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玉米油中主要營養因子在精煉與儲存過程中的變化

  玉米油是聯合國糧農組織(FAO)和世界衛生組織(WHO)食品標準安全性認可的16種食用油脂之一。近幾年來,我國的玉米油生產得到了快速發展,產量、質量顯著提高。玉米油含有豐富的營養物質,如不飽和脂肪酸中亞油酸約占55%,油酸約占30%,維生素E、維生素A、植物甾醇、卵磷脂、輔酶、β-胡蘿卜素等常被認為具有調節血脂、預防動脈粥樣硬化等功能。目前,玉米油在國內外受到高度重視和廣泛應用,如人造奶油、起酥油、色拉油(涼拌油)、家庭烹調等。

  油脂精煉是一個物理與化學變化并存的過程,在此期間,油脂損失了一些天然的微量物質如植物甾醇、生育酚和角鯊烯,也引入或產生了多種其他微量物質,如反式脂肪酸,而這些微量物質的變化對油脂的品質具有決定性影響。玉米油在精煉加工及儲藏過程中的品質變化關注較少,至今未見有系統地關于其營養因子變化的報道。本文系統分析了精煉過程不同加工工藝對玉米油中主要營養成分的影響和儲藏過程中玉米油中主要營養因子的變化,探索了維生素E和常用的抗氧化劑迷迭香提取物對玉米油穩定性的促進作用,旨在通過研究玉米油精煉工藝與儲藏過程對產品品質的影響規律,為玉米油的生產、儲藏提供理論依據。

  1材料與方法

  1.1實驗材料

  1.1.1原料與試劑

  玉米油:10種不同品牌共50個市售玉米油樣品(每個品牌隨機采集5個樣品)均隨機購買于北京的大型超市,生產日期均在2個月內;精煉工藝過程中所測玉米油樣品均來自工廠生產線,每個工藝樣品數不低于5個,樣品采集完成后儲藏于陰涼避光處,3d之內完成測試;儲藏期實驗所測樣品均來自玉米油工廠,每個時間節點樣品為5個,生產日期為當天為0月,以此類推1、3月與6月的測定時間。

  α-、β-、γ-、δ-生育酚標準品,5α-膽甾烷,豆甾醇標準品,均購于Sigma公司;正己烷、異丙醇均為色譜純,甲醇、二氯甲烷等均為分析純;維生素E(含量≥90%),購于中糧天科生物工程(天津)有限公司;迷迭香提取物(含量≥30%),購于廣州合誠三先生物科技有限公司。

  1.1.2儀器與設備

  Waters2695高效液相色譜儀(含紫外檢測器),美國Waters科技有限公司;Kromasil100-5Sil色譜柱(250mm×4.6mm,5μm),瑞典AkzoNobel公司;7890/5975型氣相色譜-質譜聯用儀,美國安捷倫公司;Rancimat油脂氧化穩定性測試儀,瑞士萬通公司;EL204電子天平,上海梅特勒-托利多儀器有限公司。

  1.2實驗方法

  1.2.1脂肪酸含量的測定

  脂肪酸含量的測定參考文獻。樣品甲酯化后進樣1μL,升溫程序80℃保持3min,15℃/min升溫至215℃保持20min,檢測器、進樣口溫度220℃。

  1.2.2生育酚含量測定

  生育酚含量測定參考文獻[7]。

  1.2.3植物甾醇含量的測定

  植物甾醇含量的測定參考文獻[8],采用氣相色譜-質譜聯用儀進行測定。氣相色譜FID溫度310℃。以5α-膽甾烷為內標,豆甾醇為標準品建立標準曲線(Y=0.9539X+0.0134,X為峰面積與內標之比,Y為標準品與內標物含量之比,相關系數R2=0.9995),各植物甾醇含量以豆甾醇含量計。

