充氮包装对全脂羊奶粉贮藏期间脂肪氧化稳定性的影响

张 怡，张富新，杨吉妮，顾浩峰

（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安710062）

羊奶营养丰富、易于吸收，其营养成分配比接近人奶，被称为乳中精品[1]。目前我国羊奶产品主要为全脂羊奶粉，约占羊奶产品总量的90%[2]。全脂羊奶粉是高脂肪含量的食品，其脂肪含量高达30%以上。脂肪在贮藏期间易发生水解氧化，造成营养价值和质量品质下降，甚至产生对人体有害的物质[3-6]，尤其是全脂羊奶粉具有膻味，贮藏期间乳脂肪的水解氧化还会引起膻味加重[5]，使人们的接受度下降。因此，如何延缓全脂羊奶粉中脂肪的水解氧化和膻味的加重，延长货架期已受到人们普遍关注。大量文献报道，贮藏温度、光照、氧气及水分活度是影响脂肪氧化的主要因素[7-9]，其中氧气是脂肪分解氧化的必须条件之一，可加快高脂肪含量食品的氧化速度[7]，所以降低食品包装内的氧气浓度可有效抑制其脂肪分解氧化的速度，充氮包装是常采用的方法之一[10]。因此，本文以全脂羊奶粉为原料，通过充氮包装，研究其贮藏期间脂肪分解氧化稳定性，为全脂羊奶粉贮藏提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

全脂羊奶粉 陕西杨凌圣妃乳品厂生产（脂肪含量为31.85%）；三氯乙酸、硫代硫酸钠、硫代巴比妥酸、BHT、无水乙醇、二氯甲烷等 西安森博试剂公司，均为分析纯。

LXJ-Ⅱ型大容量低速离心机 上海医用分析仪器厂；277型可见分光光度计 上海光谱仪器有限公司；RE-52型旋转蒸发仪 上海安亭有限责任公司；HH-S4型电热恒温水浴锅 北京科伟永兴仪器有限公司；SHZ-D（Ⅲ）型循环水式真空泵 巩义市予华仪器有限责任公司；WSC-S型色差仪 上海精密科学仪器有限公司；GHX-9080B-1型培养箱 上海福玛试剂设备有限公司。

1.2 样品的包装与贮藏

1.2.1 样品的包装 将当日生产的全脂羊奶粉装入铝箔袋中，用自动充氮机充入氮气，使铝箔袋中氮气含量达到97%，自动密封后，装入马口铁罐中。同时，将同批次的全脂羊奶粉装入铝箔袋，在自然环境下（不充氮气）密封后，装入马口铁罐中进行普通包装。两种包装的全脂羊奶粉每袋均装入300g奶粉。

1.2.2 样品的贮藏 将包装好的全脂羊奶粉贮藏在45℃培养箱中加速氧化，每7天抽样一次，测定样品的酸值、过氧化值、TBA值和色值。

1.3 测定方法

1.3.1 脂肪的提取 采用Nadal[4]的方法提取全脂羊奶粉中的脂肪。称取30g的全脂羊奶粉，用100mL的蒸馏水复溶，35℃保温30min，并不断搅拌，搅拌过程中缓慢加入100mL的无水乙醇、200mL的无水二氯甲烷和5g氯化钠，25℃保温30min后，3000×g离心5min，离心液转移至分液漏斗中静置分层，有机相用无水硫酸钠过滤，旋转蒸发除去二氯甲烷，再加入40mL的乙醚，用无水硫酸钠过滤，旋转蒸发除去乙醚至恒重。

1.3.2 酸值（AV）的测定 按照GB5530—2005/ISO660：1996动植物油脂酸值和酸度中的方法测定全脂羊奶粉贮藏期间脂肪的酸值[11]，结果表示为KOHmg/g脂肪。

1.3.3 过氧化值（POV）的测定 采用GB/T5538-2005/ISO3960：2001动植物油脂过氧化值的测定方法测定全脂羊奶粉贮藏期间脂肪的POV值[12]，结果用mmol/kg脂肪表示。

