（食品科学专业论文）大豆油在乳状液中的氧化影响因素研究.pdf

摘要 国内外研究表明，乳状液体系中不饱和脂肪酸的氧化机制尚不完善，迄今为止关于乳状液中油脂氧 化的各种影响因素包括乳化剂类型、用量、体系口h 、油脂粒径大小的作用都有不同的报道。本论文针 对研究的存在问题，以大豆油乳状液体系为主要研究对象，系统研究了影响大豆油氧化稳定性的各种影 响因素，为探讨乳状液体系中不饱和脂肪酸的氧化机制、控制乳状液体系中不饱和脂肪酸的氧化以及促 进多不饱和脂肪酸在食品中的应用提供一定的理论和实用参考价值。 论文首先探讨了可见分光光度法测定乳状液过氧化值( p e r o x i d ev a l u e ，p o v ) 的方法。对测定条件、 可靠性和精确性进行了详细研究，结果表明，在最佳测定条件下该方法的相对标准偏差r s d = 0 6 0 ， 加标回收率为9 8 2 - - 1 0 1 2 ，最低检出量为1 7 0 1 m e q k g ，且具有试剂用量少、灵敏度和精确度高的优 点，适用于乳状液体系中氢过氧化物含量的测定。 在此基础上，对影响大豆油乳状液氧化稳定性的主要因素作了系统的研究。研究表明，乳化剂种类 对乳状液稳定性有显著影响。在p h = 4 0 条件下，三种不同类型乳化荆十二烷基硫酸钠( s d s ) 、十六烷 基三甲基溴化铵( c t a b ) 和聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯( t w e e n 2 0 ) 所乳化的大豆乳状液稳定性 ( p o v 和2 硫代巴比妥酸反应底物，2 - t h i o b a r b i t u r i ca c i dr e a c t i v es u b a t a n c e 。t b a r s ) 的研究结果表明， 阴离子型乳化剂所形成的乳状液比非离子型和阳离子型乳状液氧化的速率要快，其氧化速率的顺序依次 为s d s c t a b t w e e n 2 0 。在p h 7 0 和9 0 条件下，氧化速率c t a b s d s o t w e e n 2 0 。n h 值对大豆油 乳状液氧化稳定性有显著的影响，且对不同类型乳化剂所组成的乳状液氧化稳定性的影响又各不相同。 对于s d s - 大豆油乳状液，随着p h 值的升高其氧化稳定性逐渐增加( p 大豆分离蛋白 乳清分离 蛋白。h u 等人刚在另外的研究中用乳清分离蛋白、甜乳清、b - 乳球蛋白和a 乳白蛋白作为乳化剂来研 究对o w 型鲑鱼油乳状液( p h = 3 o ) 氧化稳定性的影响，结果发现，乳状液氧化稳定性的顺序为：p 乳球 蛋白兰甜乳清 a - - 1 白蛋白兰乳清分离蛋白。 f o m u s o 等人”研究了卵磷脂、t w e e n 2 0 、乳清分离蛋白、甘油单二酯和蔗糖酯对o w 型鲱鱼辛 酸酯乳状液的氧化稳定性的影响，结果表明，乳清分离蛋白 卵磷脂 甘油单，- - 醍d t w e e n 2 0 蔗糖酯。 o s b o m 等人田1 也研究了乳清分离蛋白和蔗糖酯对o w 型鳐鱼- 辛酸酯乳状液的氧化稳定性的影响，结 果与f o m u s o 等人的研究是一致的。 d o r m e l l y 等人1 研究了非离子乳化剂t w e e n 2 0 、乳清蛋白、以及二者结合对o w 型鲱鱼油乳状液 氧化稳定性的影响，发现当t w e e n 2 0 和乳清蛋白分别作为乳化剂时，乳状液的氧化稳定性都不良，但 是两者混合使用时，乳状液的氧化稳定性明显增加。 m e i 等”1 研究报道了利用乳化剂s d s 、聚氧乙烯( 1 0 ) 月桂醇醚( b 埔3 5 ) 和十二烷基三甲基溴化铵 ( d t a b ) 来研究对o w 型玉米油乳状液氧化稳定性的影响，结果显示，在p h = 4 0 时乳状液氧化稳定性 的顺序为：d t a b 望b f i j 3 5 s d s ，而在p h - - - 6 5 时其氧化稳定性的顺序为：d t a b b 喇3 5 _ s d s 。m a n c u s o 等人i “j 以十= 烷基硫酸钠( s d s ) 、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯( t w e e n 2 0 ) 为乳和十二烷基三甲基溴化 铵( d t a b ) 作为乳化剂来研究对o w 型鲑鱼油乳状液氧化稳定性的研究，结果发现，在p h = 3 0 时乳状 液氧化稳定性的顺序为：d t a b - - 。t w e e n 2 , 0 s d s ，而在p h = 7 0 时其氧化稳定性的顺序为d t a b t w e e n 2 0 丝s d s 。 k a s a i k i n a 等人”研究了s d s 和c t a b 对乳状液葵花籽油乳状液体系氧化稳定性的影响，结果发 现，s d s 可以抑制乳状液中油脂的氧化，而c t a b 则可以促进乳状液中油脂的氧化。这个结果与m e i 等和m c u s 0 等人的研究差距甚远。 