驼峰油精炼及其抗氧化性的研究
2019-08-22李全允刘丽君肖宇辰吉日木图
李 彤，李全允，刘丽君，肖宇辰，明 亮，吉日木图,2
(1.内蒙古农业大学 乳品生物技术与工程教育部重点实验室，呼和浩特 010018； 2.内蒙古骆驼保护学会，呼和浩特 010018)
骆驼在动物学分类上属于脊索动物门(Phylum Chordata)、脊椎动物亚门(Vertebrata)、哺乳纲(Mammalia)、偶蹄目(Artiodactyla)、骆驼科(Camelidae)。骆驼科动物包括两个种，分别为单峰驼(Dromedary)和双峰驼[1](Bactrian camel)。从生活习性上看，骆驼属于食草类的反刍动物[2]，主要生活在植物稀少、空气干燥的沙漠地区[3]。经解剖学研究证实，驼峰中储存的脂肪是其抵抗酷暑严寒、风沙暴晒、饥饿缺水等极恶劣环境的重要能量来源之一[4]。
通常，动物脂肪分为两种，即蓄积脂肪和组织脂肪，驼峰中的脂肪属于蓄积脂肪，位于骆驼背部凸起的背阔肌组织下的皮下脂肪，约占骆驼总胴体的30%，是脂肪占比最大的部分[5]。驼峰脂肪中含有丰富的营养成分与功能因子，脂肪酸种类较多，胆固醇含量低，具有很高的经济价值，然而关于驼峰脂肪精炼相关的研究报道却寥寥无几，使得驼峰脂肪的研究应用受限[3-6]。因此，本研究对驼峰脂肪进行精炼，并采用烘箱储存加速油脂氧化法[7](Schaal试验法)，对驼峰原油和精炼驼峰油的氧化稳定性进行探讨，为驼峰油及其副产品的加工利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
驼峰脂肪，内蒙古骆驼研究院；95%乙醇，氢氧化钠，一水合柠檬酸钠，三氯甲烷，冰乙酸，碘化钾，邻苯二甲酸氢钾，硫代硫酸钠，淀粉，茶多酚、迷迭香、D-异抗坏血酸钠，北京索来宝科技有限公司。
电热鼓风干燥箱，电子天平，高速离心机，恒温水浴锅，循环水式多用真空泵，旋转蒸发仪。
1.2 试验方法
1.2.1 驼峰原油制备及精炼工艺
对驼峰脂肪进行加工处理，具体工艺流程为：驼峰脂肪→湿法熬油→脱胶→脱酸→脱色→水蒸气脱臭→精炼驼峰油。其中脱胶、脱酸分别采用酸法脱胶[8-9]和碱炼脱酸[10]方法，脱色采用复合脱色剂进行脱色，脱臭采用水蒸气蒸馏脱臭法[11]除去驼峰油中的膻味。具体精炼工艺如下：
(1)湿法熬油。称取500 g驼峰脂肪于熬油锅内，加入原料质量30%的蒸馏水，120℃熬制40 min，等油温降到80℃时过滤得到驼峰原油，蒸发去除油中水分，重复试验5次，计算平均得率。
(2)脱胶。称取80 g驼峰原油于烧杯中，加入油质量0.3%的50%柠檬酸溶液，80℃水浴中搅拌30 min，离心分离上层油样，即得脱胶驼峰油。
(3)脱酸。将脱胶驼峰油置于水浴锅加热至50℃，加入一定量的NaOH(超碱量0.2%、NaOH质量分数9%)搅拌25 min后离心、水洗，即得脱酸驼峰油。
(4)脱色。将脱酸驼峰油倒于旋转蒸发仪中，加入4%复合脱色剂[12](活性白土与活性炭质量比为10∶1)，于90℃、真空度0.08 MPa的条件下脱色25 min，过滤、离心得到脱色驼峰油。
