一種快速提取乳粉中脂肪測定過氧化值的研究探討

俞淑 張呈祥 印杰＊

（1.上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海 200233；2.國家市場監(jiān)管重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（乳及乳制品檢測與監(jiān)控技術(shù)），上海 200233）

脂肪作為乳粉中主要營養(yǎng)成分之一，尤其在嬰幼兒配方乳粉中含量可達(dá)到20%以上，且以不飽和脂肪酸為主，主要包括亞油酸、亞麻酸、二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳四烯酸（AA）等[1-3]。不飽和脂肪酸在加熱過程和貯藏過程中易與空氣接觸被氧化，結(jié)果導(dǎo)致過氧化值（POV）增高。脂肪的過度氧化不僅讓乳粉產(chǎn)生令人生厭的哈喇味，而且人體食用后產(chǎn)生過多的超氧陰離子（O2-）、羥自由基（OH·）、氫過氧基（HO2-）、一氧化氮（NO·）、過氧化氫分子（H2O2）和氫過氧化物（ROOH）等活性氧，這些含未配對電子對基團(tuán)和氧化劑將攻擊生命大分子使其生長過快并導(dǎo)致孩子發(fā)胖和大腦反應(yīng)遲[4-5]。

目前現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.227-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》[6]中用石油醚浸泡12 h 以上提取食品中油脂，乳粉中脂肪包埋在粉狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部，直接石油醚浸泡法無法提取出油脂。有研究提出了酶法提取、超聲波提取、有機(jī)溶劑（三氯甲烷—甲醇混合液，正己烷—異丙醇混合液）等方法提取脂肪[7-9]，存在試劑成本高、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)，本研究提出了一種新的脂肪提取方法，具有操作方法簡單、試劑成本低等優(yōu)點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

AL204 電子天平（萬分之一感量，梅特勒－托利多儀器公司）、S20K pH 計(jì)（梅特勒－托利多儀器公司）；Eppendorf MiniSpin 離心機(jī)（德國Eppendorf 儀器公司）；震蕩水浴鍋（德國Memmert 公司）；恒溫恒濕培養(yǎng)箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）。

二水合檸檬酸三鈉、水楊酸鈉、正丁醇、淀粉、碘化鉀、三氯甲烷、冰乙酸（以上試劑均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院）。

試驗(yàn)材料為市售嬰幼兒配方乳粉、調(diào)制乳粉。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 乳粉中脂肪提取

脂肪提取液的制備：稱取10 g 二水合檸檬酸三鈉，10 g水楊酸鈉，18 mL 正丁醇，溶于72 mL 去離子水中，現(xiàn)配現(xiàn)用。

稱取10 g左右樣品于50 mL離心管中，加入20 mL提取液，搖勻至乳粉全部溶液，再加水至50 mL，搖勻。于60℃震蕩水浴鍋振搖加熱15 min，取出后放入離心機(jī)（5 000 r/min），離心10 min，取上層脂肪層，真空干燥烘至恒重，計(jì)算脂肪含量，記為X1。

1.2.2 脂肪提取率計(jì)算

乳粉按GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》[10]第三法堿水解法測定的脂肪含量，記為X2。

1.2.3 過氧化值的測定

乳粉中提取的脂肪過氧化值測定采用GB 5009.227-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》中第一法滴定法。

1.2.4 方法可行性分析

分別取大豆油、芝麻香油、花生油按1.2.1 小節(jié)中方法提取脂肪后測定過氧化值，與直接按GB 5009.227-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》中第一法滴定法測定三種植物油過氧化值數(shù)據(jù)比較，分析脂肪提取過程對過氧化值結(jié)果的影響。

分別取調(diào)制乳粉、嬰幼兒配方乳粉按GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》第三法堿水解法提取脂肪測定過氧化值，與1.2.1 小節(jié)中方法提取脂肪后測定過氧化值數(shù)據(jù)比較。

1.2.5 嬰兒配方乳粉過氧化值加速試驗(yàn)

選取同一品牌1、2、3 段奶粉，分別取6 罐同批次原包裝樣品同時置于（37±2）℃，相對濕度75%RH±5%RH 的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行加速試驗(yàn)，試驗(yàn)周期6 個月，每隔一個月取出一罐奶粉按上述方法測定過氧化值。

2 結(jié)果與分析

2.1 加熱溫度對脂肪提取率及過氧化值的影響

分別選取30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃條件下提取乳粉中脂肪，計(jì)算脂肪提取率并測定過氧化值，結(jié)果如圖1 所示。

圖1 加熱溫度對脂肪提取率及過氧化值的影響

由圖1 可以看出，溫度提高，脂肪提取率隨之提高，過氧化值結(jié)果總體呈現(xiàn)升高趨勢，60℃后脂肪提取率增加較小，過氧化值增加速度較快。溫度在30℃時，脂肪提取率較低，過氧化值數(shù)據(jù)反而較高，可能是由于在提取過程中，乳粉包埋結(jié)構(gòu)內(nèi)部脂肪未被提取出來，提取的脂肪主要為表面游離脂肪，表面游離脂肪接觸氧氣被氧化概率大，導(dǎo)致過氧化值較高。隨著乳粉包埋結(jié)構(gòu)內(nèi)部脂肪被提取的越充分，測得的過氧化值準(zhǔn)確性越高。溫度超過60℃，過氧化值數(shù)據(jù)增加的較為明顯，因此綜合考慮加熱溫度選擇60℃較為合適。