d e c k e r 等人1 2 5 , 2 6 1 研究了表面活性剂亲水基大小和亲油基部分脂肪酸链的长短对于o w 型鲑鱼油乳 状液的氧化稳定性的影响。结果发现，聚氧乙烯0 0 ) 硬脂酵醚( b 埔7 6 ) 和聚氧乙烯( 1 0 0 ) 硬脂醇醚( b 哟7 0 0 ) 这两种亲水基团的大小不同、亲油基团大小相等的乳化剂对体系的氧化性没有显著的差异；而采用聚氧 乙烯硬脂醇醚和聚氧乙烯月桂醇醚这两种亲油基团的大小不同、亲水基团大小相等的乳化剂对体系的氧 化性也没有显著的差异。这个结果与f o m u s o 等人的研究也差别比较大。 c h o 等人1 2 7 1 研究不同乳化剂的添加量对乳状液氧化稳定性的影响，结果发现，随着聚氧乙烯月桂醇 醚( b 埔3 5 ) 添加量从o 2 5 增加。b r i j 3 5 玉米油乳状液( p h = 7 0 ，f 一+ 存在) 的氧化稳定性逐渐增加。f a r a j i 等人”也研究了不同乳化剂的添加量对乳状液氧化稳定性的影响，结果与c h o 等的一致，随着乳清分 离蛋白添加量从0 2 5 1 5 增加，乳清分离蛋白鲱鱼油乳状液稳定性提高。 而h u 等人l 】”研究结果与上述c h o 等和f a r a j i 等的研究不同。h u 等的结果发现，酪蛋白、大豆分 离蛋白和乳清分离蛋白的添加量从0 5 n 自i n1 5 ，乳清分离蛋白玉米油乳状液( p h = 7 o ) 的氧化稳定 性无明显变化。 上述研究报道中，除了蛋白质类乳化剂对体系的氧化稳定效果好于小分子乳化剂这个研究结果比 较一致以外；关于乳状液体系中乳化剂的添加量、种类、p h 的报道差别都比较大。由此看出乳化剂在 乳状液体系中抑制或促进油脂氧化的作用是十分复杂的，故需进一步研究。 1 2 1 2 p h 值 目前，国内外研究者针对不同体系研究了体系的p h 值对于乳状液体系中不同不饱和脂肪酸、易氧 化成分等氧化稳定性的影响。 m e i 等人【2 9 l 报道了p h 值对不同表面活性剂稳定的乳状液氧化稳定性的影响，结果发现，对于s d s 2 第一章绪论 玉米油乳状液，随着p h 值3 o 8 0 增加乳状液的氧化稳定性逐渐降低：而对于b 州3 5 和d t a b 一玉米油 乳状液，p h 值对乳状液的氧化稳定性却基本没有影响。m a n c u s o 等人p 研究与m e 等人结果不完全一 致，m a l l c u s o 等报道在p h 3 0 7 0 范围内，随着p h 值增加，s d s 、t w e e n 2 0 和d t a b 鲑鱼油乳状液的 氧化稳定性都是逐渐的降低。 d o n n e l l y 等人p ”也报道了p h 值对t w e e n 2 0 和乳清分离蛋白乳化的鲱鱼油乳状液氧化稳定性的影 响，结果发现，在p h 3 o 7 0 范围内，随着p h 值增加，t w e e n 2 0 一鲱鱼油乳状液的氧化稳定性逐渐的增 高，而乳清分离蛋白一鲱鱼油乳状液的氧化稳定性逐渐的降低。h u 等人1 3 2 1 的研究结果类似。但f a r a j i 等人口卅的研究结果正相反，随着p h 值3 o 7 0 ，乳清分离蛋白鲱鱼油乳状液的氧化稳定性逐渐增强。 f r a n k e l 等人1 3 3 1 研究了p h 值对迷迭香酸、卡诺酸、卡诺醇和维生素e 在t w e e n 2 0 玉米油乳状液中 的抗氧化能力的影响，结果发现，迭香酸和维生素e 只在p h _ 5 0 才有抗氧化能力且抑制氢过氧化物生 成的能力分别为1 8 ； 1 18 0 ；而卡诺酸、卡诺醇随着p h 值4 o 7 0 其抑制氢过氧化物生成的能力分别 从9 2 、9 4 降低到6 5 0 d 日- 3 9 。他们认为在低p h 值下，卡诺酸、卡诺醇更易在油相或油水界面上， 或者是它们在低p h 值下更稳定；另一种可能是在低p h 值它们具有更强的还原能力。m e 等人p 4 i 也研 究了p h 值对没食子酸、没食子酸甲酯和3 ，4 ，5 - 三羟基苯甲酰胺对b r i i 3 5 一鲑鱼油乳状液的影响，结果显 示，在p h = 3 0 时这三种抗氧化剂比在p n - - 7 0 时对乳状液油脂的抗氧化效果好。他们认为p h 值影响没 食子酸及其衍生物的清除自由基能力和还原铁离子能力，同时也影响他们的亲油性和油滴电负性 上述研究报道比较发现，目前关于p n 值对乳状液氧化稳定性影响的有待进一步的研究。 1 2 1 3 油滴粒径 由于产品不同，食品乳状液中油滴的大小也不同，其所含油滴粒径在0 2 1 0 0 岬。油滴的大小也 是影响o w 型乳状液氧化稳定性的一个重要因素。f o m u s o 等人口”研究了粒径大小对乳状液氧化稳定性 的影响，结果发现，随着粒径的减小，对于o w 型卵磷脂、蔗糖酯、t w e e n 2 0 和甘油单，双酯鲱鱼辛 酸酯乳状液的氧化稳定性也是逐渐减小的；而对于乳清分离蛋白鲱鱼油辛酸酯乳状液的氧化稳定性却 基本没有影响。o s b o r n 等人口“也研究了粒径大小对乳状液氧化稳定性的影响，结果表明，乳状液的粒 径大小却对蔗糖酯、乳清分离蛋白一蓖麻油辛酸酯乳状液( p h = 7 o ) 无显著影响。 