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营养均衡动植物调和油的研制

2023-05-03 08:15:12

于海坤,刘爱成,陈佳丽,李墨翰,杨梅,杨柳,岳喜庆

(沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳 110866)

油脂是食物中重要组成成分,是重要的能量物质,也是细胞、组织等主要结构组成的基础原料[1],参与机体的众多生理功能调节,除了提供人体所需的必需脂肪酸,还含有脂溶性维生素、植物甾醇、角鲨烯等功能性有益伴随物[2,3],促进身体、大脑、视力的发育[4]。若长期食用单一植物油容易导致营养单一,体内某些脂肪酸过量或者不足、部分微量元素缺失等。尤其是ω-3脂肪酸摄入不足[5]。大量研究表明,脂类与血管疾病、胆汁淤积、肥胖等多种疾病的发生直接相关[6-10],不同种类的脂肪酸对人体健康的影响也不相同,研究表明,饱和脂肪酸(Saturated Fatty Acids,SFA)摄入过量引起心血管等一系列疾病[11],SFA过低不利于婴幼儿和青少年的发育,可能增加心脏的出血[12];
单不饱和脂肪酸(Monounsaturated Fatty Acids,MUFA)、多不饱和脂肪(Polyunsaturated Fatty Acids,PUFA)能预防凝血和动脉粥样硬化、降血压、降血脂,减少冠心病的发病危险性[13-16],但PUFA很容易发生氧化,过量摄入多不饱和脂肪酸会引起体内脂质过氧化[5]。同时,人体摄入的脂肪酸不仅需要摄入量合适,而且还要比例适宜。ω-3 PUFA与ω-6 PUFA在影响机体免疫的机制上具有竞争效应,ω-3和ω-6的比例会对免疫功能产生影响,ω-3 PUFA比率低时能增强非特异性抗性和免疫反应[17-20]。适宜的PUFA比例也有利于预防心血管疾病、肿瘤等[21-23]。维持ω-3 PUFA与ω-6 PUFA比例的动态平衡,对体内环境稳定、维持细胞因子、调控基因表达及脂蛋白的平衡等方面具有重要作用[24,25]。

联合国粮农组织、世界卫生组织以及各国家对脂肪酸均衡及生理代谢进行大量研究,并制定了膳食脂肪与脂肪酸比例的参考摄入量相应的标准[26-30]。根据我国居民饮食习惯,中国营养学会推荐SFA不超过10%;
ω-6 PUFA 含量为 2.50%~9.00%;
ω-3 PUFA 含量为0.50%~2.00%;
多不饱和脂肪酸中ω-6与ω-3的质量比是(4~6):1[31]。已知的天然的单一油脂不论植物油还是动物油的脂肪酸比例都难以满足营养要求,调和油是指两种及两种以上的食用油根据营养需求以及科学的比例进行调配的一种新型的食用油,不仅可以弥补单一食用油脂营养过量或不足的缺陷,还能符合脂肪酸比例的需求。市场的植物食用油琳琅满目,但调和食用油较少,符合脂肪酸平衡的调和油更寥寥无几。植物油调和后的油脂风味和口感会大大降低,所以被消费者的青睐程度并不高[32],而牛油不仅能提供独特浓郁的风味,还具有丰富脂溶性维生素极易被吸收,同时还含有抗氧化能力强的微量硒元素,但是由于高熔点和饱和脂肪酸特性,常对其进行改性,通过分提后使其更适合食用。营养均衡调和油配方计算采用Matlab建立数学模型,可转化为线性模型,降低了计算的难度、复杂度,且准确率高、耗时短,也可根据实际需求设定目标参数、原料油、营养含量等,应用方便灵活,Matlab软件在调和油的配方设计中被广泛使用[33]。

本研究以常见的多种植物油及牛油为原料,考虑油脂营养价值、口感风味及市场价格等因素,通过建立相应的数学模型计算出脂肪酸配比合理、价格最优的各原料油的配比,通过最佳调配工艺对原料油进行调配得到营养均衡动植物调和油,并预测其货架期。通过本研究缓解了消费者食用单一食用油营养功能结构不合理的问题,促进我国调和油的健康发展,对保证消费者健康和提高食品安全具有重要意义。

1.1 材料与试剂

精炼牛油、稻米油、低芥酸菜籽油、菜籽油、花生油、玉米油、葵花籽油、茶油、橄榄油、亚麻籽油、芝麻油、大豆油均为市售;
37种脂肪酸甲酯混合标准品,索莱宝生物科技有限公司;
胆固醇标准品(纯度>99%),上海麦克林生化科技有限公司;
正己烷、三氯甲烷、冰乙酸、韦氏试剂国产分析纯

