核桃油储藏过程中的氧化机理研究.doc

序列号 本科生毕业论文题目: 核桃油加速氧化过程中品质指标变化研究作 者 单 位 食品工程与营养科学学院 指 导 老 师 张润光、张有林 作 者 姓 名 魏小娜 专 业 班 级 食品科学与工程专业2班 完 成 时 间 二O一五年五月 核桃油加速氧化过程中品质指标变化研究魏小娜（陕西师范大学，食品工程与营养科学学院，陕西.西安 ，710062）摘 要：为了克服核桃油在常温下氧化速度缓慢的缺点,以便在较短的时间内对其氧化稳定性进行评价，本试验采用烘箱加热的方法，将核桃油加热至120℃进行加速氧化，在加速氧化过程中测定核桃油的过氧化值（POV）、酸值（AV）、折光率、色值以及脂肪酸组分的变化，结果表明，随着加热时间的延长核桃油的过氧化值（POV)有先升后降的趋势，其最高值为83.1793mmol/kg，核桃油的酸值(AV)、折光率一直表现为上升趋势，而色值在加热过程中也逐渐增大，核桃油中的亚油酸和亚麻酸的含量有所下降，分别由最初的63.3%、10.6%降至45.79%、3.29%。

关键词：核桃油;加速氧化;氧化机理;气质联用前言核桃(Juglandis) 又名胡桃，属胡桃科植物，目前在我国的分布范围较广，是著名的木本油料，也是人们公认的保健食品，与扁桃、腰果、榛子并列为世界四大干果，民间有“万岁子”、“长寿果”、“益智果”、“美容果” 之美称， 被历代医学家和养生学家奉为益寿精品核桃含油量很高，尽管不同品种的核桃含油量有所差异，但是大多在65%左右［1］核桃油由90%以上的不饱和脂肪酸组成〔2〕，其亚油酸的含量在目前已知的所有食用油中位列第二，仅次于红花油，亚麻酸的含量比公认的米糠油还要高研究表明，在预防心脑血管疾病的保健方面核桃油中亚油酸、亚麻酸这些多不饱和脂肪酸起到了至关重要的作用〔3〕多不饱和脂肪酸能够使胆固醇发生酯化，从而降低血清与肝脏中胆固醇和甘油三酯的水平〔4〕，且对动脉硬化以及动脉硬化并发症、高血压、心脏病、心力衰竭、肾衰竭、脑出血、肿瘤等疾病具有很好的预防作用[5]因此，核桃油是一种非常珍贵的高级食用油研究其储藏氧化特性意义重大因核桃油富含大量的不饱和脂肪酸[ 6 -7]，故其在加工贮藏过程中很容易发生自动氧化（又称酸败），产生过氧化物进而降解成挥发性的醛、酮、酸等复杂的混合物，并且伴有难闻的哈喇味[ 8] ，直接影响其食用品质同时降低贮藏寿命[ 9]。

一般来说常温下油脂的自动氧化速度非常缓慢，很难在较短的时间内评价其氧化稳定性因此，通常采用在较高温度下对其进行加速氧化来分析产品的稳定性及品质变化目前，对核桃油储藏过程中的稳定性研究已有报道，但采用加速氧化的方法对核桃油的品质变化研究的不多为了对核桃油氧化过程进行全面系统的研究，本试验采用烘箱加热的方法，将核桃油加热至120℃[ 10] ，测定其120℃条件下油脂的过氧化值、酸价、折光率、色值和脂肪酸组分随时间的变化情况，初步探讨核桃油储藏期间的氧化机理1 试验与方法1.1 材料、试剂 试验材料：福禄纳冷榨核桃油，生产日期2015年3月2日，生产厂家西安市博大维尔生化有限公司试验试剂：异辛烷（色谱纯）；异辛烷，无水乙醇，冰乙酸，硫代硫酸钠，天津富宇精细化工有限公司；无水甲醇，成都科龙化工试剂厂；碘化钾，天津市凤船化学试剂科技有限公司；可溶性淀粉，天津天力化学试剂有限公司；酚酞，天津东丽区天大化学试剂厂；氢氧化钾，硫酸氢钠，天津永晟精细化工有限公司；邻苯二甲酸氢钾，上海山浦化工有限公司；以上试剂均为分析纯1.2 试验仪器 仪器设备：PL203型电子分析天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；MHE-150型数显鼓风干燥箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；阿贝折光仪，上海索光光电技术有限公司；GCMS-QP2010单四极杆气相色谱质谱联用仪，岛津企业管理（中国）有限责任公司；罗维朋比色计，杭州大吉光电仪器有限公司；78HW-1恒温加热磁力搅拌器，杭州仪表电机有限公司。