同样，油滴粒径大小对乳状液氧化稳定性影响的研究结果也存在不一致性。 1 2 1 4 金属离子对于乳状液体系的氧化稳定性影响 早在几十年前，人们已经认识到金属能够催化油脂的氧化。8 0 年代中期，病理学家和毒理学家发 现，细胞的病变是由还原态的氧( 包括h 2 0 2 、0 2 、h 0 2 、h o ) 、油脂烷氧自由基和油脂氢过氧化物自 由基引起的。这些自由基是在微量的铁离子、铜离子或其他存在于组织中的有氧化还原活性的金属离子 的催化下反应生成的。与此同时，食品科学家也发现金属离子与油脂氧化的新问题，尤其是在以乳状液 体系为主的食品中表现得更为严重。 目前，学者们对于乙二胺四乙酸( e 叽a ) 、铁传递蛋白和肌醇六磷酸等过渡金属离子的鳌合剂对 于延缓氧化的效果进行了大量的研究。 m e i 等人p 报道了e d t a 在5 0 1 0 0 0 m m 时，随着添加量的增加，s d s 一鲑鱼油乳状液( 含5 0 0 p m f e 2 + ) 的氧化稳定性也随之增加；当e d t a _ 1 0 0 0 m m 时，乳状液的氧化稳定性高于s d s 鲑鱼油乳状液( 不含 f e ”) ；肌醇六磷酸在5 0 5 0 0 m m 时，随着添加量的增加，s d s 鲑鱼油乳状液( 含5 0 0 i t m f e 2 + ) 的氧化稳 定性也随之增加且比e d t a 更有效地抑制油脂的氧化。而在5 0 0 2 0 0 0 m m 时，虽乳状液的氧化稳定性 增加但较e d t a 却并不能更有效地抑制油脂的氧化。而m a n c u s o 等人p o i 报道了e d t a 在5 0 洲时，都 能显著抑制s d s 、t w e e n 2 0 和d t a b 一鲑鱼油乳状液( p h = 3 0 和7 o ) 中鱼油的氧化；而铁传递蛋白在3 l 州 时，也能显著抑制s d s 鲑鱼油乳状液( p h = 7 o ) 中鱼油的氧化。 f r a n k e l 等人l l ”研究了e d t a 对卵磷脂- 海藻油、鱼油- 2 和鲭鱼油乳状液中油脂氧化的抑制作用， 结果表明，在不加f 的情况下，1 0 0 t t m e d t a 就几乎可以完全抑制这三种乳状液中油脂的氧化：而加 入1 0 0 p m 或2 0 0 曲if e 2 + 情况下，1 0 0 t t m e d t a 却促进这三种乳状液中油脂的氧化，作者认为当e d t a 加入量等于或高于e d t a 与f e ”的摩尔比时，e d t a 才能有效地抑制乳状液中油脂的氧化。 3 江南大学硕士学位论文 h u 等人僻1 研究了e d t a 、柠檬酸钠、三聚磷酸盐和六偏磷酸盐对乳清蛋白海藻油乳状液( p h - - 3 0 和7 o ) 氧化稳定性，结果表明，浓度在l l o o v m 时，e d t a 对乳状液中油脂氧化有显著的抑制作用； 而柠檬酸钠、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠却没有显著的抑制作用。a i m e d 等人1 3 6 1 研究了e d t a 对b r i j 3 5 鲑鱼油乳状液氧化稳定性的影响，结果表明，在e d t a 浓度为o 1 u m 时，几乎不能抑制油脂的氧化； 而在l 2 5 u m 时，才有显著的抑制作用，其中e d t a 浓度三2 5 m 时，可以更加有效地抑制油脂的氧化 同时，e d t a 加入乳状液前后是否加热，对于其抑制乳状液中油脂的氧化没有显著影响。 综上所述，e d t a 对乳状液中油脂氧化起到抑制作用，但对于e d t a 的有效作用浓度还存在不一 致性 1 2 1 5 温度 由热动力学可知，随着温度的升高，乳状液中油脂氧化的速率也会越快，体系的氧化稳定性自然 也会降低。h u 等人1 2 u j 研究了温度乳清分离蛋白和甜乳清粉- 鲑鱼油乳状液( p h - 3 0 ) 中油脂氧化速率的影 响，结果发现，随着温度的上升，氧化速率也会逐渐增加。其中在4 c 和2 0 ( 2 时，乳状液中油脂的氧化 比较缓慢；而在3 7 时，乳状液油脂的氧化在5 0 h 后会迅速加快。体系成分的不同，其氧化氧化稳定 性与温度的关系肯定会有区别的。 食品的氧化稳定性一直是食品科学家研究的重点之一。目前氧化稳定性通常采用6 3 ，6 5 c 甚至 更高的温度下进行。但是，温度对于脂肪氧化的促进作用却尚无定量研究。 1 2 2 乳状液氧化表征参数p o v 的检测方法 虽然目前对于乳状液p o v 的检测方法很多，但其基本原理还是氢过氧化物的氧化还原性来检测乳 状液p o v 的。s t e g e r 等人i 曾报道了一种检测乳状液体系p o v 的方法，该方法是先提取乳状液中油脂 的氢过氧化物，然后通过碘量滴定法来测定乳状液的p o v 。该方法的再现性较差，相对标准偏差( r s d ) 为3 2 ，检测限为0 0 2 m m o l ，l ，加标回收率为：7 8 1 7 0 o ：1 ：3 8 3 。