稱適當(dāng)?shù)奈⒉A(yù)處理能夠顯著增加南瓜籽油中油脂伴隨物含量,提高油脂的氧化穩(wěn)定性與抗氧化能力。目前鮮有低溫錫箔烘烤和微波處理對南瓜籽油中性、極性脂肪酸組成影響的相關(guān)研究。

研究比較低溫錫箔烘烤和微波處理2種加工方式對南瓜籽油儲(chǔ)藏期間中性脂肪酸、磷脂脂肪酸與總脂肪酸組成的影響,同時(shí),通過測定不同處理后南瓜籽油酸價(jià)(AV)與過氧化值(POV)的變化差異,結(jié)合一級(jí)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程和Arrhenius方程基于總脂肪酸中PUFA占比建立南瓜籽油儲(chǔ)藏動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測其貨架期變化,以期為南瓜籽油及其產(chǎn)品的生產(chǎn)研發(fā)及安全儲(chǔ)藏提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

南瓜籽(裸仁),品種為東引一號(hào),產(chǎn)自中國新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市。乙醚、石油醚、苯、氯化鈉、無水硫酸鈉、酚酞指示劑、乙醚、異丙醇、氫氧化鈉、三氯甲烷、冰乙酸、碘化鉀、硫代硫酸鈉、硫代巴比妥酸、三氯乙酸、丙二醛(分析純)、正已烷(色譜純)、三氟化硼甲醇溶液、三十七種脂肪酸甲酯混標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)品)。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

US6180D微波反應(yīng)器,DZF-6034A真空烤箱,DGG-9140B電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,AR124CN電子天平,HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋,XW-80A漩渦混合器,RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器,SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式多用真空泵,7890B氣相色譜儀。

1.3 測定方法

1.3.1 南瓜籽加工處理方式

人工選擇完整的種子,去除破碎或破損的種子,于(30.0±1.0)℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥48 h(水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在4%以下),裝入聚乙烯袋,4 ℃保存?zhèn)溆肹1]。基于前期實(shí)驗(yàn),低溫錫箔烘烤處理?xiàng)l件為:將南瓜籽樣品用錫箔紙包裹,放入125 ℃烤箱烘烤15 min,此時(shí)南瓜籽粗油得率為(26.50±0.25)%;微波預(yù)處理?xiàng)l件選擇中功率(500 W)處理6 min,此時(shí)南瓜籽粗油得率為(27.93±0.27)%。

1.3.2 儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)

將低溫錫箔烘烤處理和微波處理后的南瓜籽粗油分別于4、25 ℃將南瓜籽儲(chǔ)藏0、3、6、9 d和 0、1、2、3 d,對樣品進(jìn)行相關(guān)理化指標(biāo)的測定。

1.3.3 南瓜籽油脂肪酸組成分析

1.3.3.1 南瓜籽粗油提取

南瓜籽粗油的提取參照Moo-Huchin等[15]方法略微修改:分別稱取約20 g經(jīng)處理后的南瓜籽,粉碎后過30目篩(0.59 mm),按液料比12∶1 mL/g加入石油醚于45 ℃索式萃取4 h,之后于45 ℃真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中揮干溶劑,即得南瓜籽粗油。

1.3.3.2 油脂的分離

中性油脂和極性磷脂的分離薛山等[16,17]的方法,將提取的油脂用2 mL氯仿溶解后,用硅膠柱吸附,然后分別用5倍體積的氯仿和3倍體積的甲醇溶液洗脫,分別得到含中性油脂和磷脂的溶液,旋蒸揮干后即分別得到中性油脂和磷脂。

1.3.3.3 脂肪酸組成分析

向各油脂組分加入3 mL苯和石油醚溶液(體積比為1∶1),轉(zhuǎn)移至10 mL具塞試管中,加入2 mL三氟化硼-甲醇溶液,混勻振蕩,封口,放入50 ℃恒溫水浴鍋中水浴2 h,放入4 ℃冰箱過夜。氣相分析前加入1 mL正己烷(色譜純),漩渦振蕩后靜置分層,吸取上清液1 mL過0.45 μm有機(jī)相濾膜后裝瓶備用[3]。

