皮蛋加工过程中脂肪酸的变化规律

赵 燕1,涂勇刚2,邓文辉1,李建科1

(1.南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室,生物质转化教育部工程研究中心,江西 南昌 330047;

2.江西农业大学食品科学与工程学院,江西 南昌 330045)

 

摘 要:采用气相色谱测定皮蛋加工过程中总脂肪酸及游离脂肪酸的种类和含量,旨在明确皮蛋加工过程中总脂肪酸及游离脂肪酸等营养成分的变化规律,为探讨其对皮蛋风味形成的作用提供基础数据。结果表明:在皮蛋加工过程中,大部分脂肪酸含量在加工前20d变化明显,在加工后期则变化幅度较小;总脂肪酸的种类由23种增加到27种,含量则由295.924 mg/g减少到242.338 mg/g。在加工过程中,游离脂肪酸的种类和含量都有所增加,种类由最初的7种增加到13种,含量由21.774 mg/g增加到102.578 mg/g。

关键词:皮蛋;总脂肪酸;游离脂肪酸

 

Changes of Fatty Acids during the Processing of Preserved Eggs

 

ZHAO Yan1, TU Yong-gang2, DENG Wen-hui1, LI Jian-ke1

(1. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Engineering Research Center of Biomass Conversion,

Ministry of Education, Nanchang University, Nanchang 330047, China; 2. College of Food Science and Engineering,

Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China)

 

Abstract: Gas chromatography (GC) was used to analyze the types and amounts of total and free fatty acids in preserved eggs at different manufacturing stages. The results showed that the contents of most fatty acids changed obviously during the first 20 days and then slightly during the later stage. The number of fatty acids was increased from 23 to 27, but the total content was reduced from 295.924 to 242.338 mg/g. Both the number and content of free fatty acids were increased respectively from 7 to 13 and from 21.774 to 102.578 mg/g during the manufacturing process.

Key words: preserved eggs; total fatty acids; free fatty acids

中图分类号:TS207.3 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2014)06-0069-04

doi:10.7506/spkx1002-6630-201406014

膳食脂类具有重要的营养价值,它们供给能量和必需脂肪酸,可以作为维生素的载体、改善食品的口味[1]。脂肪酸是天然脂肪经水解而得到的脂肪族一元羧酸[1],是膳食脂类的重要营养和结构组成,同时也是形成风味的重要因素之一,特别是游离脂肪酸。它们可以作为风味前体物,通过氧化降解形成许多种类的挥发性物质,如烃类、醇类、醛类、酯类等物质[2],对食品特有风味的形成有独特作用。

皮蛋是一种主要由碱腌制而成的我国独创的传统蛋制品,鲜蛋在高浓度碱的作用下发生了一系列的物理和化学变化,包括高弹性凝胶、美观色泽、独特风味和松花的形成[3];《随息居饮食谱》和《医林纂要》等医学巨著皆记载其具有去火、醒酒等功效,深受国内外消费者喜爱[4]。近年来,国内学者对皮蛋加工工艺、无铅化技术进行了大量的研究[5-15];而对于皮蛋加工过程中各营养成分变化的研究较少,尤其对皮蛋脂肪酸的研究更少。蛋黄中的脂质主要包括酰基甘油、磷脂和胆固醇,酰基甘油是由不同的脂肪酸和甘油所组成的三酰基甘油,磷脂由甘油、脂肪酸、磷脂类、胆碱等组成[16];可见脂肪酸是蛋黄脂质的重要结构组成。皮蛋是鲜蛋经碱加工而成,在碱液长时间浸泡过程中,会发生一系列的反应,如脂肪的氧化分解、皂化、美拉德反应等[17]。因此,本研究采用气相色谱对皮蛋加工过程中的总脂肪酸和游离脂肪酸进行了测定,以期找出它们在加工过程中的变化规律,为今后的皮蛋营养和风味的研究提供一些基础数据,更好地指导皮蛋的生产加工和质量控制,形成更营养美味的皮蛋产品。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜鸭蛋(产蛋1d内,65~70g/枚)购自江西省南昌县塘南镇蛋鸭养殖场,产自品种、日龄、日粮均相同的蛋鸭;三氯甲烷、甲醇、氯化钠、无水硫酸钠、氢氧化钠、正己烷、丙酮(均为分析纯) 天津市大茂化学试剂厂;普通氮气、高纯氮气(99.999%) 华东特种气体有限公司;三氟化硼-甲醇(13%~15%)、37种脂肪酸甲酯混标 美国Sigma公司;Amberlyst-26(A-26)阴离子交换树脂 英国Johnson Matthey公司。