目前测定乳状液p o v 比较流行的方 法虽然也是首先提取乳状液里的氢过氧化物，然而是根据氢过氧化物在酸性条件下可将f e ( i i ) 氧化成 f g m ) ，f e ( d 再与硫氰酸盐反应生成红色的硫氰酸铁络合物的原理通过测定硫氰酸铁的吸光度( o d ) 值来确定乳状液的p o v 的是通过硫氰酸铁( i i i ) o d 值来测定乳状液的p o v 。该方法开始时仅用来测定 纯油相的p o v ，经修改后用来测定乳状液的p o v ，如o s b o m 等人阻1 和a l a m e d 等人p 6 就应用该方法分 别测定结构油脂和o - 3 不饱和油脂乳状液的p o v 。通过比较发现，前一种方法操作繁琐、试剂用量大， 重现性差。而后一种检测方法虽然在纯油相体系中已见报道，但目前还没有有关应用该方法对乳状液 p o v 进行检测的标准偏差，加标回收率，最低检出量等的报道。而乳状液p o v 检测方法不同，对实验 结果会产生一定的影响，也可能最终导致各种研究结果不一致，所以建立乳状液的p o v 检测方法是必 要的。 1 3 课题研究的目的以及主要内容 乳状液体系是食品、保健品、化妆品、饲料以及药品的重要应用体系。乳状液中存在大量的不饱和 脂肪酸等易氧化的成分。现有的研究表明，对于乳状液中的这些易氧化成分的氧化稳定性的控制以及氧 化预防都存在着困难，而且迄今为止关于乳状液中各种影响因素包括乳化剂类似、用量、体系p h 、油 脂粒径大小对于不饱和脂肪酸的影响都有不同的报道。目前的研究状况说明，乳状液体系的不饱和脂肪 酸的氧化机制尚不完善。 本论文大豆油乳状液体系为主要研究对象，系统研究了影响豆油氧化稳定性的各种影响因素，为探 讨乳状液体系中不饱和脂肪酸的氧化机制、控制乳状液体系中不饱和脂肪酸的氧化以及促进多不饱和脂 肪酸在食品中的应用提供一定的理论和实用参考价值。 论文的主要研究内容如下： 1 建立乳状液p o v 检测方法； 2 研究大豆乳状液体系中乳化剂类型、用量、p h 值、油滴粒径和e d t a 对大豆油氧化的影响，并探讨 4 第一章绪论 其氧化机制； 3 研究温度对于大豆乳状液体系中大豆油氧化稳定性的影响，建立乳状液储存期预测模型。 5 江南大学硕士学位论文 第二章乳状液制备及其氧化表征参数p o v 测定方法确定 2 1 引言 乳状液中油脂氧化稳定性的主要指标之一是氢过氧化物( h y d r o p e r o x i d e ) 的含量，通常是以p o v 值来 表示。对于乳状液中氢过氧化物含量的测定有很多种检测方法，其中碘量法和分光光度法报道比较多。 如s h i m a d a 等p q 根据a o c s 中p o v 值测定方法直接测定乳状液中的p o v ：s t e g e r 等p ”通过先提取乳状 液中氢过氧化物，再通过碘量法来测定p o v 。d i a z 等一1 通过先提取乳状液中氢过氧化物，再利用氢过 氧化物将f e ( i i ) 氧化成v e ( h i ) ，采用分光光度法来检测乳状液中氢过氧化物的含量。其中碘量法操作 繁琐、试剂用量大，而且重现性很差。而报道表明分光光度法相对简便易行，且试剂用量少。但是分光 光度法虽然在纯油体系中已见报道，但目前还没有有关应用该方法在乳状液中的应用报道。尚无研究针 对乳状液中的p o v 进行检测的标准偏差，加标回收率，最低检出量等的报道。 事实上p o v 检测方法不同，对实验结果会产生一定的影响，也可能最终导致各种实验结果不一致 因此，有必要研究和开发一种数据稳定性好，灵敏度和精确度高的p o v 测定方法。 本章主要研究稳定的乳状液制备条件。同时，采用分光光度法对国内现有的乳状液中氢过氧化物含 量的测定方法进行改进，希望为后面大豆油乳状液氧化稳定性的研究提供一个有效的检测手段。 2 2 材料和试剂 2 2 1 原料与试剂 精炼大豆油 双重蒸馏水 t w e e n 2 0 ( c p ) 十二烷基硫酸钠( a r ) 高锰酸钾( a r ) 叠氮钠( c p ) 其他试剂均为国产分析纯 2 2 2 主要仪器 u v - 2 8 0 0 h 型分光光度计 m o - q 5 4 一p 6 0 高压均质机 恒温培养箱 h h - 2 数显恒温水浴锅 p l 2 0 0 2 电子天平( 灵敏度0 1 i n g ) w h - 2 微型涡流混合仪 2 2 3 试剂配制 i s d s ( w v ) 溶液 f e 3 + 标准贮备溶液 f 矿标准工作溶液 f e c l 2 ( 现用现配) 东海粮油工业( 张家港) 有限公司 本实验室自制 国药集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 上海化学试剂公司 国药集团化学试剂有限公司 尤尼柯( 上海) 仪器有限公司 上海张堰轻工机械厂 上海跃进医疗器械厂 国华电器有限公司 梅特勒一特利多仪器( 上海) 有限公司 上海沪西分析仪器厂有限公司 准确称取l o g s d s 溶于双重蒸馏水中并定容至1 0 0 0 m l ，并调节溶液的p h = 7 o ； 精确称取4 9 7 6 9 9 硫酸亚铁( f e s 0 4 7 h 2 溶于5 0 m l 双重蒸馏水中，加入 1 0 0 m l 浓硫酸，稍稍加温，溶解后立即滴入2 0 高锰酸钾溶液，至最后一滴 红色不退色为止。