高效液氮加注技术对葵花籽油品质和产品包装的影响

郭 洋，王 赛，刘昌树

(佳格投资(中国)有限公司，上海 201103)

葵花籽油作为一种营养价值高的食用油备受消费者青睐。葵花籽油中含有大量不饱和脂肪酸，其中亚油酸含量达55%以上[1]。随着储藏时间的延长，包装葵花籽油会受到瓶内氧气的影响，易发生氧化酸败，同时油脂中维生素等营养物质被破坏[2]，对葵花籽油的品质造成不良的影响。提升葵花籽油的抗氧化能力，延长产品货架期是油脂行业一直关注的焦点。

从食品安全角度考量，充氮技术可以对食用油的过氧化值和酸值进行有效控制[3]。李庆鹏等[4]研究表明，与未充氮的大豆原油相比，采取充氮储藏的大豆原油过氧化值升高速率降低了约17%。袁建等[5]研究表明，随着储藏时间的延长，充氮油脂的酸值变化比较缓慢。目前国内多数食用油企业应用气氮加注技术灌装食用油，利用高纯度的氮气置换包装产品内空间的氧气，以氮气替代空气与油脂表面接触，延缓食用油的氧化[6]，从而增强食用油的储藏稳定性[6-7]，做到在绝氧或者低氧的条件下长期储藏食用油。液氮加注技术在饮料包装领域应用较多，在饮料瓶内滴入液氮后再压盖，在阻隔外界空气、水分和细菌进入饮料瓶内的同时，延长产品的保质期，另外，由于内部压强大于外部压强，还能有效地提升产品抗压强度，使产品外表更加坚挺[8]。在油脂行业中，食用油产品同样使用PET瓶进行灌装[9]，如将液氮加注技术应用于食用油产品中也会提升产品抗压强度，然而液氮加注技术在油脂领域的应用较少。因此，本文采用高效液氮加注技术灌装葵花籽油，并在不同温度条件下进行储藏实验，测定储藏过程中葵花籽油的酸值、过氧化值、残氧值、内压值的变化，以及葵花籽油产品满瓶抗压能力，并与气氮加注、气液氮混合加注技术进行比较，考察高效液氮加注技术对葵花籽油品质和产品包装的影响，以期为液氮加注技术在油脂行业的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

一级葵花籽油，未添加抗氧化剂，佳格食品有限公司提供；食品级液氮，纯度99.999%，购于上海隽顶气体有限公司；气氮，由液氮汽化得到。

液氮加注器，舟山威尔曼机械科技有限公司；内压测定仪，西安仪表股份有限公司；垂直载压仪，东莞博莱德仪器设备有限公司；CheckPoint 3便携式顶空分析仪(食品残氧仪)；气氮加注灌装线，佳格食品有限公司提供。

1.2 实验方法

1.2.1 充氮灌装葵花籽油

在葵花籽油灌装线上通过增加液氮加注器并关闭气氮加注，对未压盖的葵花籽油产品滴入液氮(液氮滴入时间为70 ms)后，再进行压盖。待液氮加注样品制取完成后，将灌装线上气氮加注打开，进行气氮加注和气液氮混合加注(液氮滴入时间为70 ms)样品制取。将得到的葵花籽油样品进行6个月的常温储藏和5个月的45℃储藏，对比酸值和过氧化值的变化趋势，并比较不同充氮方式对葵花籽油产品残氧值、内压值和满瓶抗压能力的影响。

1.2.2 指标测定

酸值参照GB 5009.229—2016进行测定；过氧化值参照GB 5009.227—2016进行测定；残氧值使用食品残氧仪对产品内部空间的氧气含量进行测定；内压值使用内压测定仪对产品内部压力进行测定；满瓶抗压能力使用垂直载压仪对产品整体抗压能力进行测定。

2 结果与分析

2.1 充氮方式对葵花籽油酸值的影响(见表1)

由表1可知：常温储藏条件下，液氮加注和气氮加注样品酸值随储藏时间的延长总体呈上升趋势，液氮加注样品酸值(KOH)由0.06 mg/g上升至0.07 mg/g，气氮加注样品酸值(KOH)由0.05 mg/g上升至0.07 mg/g，但气液氮混合加注样品的酸值(KOH)出现了轻微降低，由0.07 mg/g降低至0.06 mg/g。45℃储藏条件下，3种充氮方式样品均出现了酸值上升的情况。45℃下储藏5个月，气氮加注和气液氮混合加注样品的酸值高于常温储藏样品，但液氮加注样品酸值与常温储藏样品无差别。

表1 充氮方式对不同储藏条件下葵花籽油酸值的影响

2.2 充氮方式对葵花籽油过氧化值的影响(见表2)