  1.2.4抗氧化穩定性測定

  抗氧化穩定性測定參考文獻[9]。稱取一定量的抗氧化劑添加到玉米油中充分攪拌溶解,然后稱取3g(精確到0.001g)油樣至油脂氧化穩定性測試儀的反應池試管中進行測定。空氣流量20L/h,設定溫度120℃。

  1.2.5數據統計

  所有數據均為3次以上實驗的平均值,采用SPSS13.0軟件對數據進行ANOVA分析,并進行顯著性比較(P<0.05)。

  2結果與討論

  2.1市售玉米油中主要營養因子含量分布

  通過對市售的10種玉米油產品進行隨機抽樣,測定其中主要營養物質含量,包括脂肪酸含量、生育酚和植物甾醇含量,結果見表1~表3。



  由表1可知,不同品牌玉米油之間脂肪酸含量無顯著差異,玉米油中脂肪酸主要為亞油酸,含量為50.94%~55.83%,亞油酸是一種必需脂肪酸,具有降低血液膽固醇、預防動脈粥樣硬化的作用[10]。玉米油中油酸含量為28.46%~30.10%,油酸能選擇性地降低人體血液中總膽固醇和有害膽固醇,可有效預防心血管疾病的發生,被營養界稱為“安全脂肪酸”[11]。玉米油中棕櫚酸含量為11.46%~12.52%,豆蔻酸與花生二烯酸均未檢出。



  維生素E(又名生育酚),是所有具有α-生育酚活性的生育酚和生育三烯酚及其衍生物的總稱,包括α-、β-、γ-、δ-生育酚,具有抗動脈粥樣硬化、抗癌和防止衰老等生理功能。維生素E是一種重要的抗氧化劑,不但對油脂有抗氧化作用,而且還是一種重要的生理抗氧化劑,能阻止生物膜及細胞中的多不飽和脂肪酸的氧化,防止過氧化物的產生。

  由表2可知,不同品牌玉米油中總生育酚含量差別較大,為56.2~98.3mg/100g,這與楊波濤等[12]報道一致。γ-生育酚含量最高,為37.4~73.8mg/100g,其次是α-生育酚,為15.7~20.3mg/100g,β-生育酚含量最低,為0.7~1.0mg/100g。



  植物甾醇是一種天然活性物質,廣泛存在于水生和陸生植物中,在各類油料種子中含量較高,谷類、蔬菜類和水果類含量相對較少。人體不能合成植物甾醇,只能從食物中攝取;但從膳食中植物甾醇吸收率很低,平均為5%左右,而膽甾醇吸收率則超過40%。研究表明,植物甾醇不僅可以降低膽固醇,還有調節生長、促進健康的功效。植物甾醇按其側鏈的不同可分為4-無甲基甾醇、4-單甲基甾醇和4,4-雙甲基甾醇3類,研究較多的為4-無甲基甾醇,其中包括β-谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇等,是在已知發現的40多種植物甾醇中含量最多的一類。

  由表3可知,不同品牌玉米油中總植物甾醇含量在105.8~216.4mg/100g之間,與馮妹元等[13]報道的總量超過1000mg/100g差距較大。這可能與測定方法及樣品差異有關,因為不同品牌玉米油中主要營養因子含量與玉米原料來源、加工條件等因素有很大關系。

  2.2精煉工藝對玉米油中主要營養因子的影響

  從玉米胚芽中直接榨取的毛油存在酸值高、雜質多、色深、煙點低等不足,不宜作為食用油。因此,必須對毛油進行精煉處理。一般來說,不同生產廠家精煉工序會略有不同,本實驗所用樣品的精煉工藝包括脫皂、干燥、脫色、脫蠟和脫臭。在此過程中,一部分營養因子進入了油脂加工的副產物中。為了解加工工藝對油脂中營養因子的影響,本實驗測定了每個工序對玉米油中主要營養因子的影響。

  2.2.1精煉工藝對玉米油中脂肪酸含量的影響(見表4)