用水定容至1 0 0 0 m l ，摇匀，得标准贮备液，此液每毫升含 1 0 0 t t gi r e ”； 取f e ”标准贮备溶液1 0 m l 于1 0 0 m l 容量瓶中，用甲醇正丁醇( 2 1 ，v v ) 混 合液定容至刻度，摇匀，得标准工作溶液，此液每毫升含1 0 t t g f e ”； 分别吸取0 6 m l 的0 1 4 4 m 硫酸亚铁溶液和0 1 3 2 m 氯化钡+ o 4 m 盐酸混合溶 6 第二章乳状液制各及其氧化表征参数p o v 测定方法确定 2 3 实验方法 液于1 5 m l 的塑料离心管中，涡流混合3 0 s ，在5 0 0 0 r p m 离心5 m i n ，4 避光 备用。 2 3 1 乳状液稳定性测定方法( 浊度法) 在p e a r c e 和k j r i s e i j a h l 所述方法的基础上参照其他文献文献的报道1 4 1 4 2 】进行了改进。乳状液均质以 后，立即冷却至u 3 7 c ，然后在3 t c 的恒温培养箱内静置。放置一定的时间后，用移液管取2 m l 底层乳状 液于1 0 0 r a l 容量瓶中，用0 1 s d s 溶液( p h 7 0 ) 定容至刻度。以0 1 s d s 溶液为参比，在5 0 0 r i m 波长下测 定其o d 值，乳化稳定性饵s ) 用乳化稳定指数正s i ) 表示： e s i ：= a o x a t ( 2 - 1 ) 鲋 式中：a 口，0 时刻的0 d 值； ，时间差( h ) ； z g a ，彳呐的o d 值差 上式可写成： e s i = 筹a = 抬a a1 脚= ( 赤a1 卜q o 一4 o，一 lo 4 一j 式中：a 。，f 时刻的0 d 值。 令足= a 刎，则当胡定时，置与碱反比关系。为了避免计算时出现么4 为零及负值，用吸光值 比倒数( 1 k ) 来描述乳化稳定性。 2 3 2 乳状液稳定性的测定 按表2 1 和l “3 4 ) 正交实验进行配制样品，且在每个样品中加入o 3 的叠氮钠，然后按照表2 2 条件进行高压均质并迅速冷却到3 t c ，然后把样品全部放入3 7 c 的恒温培养箱中，静置4 8 h 。最后参 照2 3 1 所述的浊度法对乳状液的稳定性进行测定。 2 3 3 f ，标准曲线的绘制 取8 支1 0 m l 干燥的具塞刻度试管中，分别加入含0 ，1 0 ，2 0 ，4 0 ，8 0 ，1 0 0 ，2 0 0 ，4 0 0 u l 的f e “ 标准工作溶液于试管中，用移液枪( 量程为0 1 0 0 皿) 分别吸取2 0 屿硫氰酸钾( 3 9 4 m ) 溶液于具塞试 管中，分别用甲醇+ 正丁醇( 2 ：l ，v v ) 混合溶剂定容至5 m l ，配成含0 ，0 1 ，0 2 ，0 4 ，0 8 ，1 0 ，2 0 ， 4 ，o p gf 一+ 标准系列溶液。迅速盖好塞子，涡流混合i o s 。在1 5 2 5 c 避光静置2 0 m i n ，以甲醇+ 正丁醇( 2 ：l ，v v ) 混合液作空白对照，于5 1 0 h m 波长下测定其o d 值。每个含量重复测定3 次，以o d 值与对 相应的f e ”的含量( 岫来绘制f 一+ 标准曲线。 2 3 4 样品制备 准确称取一定量的表面活性剂t w e e n 2 0 ( 1 ，w w ) 、大豆油( 东海粮油赠送) 和双重蒸馏水，油水比 例为1 ：4 ( w w ) ，分别制成水相和油相，均质前油相和水相充分混合，通过高压均质机进行二次均质。 均质条件：均质压力分别为4 0 ，2 0 m p a 。乳化温度为4 0 。 2 3 5 f e 斗一硫氰酸络合物的最大吸收波长的测定 取2 0 0 p l 的f d + 标准工作溶液，按2 3 3 标准曲线绘制的方法进行操作。然后，在1 9 0 - 1 1 0 0 r i m 下 进行络合物吸收波长的连续扫描。 7 江南大学硕士学位论文 2 3 6 酸度对氢过氧化物氧化f e ”的影响 固定其他检测条件，只使氯化钡+ 盐酸混合溶液中盐酸的摩尔浓度进行改变( 0 0 5 - - 0 4 0 m ) 。取2 3 4 样品制各的乳状液，按2 3 i i 测定方法进行操作，测其o d 值。 2 3 7 温度对显色的影响 固定其他检测条件，仅改变静置时的反应温度( 1 0 c 3 7 c ) 。取2 3 4 样品制各的乳状液，按2 3 i i 测定方法进行操作，测其o d 值。 2 3 8 显色时间试验 取2 3 4 样品制备的乳状液，制成2 4 个平行样。然后，按2 3 i i 测定方法进行操作，随后隔一定时 间取出3 个平行样进行o d 的测定。 2 3 9 f d * 一硫氰酸络合物组成测定 取标准陆线的中点值附近( 即0 0 3 6 m f e 3 + ) l 为定容后的f e 3 + 的浓度最终浓度，改变硫氰酸的添加量， 使咩 c ”】【s c n l 浓度比从0 1 1 4 变化，最后按2 3 3 标准曲线绘制的方法进行操作，测其o d 值 2 3 1 0 加标物的p o v 的测定 分别准确称取一定量的3 种不同氧化程度的乳状液( 每种氧化程度取3 次) ，随后进行索氏抽提法进 行油脂的提取，然后采用g b t5 5 3 8 1 9 9 5 法进行油脂p o v 的测定。