脂肪酸甲酯的測定采用7890B氣相色譜儀,使用FID 檢測器和SH-RtTM-2560氣相色譜柱(100.00 m×0.25 mm×0.20 μm),分流比10∶1,進(jìn)樣量1 μL,載氣為氮?dú)?流速為 1.5 mL/min,進(jìn)樣口和檢測器的溫度均為250 ℃。柱箱的升溫程序?yàn)?起始溫度為140 ℃,保持1 min,以4 ℃/min升到240 ℃并保持 5 min。脂肪酸的定性分析采用與37種混合脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間進(jìn)行對比,定量分析采用面積歸一化。脂肪酸含量用單個(gè)脂肪酸占總脂肪酸的相對比例表示。

1.3.4 南瓜籽粗油的品質(zhì)變化

1.3.4.1 酸價(jià)(AV)

參考GB 5009.229—2016《食品中酸價(jià)的測定》。

1.3.4.2 過氧化值(POV)

參考GB 5009.227—2016《食品中過氧化值的測定》。

1.3.5 南瓜籽粗油儲(chǔ)藏品質(zhì)動(dòng)力學(xué)模型構(gòu)建

1.3.5.1 一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程

一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以體現(xiàn)儲(chǔ)藏品質(zhì)指標(biāo)變化與時(shí)間t之間的關(guān)系,也可對產(chǎn)品的貨架期進(jìn)行預(yù)測。一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程見式(1):

A=A0ekt

(1)

式中:A和A0分別為儲(chǔ)藏至第t天和0 d時(shí)的觀測品質(zhì)指標(biāo)值;k為儲(chǔ)藏品質(zhì)指標(biāo)變化速率常數(shù);t為樣品的儲(chǔ)藏時(shí)間/d。

1.3.5.2 Arrhenius方程

阿倫尼烏斯方程可以反映變化速率常數(shù)k與熱力學(xué)溫度T之間的關(guān)系。當(dāng)計(jì)算出不同溫度條件下速率常數(shù)后,以lnk對1/T作圖可擬合出斜率為-Ea/R的直線,Y軸截距為lnk0的線性方程,即可計(jì)算出反應(yīng)活化能Ea和前因子k0。Arrhenius方程見式(2):

(2)

式(2)取對數(shù)后:

(3)

式中:k0為方程的前因子(頻率因子);Ea為儲(chǔ)藏品質(zhì)指標(biāo)變化反應(yīng)的活化能/(J/moL);T為絕對溫度/K;R為氣體常數(shù)[8.314 4 J/(mol·K)];k0和Ea都是與反應(yīng)系統(tǒng)物質(zhì)本性有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。

將一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Arrhenius方程結(jié)合起來,只要確定感官評(píng)定終點(diǎn)對應(yīng)的儲(chǔ)藏品質(zhì)指標(biāo)值以及某一儲(chǔ)藏溫度,即可對產(chǎn)品貨架期進(jìn)行理論預(yù)測。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理方法

每組處理重復(fù)3次,數(shù)據(jù)結(jié)果用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS Statistics 24.0軟件對結(jié)果進(jìn)行單因素顯著性分析,P<0.05表示結(jié)果顯著。PLSR分析采用Unscrambler 9.7軟件,所有數(shù)據(jù)在分析前均用SPSS軟件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

2 結(jié)果與分析

2.1 儲(chǔ)藏期間南瓜籽油脂肪酸組成變化

2.1.1 GC分析南瓜籽油脂肪酸組成

經(jīng)氣相分析,低溫錫箔烘烤處理后南瓜籽總脂肪酸主要由棕櫚酸(C16∶0,23.52%)、硬脂酸(C18∶0,5.29%)、油酸 (C18∶1,cis-9,26.6%)、亞油酸(C18∶2,cis-9,12,44.59%)組成;微波預(yù)處理后南瓜籽總脂肪酸主要由棕櫚酸(C16∶0,25.81%)、硬脂酸(C18∶0,6.86%)、油酸(C18∶1,cis-9,15.79%)、亞油酸(C18∶2,cis-9,12)(51.54%)組成。2種不同處理后南瓜籽脂肪酸組成相同,但含量不同,微波組中PUFA(C18∶2,cis-9,12)含量較低溫錫箔烘烤組更高。2種處理的南瓜籽中性脂肪酸和磷脂脂肪酸與總脂肪酸組成一致,且PUFA(C18∶2)都顯示了較高的含量。低溫錫波烘烤組南瓜籽中性脂肪酸中C18∶2相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)占41.96%,極性脂肪酸中C18∶2相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)占48.06%,均低于微波預(yù)處理組(中性C18∶2相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)占49.93%,極性C18∶2相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)占52.17%)。這可能是因?yàn)楦吆康腜UFA不僅較大程度上決定油脂的生物活性和營養(yǎng)價(jià)值,也能顯著影響油脂的穩(wěn)定性[18]。