由表2可知，储藏时间为1个月时，3种充氮方式样品过氧化值均升高，之后随着储藏时间的延长过氧化值出现小幅度的降低，最终总体呈现上升的趋势。对比样品的初始过氧化值，气氮加注样品过氧化值最低，为0.66 mmol/kg，液氮加注和气液氮混合加注样品的过氧化值分别为0.78 mmol/kg和0.93 mmol/kg。常温储藏5个月时，液氮加注、气氮加注和气液氮混合加注样品过氧化值分别增长86%、67%和45%，达到1.45、1.10 mmol/kg和1.35 mmol/kg。与常温储藏相比，液氮加注样品45℃储藏5个月后过氧化值稍有降低，为1.30 mmol/kg。

在储藏1个月时样品出现过氧化值升高，可能是油脂和瓶内空气发生了初级氧化反应，随后过氧化值降低后再升高可能是次级氧化反应所导致。液氮加注和气液氮混合加注样品初始和储藏过程中过氧化值比气氮加注样品的稍高，可能是液氮加注设备为临时外加设备，与生产线的匹配度存在差异，在液氮汽化膨胀后未能完全逼走空气造成瓶内残留空气较多导致的。

表2 充氮方式对不同储藏条件下葵花籽油过氧化值的影响

2.3 充氮方式对葵花籽油产品中残氧值的影响(见表3)

从表3可以看出，3种充氮方式样品初始残氧值相差不大，后均随储藏时间的延长残氧值降低。气氮加注样品残氧值降低幅度最小；液氮加注样品和气液氮加注样品的残氧值在储藏2个月时显著降低，之后4个月降低程度趋于平缓。储藏过程中，液氮加注和气液氮混合加注样品的残氧值明显低于气氮加注样品，其原因与相应样品的过氧化值升高情况一致，可能是瓶内剩余的氧气与油脂发生了反应，导致残氧值降低，过氧化值升高。

表3 充氮方式对葵花籽油产品中残氧值的影响

2.4 液氮加注对葵花籽油产品包装的影响

对新制取的实验样品中内压值进行测试，发现常温条件下液氮加注样品中瓶内存在15 kPa左右的内压值，而气氮加注样品瓶内无内压存在。对比储藏过程中，液氮加注的样品和气液氮混合加注样品的内压值，结果见图1。对新灌装葵花籽油产品满瓶抗压能力进行测定，结果见表4。

图1 充氮方式对葵花籽油产品内压值的影响

表4 充氮方式对葵花籽油产品满瓶抗压能力的影响

从图1可以看出，初始时，液氮加注样品的内压值明显高于气液氮混合加注样品的内压值，但储藏时间为2个月时，2种充氮方式的样品内部正压消耗殆尽，储藏时间延长至6个月时，2种充氮方式的样品中均无正压存在。对比各样品的起始内压值可以判断，通过液氮加注，葵花籽油产品整体的抗压能力得到了改善。

从表4可以看出，液氮加注样品的满瓶抗压能力明显优于其余2种充氮方式的样品，说明液氮加注样品的整体抗压能力有了明显的提升。气液氮混合加注的样品，由于测试时先加入液氮后加入气氮，气氮的加注可能会将部分刚挥发的液氮排出，因此其内压值较低，满瓶抗压能力较低。本次实验中所使用的瓶型瓶口与瓶盖为压盖型，其密封性可能较旋盖型瓶口和瓶盖搭配的效果弱，因此可能在更换旋盖型瓶口和瓶盖后，液氮加注样品瓶内正压的保持时间能够进一步地延长。

3 结 论

液氮加注、气氮加注和气液氮混合加注样品的酸值和过氧化值变化趋势基本一致；与常温储藏相比，液氮加注样品45℃储藏5个月后酸值没有明显差别；液氮加注和气液氮混合加注样品初始及储藏过程中的过氧化值比气氮加注样品的稍高；常温下3种充氮方式样品的初始残氧值相差不大，但储藏过程中液氮加注和气液氮混合加注样品的残氧值明显低于气氮加注样品；常温下液氮加注样品瓶内存在正压，其满瓶抗压能力优于气氮加注和气液氮混合加注样品。

本次研究中有些问题还需改进：①此次研究中并未对产品的色泽进行测定；②液氮加注设备为临时增加设备，其与生产线的匹配度还有待完善和提高，应先按瓶内残留空间计算好液氮加注量，给予液氮充分的汽化时间，以逼走产品瓶内的空气；③未对液氮加注量进行充分的梯度测试，未确定最适宜的液氮加注量来提升产品抗氧化能力；④可在以后的实验中进行旋盖型瓶口与瓶盖的搭配测试。