不同脂肪酸結(jié)構(gòu)食用油的氧化規(guī)律及其動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、食用植物油中含有豐富的不飽和脂肪酸。不飽和脂肪酸的氧化是油脂酸敗的直接原因之一。油脂氧化造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。食用油體系復(fù)雜，目前尚不能完全認(rèn)識(shí)其氧化規(guī)律，本課題以脂肪酸組成不同的8種植物油（棕櫚油、花生油、山茶油、菜籽油、葵花油、玉米油、紫蘇油和大豆油）以及調(diào)配成不同脂肪酸比例（飽和、單不飽和及多不飽和比值分別為1:3:2，1:3.5:2和1:4:2及n-6/n-3比值分別為1:1，3:1，5:1，6:1，8:1和1

2、0:1）的調(diào)和油為樣品，通過(guò)Schaal烘箱加速氧化法，研究油脂的內(nèi)在影響因素（脂肪酸組成和生育酚含量）與氧化程度（酸價(jià)、過(guò)氧化值、巴比妥酸值、茴香胺值及醛酮類化合物）在氧化過(guò)程中的變化規(guī)律和相互關(guān)系，探索脂肪酸組成不同油脂的氧化動(dòng)力學(xué)規(guī)律，為食用油的加工、運(yùn)輸、貯藏及消費(fèi)提供科學(xué)依據(jù)。本論文得到的主要結(jié)果/結(jié)論如下：
　?。?）用線性回歸和曲線預(yù)測(cè)分析對(duì)葵花油、大豆油、玉米油、花生油、棕櫚油和山茶油中的“亞油酸含量”及紫蘇油、大

3、豆油和山茶油中的“亞麻酸含量”與“加熱時(shí)間”進(jìn)行擬合。結(jié)果顯示：這兩種脂肪酸的含量隨加熱時(shí)間的變化接近線性變化規(guī)律，即零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。同時(shí)，也接近指數(shù)方程變化規(guī)律，即符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。模型預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值相關(guān)系數(shù)R2＞0.8，表明該模型擬合程度較好。
　?。?）比較了脂肪酸組成不同的植物油甘油三酯在加速氧化過(guò)程中Sn-2位和Sn-1(3)位上的脂肪酸組成變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)亞油酸在葵花油和大豆油 Sn-1(3)位和Sn-2位上的

4、氧化差異不大，但在山茶油、棕櫚油、花生油及玉米油中Sn-1(3)位可能比Sn-2位上更易氧化；亞麻酸在紫蘇油和大豆油中Sn-2位可能比Sn-1(3)位上更易氧化。因此，脂肪酸組成不同的食用油，其亞油酸和亞麻酸在?；簧系难趸芰?qiáng)弱有所差異。
　　（3）比較了脂肪酸組成不同的植物油在加速氧化過(guò)程中生育酚含量的變化規(guī)律以及與脂肪酸組成的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)生育酚的氧化快慢除了與其本身所屬異構(gòu)體的種類有關(guān)外，還可能與油樣的脂肪酸組成有關(guān)?？ㄓ?/p>

5、、花生油、棕櫚油及山茶油中α-生育酚是主要的生育酚（≥88％）。其中，葵花油中的α-生育酚降解的最快，隨后依次是花生油，棕櫚油及山茶油。這四種油都是低亞麻酸油（＜1%），其亞油酸含量從高到底的順序依次是葵花油（61.39%）＞花生油（38.09%）＞棕櫚油（10.76%）＞山茶油（9.21%）。因此，在亞麻酸含量偏低（＜1%）且α-生育酚為主要生育酚時(shí)（≥88%），亞油酸含量較高的油，α-生育酚氧化降解更快。
　　（4）探討了脂肪