2.1.2 儲(chǔ)藏期間南瓜籽油脂肪酸組成變化

低溫錫箔烘烤和微波預(yù)處理南瓜籽于4 ℃和25 ℃儲(chǔ)藏期間的總脂肪酸、中性脂肪酸及磷脂脂肪酸變化,4 ℃和25 ℃儲(chǔ)藏期間南瓜籽油脂肪酸組成變化見表1。

表1 4 ℃和25 ℃儲(chǔ)藏期間南瓜籽油脂肪酸組成變化

2種處理的南瓜籽總脂肪酸中SFA(C16∶0和C18∶0)以及MUFA(C18∶1)在0～9 d儲(chǔ)藏期顯著升高(P<0.05);而PUFA(C18∶2)呈下降趨勢(P<0.05),中性脂肪與極性磷脂的變化趨勢與總脂肪酸類似。

在4 ℃儲(chǔ)藏期間(表1),微波組總脂肪酸中C16∶0在變化較低溫錫箔烘烤組更顯著(P<0.05),尤其是6～9 d階段升高更明顯;低溫烘烤組中性油脂中SFA整體變化不顯著(P>0.05),而微波組SFA升高顯著((P<0.05);低溫烘烤組極性油脂中SFA和MUFA升高以及PUFA的下降均較微波組顯著。

25 ℃儲(chǔ)藏期間,2組南瓜籽總脂肪酸、中性脂肪酸、磷脂脂肪酸的相對含量變化趨勢與4 ℃基本一致,各組分中SFA(C16∶0和C18∶0)和MUFA(C18∶1)顯著升高,其中,中性脂肪酸中的C16∶0和MUFA(C18∶1)的升高較磷脂中升高更為顯著(P<0.05),而PUFA(C18∶2)顯著下降,磷脂PUFA(C18∶2)相對含量的下降較中性脂肪變化更顯著(P<0.05)。

低溫錫箔烘烤組總脂中PUFA(C18∶2)下降較微波組顯著,且其C18∶2在1～2 d變化較其他階段顯著,而微波組2～3 d變化較其他階段顯著。低溫烘烤組的MUFA(C18∶1)整體較微波組高,且儲(chǔ)藏期間升高較微波組更顯著(P<0.05);同時(shí),低溫烘烤組中性PUFA(C18∶2)相對含量的下降較微波組顯著(P<0.05);儲(chǔ)藏期間磷脂脂肪酸組成變化與中性脂肪酸組成變化類似,其中低溫烘烤組磷脂中PUFA(C18∶2)在1～2 d儲(chǔ)藏期間下降幅度較其他區(qū)間明顯,這與其總脂組成變化趨勢類似。

2.2 儲(chǔ)藏期間南瓜籽油脂肪酸組成變化的PLSR分析

各指標(biāo)相關(guān)性的荷載圖如圖1所示。為了更清楚地描述不同處理對南瓜籽儲(chǔ)藏期間脂肪酸組成變化的影響,采用PLSR建立多元統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)模型。PLSR結(jié)合了主成分分析、典型相關(guān)分析以及多元線性回歸分析這3種方法的優(yōu)勢[3,16,19,20],目前已有報(bào)道應(yīng)用于Hyla兔系熱加工條件下脂肪酸組成變化[3]、Inra兔系生長期間脂肪酸沉積規(guī)律變化[16]、低脂和全脂酸奶的區(qū)分[19]、豬肉香腸檢測[20]等領(lǐng)域。