(5)脱臭。将脱色驼峰油放入自制脱臭装置中，开启循环真空泵抽真空，将油预热至100℃以上，通入水蒸气，于真空度0.08 MPa、160℃下脱臭150 min，冷却至室温后得到精炼驼峰油。
1.2.2 驼峰油理化性质分析
气味鉴定，参照GB/T 5525—2008；酸价的测定，参照GB/T 5530—2005；过氧化值的测定，参照GB 5009.227—2016；碘值的测定，参照GB/T 5532—2008；皂化值的测定，参照GB/T 5534—2008。
1.2.3 驼峰油氧化稳定性研究
采用Schaal试验法研究驼峰油氧化稳定性。称取驼峰原油、精炼驼峰油各30 g于烧杯中，在精炼驼峰油中分别添加驼峰油质量0.02%的茶多酚(TP)、迷迭香(RosA)、和D-异抗坏血酸钠(D-SE)(抗氧化剂先加少量无水乙醇溶解，再加入驼峰油中混匀)，置于(60±1)℃的数显恒温干燥箱，每隔12 h搅拌一次，交换位置，每隔1 d取样测定驼峰油的过氧化值，并做空白试验(CK)，比较得到抗氧化性较好的抗氧化剂。同时研究不同添加量(0.01%、0.02%、0.03%、0.04%)的优先抗氧化剂对驼峰油的抗氧化效果。
1.2.4 精炼驼峰油货架期的预测
称取精炼驼峰油30 g于烧杯中，根据1.2.3获得的抗氧化剂最佳添加量加入精炼驼峰油中，设置空白对照组，然后将两份样品敞口置于(60±1)℃的数显恒温干燥箱中，每隔1 d取样测定过氧化值。根据样品过氧化值达到国家标准规定的过氧化值限值预测精炼驼峰油货架期。
1.2.5 数据统计分析
采用GraphPad 6.0统计软件进行数据统计分析。所有理化性质分析、氧化稳定性研究均重复3次，结果以“平均值±标准差”表示。用单因素分析法进行差异性分析，使用 Turkey 检验进行组间检验、校正，以α=0.05作为检验水准，p<0.05 认为差异具有显著性意义。
2 结果与分析
2.1 湿法熬油
500 g驼峰脂肪在120℃下熬制40 min，驼峰油平均得率为83.54%。
2.2 驼峰油的理化性质
表1列出了湿法熬油得到的驼峰原油和精炼油的理化性质测定结果。
表1 驼峰原油和精炼油的理化性质
注：同行不同字母表示差异显著，p<0.05。
由表1可以看出，精炼前后驼峰油的皂化值无显著差异。驼峰原油和精炼油的皂化值(KOH)分别为(202.37±1.37)mg/g和(204.07±2.04)mg/g，说明精炼前后驼峰油脂肪酸相对分子质量变化不大。
与驼峰原油相比，精炼驼峰油的过氧化值显著减小(p<0.05)。此结果与刘欣[13]对于辣味鸡油中鸡油精炼研究的结果相似。驼峰原油的过氧化值为(2.45±0.10)meq/kg，精炼驼峰油过氧化值为(0.51±0.03)meq/kg，说明经过精炼工艺驼峰油中氧化酸败的物质已基本去除。
精炼前后驼峰油的碘值无显著差异，这与李莉[14]的羊脂精炼的结果相似。但与De Oliveira等[15]对于金枪鱼油精炼前后碘值的研究结果不同，金枪鱼油精炼后的碘值显著增加，主要是因为在金枪鱼油精炼中，精炼油相对于原油的不饱和脂肪酸含量增加。
精炼驼峰油酸价(KOH)显著降低(p<0.05)，由(1.27±0.14)mg/g降为(0.083±0.006)mg/g，降低了93.46%，说明碱炼中和效果良好。此结果与李莉[14]的羊脂精炼脱酸结果相似(酸价降低92.74%)。