1.3.4 硫代巴比妥酸值（TBA）的测定 参照GB/T5009.181-2003猪油中丙二醛[13]和Fenaille[14]的方法测定脂肪TBA值。准确称取融化均匀的脂肪样品10g，置于100mL有盖三角瓶内，加入50mL三氯乙酸混合液（7.5g三氯乙酸及0.1gEDTA用水溶解，稀释至100mL），振摇30min，期间保持油脂融溶状态，用双层滤纸过滤两次，除去油脂。准确移取上述滤液5mL置于25mL纳氏比色管内，加入5mLTBA溶液（0.02mol/L），混匀，加塞，置于80℃水浴内保温60min，取出，冷却1h，移入小试管内，离心5min，上清液倾入25mL纳氏比色管中，加入5mL三氯甲烷，摇匀，静置，分层，吸出上清液，测其532nm处的吸光值。奶粉TBA值用μg丙二醛/g脂肪表示，计算公式如下：

式中：A为吸光值；V1为反应液总量（mL）；V为提取液总量（mL）；72为丙二醛的分子量（g/mol）；1.55为吸光系数（L/mmol·cm）；L为光径（cm）；m为样品质量（g）；V2为反应液中的提取液数量（mL）。

1.3.5 色度值的测定 将不同贮藏期的全脂羊奶粉复原成12%的复原乳，分别吸取5mL复原乳于色差仪的测样杯中，测定样品的L*值、a*值、b*值[14]。

1.4 数据的处理

采用Excel软件做数据变化趋势图，并用DPPS软件进行差异性分析。

2 结果与分析

2.1 充氮包装对全脂羊奶粉贮藏期间酸值（AV）的影响

脂类食品贮藏期间脂肪易发生水解，产生游离脂肪酸，造成食品品质下降，因此酸值是评价这类食品脂肪水解程度的重要指标之一。

图1 充氮包装对全脂羊奶粉贮藏期间酸值的影响Fig.1 Effect of nitrogen flushing on the AV of whole goat milk powder during storage

由图1可知，两种包装的全脂羊奶粉贮藏期间酸值均有上升的趋势，表明全脂羊奶粉在贮藏期间均发生一定程度的水解，但在整个贮藏期间充氮包装的全脂羊奶粉酸值均低于普通包装的全脂羊奶粉，尤其在贮藏6周后，普通包装的全脂羊奶粉酸值增加速率较快，显著高于充氮包装的全脂羊奶粉（p＜0.05），说明充氮包装可有效延缓全脂羊奶粉酸值的升高，抑制了全脂羊奶粉脂肪的水解。陶菲等[15]在研究不同包装对高脂肪食品脂肪氧化的影响时也得到相似的结论。脂肪的分解与脂肪酶的活性有关，Celestino[6]报道，奶粉中仍残留有部分耐热性酯酶，这些酯酶在贮藏过程中活性较稳定，可水解乳脂生成游离脂肪酸，引起奶粉酸值上升，同时脂肪氧化裂解产生的小分子有机酸也对脂肪酸值的升高有一定影响[16]。

2.2 充氮包装对全脂羊奶粉贮藏期间过氧化值（POV）的影响

过氧化值是衡量油脂和富脂类食品中过氧化物含量的指标，过氧化物是脂肪氧化初期主要产物且不稳定，可进一步氧化降解为醛、酮等小分子化合物。

图2 充氮包装对全脂羊奶粉贮藏期间过氧化值的影响Fig.2 Effect of nitrogen flushing on the POV of whole goat milk powder during storage

由图2可知，两种包装的全脂羊奶粉贮藏期间过氧化值均出现先上升后下降的变化规律。贮藏前4周，充氮包装的全脂羊奶粉过氧化值缓慢增加，显著低于普通包装的全脂羊奶粉（p＜0.01），在贮藏第7周时过氧化值达到最高（13.54mmol/kg脂肪），之后随着贮藏时间的延长，过氧化值开始下降。而普通包装的全脂羊奶粉在贮藏第3周时过氧化值就达到最高，显著高于充氮包装的全脂羊奶粉的过氧化值（p＜0.01），说明充氮包装对脂肪的氧化速率有很大影响。过氧化物在脂肪氧化过程中处于动态平衡，一方面乳脂肪自动氧化生成氢过氧化物，引起POV值升高；同时氢过氧化物又降解成小分子的醛、酮类物质，引起POV值下降。刘庆生[7]报道，氧气是脂肪氧化过程中氢过氧化物形成的必须条件，充氮包装能有效降低包装内的氧气浓度，因此充氮包装可显著降低全脂羊奶粉过氧化值的变化速度。