注:X軸代表2種處理的不同儲(chǔ)藏條件(LB4-0 d,LB4-3 d,LB4-6 d,LB4-9 d,LB25-1 d,LB25-2 d,LB25-3 d,MW4-0 d,MW4-3 d,MW4-6 d,MW4-9 d,MW25-1 d,MW25-2 d,MW25-3 d)和LB-SFA, LB-MUFA, LB-PUFA, MW-SFA, MW-MUFA, MW-PUFA,20個(gè)0/1樣品變量(LB4和LB25分別代表低溫錫箔烘烤后于4 ℃和25 ℃儲(chǔ)藏,MW4和MW25分別代表微波處理后于4°和25 ℃儲(chǔ)藏);Y軸代表南瓜籽油總脂肪酸(T)、中性脂肪酸(Z)、磷脂脂肪酸(L)組成;內(nèi)圓和外圓分別代表相關(guān)系數(shù)R2為0.5、1.0;編號(hào)1～4分別代表C16∶0、C18∶0、C18∶1、C18∶2。

經(jīng)PLSR,得到2個(gè)主成分,低溫錫箔烘烤和微波預(yù)處理組南瓜籽總脂肪酸、中性脂肪酸、磷脂脂肪酸各樣本儲(chǔ)藏期間的載荷圖,第1和2主成分分別解釋了Y變量的87%和10%。可見,不同處理方式、儲(chǔ)藏條件(溫度和時(shí)間)對南瓜籽脂肪酸的影響主要體現(xiàn)在第1主成分上。

在第1主成分上,在儲(chǔ)藏初期不同處理組南瓜籽總脂肪酸,中性脂肪酸以及磷脂脂肪酸中的PUFA(C18∶2)都有著較高的相對含量,且隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長而逐漸下降;儲(chǔ)藏時(shí)間越短,溫度越低,則P4(C18∶2)、T4(C18∶2)、N4(C18∶2)含量越高,而飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸的變化與之相反,尤其是T-SFA和 N-SFA。根據(jù)各樣品在第一主成分上的間距分布,微波組樣品在4 ℃儲(chǔ)藏和25 ℃儲(chǔ)藏時(shí)脂肪酸組成變化幅度相對均勻;而低溫錫箔烘烤組脂肪酸在4 ℃儲(chǔ)藏后期和25 ℃儲(chǔ)藏1～2 d期間變化幅度較大。整體來看,低溫錫箔烘烤組的脂肪酸組成較微波組變化更顯著,這可能與低溫錫箔烘烤組儲(chǔ)藏初期PUFA較微波組高,且儲(chǔ)藏期間N1(C16∶0)、P2(C18∶0)、P3(C18∶1)、T3(C18∶1)相對含量的大幅升高有關(guān)。

2.3 儲(chǔ)藏期間不同處理南瓜籽油AV變化

油脂在儲(chǔ)藏過程中,會(huì)因?yàn)樗帧⒐饩€、脂肪酶、溫度等因素發(fā)生分解,AV代表油脂分解后產(chǎn)生游離脂肪酸的量,它是衡量油脂酸敗品質(zhì)一項(xiàng)重要指標(biāo)。經(jīng)低溫錫箔烘烤處理(LB組)和微波處理(MW組)南瓜籽粗油在4、25 ℃儲(chǔ)藏條件下AV的變化,不同處理組南瓜籽油在4 ℃和25 ℃儲(chǔ)藏條件下AV變化如圖2所示。

圖2 不同處理組南瓜籽油在4 ℃和25 ℃儲(chǔ)藏條件下AV變化

在4 ℃和25 ℃儲(chǔ)藏期間,2組處理南瓜籽粗油的AV值都有顯著升高,其中LB組在4 ℃儲(chǔ)藏3 d之后和25 ℃儲(chǔ)藏2 d之后較MW組有更顯著的升高,這可能是由于LB在此期間部分不飽和脂肪酸發(fā)生了較明顯的氧化所致,尤其是PUFA組分。這是由于熱處理確實(shí)影響了油脂的穩(wěn)定性,同時(shí)油脂在儲(chǔ)藏過程中受微生物、溫度、氧氣等作用發(fā)生水解,產(chǎn)生游離脂肪酸,因此AV由于游離脂肪酸的積累不斷增大[18],而另一方面,不同處理方式提得油脂中的油脂伴隨物也有所差異,會(huì)對油脂氧化有一定影響[21]。