1.2 仪器与设备

Aglient 7820A气相色谱仪、Aglient 1100高效液相色谱仪,美国安捷伦公司;
电热恒温鼓风干燥箱,上海福玛实验设备有限公司;
JB-1型磁力搅拌器,天津市欧谱仪器仪表有限公司;
7200-紫外-可见分光光度计,尤尼柯有限公司;
分析天平ALC-210.4,德国赛多利斯艾科勒公司。

1.3 实验方法

1.3.1 溶剂法分提牛油

称取适量的牛油,80 ℃水浴恒温加热30 min后,在60 ℃水浴中继续保持15 min,按丙酮与牛油10:1(V:m)的比例加入丙酮,放入转子,通过超级恒温水浴锅混合均匀,设置工作参数,初始温度 40 ℃,搅拌速率300 r/min,搅拌时间20 min,得到混匀的液体立刻降温至10 ℃,并在此温度下保持24 h充分结晶,结束后真空抽滤得到固脂,旋转蒸发滤液回收丙酮,同时得到分提液体牛油[34]。

1.3.2 理化指标的测定

酸价:参照《食品安全国家标准食品中酸价的测定》(GB 5009.229-2016)中冷溶剂指示剂滴定法测定;
过氧化值:参照《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》(GB 5009.227-2016)中滴定法测定;
碘值:参照《动植物油脂碘值的测定》(GB/T 5532-2008)测定;
皂化值:参照《动植物油脂皂化值的测定》(GB/T 5534-2008)测定;
熔点:参照《动植油脂熔点测定》(GB/T 12766-2008)执行测定;
胆固醇:参照《食品安全国家标准食品中胆固醇的测定》(GB 5009.128-2016)测定。

1.3.3 脂肪酸组成及含量的测定

参照文献杨春英等[35-37]的方法并略有改动:称取0.05 g(精确到0.000 1 g),将油脂置于10 mL具塞玻璃试管中,加入5.0 mL 0.5 mol/L NaOH-CH3OH溶液,涡旋40 s混合均匀,65 ℃水浴下反应40 min(每5 min摇匀一次),加入5.0 mL正己烷,摇匀后静置分层,取上层清液,加入0.6 g无水硫酸钠振摇,中和NaOH并干燥,静置后上清液用0.22 μm有机过滤器过滤,等待GC-MS分析。

GC条件:色谱柱:HP-FFAP石英毛细管色谱柱(30×0.25 mm,ID 0.25 μm);
进样口温度:250 ℃;
载气:高纯氦气(纯度>99.999%);
进样量:1.0 μL,流速:1.0 mL/min,分流比为20:1;
柱温箱程序升温:初始温度180 ℃,维持1 min,以3 ℃/min升温速率升至230 ℃,维持10 min。

MS条件:电子电离离子源;
电子能量70 eV;
离子源温度230 ℃;
接口温度250 ℃;
四极杆温度150 ℃;
传输线温度280 ℃;
扫描质量范围30~450 u,全扫描方式;
不延迟。

将样品的峰与 37种脂肪酸甲酯混合标准品各色谱峰保留时间对比,通过NIST质谱库辅助进行样品脂肪酸定性分析,运用峰面积归一化法和标准曲线法计算各脂肪酸含量百分比进行定量分析。

1.3.4 营养均衡动植物调和油的调配目标

参照2013版《中国居民膳食营养素参考摄入量》有关成人脂肪酸推荐参考摄入量及相关文献为营养均衡动植物调和油的调配目标[31]。

1.3.5 运用Matlab建立数学模型

混合植物油中各原料油比例优化;
利用Matlab软件按照表1设定优化的条件对原料油的进行配比,设调和油的价格为优化指标,具体参数的表示方法如表2所示。

表1 营养均衡动植物调和油的调配目标Table 1 Nutritional balance and blending target of animal and plant blended oil

表2 原料油各成分参数设定Table 2 Parameter setting of each component of feed oil

如表2,设每种原料油占总油的百分含量为 xi,xi≥0,i=1, 2, 3……10, 11, 12。每种原料油中各种脂肪酸的百分含量为 aij,aij≥0,i=1, 2, 3……10, 11, 12;
j=1,2, 3, 4, 5。优化指标设定为营养均衡动植物调和油的价格,建立相应数学模型为:

①假设调和油总量为 1,各原料油占混合油总量的百分比加和为100%,因此建立条件公式:

②ω-6 PUFA:ω-3 PUFA的比例为4:1~6:1之间,因此建立条件公式:

③M UFA:
PUFA的比例为1:1之间,因此建立条件公式:

④以调和油总价Y最少为目标,因此建立公式:

根据所建立的数学模型基础之上,调用Matlab软件中的Linprog线性约束优化函数,具体Linprog函数程序公式如下:

[x, fval, exitflag, output, lambda]=linprog(f, A, b,Aeg, beq, lb, ub, x0)

式中:

x——最优条件下取得的解;

fval——最优解x处的目标函数值;

exitflag——退出条件;

output——含有优化信息的输出结构;

lambda——将x解返回到函数中的拉格朗日乘子;

f——是优化参数x最小化的系数矩;

A——线性不等式约束条件函数x前系数;

b——不等式约束条件的矩阵;

Aeq——线性方程约束条件函数x前系数;

beq——线性方程约束条件的矩阵;

lb, ub-x——点的上界和下界;

x0——初始值。

1.3.6 优化调和油调配工艺的单因素试验

按照 1.3.5计算所得的比例称取原料油置于锥形瓶中,内置磁性转子,利用超级恒温水浴锅,通过调控搅拌时间(5、15、30、45、60 min)、搅拌温度(20、30、40、50、60 ℃)、搅拌转速(200、400、600、800、1 000 r/min)及叔丁基对苯二酚(Tertiary Butylhydroquinone,TBHQ)添加量(10、15、20、25、30 mg)进行调和油调配,结合酸值和过氧化值的变化趋势为判断指标,以确定最佳调配工艺。

1.3.7 正交试验

根据单因素试验结果,选取三个主要因素设计了三因素三水平正交试验(见表3),以酸值和过氧化值为考察指标,每组实验重复3次。

表3 正交实验因素水平表Table 3 Orthogonal experiment factor level table

1.3.8 营养均衡动植物调和油货架期的预测

采用 Schaal烘箱法,将调配好的调和油置于(60±1)℃的恒温培养箱中加速氧化,每隔12 h晃动一次,且任意更换其在培养箱中的位置。每隔24 h测定一次酸价及过氧化值,得出调和油到达过氧化值上限,参照Arrhenius经典公式中温度与货架期的系数关系,利用外推法对营养均衡动植物调和油在室温下的货架期进行预测[38,39]。

Arrhenius经典公式如下:

式中:

K——反应速度常数;

T——贮存温度,℃。

1.4 数据处理

所有实验均至少重复 3次,数据以平均值±标准差的形式表示;
选用IBM SPSS软件进行差异显著性分析及正交试验数据处理;
采用Origin 2021进行图表绘制。

2.1 牛油及其分提牛油的理化指标及脂肪酸组成

由表4可以看出,分提后的牛油酸价提高了0.24 mg/g,酸价越低油脂质量越好,推测在分提过程中油脂被水解为游离脂肪酸,故酸价上升。过氧化值变化不显著,这可能与它的脂肪酸组成有关,牛油中饱和脂肪酸的含量较高。碘值是衡量油脂不饱和度的一种指标,碘值越大,油脂的不饱和程度越高。而熔点与碘值表示正相反,熔点越低,其不饱和程度越高[40]。分提牛油的碘价升高,说明组成分提牛油的不饱和度提高,而分提牛油的熔点从原料牛油43.83 ℃降至21.74 ℃,熔点的变化由甘油三酯直接决定,溶剂法分提在冷却过程中使高熔点的饱和甘油三酯生成晶体析出后过滤,则低熔点的不饱和甘油三酯富集在分离后的分提牛油中,导致熔点降低,与碘价变化吻合,有利于调和油的制备及室温下的贮藏状态不易发生改变[41];
分提牛油的皂化值显著提高了8.72 mg/g,皂化值反应了油脂脂肪酸的平均分子量大小,分子量越小,皂化值越高。分提牛油中脂肪酸分子碳链较短,故皂化值升高;
分提牛油的胆固醇含量降低,可能是溶剂法分提时部分胆固醇溶于丙酮,这同时也表明溶剂法分提是降低胆固醇含量的有效手段[34]。

表4 牛油及其分提牛油的理化指标表Table 4 Physical and chemical index table of tallow and its extract oil