1.2 仪器与设备

AR1140分析天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;DKB-501A超级恒温水浴锅 上海森信实验仪器有限公司;RE-52A旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂;85-1磁力搅拌器 上海司乐仪器有限公司;GC2014-C气相色谱仪 日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 皮蛋的腌制

配方:每100mL浸泡液中含氢氧化钠4.5g、硫酸铜0.4g、食盐4g、红茶末3g。工艺:照蛋→敲蛋→分级→下缸→灌料泡蛋→质检→出缸→洗蛋→晾蛋→成品。常温条件下腌制30 d[18]。

1.3.2 样品的处理

在皮蛋腌制期第2、4、6、8、10、12、14、20、26天,贮藏期第32、38、44天进行取样,每次取样3个。

1.3.3 A-26阴离子交换树脂的活化

称取20 g树脂用2 mol/L氢氧化钠浸泡1 d(过夜)。之后用200 mL 2 mol/L氢氧化钠振摇洗涤15 min,后用去CO2超纯水洗涤3次,每次100 mL,振摇30 min,再用甲醇洗涤3次,每次50 mL,振摇10 min,保存于甲醇中备用[19]。

1.3.4 皮蛋中脂肪的提取

参照Folch等[20]的方法提取皮蛋蛋黄中的脂肪。取皮蛋样品,将蛋白与蛋黄分开,之后将蛋黄匀浆,取10g于三角瓶中,加入140 mL三氯甲烷-甲醇混合液(21,v/v),振摇抽提3h后过滤,往滤液中加入适量氯化钠溶液,静置后分层,取下层提取液,用无水硫酸钠干燥后于40 ℃水浴中旋转蒸发浓缩,得到脂肪。

1.3.5 脂肪酸的甲酯化

参考Savage等[21]的方法,并略作修改。称取200mg上述从皮蛋中提取的脂肪于烧瓶中,加入5 mL 0.5 mol/L氢氧化钠-甲醇溶液,60 ℃水浴10~15min,加入5 mL BF3-CH3OH甲酯化试剂,60 ℃水浴30min,之后加入2 mL正己烷、2 mL饱和食盐水,振摇,取上层,过有机相膜(0.45μm),放入气相瓶中待测。

1.3.6 皮蛋中游离脂肪酸的提取及甲酯化

参考Coutron-gambotti等[22]的方法,并修改。称取100mg上述从皮蛋中提取的脂肪于烧瓶中,加入15 mL丙酮-甲醇溶液(21,V/V),之后加入200mg A-26阴离子交换树脂,120r/min振摇40min,静置后除去溶剂,用丙酮-甲醇溶液洗涤5次,每次3 mL,室温用N2吹干树脂,即可得到游离脂肪酸。之后加入5 mL 氢氧化钠-甲醇溶液,60 ℃水浴10~15min,加入5 mL甲酯化试剂,60 ℃水浴30min,冷却后加入2 mL正己烷、2 mL饱和食盐水,振摇,取上层,过有机相膜(0.45μm),放入气相瓶中待测。

1.3.7 气相色谱条件

色谱柱:CP-sil88 for FAME毛细管柱(100m×0.25mm,0.2μm);进样口温度230 ℃;检测器温度240 ℃;升温程序:初始温度45 ℃,保持4min,13 ℃/min升至175 ℃,保持27min,4 ℃/min升至215 ℃,保持35min;载气N2;柱流速1.8 mL/min;不分流进样;进样时间1min;进样量1.0μL。