6、酸組成不同的植物油在加速氧化過(guò)程中酸價(jià)、過(guò)氧化物生成量（過(guò)氧化值）、過(guò)氧化物分解量（巴比妥酸值）的變化規(guī)律，及其與脂肪酸組成和生育酚含量的關(guān)系。結(jié)果顯示：在α-生育酚為主要生育酚（≥88%）及n-3多不飽和脂肪酸含量較低（＜1%）時(shí)，油脂的氧化穩(wěn)定性與n-6多不飽和脂肪酸成反比，即n-6多不飽和脂肪酸的水平越高，油樣（如葵花油）的過(guò)氧化值增長(zhǎng)就越明顯，同時(shí)α-生育酚的降解也越顯著；當(dāng)γ-生育酚與δ-生育酚含量較高時(shí)，卻可以明顯提高油樣（

7、如玉米油和大豆油）的氧化穩(wěn)定性；當(dāng)油樣（如紫蘇油）的n-3多不飽和脂肪酸含量較高時(shí)，其氫過(guò)氧化物形成的同時(shí)，還會(huì)繼續(xù)分解產(chǎn)生二級(jí)醛酮產(chǎn)物，使得油樣的巴比妥酸值增高。
　?。?）基于HPLC-QqQ-MS技術(shù)同時(shí)檢測(cè)到植物油中的20種醛類和5種酮類氧化產(chǎn)物，探討了油脂氧化及氧化產(chǎn)物的形成機(jī)理。主成分分析發(fā)現(xiàn)這些醛酮類的產(chǎn)生與油樣初始不飽和脂肪酸含量密切相關(guān)：辛醛、辛酮、壬醛、壬酮、癸醛、癸酮及2-癸烯醛的產(chǎn)生與油酸密切相關(guān)；戊醛、己

8、醛、己酮、庚醛、2-丙烯醛、2-庚烯醛、2-辛烯醛、2-壬烯醛及2,4-癸二烯醛的產(chǎn)生與亞油酸密切相關(guān)；乙醛、丙酮、丙醛、丁醛、2-戊烯醛、2-己烯醛、2,4-庚二烯醛、及2,4-壬二烯醛的產(chǎn)生與亞麻酸密切相關(guān)。
　?。?）山茶油（高油酸）中壬醛產(chǎn)量最高；葵花油（高亞油酸）中己醛與壬烯醛產(chǎn)量最高；紫蘇油（高亞麻酸）中丙醛產(chǎn)量最高。加速氧化過(guò)程中以上四種醛類指示劑的含量與油樣的總氧化值（TOTOX）有較好的線性關(guān)系。比較過(guò)氧化值、T

9、OTOX值、羰基總產(chǎn)量及醛類指示劑的增量，都一致得到四種食用油的氧化穩(wěn)定性順序依次為：葵花油＜山茶油＜紫蘇油＜棕櫚油。因此，這幾種特征性醛類的產(chǎn)量可作為油脂氧化程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，在深度氧化過(guò)程中，這些指標(biāo)甚至可能比傳統(tǒng)氧化評(píng)估指標(biāo)更加可靠。
　?。?）植物油同步熒光波長(zhǎng)（λex=320-700nm）強(qiáng)度的主成分分析圖可清晰地展示油樣隨加熱時(shí)間的演變軌跡。線性回歸分析及曲線預(yù)測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，高飽和或單不飽和油（棕櫚油及山茶油）的同步熒光強(qiáng)

10、度主要與其一級(jí)產(chǎn)物氫過(guò)氧化物的含量相關(guān)（棕櫚油R2=0.973；山茶油R2=0.956）；高雙不飽和油（葵花油）的同步熒光強(qiáng)度主要與其醛酮等羰基化合物的含量相關(guān)（R2=0.970）；高三不飽和油（紫蘇油）的同步熒光強(qiáng)度主要與其茴香胺值相關(guān)（R2=0.938）。因此，熒光光譜結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)可快速檢測(cè)油脂的氧化變質(zhì)。
　?。?）植物油按照一定脂肪酸比例配制成18種調(diào)和油樣，以探究加速氧化過(guò)程中調(diào)和油的脂肪酸、生育酚、一級(jí)氧化產(chǎn)物及二級(jí)