驼峰原油精炼油得率为64.76%，精炼后的驼峰油呈现浅黄色且膻味较轻，其过氧化值、酸价均达到食用动物油脂国家标准。
2.3 驼峰油的氧化稳定性
2.3.1 驼峰原油与精炼驼峰油氧化稳定性的比较(见图1)
图1 驼峰原油与精炼驼峰油氧化稳定性的比较
由图1可以看出，随着时间的延长，精炼驼峰油的过氧化值较驼峰原油上升速度较快，说明精炼驼峰油的氧化稳定性低于驼峰原油。其原因是在精炼过程中，驼峰原油中具有抗氧化作用的物质被除去所造成的。通常，油脂本身含有一定的抗氧化剂，称为内源性抗氧化剂[16]。驼峰原油中含有一定量的磷脂，磷脂与金属离子的络合能力使磷脂具有一定的抗氧化效果。精炼驼峰油较不稳定，因此需要添加抗氧化剂以延缓驼峰油的氧化。
2.3.2 抗氧化剂种类的影响
不同抗氧化剂对精炼驼峰油氧化稳定性的影响见图2。
图2 不同抗氧化剂对精炼驼峰油氧化稳定性的影响
由图2 可以看出，3种抗氧化剂茶多酚、迷迭香和D-异抗坏血酸钠都能有效地增强驼峰油的抗氧化能力。3种抗氧化剂抗氧化能力依次为茶多酚、迷迭香、D-异抗坏血酸钠，其中迷迭香与茶多酚的抗氧化效果相差不大，D-异抗坏血酸钠的抗氧化效果相对较差。添加了茶多酚和迷迭香的驼峰油，其过氧化值在贮藏7 d时，依然很低，分别为0.678、1.248 meq/kg。综合考虑，选用茶多酚为精炼驼峰油的抗氧化剂。
2.3.3 抗氧化剂添加量的影响(见图3)
由图3可知，随着茶多酚添加量的增大，驼峰油的过氧化值增加较为缓慢，当添加量在0.02%以上时，驼峰油过氧化值变化趋势较平缓。此时，再增加茶多酚添加量，对驼峰油的过氧化值影响较小。因此，选取茶多酚添加量为0.02%。
图3 不同添加量的茶多酚对精炼驼峰油氧化稳定性的影响
2.3.4 驼峰油货架期预测(见表2)
由表2可知，根据《食品安全国家标准 食用动物油脂》中规定的过氧化值小于等于0.2 g/100 g(≤15.76 meq/kg)比较，无抗氧化剂的精炼驼峰油在60℃下贮藏7 d，其过氧化值达到7.865 meq/kg，在8 d时达到24.798 meq/kg，超过了食用动物油脂标准。而添加抗氧化剂后的精炼驼峰油贮藏时间得到延长，在8 d时过氧化值为0.712 meq/kg。根据Cheng等[17]的研究结果，Schaal试验中1 d相当于20℃下贮藏16 d，可以估计无抗氧化剂的精炼驼峰油在20℃下的贮藏时间约为112 d。添加茶多酚的精炼驼峰油在60℃下贮藏35 d时过氧化值依然很低，为1.974 meq/kg，因此可以估计添加茶多酚后的精炼驼峰油在20℃下货架期至少为560 d。
表2 驼峰油货架期预测
3 结 论
驼峰原油色泽较深，膻味较重，精炼后可获得浅黄色、透明的精炼驼峰油，过氧化值和酸价都显著降低，但碘值、皂化值无显著变化，精炼后驼峰油各项指标均达到食用动物油脂国家标准，因此精炼过程可显著提高油脂的品质。
另外，抗氧化试验结果表明，精炼驼峰油易发生氧化酸败，货架期较短。可通过添加适量抗氧化剂提高精炼驼峰油的氧化稳定性，从而延长驼峰油的货架期。烘箱加热加速氧化法研究表明，20℃ 储存条件下，添加 0.02%茶多酚可使精炼驼峰油的货架期由约112 d至少延长至560 d。
