Oxidative stabilization of mixed mayonnaises made with linseed oil and saturated medium-chain triglyceride oil

飽和碳鏈甘油三酸油酯和亞麻籽油制備的混合蛋黃醬的氧化穩定性研究

來源：Food Chemistry, 2014, 152 , 378–385

 

1. 摘要核心內容

該論文摘要指出，研究制備了分別由飽和中鏈甘油三酯（MCT）油和不飽和純化亞麻籽油（LSO）制成的蛋黃醬，并將兩者混合。拉曼共聚焦顯微光譜表明，混合蛋黃醬中的脂滴保持完整，分別含有MCT油或LSO。在儲存期間，混合蛋黃醬的過氧化物形成量低于LSO蛋黃醬，而混合油（MO）蛋黃醬的過氧化物水平始終很低。混合油蛋黃醬的氧氣消耗速率低于混合蛋黃醬，LSO蛋黃醬的速率最高。水溶性硝基氧自由基的衰變表明，自由基在水相中以相同的速率形成，與脂質類型無關。這同樣反映在α-生育酚在儲存期間的衰變上，其在MCT和LSO蛋黃醬中衰變相似，但在混合油蛋黃醬和混合蛋黃醬中保持穩定。結果表明，觀察到的混合蛋黃醬和混合油蛋黃醬的氧化穩定性，并非僅僅是用飽和甘油三酯稀釋不飽和甘油三酯的簡單效應所致。

2. 研究目的

本研究旨在探究含有兩種不同類型油滴的食品相關水包油乳液（以蛋黃醬為模型）的氧化穩定性。具體目標是：通過混合由抗氧化性強的飽和MCT油和易氧化的不飽和LSO分別制成的蛋黃醬，或直接混合兩種油制成蛋黃醬，研究這種物理混合對乳液整體氧化穩定性的影響，并探討其背后的機理。

3. 研究思路

研究采用物理表征與多指標化學分析相結合的思路：

 

樣品制備：制備四種蛋黃醬：純MCT油蛋黃醬、純LSO蛋黃醬、混合油（MO）蛋黃醬（將MCT油與LSO以4:1混合后乳化制成）、混合蛋黃醬（MM）（將上述兩種純蛋黃醬以4:1比例物理混合）。

物理穩定性與結構表征：使用拉曼共聚焦顯微光譜分析脂滴的化學成分空間分布，以確認混合后脂滴內容物是否混合或保持獨立。

氧化穩定性評估：通過多種方法多時間尺度評估氧化程度：

 

初級氧化產物：測量儲存期間（6天，4°C）的過氧化值。

整體氧化速率：在40°C下，使用氧氣消耗測量評估短期氧化總速率。

自由基形成：使用電子自旋共振波譜，分別用水溶性和脂溶性自旋探針檢測水相和油相中的自由基形成速率。

 

抗氧化劑消耗：監測添加的α-生育酚在儲存期間的衰變，作為氧化脅迫的指示。

 

4. 測量的數據、研究意義及來源

 

脂滴物理狀態：拉曼光譜成像顯示，在混合蛋黃醬中，代表MCT油和LSO的特征信號區域（紅色和綠色）基本獨立分布，盡管存在一些重疊區域。意義：直接證明混合蛋黃醬中大部分MCT和LSO油滴在物理混合后內容物沒有發生交換，保持獨立。這排除了油滴間物質交換導致穩定性變化的簡單解釋，是理解后續化學數據的基礎。數據來自圖2及其文字描述。

 

過氧化值：在6天儲存期內，LSO蛋黃醬的PV最高且持續上升；混合蛋黃醬的PV初始值低，但后期上升速率加快，總體水平約為LSO蛋黃醬的一半；混合油蛋黃醬的PV始終很低且穩定。意義：表明含有獨立MCT油滴能減緩但無法完全阻止LSO油滴的氧化，而油脂預先混合則能提供更佳的保護效果，防止過氧化物積累。數據來自圖3。