平行测定结果符合允许差( o 2 m e q k g ) 要求，以其算术平均值作为结果，计算结果精确至0 0 1 。 2 3 1 l 氢过氧化物生成量的测定方法 本文所给出测定乳状液中氢过氧化物生成量的测定方法，是在c h a i y a s i t 口6 1 及h a r e m 4 3 1 的测定方法 基础上加以改进而确定的。 取上述3 7 。c 恒温箱中乳状液各l m l ，分别加入5 m l 异辛烷+ 异丙醇( 2 ：1 ，v v ) 混合溶剂，涡流混合 3 次，每次1 0 s ，然后在3 0 0 0 r p m 离心2 r a i n 。 样品：取上述2 m l 上清液( 吸取量视氧化程度而定) ，加到1 0 m l 干燥的具塞刻度试管，分别取2 0 皿 硫氰酸钾和氯化亚铁溶液于试管中，再用甲醇+ 正丁醇( 2 ：1 ，v v ) 混合溶剂定容至5 m l ，迅速盖好塞子， 涡流混合1 0 s 。在1 5 2 5 c 避光静置2 0 m i n ，以甲醇+ 正丁醇( 2 ：1 ，v v ) 混合溶剂作空白对照，于5 1 0 n m 波长下测其o d 值，记为a # 日。 样品空白：也取2 m l 上清液( 同样品取样体积) ，加到1 0 m l 干燥的具塞刻度试管，取2 0 l l 硫氰酸 钾于试管中，其余操作同样品( 再用甲醇+ 正丁醇( 2 ：i ，v ) 混合溶剂定容) ，o d 值记为a # a 空白。 试剂空白：取2 m l 异辛烷+ 异丙醇( 2 ：1 ，v v ，同样品取样体积) 于1 0 m l 干燥的具塞刻度试管中， 分别取2 0 皿硫氰酸钾和氯化亚铁溶液于试管中，其余操作同样品，o d 值记为a * 自。 样品中的过氧化值可根据所测得的吸光值 ，、 a = 以样品一u 试莉空白+ a 样品空白， 再按公式( 1 ) 计算样品的过氧化值。 p d y ( m e q ，堙，= 号妻嬲x 1 0 0 0 c ：弓， 式中： p o 弘样品的过氧化值( p d 功，m e q k g ； 一坝4 得样品液的o d 值； 尽一测得f e 3 + 标准曲线的斜率( 本法测得的斜率值为1 5 2 3 8 ) ； 5 5 8 6 f e 的原子量； * 称取样品中油脂的质量，g ； 第二章乳状液制各及其氧化表征参数p o v 测定方法确定 o 5 ( g - - o f e 的摩尔比： ， 一吸取上清液的体积分数； 2 o 一氧换算为p o v ( m e q k g ) 的系数，计算结果精确至o 0 1 。 2 3 1 2 统计分析 数据用三次数据平均数表示，本章统计分析采用e x c e l 软件进行分析。 2 4 实验结果与讨论 2 4 1 乳状液乳化的条件优化 本文研究的对象o ，w 型乳状液，它是外相是水相，内相为油相的乳状液。由于液滴很小，分 散很细，在这种体系中存在着很大的界面和界面能。从热力学上讲，这种体系很不稳定，总是倾向界面 能减小的方向变化。因此，为了在氧化过程中保证乳状液的稳定性，需对乳状液的制各条件进行优化。 根据前人的研究报道以及前期小试验，论文直接进行了正交实验，探讨各种试验因素及其交互作用 对乳状液稳定性的影响，从而优化乳化条件，以保证后期测定过程乳状液体系的稳定。由于t w e e n 2 0 是常用的食品乳化剂且乳化效果较好，同时其在以后的试验中作为主要乳化剂来讨论，因此下面试验中 使用t w e e n 2 0 作乳化剂，把所制备的乳状液静置4 8 1 1 ，所得实验结果见表2 2 。 表2 1 因素水平表 t a b 2 1f a c t o r sa n dl e v e l so f t h eo r t h o g o n a la r r a y d e s i g n 表2 2 试验方案和实验结果的分析( l “3 4 ) 正交实验) t a b ，2 2p i l o tp r o g r a ma n dr e s u l t so f t h eo r t h o g o n a la r r a yd e s i g n ( l “3 ) 注；a ：t w e e n 2 0 用量( 。w w ) b ：油水比例( w w )c ：均质压力( m p a ) d ：均质次数 以每个因素的实际用量与实验结果( 1 依) 之和来做出每个因素的水平趋势图，如图2 1 所示。 9 江南大学硕士学位论文 园翥 图2 - 1 正交实验水平趋势图 f i g 2 - 1p r e d i c t i o np r o f i l eo f t h eo r m o g o n a la r r a yd e s i g n 由正交实验结果( 表2 2 ) 可以看出第5 号试验a 2 8 2 c ，功的1 k 的2 6 1 3 最好，实验条件为，即t w e e n 2 0 用量为1 o ，油水比例为l ：4 ，均质压力为4 0 m p a ，均质次数为3 次。