根據(jù)GB/T 1.1—2009起草發(fā)布的LS/T 3250—2017中規(guī)定浸出成品南瓜籽油的酸值應(yīng)當(dāng)≤2.0mg KOH/g[22],本研究中樣品的酸值都在1.4～2.6 mg KOH/g之間,故微波預(yù)處理南瓜籽粗油在4 ℃ 0～3 d和25 ℃ 0～1 d儲(chǔ)藏期間品質(zhì)符合要求。

2.4 儲(chǔ)藏期間不同處理南瓜籽油POV變化

食品在儲(chǔ)藏期間,初期南瓜籽油脂富含的PUFA組分會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)進(jìn)而生成氫過氧化物,POV是衡量油脂變質(zhì)腐敗的重要參照指標(biāo)之一[23]。在不同儲(chǔ)藏條件下LB組和MW組南瓜籽的過氧化值變化趨勢,不同處理組南瓜籽油在4、25 ℃儲(chǔ)藏條件下POV變化如圖3所示,都呈現(xiàn)出隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長,POV顯著升高的規(guī)律。4 ℃儲(chǔ)藏時(shí)LB組POV在6～9 d期間顯著的升高,而MW組在3～9 d期間有了大幅升高,且升高幅度較低溫錫箔烘烤組更顯著。25 ℃儲(chǔ)藏時(shí),LB組在儲(chǔ)藏期間變化幅度相對均勻,而MW組POV在整個(gè)儲(chǔ)藏期間都有著更為顯著的增長,且整體高于LB組。這可能是由于微波組在此期間脂類氧化產(chǎn)生了較多的氫氧化物所致。

圖3 不同處理組南瓜籽油在4 ℃和25 ℃儲(chǔ)藏條件下POV變化

GB 2716—2005規(guī)定,食用植物油和植物原油的POV都必須≤0.25 g/100 g,在國家其他標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)行質(zhì)量分級(jí)管理。樣品POV在0.06～0.22 g/100 g之間,故微波預(yù)處理所得南瓜籽油在4 ℃ 0～3 d和25 ℃ 0～9 d儲(chǔ)藏期間品質(zhì)同樣符合要求。

2.5 南瓜籽油儲(chǔ)藏過程中品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)模型的建立與驗(yàn)證

2.5.1 儲(chǔ)藏期間不同處理南瓜籽油PUFA相對含量與AV和POV的相關(guān)性

諸多研究顯示,南瓜籽的PUFA對其功效發(fā)揮起著重要的作用,比如預(yù)防濕疹、抗過敏、降血糖和血脂、抑制血栓形成和血小板聚集、預(yù)防及治療前列腺疾病等[14,24,25],因此選用南瓜籽油總脂肪酸中PUFA占比與AV和POV進(jìn)行相關(guān)性分析,不同處理南瓜籽油PUFA相對含量與AV和POV的相關(guān)性見表2,南瓜籽油總脂肪酸中PUFA(C18∶2)相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)與過氧化值、酸價(jià)的變化呈現(xiàn)了較好的相關(guān)性(P<0.05),且pearson相關(guān)系數(shù)均大于0.9,且在25 ℃儲(chǔ)藏時(shí)與AV變化的相關(guān)性極顯著(P<0.01)。鑒于此,選擇POV進(jìn)行粗南瓜籽油儲(chǔ)藏過程中貨架期預(yù)測模型的構(gòu)建。

表2 不同處理南瓜籽油PUFA相對含量與AV和POV的相關(guān)性

2.5.2 不同儲(chǔ)藏方式下南瓜籽粗油POV變化的回歸方程

利用Origin 8.0對不同儲(chǔ)藏溫度條件下過氧化值變化曲線進(jìn)行線性擬合,得到擬合線性回歸方程和回歸系數(shù)R2及變化速率常數(shù)k值,不同儲(chǔ)藏方式下南瓜籽粗油POV變化的回歸方程見表3,4 ℃(277.15 K)和25 ℃(298.15 K)儲(chǔ)藏條件下所分別建立回歸方程的復(fù)相關(guān)系數(shù)R2均大于0.95,表明回歸方程具有較高的擬合度;同時(shí),得到過氧化值的變化速率常數(shù)k。

