食用油氧化酸败的影响因素及其防治
2014-12-25王发廷
王发廷
摘要:随着社会的不断发展,经济水平的不断提高,人民的生活质量也得到了大幅度的提升。食用油作为人们日常生活中重要的组成部分,其品质的好坏与人们的身心健康息息相关。食用油在加工以及储藏过程中很容易发生氧化酸败现象,严重的影响了食用油的口感和色泽,使油脂的质量大不如前。对油脂的脂肪酸组成成分、处理方案、氧气浓度和类型、油脂中包含的细小成分的类型等加以分析,对以上脂肪酸的组成成分进行研究讨论,并且提出有效的改进措施。
关键词:食用油;油脂;氧化酸败
中图分类号:TU984文献标识码: A
现如今,对食用油油脂氧化稳定性的研究有很多,但是对于油脂中各个成分对氧化油脂稳定性的影响还没有进行具体的研究。本文对影响食用油氧化酸败的几点因素进行了全面的研究,并且针对这些存在的问题,提出较为科学合理的改进方案。
一、简述油脂的氧化性现象
油脂的氧化稳定性指的是油脂加工和储藏的过程中的抗氧化能力。氧化的稳定性决定了油脂的质量以及货架期的重要指标,由于油脂氧化酸败过程中会产生低分子量的羰基化合物醛、酮、酸等,这些化合物都有着特殊的味道,不但影响油脂食品的味道、色泽、品质,还会产生较多的有毒物质,大大影响了人们的身心健康。所以,必须对油脂氧化的影响因素引起高度的重视,以便及时采取相应的解决措施,有效防止油脂氧化现象的发生,从而延长食物油的保质期。
二、影响油脂氧化稳定性的原因
油脂氧化的产生是多种因素共同作用下的结果,这些因素相互作用,难以区分各个因素的效应。主要的影响因素有油脂的脂肪酸组成以及加工处理的方法,能量的输入,例如加热或光照、氧气浓度以及类型,油脂中所包含的微量成分,例如游离的脂肪酸、甘油单酯、甘油二酯、金属、磷脂、色素、过氧化物、抗氧化剂等。
(一)脂肪酸组成成分
油脂中的脂肪酸分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。脂肪酸和甘油酯烷基自由基的形成速率直接影响着自动氧化速率的快慢程度。氢原子生存的环境直接影响脂肪酸或甘油酯除去氢原子形成自由基时所需要的能量,靠近碳碳双键的氢原子,尤其是在碳碳双键间的氢原子特别容易被除去。从Min和Boff的研究结果来看,去掉碳碳双键间的碳11上的氢需要50Kcal/mol能量,去掉碳8或者碳14上的氢需要75Kcal/mol能量,去掉碳17或者碳18上的氢需要大约100 Keal/mol能量。Maain等的研究证明,随着不饱和度的增加,最初形成的氧化产物所产生的速率和在诱导期结束时的相对积累量也会随之增多。Min和Bradley指出,油酸、亚油酸、亚麻酸的自动氧化速率之比是1:40~50:100。因为1O2可以直接与双键产生反应,所以光在氧化时的氧化速率在各类脂肪酸间的不同之处要比自动氧化的小。1O2与油酸、亚油酸和亚麻酸的反应速率之比为1.0:1.4:1.9。
(二)油脂的处理方案
脱胶、脱色、脱蜡、脱酸、脱臭等都属于油脂加工工序,在对油脂进行加工处理的过程中,对于一些抗氧化活性成分或者其他促氧化成分来说,都会在随着处理过程而损失,使油脂的抗氧化性发生了改变。通过Vanessa等的研究发现,原米糠油中含有较多的天然抗氧化剂,例如谷维素和生育酚,而脱酸产生的皂角中所含的谷维素占原米糠油中总谷维素的95.3%,脱臭蒸馏物中的生育酚含量占总生育酚的6.7%,大大的降低了米糠油的氧化稳定性。因为提取的方法存在一定的差异,所提取的油脂成分间也有一定的不同,所以油脂的氧化稳定性也不尽相同。Devittori等的研究表明,超临界二氧化碳萃取的谷糠油的氧化稳定性很明显低于石油醚萃取的油的氧化稳定性。与此同时,Lee等的研究表明,在提取红花和芝麻的油脂前将其进行烘烤,可以提升提取油脂的氧化稳定性,这是因为在烘烤时所产生的拉德反应产物部分是抗氧化剂,当烘烤和压榨的温度变高时,氧化稳定性就会增加。
(三)油脂氧化时对能量的输入