1.3.8 定性与定量分析

通过与脂肪酸甲酯标准品对照保留时间进行定性分析,采用外标法计算各脂肪酸的含量。

1.3.9 数据处理

每样品重复3次,结果以“平均值±标准差”表示,数据采用SPSS 13.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 皮蛋加工过程中总脂肪酸的种类与含量变化

实验发现,从皮蛋加工初期到皮蛋成熟,总脂肪酸的种类由23种增加到27种,但含量却由295.924 mg/g减少到242.338 mg/g(图1),说明鲜蛋在经过碱加工过程后蛋内总脂肪酸发生了很大的变化。其中饱和脂肪酸的变化最为明显,质量浓度由51.111 mg/g上升到155.61 mg/g,相对含量由最初的17.1%上升到64.2%;同时,单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸都有较大程度的下降,质量浓度分别由119.217 mg/g下降到42.069 mg/g、126.284 mg/g下降到44.703 mg/g,相对含量分别由40.28%下降到17.36%、42.62%下降到18.44%。这种变化可能主要是由脂肪酸被氧化降解的难易程度决定的,多不饱和脂肪酸最易被氧化,单不饱和脂肪酸次之,饱和脂肪酸则几乎不发生氧化[23]。

除二十二酸和芥酸外,其余脂肪酸在加工前20d变化趋势最为明显,在加工后期则变化幅度较小,说明在皮蛋碱加工前期脂肪发生了显著的变化。这可能与皮蛋腌制过程中蛋黄游离碱度的变化有关,前期研究[3]发现,皮蛋腌制过程中,其蛋黄游离碱度在腌制前20d迅速升高后缓慢升高的趋势。

在皮蛋加工过程中,呈增加趋势的脂肪酸有15种,其中饱和脂肪酸占11种(图1A、B)、单不饱和脂肪酸3种(图1C)、多不饱和脂肪酸1种(图1C),分别增加了15.508、15.416、15.403 mg/g。饱和脂肪酸,包括己酸、辛酸、癸酸、十一酸、十二酸、十四酸、十五酸、十八酸、花生酸、二十一酸、二十二酸,其中己酸、辛酸、癸酸等短链饱和脂肪酸的变化最大,这可能是由于不饱和脂肪酸在氧化降解时生成了较多的短链饱和脂肪酸;但长链饱和脂肪酸的变化则相对较小。增加的单不饱和脂肪酸为顺-10-十七烯酸、反油酸和芥酸,其中以顺-10-十七碳烯酸变化最大(增加了6.775 mg/g)。增加的多不饱和脂肪酸为亚油酸,由鲜蛋中的6.213 mg/g增加到腌制成熟时的24.139 mg/g。呈减少趋势的脂肪酸有8种,且全是不饱和脂肪酸,其中单不饱和脂肪酸4种(图1D),分别为顺-10-十五烯酸、十四烯酸、十六烯酸、二十四烯酸;多不饱和脂肪酸4种(图1E),分别为顺-11,14-二十碳二烯酸、顺-11,14,17-二十碳三烯酸、花生四烯酸、顺-13,16-二十二碳二烯酸。同时它们的变化量都很大,这也证实了不饱和脂肪酸更容易被氧化降解。这些脂肪酸在加工前20d减少趋势最为明显,其中单不饱和脂肪酸中的十六碳烯酸变化最明显,减少了29.134 mg/g;多不饱和脂肪酸中的顺-11,14-二十碳二烯酸变化最明显,减少了25.393 mg/g。这可能是由于二者的含量较多,被氧化降解的也较多。此外还有
4种脂肪酸呈先增加后减少的趋势(图1F),分别为十三酸、十六酸、油酸、顺-二十烯酸。十三酸和油酸在加工第20天时由增加变为减少趋势,十六酸和顺-二十烯酸则在第14天时发生变化。与加工初期相比,十三酸的含量有所增加,其余3种的含量都有所减少,其中油酸减少量最大,为5.137 mg/g。这可能是由于最初脂质的降解使它们的含量有所增加,之后它们与其他物质发生了一些反应,消耗量多于脂质降解产生量,使它们呈现先增加后减少的趋势,但其具体原因还需进一步的实验验证。