而通过极差分析( 表2 2 ) 可以看 出，a 2 b l c 2 d 3 是全体水平组合中关于乳状液稳定性的可能最好的水平组合。其中四个因素的r 值中， a 的极差最大，d 的极差次之，c 的极差再次，而b 极差最小。这说明乳化剂t w e e n 2 0 的用量( a ) 是影 响乳状液稳定性的最显著因素，均质次数( d ) 和均质压力( c ) 也是比较重要的因素，而油水比例( d ) 对乳 状液稳定性的影响相比较是最小。从水平趋势图( 图2 1 ) 可以看出，乳化剂用量以1 0 1 好。随着乳 化荆的用量增加，乳状液的粒径逐渐变小；同时，过多的乳化剂会形成胶束，可能会影响该乳状体系的 稳定性。均质次数图形明显上升，还可考虑加大均质次数。均质压力不能过低，可取3 0 4 0 m p a 。随 着油水比例的增高，乳状液的稳定性也会减小 可是，考虑到均质压力较高和次数过多可能会影响乳状液中油脂氧化稳定性以及便于实际操作， 因此，在以后的均质实验中均为乳化剂的用量为1 0 ，油水比例为1 ：4 ，二次均质，压力为4 0 m p a 和2 0 m p a 。 2 4 2 氢过氧化物生成量测定方法的确定 2 4 2 1 测试条件 1 、f e ”一硫氰酸络合物的最大吸收波长的选择 取2 0 0 l 的f e ”标准工作溶液，按2 3 6 测定方法进行操作。在u v - 2 8 0 0 h 紫外可见分光光度计进 行最大吸收峰波长扫描，扫描结果显示，其最大吸收峰为5 1 0 n m 。 2 、酸度对氢过氧化物氧化f e 2 + 的影响 取2 3 4 样品制各的乳状液，按2 3 6 测定方法进行操作，在其他条件固定时通过改变氯化钡+ 盐酸 混合溶液中盐酸的摩尔浓度，观察显色变化( 见表2 3 ) 。结果表明，盐酸的摩尔浓度在o 3 0 - 0 4 0 m 时 显色体系吸光度最大且稳定。同时，考虑到f e 3 + 与硫氰酸也要在强酸性条件下才能定量反应完全，故本 法选用盐酸的摩尔浓度为0 4 0 m 。 表2 3 不同酸度下测得的p o v 值 t a b 2 3p e r o x i d ev a l u em e a s u r e du n d c fd i f f e r e n ta c i d i t y 盐酸浓度( m ) 0 0 5 01 001 50 2 00 2 50 3 00 3 50 4 0 a ( 吸光度) 0 1 7 80 1 8 5 0 2 0 10 2 0 70 2 2 8o 2 5 80 2 5 6o 2 5 9 p o v ( m e q k g ) 6 3 8 26 6 3 37 2 0 67 4 2 28 1 7 49 2 5 09 1 7 89 2 8 6 3 、温度对显色的影响 取2 3 4 样品制备的乳状液，按2 3 6 测定方法进行操作，固定其他反应条件，仅改变静置时的反 应温度( 见表2 4 ) 。结果表明，本反应在1 5 2 5 c 范围内，测定样品的相对标准偏差r s d i 0 。如 反应温度低于1 5 ，则反应不完全，溶液呈混浊状态而影响比色。 l o 第二章乳状液制备及其氧化表征参数p o v 测定方法确定 表2 4 不同温度下测得的p o v 值 t a b 2 4p e r o x i d ev a l u em e a s u r e du n d e rd i f f e r e n tt e m p e r a t u r e 4 、显色稳定性实验 取2 3 4 样品制备的乳状液，按2 3 6 测定方法进行操作，随后每隔一定时间进行o d 值的测定( 见 表2 5 ) 。结果表明，反应时间t = - 1 5 2 0 r a i n 时，测得的吸光度值达到最高并且可稳定6 0 r a i n ，相对标准 偏差r s d 5 o ；若反应时间t 1 0 m i n ，测定结果明显偏低，这是因为过氧化物与f e 2 + 反应缓慢所致。 故最佳反应显色时间为2 0 r a i n 。 表2 5 不同静置时间测得的p o v 值 t a b 2 5 p e r o x i d e v a l u e m c o s u r o d u n d e r t h es t t i m e 时问( r a i n ) 051 01 52 02 53 06 0 p o v ( m e q k g ) 5 1 2 75 9 8 76 9 5 58 8 9 19 1 7 89 2 5 09 0 7 09 3 5 7 5 、f e “一硫氰酸络合物组成测定 取标准曲线的中点值附近( 即0 0 3 6 m f e “) ，按2 3 3 的方法进行操作( 见表2 6 ) 。实验结果表明( 见 图2 2 ) ，利用摩尔比法测得络合物中f e 3 , - 与硫氰酸之比为1 ：i 。 表2 , 6 不同【s c n y 口e 3 + 1 摩尔浓度比的o d 值 t a b 2 6 a b s o r b a n c e v a l u e m e a s u r e du n d e r d i f f e r e n t 【s c n - 【f c 3 + 】m o l a r c o n c e n t r a t i o nr a t i o 1 _ 9 1 s 乳 弘 。