1.3 试验方法取800mL核桃油放置于深度为2cm的瓷盘中，在烘箱中加热（连续通氧气）促进其氧化，使得油温保持在120℃，加热期间定期取样测定其过氧化值(POV）、酸值（AV）、折光率、色值和脂肪酸组分等指标，测定时间为120h1.4 各项指标测定的方法1.4.1 过氧化值的测定过氧化物是油脂氧化过程中产生的初级产物，所以测定过氧化物的含量可以推测油脂的氧化程度在酸性环境中，油脂氧化过程中产生的过氧化物能够与过量的碘化钾发生反应生成碘分子通过硫代硫酸钠滴定法测定反应过程中生成的碘分子的量可以计算出油脂中含有过氧化物的量，从而得到油脂的过氧化值称取一定量的油样于锥形瓶中，加入50mL乙酸-异辛烷使样品溶解，随后加入0.5mL饱和碘化钾溶液，盖上塞子反应1min后立即加入30mL蒸馏水摇匀用硫代硫酸钠（临用前进行标定）滴定，当黄色褪去时加入淀粉指示剂混匀，用硫代硫酸钠滴定至蓝色消失即为终点[11] 过氧化值的计算： —过氧化值（以毫摩尔每千克表示）； —用于测定的硫代硫酸钠溶液的体积，单位为毫升（mL）； —用于空白的硫代硫酸钠溶液的体积，单位为毫升（mL）； —硫代硫酸钠溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L); —试样的质量，单位为克（g）.1.4.2 酸价的测定 利用酸碱中和的反应原理，测定油脂中游离脂肪酸的含量；油脂的酸价是指中和1g油脂中游离脂肪酸所需要的氢氧化钾的毫克数。

将含有0.5mL酚酞指示剂的50mL乙醇溶液于锥形瓶中煮沸，用0.1mol/L的氢氧化钾滴定至不变（15s），将其转移至具有一定量油样的锥形瓶中混合煮沸，再用0.1mol/L的氢氧化钾滴定至不变色，即为滴定终点[12]酸价的计算： —所用氢氧化钾标准溶液的体积，单位为毫升（mL）； —所用氢氧化钾标准溶液的准确浓度，单位为摩尔每升（mol/L); —试样的质量，单位为克（g）； 56.1—氢氧化钾的摩尔质量，单位为克每摩尔（g/mol） 1.4.3 折光率的测定利用阿贝折光仪依据GB/ T 5527- 2010 方法，按仪器使用说明书通过测定十二烷酸乙酯的折光率对阿贝折光仪进行校正，然后测定核桃油加热过程中不同时间段的折光指数，每个样品平行测定三次，以三次测定结果的平均值作为最终结果1.4.4 色值的测定 利用罗维朋比色计参照GB/T 22460---2008方法测定通过调节红、黄、蓝以及灰色四种标准色阶玻璃片和油样的颜色进行比较，当二者的颜色相近时，分别读取各色片上的数字即为色值的测定结果1.4.5 脂肪酸组成成分的测定 通过气相色谱与质谱联用的方法（GC-MS)测定核桃油中脂肪酸的组成。