能量的输入,例如光照和光热,是油脂氧化的重要原因。油脂的自动氧化以及氧化物的分解速率随着温度的升高而加快。通过研究发现,油脂在65℃下氧化1d,与常温下氧化一个月相同,而且,食用油在65℃下氧化4d的风味和在常温下储存4个月相同。温度对1O2氧化的影响不大,因为其活化性能相对较低。在1O2氧化中,光照远远比温度要重要的多。短波长的光对油脂氧化的影响很大,是激活光敏剂产生光氧化反应的重要条件之一。
(四)氧气在油脂氧化中的作用
油脂氧化是通过油脂、氧气以及催化剂互相接触共同的作用下完成的。氧气的浓度与类型会使油脂的氧化速率发生变化。油脂的氧化速率会随着油脂中氧气浓度的增加而增多。Kanavouras等的研究发现,当油脂的表面积非常大时,可以使食用油和氧气更好的进行接触,使反应速率变大,其反应速率和容器中油的表面积成正比。油脂与氧气的反应速率与氧气的类型有着不可或缺的关系,1O2与脂质的反应速率明显大于3O2,这是因为1O2可以直接与脂质发生双键反应,而3O2只能和自由基状态的油脂发生反应。亚油酸与1O2的反应速率比3O2快1450倍。
(五)色素的作用
叶绿素是植物油中用到最多的一种色素。叶绿素能够在处理油的过程中被除去,尤其是脱色过程。在原油中,叶绿素与其降解产物叶褐素都是光敏剂,在光照时将大气中的3O2激发产生1O2使油脂的氧化速度加快。即使光照射下的叶绿素是极强的促氧化剂,但是在没有光照的情况下,叶绿素可以作为抗氧化剂,为自由基提供氢原子,除掉自由基。
(六)过氧化物的作用
原油在精炼时需要在高温下进行,油脂在高温下会产生氧化化合物例如环状和非环状的二聚物和三聚物、羟基二聚合物。精炼大豆油中含有1.2%的热氧化化合物,在55℃时,热氧化化合物会使大豆油的氧化速率加快。当热氧化化合物的浓度增加时,氧化速率也随之加快。
脂质氢过氧化物作为促氧化剂,通过氢过氧化物分解而产生的氧化化合物可以作为乳化剂,富含亲水基因与疏水基因,能使油脂的表面张力降低,从而氧气扩散到油中的速率变快,加速氧化。
(七)抗氧化剂的作用
油脂中含有的天然抗氧化活性物质,例如生育酚、生育三烯酚、类胡萝卜素、谷维素、酚类化合物和甾醇等。抗氧化活性物质是通过延长氧化诱导期,使氧化速率大大降低,从而实现抗氧化作用。抗氧化活性物质是优质的氢供体,它通过自由基、过氧化自由基来提供氢原子,将自由基转化为比较稳定的非自由基化合物,中断自由基链式反应,从而达到降低氧化速率的目的。
一些抗氧化剂通过淬灭1O2或者利用激发光敏剂的方法来实现抗氧化的效果。Min和Boff的研究表明,可以通过物理方法和化学方法淬灭1O2。在物理淬灭方法中,1O2通过能量传递或电荷转移生成3O2,该方法没有抗氧化剂的氧化反应。在化学淬灭中,抗氧化剂与1O2发生反应,产生氧化的抗氧化剂。
三、对油脂氧化提出的几点预防方案
食用油在加工和储藏过程中因为发生了自动氧化和光敏氧化反应,从而导致产生氧化酸败现象。其中油脂的脂肪酸组成以及加工处理方法,能量输入例如光照以及加热,氧气的浓度和类型,油脂中含有的微量成分例如游离脂肪酸、甘油单酯、甘油二酯、金属、磷脂、色素、过氧化物和抗氧化剂都对油脂的氧化稳定性产生了极大的影响。为了使食用油在加工处理以及储藏过程中的氧化速度降低,建议在油脂提取之前要对物料进行预先处理,选择较为适合的油脂提取方法;在油脂加工处理和储藏过程中尽量避免温度过高,排除光照或可以激发生成1O2的条件,使用具有光吸收作用的塑料容器,密闭起来,隔绝空气,去掉金属以及过氧化物,使用较为合适浓度的多种抗氧化剂。
结语:
为了使人民的身心健康得到有效的保障,必须确保食用油能够安全生产,避免氧化酸败现象的发生,其中对油脂中所包含的微量成分的研究是人们高度重视的问题,分析研究油脂中主要包含的色素、过氧化剂、抗氧化剂等成分对油脂氧化稳定性的影响,提出有效的改进措施,避免氧化酸败现象的发生。
参考文献:
[1]路茜玉.粮油储藏学[M]北京:中国财政经济出版社,2010(02).
[2]邱伟芬,江汉湖.食品安全管理体系HACCP及其在食用油植物油生产的应用[J].中国油脂,2012(03).
[3]刘玉兰.植物油脂生产与综合利用[M].北京:中国轻工业出版社,2012(09).