由表5可以看出,分提牛油中总SFA比牛油降低了13.11%,总MUFA、PUFA分别升高了9.87%、3.22%。其中,分提牛油中棕榈酸(C16:0)含量从 24.64%减少到 18.85%,硬脂酸(C18:0)含量减少了 5.83%,油酸(C18:1)含量从33.90%增加到39.23%。这与表4中分提牛油的碘值和熔点的变化一致。此外,分提牛油的亚油酸(C18:2)含量增加了 2.94%,亚麻酸(C18:3)相比牛油而言略有上升。综上可知,溶剂分提法可有效降低牛油的饱和度,改善油脂质量,拓宽牛油的使用范围。

表5 牛油及其分提牛油的脂肪酸组成Table 5 Fatty acid composition of beef tallow and its fractions

2.2 原料油的脂肪酸组成

由表6所知,分提牛油SFA含量较高而PUFA含量仅占5.34%,脂肪酸比例严重失衡,饮食中低水平的PUFA:SFA比率(低于0.45)是血液胆固醇水平升高的一个风险因素。用于治疗或预防疾病的ω6:ω3脂肪酸的最佳比例为4:1至6:1,这一比例在亚麻籽油、玉米油和橄榄油中分别为0.25、32.61和69.82,纯油均不具有最佳的ω6:ω3比率,亚麻籽油由于其高水平的亚麻酸可以有效改善纯油的ω6:ω3比率。稻米油是最接近人体需求的植物油,但ω6:ω3比率偏高,低芥酸菜籽油、菜籽油、花生油、茶油中MUFA含量远高于PUFA含量,橄榄油中MUFA含量高达85.45%;
而玉米油、葵花籽油、大豆油MUFA含量却低于PUFA含量,亚麻籽油中PUFA含量超过75%,存在易氧化稳定性差的问题,均不符合MUFA和PUFA的比例约为 1:1。由此可见,多种原料油需要调和才符合人体对均衡摄入脂肪酸的要求。各种原料油的混合能够使PUFA、MUFA和SFA均匀分布,因此平衡了制备的调和油中的脂肪酸组成[42]。

表6 原料油的脂肪酸组成Table 6 Orthogonal experiment factor level table

2.3 建立数学模型确定调和油最优配比

调和油满足营养均衡的前提下,以调和油总价Y最小值为指标,利用 Matlab软件中约束优化函数linprog求解几种原料油的最佳配比,可建立以下线性规划模型:

Ymin=0.173x1+0.238x2+0.190x3+0.118x4+0.269x5+0.168x6+x7+x8+x9+x10+x11+x12=100%

6.04x1+23.75x2+2.10x3+2.21x4+32.61x6+69.82x7+6.95x9+0.25x10+6.36x12≤6

-6.04x1-23.75x2-2.10x3-2.21x4-32.61x6-69.82x7-6.95x9-0.25x10-6.36x12≤-4

-9.11x1-1.17x2-2.22x3-2.63x4-1.58x5-0.48x6-0.45x7-9.55x8-17.21x9-0.22x10-0.98x11-0.55x12≤-1

9.11x1+1.17x2+2.22x3+2.63x4+1.58x5+0.48x6+0.45x7+9.55x8+17.21x9+0.22x10+0.98x11+0.55x12≤1

x1≥0.08,x2≥0,x3≥0,x4≥0,x5≥0,x6≥0,x7≥0,x8≥0,x9≥0,x10≥0,x11≥0,x12≥0

Ymin=(17.2x1+23.8x2+19.0x3+11.8x4+2.69x5+16.8x6+16.0x7+89.5x8+60.5x9+32.2x10+14.6x11+9.80x12)×10-3

根据该模型的具体要求,利用Matlab语言代码编程调用Linprog函数:

f=[0.172; 0.238; 0.190; 0.118; 0.269; 0.168; 0.160;0.895; 0.605; 0.322; 0.146; 0.980]

A=[6.04 23.75 2.10 2.21 0 32.61 69.82 0 6.95 0.25 0 6.36 -6.04 -23.75 -2.10 -2.21 0 32.61 -69.82 0 -6.95 -0.25 0 -6.36; 9.11 1.17 2.22 2.63 1.58 0.48 0.45 9.55 17.21 0.22 0.98 0.55; -9.11 -1.17 -2.22 -2.63 -1.58-0.48 -0.45 -9.55 -17.21 -0.22 -0.98 -0.55;45.98 19.09 7.26 7.63 24.74 16.39 11.16 10.01 9.59 7.41 15.48 19.73; -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]

b=[6 -4 1 -1 -0.08]

Aeq=[1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]

beq=[1]

lb=zeros(12, 1)