3 川，1 0 0 - 20 40 60 811 2l - 41 6 s o t - l l y e 图2 - 2 摩尔比法确定f e “与硫氰酸络合数 f i g 2 - 2d e t e r m i n a t i o no f c o m p l e xn u m b e rb ym o l a rr a t i om e t h o d 故基于上述试验结果，本论文对样品进行测量时，均采用以下的实验条件：入射光波长x - - 5 1 0 n m ， 氯化钡+ 盐酸混合溶液中盐酸的摩尔浓度为0 4 0 m ，硫氰酸钾和氯化亚铁溶液加入量均为2 0 o o l ，反应 显色时间为2 0 m i n ，反应显色温度控制在1 5 2 5 c 。 2 4 2 2 标准工作曲线的绘制 对不同f e “含量的标准溶液测定，测得工作曲线数据如表2 7 所示。以表2 7 中的数据绘制标准曲 l l 江南大学硕士学位论文 线( 图2 3 ) 并得到该工作曲线的直线方程。 表2 7 工作曲线数据 t a b 2 7t h ed a t ao f c a l i b r a t i o nc m m 结果表明，f c “浓度在0 4 m g l 范围内，f 矿硫氰酸络合物的o d 值符合朗伯一比耳定律，工作 曲线的回归方程为y = 1 5 2 3 8 x - 0 1 0 5 7 ，相关系数r 2 = 0 9 9 7 2 。对试剂空白进行2 0 次测定，测定值为o d 值= o 0 4 6 0 0 0 1 5 。根据国际纯粹及应用化学联合会( i u p a c ) 关于分析方法的检出限规定计算出检出下 限l 为o d 值= 0 0 5 0 5 。按0 7 5 9 取样量计算成过氧化值，其最低检出量为1 7 0 1 m e q k g 。 图2 - 3 标准曲线 f i f ，2 - 3s t a n d a r da l m 2 4 2 3 方法精密度测试 含2 0 0 大豆油混合液均质后，立即对其同时进行1 0 次过氧化值的测定，结果见表2 7 。1 0 次测 定结果的平均值：p o v ( m e q k g ) = 9 2 5 8 士0 0 5 5 ，相对标准偏差：r s d = 0 6 0 。可见本方法具有较高的 精密度 表2 8 对同一乳状液的多次平行测定结果 t a b 2 8t h er e s u l t so f m u l t i p l ed e t e r m i n a t i o nf o rt h es a m ee m u l s i o nc o n t a i n i n gs o y b e a no i l 2 4 2 4 加标回收实验 使用双重蒸馏水为底本，按样品测定方法对3 种不同氧化程度的乳状液进行加标回收实验，实验 结果见表2 9 。结果显示，加标的平均回收率为9 8 2 1 0 1 2 ，符合对一般检测方法的要求。 第二章乳状液制各及其氧化表征参数p o v 测定方法确定 表2 93 种具有不同过氧化值乳状液加标回收实验结果 t a b 29 t h er e s u l t so f i n d e x e dr e c o v e r y t e s t s f o r t h e t h r e e d e f e r e n c e p o vo f e m u l s i o n 【注】加标值测定详见实验方法中加标物p o v 测定 2 5 本章小结 1 通过正交实验对乳状液稳定性的研究发现，乳化剂( a ) 是重要因素。均质次数( d ) 和均质压力( c ) 也是 比较重要的因素，而油水比( b ) 是影响较小的因素。因此，最终乳化条件采用t w e e n 2 0 用量为1 ，油 水比例为1 ：4 ，二次均质，压力为4 0 m p a 和2 0 m p a 。 2 对可见分光光度法测定乳状液p o v 的测定条件进行了研究，结果显示最佳实验条件为：入射光波长 z = 5 1 0 n m ，氯化钡+ 盐酸混合溶液中盐酸的摩尔浓度为0 4 0 m ，硫氰酸钾和氯化亚铁溶液加入量均为 2 0 o r t t , ，反应显色时间为2 0 r a i n ，反应显色温度控制在1 5 2 5 c 。 3 对可见分光光度法测定乳状液p o v 的可靠性和精确性的研究显示，f e “浓度在o 4 m g l 范围内， f e 3 + 硫氰酸盐络合物在5 1 0 m n 处的吸光值与浓度关系符合朗伯一比耳定律，该方法的相对标准偏差 r s d = 0 6 0 ，加标回收率为9 8 2 1 0 1 2 ，最低检出量为1 7 0 1 m e q k g ，且具有试剂用量少，灵敏度 和精确度高的优点。该法适用于乳状液体系中氢过氧化物含量的测定。 江南大学硕士学位论文 第三章大豆油乳状液组成成分对其氧化稳定性的影响 3 1 引言 如前言中所述，近年来针对o w 型乳状液氧化稳定性的研究工作较多瞄一2 7 l 。除了研究外界因素对 乳状液体系中油脂的氧化稳定性产生影响外，大部分研究主要是集中在体系本身的分子环境对其氧化稳 定性的影响。而迄今为止，对