将样品进行甲酯化处理之后，应用气相色谱-质谱联用的方法进行分析1.4.5.1 脂肪酸甲酯化衍生化 为了进行GC-MS分析，对脂肪酸进行甲酯化衍生化预处理以降低脂肪酸的沸点采取酯交换法进行甲酯化预处理，即称取试样60mg（准确到0.1mg）至具塞试管中，加入4mL异辛烷溶解试样（可以加热），随后加入200uL氢氧化钾—甲醇溶液，充分震荡30s后静置至澄清，加入1g硫酸氢钠，充分震荡静置后，移取4mL上清液,稀释100倍后保存于冰箱中供GC-MS分析，由GCMS-QP2010单四极杆气相色谱质谱联用仪（岛津）自带的谱库NIST11.lib分析核桃油中的各种脂肪酸1.4.5.2 GC-MS 操作条件 色谱条件：色谱柱的型号为HP-5MS（30m×0.25mm，0.25μm）弹性石英毛细管柱，载气为99.9%的氦（He），柱箱的温度为120℃，进样温度为260℃，柱流量是1.48mL/min，不分流，进样量0.5µL,压力为120kPa，总流量50mL/min，柱流量1.48mL/min，线速度45.6cm/sec柱温箱温度程序设置为初始温度120℃，保持2min后以3℃/min升温至260℃，保持1min。

2 结果与分析2.1 加热氧化过程中核桃油过氧化值的变化在120℃条件下120h内核桃油过氧化值的变化如图1 过氧化值是衡量油脂自动氧化程度的一个重要指标,图1可见0-50h核桃油的过氧化值上升速度比较缓慢，50-70h内其急剧上升，72h时达到最高值83.1793mmol/kg，油脂的氧化程度比较严重过氧化值到达峰值后开始下降，此过程中产生了油脂聚合物和深度氧化物因为核桃油在120℃下加热120h后油脂已经固化，不能完全溶解于试剂中，结果难以测定 图1 加热过程中核桃油过氧化值的变化Fig.1 Changes of peroxide value of walnut oil during the heating process2.2 加热氧化过程中核桃油酸价的变化 测在120℃条件下120h内核桃油酸价的变化如图2酸价是指中和1g 油脂中的游离脂肪酸所需要的氢氧化钾的毫克数油脂在加热过程中会产生一部分游离脂肪酸, 所以油脂的酸价越高其质量越差, 越不新鲜由图2可知在加热氧化的过程中，核桃油的酸价在0-60h范围内上升的比较缓慢，在60-80h内其上升的较快，在80-120h时上升趋势又变得平缓，但其酸价总体呈现升高的趋势，表明核桃油的游离脂肪酸增多，质量越来越差，不利于人们食用。

图2 加热过程中核桃油酸价的变化Fig.2 Changes of acid value of walnut oil during the heating process2.3加热氧化过程中核桃油折光率的变化在120℃条件下120h内核桃油折光率的变化如图3由图3可知核桃油的折光率在0-40h内基本保持不变，从40h后其折光率持续上升，在70-105h之间，其折光率上升的幅度比40-70h之间的大，并且70h核桃油折光率已经超过了油脂标准规定的正常指标105h后由于核桃油变得异常粘稠，所用仪器已经不能对其折射率进行测定，故选择105h为核桃油加速氧化过程中折射率的终点图3 加热过程中核桃油折光率的变化Fig.3 Changes of refractive index of walnut oil during the heating process2.4 加热氧化过程中核桃油色值的变化在120℃条件下120h内核桃油色值的变化见表1由于加热后期核桃油的氧化程度较高，核桃油的粘度较大，对比色槽的影响比较大，无法正常测定色值，故只测定了加热到105h时的色值从表1可以看出，随着加热时间的延长，氧化程度的加深，其色值中的红、黄、蓝三色均增加，从而判断出核桃油在氧化的过程中其色值逐渐变深。

表1 加热过程中核桃油色值的变化 Tab.1 Changes of color value of walnut oil during the heating process时间（h)红色黄色蓝色补色总色值0100.81.42.53.60.40.23.90.80.26.0201.23.00.60.14.9301.03.10.50.14.401.13.00.50.14.750。