表3 不同儲(chǔ)藏方式下南瓜籽粗油POV變化的回歸方程

以lnk對儲(chǔ)藏溫度的倒數(shù)1/T作圖,得到線性方程y=-6.566 952 73x+19.147 85。由該方程計(jì)算得到過氧化值的活化能Ea為5.460 03×104J/mol,前因子k0為206 921 489.2。在此基礎(chǔ)上建立粗南瓜籽油儲(chǔ)藏過程中過氧化值變化速率常數(shù)k與儲(chǔ)藏溫度T之間的Arrhenius方程、動(dòng)力學(xué)方程以及貨架期預(yù)測方程分別為:

Arrhenius方程:

一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程:

貨架期預(yù)測公式:

據(jù)所得到的POV值貨架期預(yù)測方程,當(dāng)確定了儲(chǔ)藏溫度、初始POV值及終點(diǎn)POV值,即可計(jì)算出某一確定的溫度條件下南瓜籽油的儲(chǔ)藏時(shí)間,可對其貨架期進(jìn)行預(yù)測。此外,也可以通過南瓜籽油的儲(chǔ)藏溫度、初始POV值以及儲(chǔ)藏時(shí)間,計(jì)算出確定的儲(chǔ)藏溫度條件下儲(chǔ)藏一定時(shí)間后的POV值,對油脂品質(zhì)的變化進(jìn)行監(jiān)控。

2.5.3 不同處理南瓜籽油品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)模型的預(yù)測

根據(jù)國標(biāo)限量(POV值為0.25 g/100 g),得出4、25 ℃儲(chǔ)藏溫度下,LB組南瓜籽油的貨架期預(yù)測值分別為128.5、24.2 d,MW組南瓜籽油的貨架期預(yù)測值分別為94、28 d,與實(shí)際值差異不顯著(P<0.05),不同處理南瓜籽油的貨架壽命預(yù)測值與實(shí)際值比較見表4。2種處理的南瓜籽油耐儲(chǔ)性均良好,LB組的貨架期較MW組更長。此外,南瓜籽油儲(chǔ)藏品質(zhì)受加工處理方式、儲(chǔ)藏環(huán)境條件、包裝材料、微生物菌群等多因素影響[4,12],不同處理后南瓜籽中油脂伴隨物的組成與含量對南瓜籽油儲(chǔ)藏安全性的影響也將是后續(xù)進(jìn)一步探索的方向。

表4 不同處理南瓜籽油的貨架壽命預(yù)測值與實(shí)際值比較

3 結(jié)論

低溫錫箔烘烤和微波處理后的南瓜籽油均由棕櫚酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1,cis-9)、亞油酸(C18∶2,cis-9,12)4種主要脂肪酸組成,其中PUPA(C18∶2,cis-9,12)在總脂肪酸、中性脂肪酸、磷脂脂肪酸種相對含量豐富。在4、25 ℃儲(chǔ)藏過程中,2種處理南瓜籽總脂肪酸、中性脂肪酸、磷脂脂肪酸中總SFA(C16∶0和C18∶0)和MUFA(C18∶1)呈整體升高趨勢(P<0.05),而PUFA(C18∶2)呈下降趨勢(P<0.05)。微波組樣品在4 ℃儲(chǔ)藏和25 ℃儲(chǔ)藏時(shí)脂肪酸組成變化幅度較之低溫錫箔烘烤組相對均勻,低溫錫箔烘烤組儲(chǔ)藏初期PUFA較微波組高,其脂肪酸組成較微波組變化更顯著。在4、25 ℃儲(chǔ)藏期間,2種處理后南瓜籽油AV和POV值都呈現(xiàn)顯著升高趨勢(P<0.05),微波組較LB組增長幅度更大。儲(chǔ)藏動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測錫箔烘烤后南瓜籽油在4、25 ℃儲(chǔ)藏溫度下貨架期分別為129、24 d;微波組分別為94、28 d,預(yù)測值與實(shí)際值差異不顯著(P>0.05)。低溫錫箔烘烤和微波預(yù)處理的南瓜籽PUFA相對含量都豐富,從南瓜籽油總脂肪酸中PUFA角度來看耐儲(chǔ)性良好,低溫錫箔烘烤組較微波組貨架期更長。