2.2 加熱時間對脂肪提取率及過氧化值的影響

在加熱溫度60℃條件下，分別選擇5 min、10 min、15 min、20 min、25 min 加熱時長提取乳粉中的脂肪，計(jì)算脂肪提取率并測定過氧化值，結(jié)果如圖2 所示。

由圖2 可知，加熱5 min 以上脂肪提取率均可達(dá)到80%以上，隨著加熱時間延長提取率不斷提高，但增速降緩，過氧化值結(jié)果略有升高。綜合考慮選擇加熱時長為15 min，脂肪提取率較高，過氧化值數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性可靠。

圖2 加熱時間對脂肪提取率及過氧化值的影響

2.3 固液比對脂肪提取率及過氧化值測定的影響

在加熱溫度60℃條件下，乳粉和提取液體積比（下稱固液比）分別為1:1、1:2、1:3、1:4、1:5，加熱15 min 后，計(jì)算脂肪提取率并測定過氧化值，結(jié)果如圖3 所示。

由圖3 可以看出，固液比超過1:2 后，脂肪提取率上升緩慢，隨著提取溶劑的增加，溶劑中脂肪的濃度下降，增加了脂肪與溶劑接觸面處的濃度差，從而提高脂肪傳質(zhì)效率?？紤]到提取溶液的消耗率，選擇固液比為1:2 較為合理。

圖3 固液比對脂肪提取率及過氧化值測定的影響

2.4 方法的可行性分析

3 種植物油過氧化值測定結(jié)果比較如表1 所示，調(diào)制乳粉、嬰幼兒配方乳粉中兩種脂肪提取方式測定過氧化值結(jié)果比較如表2 所示。

表1 3 種植物油過氧化值測定結(jié)果

表2 乳粉中脂肪不同提取方式測定過氧化值結(jié)果

由表1 可以看出，3 種植物油經(jīng)2 種處理方式測定過氧化值結(jié)果的相對相差均＜10%，滿足GB 5009.227-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》中精密度要求，表明本研究提出的脂肪提取方式適用于乳粉中過氧化值的測定。表2說明經(jīng)堿水解提取的脂肪過氧化值過高，說明這種前處理方式脂肪的二次氧化較厲害，不適用于乳粉脂肪中過氧化值的測定。

2.5 嬰兒配方乳粉過氧化值加速試驗(yàn)

如圖4 所示是同一品牌嬰幼兒配方乳粉的1、2、3 段奶粉分別經(jīng)過加速試驗(yàn)后過氧化值的變化，可以看出隨著儲藏時間的延長過氧化值均明顯升高，前三個月增長速率較快，后三個月增速有所減緩，而且1 段奶粉過氧化值高于同期的2、3 段奶粉，可能是由于1 段奶粉脂肪含量最高，氧化程度更高一些。賈宏信[7]等在研究嬰幼兒配方乳粉在不同溫度下加速試驗(yàn)結(jié)果表明，溫度越高，過氧化值增長速率越快。張怡[11]、Cluskey[12]等的研究表明，不同包裝形式的全脂乳粉的過氧化值隨儲藏時間的延長呈上升趨勢，都與本文有類似的研究結(jié)論。目前嬰幼兒配方食品的國標(biāo)并無規(guī)定過氧化值的限量值，但很多乳粉生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)控指標(biāo)都已關(guān)注乳粉中脂肪的氧化穩(wěn)定性問題，本文建立的乳粉中過氧化值測定可用于乳粉儲藏期內(nèi)貨架期預(yù)測。

圖4 嬰幼兒配方乳粉加速試驗(yàn)中過氧化值的變化

3 結(jié)論與展望

乳粉中脂肪過氧化值測定的難點(diǎn)在于脂肪的有效提取及預(yù)防提取過程中脂肪的二次氧化問題，本文建立了可用于乳粉過氧化值測定的脂肪提取方式，并驗(yàn)證了其方法的可行性，采用該方法脂肪提取率可達(dá)到90%以上，并防止脂肪二次氧化的發(fā)生，過氧化值測定值的可信度較高。以此法為基礎(chǔ)，研究了嬰幼兒配方乳粉在加速試驗(yàn)過程中過氧化值的變化，可用于預(yù)測乳粉的貨架期。隨著國內(nèi)外乳粉行業(yè)對乳粉氧化穩(wěn)定性的關(guān)注，可先期積累各品牌乳粉過氧化值數(shù)據(jù)，政府監(jiān)管部門、生產(chǎn)企業(yè)可做好風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測和評估工作，也建議在今后的標(biāo)準(zhǔn)修訂中制定過氧化值的限量值。