2.3 充氮包装对全脂羊奶粉贮藏期间TBA的影响

脂肪一级氧化产物过氧化物可继续降解为醛、酮、酸等小分子物质，丙二醛是具代表性的二级氧化产物，一般用丙二醛含量来衡量脂肪的次级氧化产物，丙二醛的含量通常用TBA表示。

图3 充氮包装对全脂羊奶粉贮藏期间TBA的影响Fig.3 Effect of nitrogen flushing on the TBA of whole goat milk powder during storage

由图3可知，两种包装的全脂羊奶粉贮藏期间TBA均呈上升趋势，普通包装的全脂羊奶粉在整个贮藏期间TBA增加较快。贮藏前2周，两种包装的全脂羊奶粉TBA均缓慢增加，在贮藏2周后，普通包装的全脂羊奶粉TBA显著高于充氮包装的全脂羊奶粉（p＜0.05）。在全脂羊奶粉贮藏期间，随着乳脂肪氧化加深，更多的氢过氧化物降解为丙二醛等小分子物质，引起TBA增加。包装内的氧气浓度较高时，脂肪一级氧化产物氢过氧化物的生成和降解速度较快，TBA增加较快，说明氧气对脂肪的氧化有较大影响，充氮包装可有效抑制脂肪的氧化程度。

2.4 充氮包装对全脂羊奶粉贮藏期间色度值的影响

色度值是评价全脂羊奶粉品质的重要感官指标，新鲜的全脂羊奶粉应为白色或者淡黄色。

由图4可以得出，不同包装对全脂羊奶粉贮藏期间色度值有一定的影响。图4（a）中，两种包装的全脂羊奶粉贮藏期间L*值均有下降的趋势，充氮包装的全脂羊奶粉L*值下降较慢，而普通包装的全脂羊奶粉在贮藏7周后L*值下降显著（p＜0.05），说明充氮包装对全脂羊奶粉亮度的降低具有一定的抑制作用。在图4（b）中，贮藏期间2种包装的全脂羊奶粉a*值均上升，且贮藏6周后，普通包装的全脂羊奶粉的a*值显著高于充氮包装的全脂羊奶粉（p＜0.05），说明充氮包装可以有效抑制全脂羊奶粉贮藏期间颜色变红的趋势。由4（c）可知，贮藏期间两种包装的全脂羊奶粉b*值均上升，表明全脂羊奶粉有变黄的趋势，且普通包装的全脂羊奶粉变黄趋势明显，尤其贮藏7周后，普通包装的全脂羊奶粉b*值显著高于充氮包装的全脂羊奶粉（p＜0.05）。总体来看，充氮包装能降低包装内氧气浓度，有效延缓全脂羊奶粉褐变程度。全脂羊奶粉贮藏期间颜色变化主要是由于美拉德反应引起的非酶褐变。此外，脂肪氧化过程中产生的羰基化合物也是美拉德反应的底物，降低全脂羊奶粉的脂肪的氧化速率也可缓解奶粉的褐变[9]。据Kneifel[17]报道，乳清粉贮藏期间b*值与非酶褐变相关，美拉德反应的终产物和中间产物降解物都是奶粉色变的主要来源，加快了反应速率。

图4 充氮包装对全脂羊奶粉贮藏期间色度值的影响Fig.4 Effect of nitrogen flushing on the color of whole goat milk powder during storage

3 结论

不同包装的全脂羊奶粉贮藏期间酸值、TBA值、过氧化值和色度值均发生了一定的变化，且充氮包装的全脂羊奶粉的变化速率均小于普通包装的全脂羊奶粉，说明包装内的氧气浓度对全脂羊奶粉脂肪的氧化稳定性有很大的影响，采用充氮包装可有效提高全脂羊奶粉贮藏期间脂肪氧化稳定性，对提高全脂羊奶粉在贮藏期间的质量品质具有重要的作用。

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