  由表4可知,加工過程中除了脫臭油的亞油酸和α-亞麻酸含量有顯著(P<0.05)減少外,其他工藝對玉米油中脂肪酸含量沒有顯著影響(P>0.05)。由于精煉過程中使用了85℃以上的高溫工藝,高溫容易使具有多不飽和鍵的亞油酸和α-亞麻酸氧化。

  2.2.2精煉工藝對玉米油中生育酚含量的影響(見圖1)



  生育酚具有抗氧化以及加速細胞分裂,防止細胞衰老,保持機體青春活力的功效。另外,生育酚還有抑制過氧化脂質沉淀在血管上形成血栓的作用,從而可預防動脈粥樣硬化。由圖1可知,加工過程中除了脫臭玉米油中生育酚含量有顯著(P<0.05)減少以外,其他工藝對玉米油中的生育酚含量沒有顯著影響。

  2.2.3精煉工藝對玉米油中植物甾醇含量的影響(見圖2)



  由圖2可知,玉米油在精煉過程中植物甾醇有一定的損失,其中含量降低較多的是脫皂和脫臭過程,這兩步工藝都有顯著降低(P<0.05)。也就是說,如果要得到植物甾醇含量較高的玉米油就需要在脫皂和脫臭這兩個步驟進行工藝調整。

  2.3儲藏時間對玉米油中主要營養因子的影響

  儲藏時間對玉米油中主要營養因子的影響見表5~表7。



  由表5可知,儲藏6個月后的玉米油中除了油酸有顯著(P<0.05)減少外,其他脂肪酸含量沒有發生顯著變化(P>0.05)。這和李紅艷等的報道一致。



  生育酚是玉米油中主要的天然抗氧化劑,在儲藏過程中,總生育酚與各個單體的含量均隨著儲藏時間的延長而逐漸下降。由表6可知,儲藏3個月樣品的總生育酚與各個單體的含量均顯著低于儲藏0個月樣品的(P<0.05);其中儲藏6個月樣品中的β-生育酚和δ-生育酚含量均低于檢測限,此結果與劉慧敏[15]的報道一致。



  植物甾醇是玉米油中另一種具有天然活性的物質。由表7可知,總植物甾醇含量、β-谷甾醇、菜籽甾醇、菜油甾醇和豆甾醇隨著儲藏時間的延長均有所降低,但是直到儲藏3個月之后才顯著降低(P<0.05)。

  2.4天然抗氧化劑對玉米油氧化穩定性的影響

  為了探討天然抗氧化劑延緩玉米油的氧化,結合實驗室之前的結果,利用維生素E和迷迭香提取物對玉米油氧化穩定性進行了實驗,結果見表8。



  由表8可知,添加復配天然抗氧化劑(100mg/kg迷迭香提取物和300mg/kg維生素E)玉米油的AOM值顯著高于沒有添加抗氧化劑的玉米油(P<0.05),與添加100mg/kgTBHQ的效果無顯著性差異(P>0.05),即添加復配天然抗氧劑的玉米油氧化穩定性延長[16]。

  3結論

  本文對不同品牌玉米油中脂肪酸含量、生育酚含量、植物甾醇含量進行了檢測。結果表明:脂肪酸含量差別不大,總生育酚含量為56.2~98.3mg/100g,總植物甾醇含量范圍為105.8~216.4mg/100g;精煉工藝除了脫臭后玉米油的亞油酸和α-亞麻酸含量有顯著(P<0.05)減少外,其他工藝對玉米油中脂肪酸含量沒有顯著影響(P>0.05);脫臭工藝對生育酚含量具有顯著降低的效果(P<0.05),脫皂和脫臭工藝對植物甾醇含量具有顯著降低的作用(P<0.05);儲藏6個月后的玉米油中脂肪酸含量除油酸含量有顯著降低外,其他脂肪酸含量無顯著變化(P>0.05),生育酚和植物甾醇含量均顯著減少(P<0.05);添加復配天然抗氧劑能顯著延長玉米油的氧化穩定性(P<0.05)。



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