[x,fval,exitflag,output,lambda]=linprog(f,A,b,Aeg,beq,lb)

利用建立的数学模型、Excel和MATLAB软件得出营养均衡动植物调和油的配方,结果见表7。

表7 原料油在调和油配方中用量(%)Table 7 Dosage of raw oil in blended oil formula (%)

根据运行结果可知,在营养均衡动植物调和油中,分提牛油占 8.00%,玉米油占 16.36%,亚麻籽油占72.18%,芝麻油占3.45%,调和油的单价为0.28元/kg。实际调配中,分提牛油占8.00%,玉米油占16.40%,亚麻籽油占72.20%,芝麻油占3.40%,调和油的单价为每百毫升 0.28元。此时调和油中的脂肪酸理论值SFA为12.24%,ω-6/ω-3 PUFA的值为6.01,MUFA与PUFA的比值为1.00,结果均在约束条件范围,故选择上述比例进行复配。实际通过GC-MS测得脂肪酸的结果为SFA占12.78%,ω-6/ω-3 PUFA的值为5.99,在4~6:1之间,MUFA与PUFA的质量分数比为0.96,基本满足MUFA:PUFA约为1:1,符合中国营养学会推荐的比例,满足了成人脂肪酸平衡的需求,从而促进大脑和机体等的良好发育。

2.4 优化调和油调配工艺的单因素试验

2.4.1 调和油最佳搅拌时间的确定

由图1可知,营养均衡动植物调和油酸价和过氧化值随搅拌时间增加的变化趋势不同。酸价逐渐增长,从0.10 mg/g缓慢增至0.22 mg/g,最后突增至0.48 mg/g,可能是随着时间延长油脂氧化增加。而过氧化值变化不稳定且幅度大,从5 min到15 min增加了0.26 meq/kg,其原因可能是搅拌过程中调和油与外界刚接触,内部状态不稳定,导致过氧化值增加;
而从15 min至30 min过氧化值却下降,可能是搅拌后抗氧化剂与调和油充分接触,且使酸败产生的小分子醛酮类物质发散出去[43];
之后过氧化值继续升高至2.02 meq/kg。

图1 搅拌时间对调和油酸价与过氧化值的影响Fig.1 Effect of stirring time on the valence and peroxide value of reconstituted oleic acid

2.4.2 调和油最佳搅拌温度的确定

由图2可知,搅拌温度对营养均衡动植物调和油酸价和过氧化值均有显著性影响,随着温度的上升,调和油酸价呈先上升后下降趋势,过氧化值呈先下降后上升的趋势。当温度升高至 50 ℃时,酸价达到最大值为0.27 mg/g,在油脂氧化初期阶段,温度使饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸均不稳定,但不饱和脂肪酸受其影响更大,故酸价较大,与刘龙龙等[44]研究的营养平衡调和油结论一致。当温度增加至 30 ℃时,过氧化值降到最小值为0.88 meq/kg,之后温度持续升高过氧化值继续增加,说明油脂氧化程度加深,过氧化物增加,过氧化值升高。酸价及过氧化值越小,油脂质量越好,故最佳搅拌温度选为30 ℃。

图2 搅拌温度对调和油酸价与过氧化值的影响Fig.2 Effect of stirring temperature on the valence and peroxide value of mixed oleic acid

2.4.3 调和油最佳搅拌速度的确定

由图3可知,搅拌速度对营养均衡动植物调和油酸价和过氧化值均有显著性影响,随着转速的增加,酸价呈先上升后下降再上升的趋势,过氧化值呈先下降后上升的趋势。在转速为400 r/min时,酸价达到最大值为0.25 mg/g,从400至800 r/min,酸价逐渐降低至最小值为0.17 mg/g,可能是由于搅拌速度影响了调和油分子之间相互作用力,同时对抗氧化剂的溶解程度也有着一定的影响[45]。在转速为400 r/min时,过氧化值最小值为1.67 meq/kg,之后过氧化值不断升高,推测其原因可能是转速越大,调和油与空气的接触面积增大,从而使氧化程度越来越深。因此,营养均衡动植物调和油最佳转速为400 r/min。