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A、B.呈增加趋势的饱和脂肪酸;C.呈增加趋势的不饱和脂肪酸;D.呈减少趋势的单不饱和脂肪酸;E.呈减少趋势的多不饱和脂肪酸;F.呈先增后减趋势的脂肪酸。

图 1 皮蛋加工过程中脂肪酸种类和含量的变化

Fig.1 Changes in the types and contents of total fatty acids in preserved eggs during processing

2.2 皮蛋加工过程中游离脂肪酸种类和含量变化

由图2可以看出,在皮蛋加工过程中,其游离脂肪酸的种类和含量都有所增加;种类由最初的7种(己酸、辛酸、十一酸、十六烯酸、油酸、亚油酸、花生酸)增加到
13种(增加了癸酸、十二酸、顺-10-十七碳烯酸、反油酸、花生四烯酸、二十四烯酸),含量由21.774 mg/g上升到102.578 mg/g。

加工过程中除了十六烯酸和油酸呈先增加后减少趋势外,其他的11种都呈上升趋势。与加工初期的原料鲜蛋相比,除十六烯酸的含量几乎没有变化及反油酸变化较小(仅增加0.88 mg/g)外,其余的均有较大增加。其中饱和脂肪酸(图2A)中的己酸的变化最大,含量由2.513 mg/g增加到12.639 mg/g;单不饱和脂肪酸(图2B)中的顺-10-十七烯酸变化最大,含量由0增加到12.689 mg/g;多不饱和脂肪酸(图2C)中亚油酸的变化最大,含量由6.156 mg/g增加到18.611 mg/g。

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A.饱和脂肪酸;B.单不饱和脂肪酸;C.多不饱和脂肪酸。

图 2 皮蛋加工过程中游离脂肪酸种类和含量的变化

Fig.2 Changes in the types and contents of free fatty acids in preserved eggs during processing

在游离脂肪酸中,饱和脂肪酸含量最多,占43.448%;多不饱和脂肪酸次之,占30.985%;单不饱和脂肪酸含量最少,占25.566%。其中亚油酸含量最多,占总量的18.143%。这与鲜蛋中3种脂肪酸的比例有很大的不同。鲜蛋中多不饱和脂肪酸最多,占总量的56.163%,饱和脂肪酸次之,占总量的26.123%,单不饱和脂肪酸最少,占17.714%。这可能是由于脂质降解过程中产生了较多的饱和脂肪酸,使其含量增加。

除十二酸、反油酸外,其余11种游离脂肪酸均在加工前20d内有较大的变化,在加工后期(20~44d)变化较小。在加工过程中游离脂肪酸的变化过程比较复杂:一方面脂质中的一些成分,如磷脂[24-25]或甘油脂,会被水解成为游离脂肪酸,使其含量升高;另一方面游离脂肪酸,尤其是其中的不饱和脂肪酸,很容易发生氧化降解,使游离脂肪酸含量下降。随着加工时间的延长,磷脂及甘油三酯的含量逐渐减少,其分解产生的游离脂肪酸也逐渐减少,从而形成了其增速先快后慢的变化趋势。

3 结 论

气相色谱分析结果表明:鲜蛋的总脂肪酸和游离脂肪酸组成中,均为多不饱和脂肪酸最多,饱和脂肪酸次之,单不饱和脂肪酸最少;而皮蛋中均是饱和脂肪酸最多,多不饱和脂肪酸次之,单不饱和脂肪酸最少。说明高浓度碱确实使蛋的营养组成发生了变化。本研究的结果可为皮蛋的营养研究提供相关基础数据;因脂肪酸,尤其是游离脂肪酸,是食品风味的重要前体物之一,也可为皮蛋的风味研究提供一些参考数据。

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收稿日期:2013-06-19

基金项目:国家自然科学基金青年科学基金项目(31101293;31101321);国家自然科学基金地区科学基金项目(31360398);南昌大学食品科学与技术国家重点实验室开放基金项目(SKLF-KF-201008)

作者简介:赵燕(1980—),女,副研究员,博士,研究方向为农产品加工与生物质转化。E-mail:zhaoyan@ncu.edu.cn