2.4.4 调和油最佳TBHQ添加量的确定

从图4中可以发现,随着TBHQ添加量的增加,营养均衡动植物调和油的酸价和过氧化值均呈先下降后上升的趋势,与蒋艺晴[45]研究营养均衡玉米调和油添加TBHQ的变化趋势相吻合,TBHQ对调和油的质量具有一定的维护作用。在转速为400 r/min时,酸价和过氧化值均最小,分别为0.15 mg/g、1.42 meq/kg,虽然随着TBHQ添加量的增加酸价和过氧化值酸价和过氧化值有显著性差异,但幅度变化不大,极差分别为0.11 mg/g、1.02 meq/kg,TBHQ添加量越大,酸价和过氧化值越大,由文献可知,存在抗氧化剂因浓度过高而促进油脂氧化的现象[46],可能由于TBHQ的某些氧化产物促进了油脂氧化[47]。

图4 TBHQ添加量对调和油酸价与过氧化值的影响Fig.4 Effect of TBHQ addition on the valence and peroxide value of reconstituted oleic acid

2.5 正交试验结果

通过单因素试验结果表明,搅拌时间、TBHQ添加量、搅拌温度对酸价及过氧化值的影响更显著,选其作为影响因素,采用L9(34)正交试验优化,优化试验参数,试验设计结果及方差分析见表8、表9和表10。

由表8可知,当以酸价为最佳调配工艺考察指标时,较优组合为A2B2C1,从极差R结果及可知,影响酸价的主次顺序为C>A>B,由方差分析也可看出(表9),搅拌温度对酸价有显著性差异,搅拌时间及TBHQ添加量影响较小,差异不显著;
当以过氧化值为考察指标时,较优组合为A2B2C3,对其影响程度为A>B>C,且方差分析结果表明(表10),搅拌时间、TBHQ添加量及搅拌温度对过氧化值均有极显著差异。由此可以看出,两组较优组合中仅搅拌温度不一致,其中搅拌温度对酸价的影响较大,而对过氧化值影响较小,推测可能是在氧化初期,温度使饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸均不稳定导致酸价变化波动大,而试验温度范围较低,产生氧化产物较少,过氧化值变化较小。综合考虑最终确定营养均衡动植物调和油最佳配比组合为A2B2C1,即:搅拌时间30 min、TBHQ添加量15 mg、搅拌温度20 ℃。经过验证试验测得酸价为0.17 mg/g,过氧化值为1.33 meq/kg,表明该组合为最佳的营养均衡动植物调和油调配工艺。

表8 L9(34)正交实验设计表及极差分析Table 8 L9(34) Orthogonal experimental design and range analysis

表9 酸价多因素方差分析结果Table 9 Results of multivariate analysis of variance of acid value

表10 过氧化值多因素方差分析结果Table 10 Results of multivariate ANOVA of peroxide value

2.6 营养均衡动植物调和油货架期的预测结果

由图5可知,Schaal烘箱法测得营养均衡动植物调和油在90 ℃的条件下,每日的酸价和过氧化值变化趋势。根据SB/T 10292食用调和油中规定,调和油的酸价<1.00 mg/g,过氧化值<12 meq/kg。在第6天时,营养均衡动植物调和油的两个指标均超过最高限度,酸价为1.10 mg/g,过氧化值为12.24 meq/kg。因此,在90 ℃条件下,营养均衡动植物调和油的保质期为5 d。据Arrhenius经典公式,参照温度与货架期的系数关系,调和油在90 ℃的恒温培养箱内放置1 d与在20 ℃室温环境中放置128 d等价[39],根据系数关系则可推算出营养均衡动植物调和油在室温下的货架期寿命为640 d,因此营养均衡动植物调和油在室温下能够贮藏18个月。

图5 90 ℃下调配油的酸价和过氧化值Fig.5 The AV and POV of blend oil on 90 ℃

营养均衡动植物调和油以 11种植物油以及通过溶剂法分提牛油得到油脂品质提升的分提牛油作为原料,采用Matlab软件确定调和油最优配比为:分提牛油8.00%,玉米油16.36%,亚麻籽油72.18%,芝麻油 3.45%,调和油的单价为每百毫升 0.28元;
通过GC-MS测得脂肪酸的结果符合成人脂肪酸平衡的需求,满足消费者摄入健康油脂理念的追求;
在单因素的基础上,利用正交试验设计对营养均衡动植物调和油的调配工艺进行优化,最佳制备条件为:搅拌时间30 min、TBHQ添加量15 mg、搅拌温度20 ℃;
此时,酸价为0.17 mg/g,过氧化值为1.33 meq/kg;
营养均衡动植物调和油保质期为18个月。本实验为营养调和油的开发提供理论依据,增添了食用油品类,促进食用油市场多元化,希望对食用油的健康营养消费具有指导意义。

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