 

氧氣消耗速率：LSO蛋黃醬的耗氧速率最高，MCT蛋黃醬最低。在含有相同LSO量的情況下，混合油蛋黃醬的耗氧速率顯著低于混合蛋黃醬，兩者均低于純LSO蛋黃醬。意義：這是整體氧化反應的直接證據。數據表明，MCT油的存在（無論是獨立油滴還是預先混合）都能顯著降低氧化反應的總速率，且預先混合的效果優于物理混合獨立油滴。數據來自圖4。

 

自由基形成速率：水溶性自旋探針（TEMPO choline）的衰變速率在四種蛋黃醬中相似。意義：表明初始自由基在水相中的生成速率與油滴類型無關，氧化起始點相同。脂溶性探針（TEMPO）的衰變在混合系統中較慢。意義：提示在混合系統的油相中，烷基自由基的濃度可能較低。數據來自第3.3.3節、圖5及相關文字。

 

α-生育酚衰變：在純MCT和純LSO蛋黃醬中，α-生育酚在5天儲存期內持續衰變，且速率相似。在混合油蛋黃醬和混合蛋黃醬中，α-生育酚含量保持穩定。意義：證實位于油滴表面的α-生育酚在所有系統中接觸到的來自水相的自由基通量相似。混合系統能保護α-生育酚不被消耗，進一步表明其具有額外的抗氧化機制，而非僅僅減少自由基攻擊。數據來自圖6。

 

 

5. 研究結論

 

物理混合MCT和LSO蛋黃醬后，大部分油滴內容物保持獨立，未發生混合。

與純LSO蛋黃醬相比，混合蛋黃醬和混合油蛋黃醬的氧化穩定性更高（表現為更低的過氧化物形成、更低的氧氣消耗速率以及α-生育酚的穩定）。

這種穩定效應不能簡單歸因于用飽和脂肪稀釋不飽和脂肪，因為混合蛋黃醬（獨立油滴）的穩定效果弱于混合油蛋黃醬（油脂預先混合）。

 

可能的機理包括：MCT油可能因其較高的極性和表面活性，在油滴表面形成一層保護層，隔離了水相自由基與內部不飽和脂質的接觸，從而抑制氧化的引發步驟。混合系統還可能通過其他尚未明確的因素影響氧化反應。

 

6. 詳細解讀：使用丹麥Unisense電極測量數據的研究意義

本研究中使用了與丹麥Unisense的picoammeter聯用的Clark型氧電極來測量氧氣消耗速率。該數據在研究中具有以下關鍵意義：

 

提供了氧化動力學的直接、實時量化證據：過氧化值測量的是某一時刻的初級產物積累量，屬于“靜態”指標。而Unisense系統測量的氧氣消耗速率是一個“動態”的進程指標，能實時反映氧化反應的總體速率。圖4中的數據以高時間分辨率直觀顯示，在加速氧化條件下（40°C），混合系統（MM和MO）的耗氧曲線斜率顯著低于純LSO系統。這為“MCT油能提高系統氧化穩定性”的結論提供了最直接、最有力的動力學證據。

用于區分不同混合方式的穩定效果差異：研究的一個核心發現是，混合油蛋黃醬（MO）的穩定性優于混合蛋黃醬（MM）。Unisense的氧氣消耗數據清晰、定量地揭示了這一差異。如圖4所示，在含有相同質量LSO的情況下，MO樣品的耗氧速率在統計上顯著低于MM樣品。這種精確的速率比較，使得研究者能夠斷言“油脂預先混合”比“蛋黃醬物理混合”能提供更優的抗氧化保護，從而將研究推向對微觀機理（如油滴表面組成）的探討。

驗證了氧化起始點的統一性，凸顯了保護機制發生在油滴界面：結合ESR數據（顯示水相自由基生成速率相同）和氧氣消耗數據，可以構建一個更完整的圖像：盡管所有系統初始的氧化驅動來自水相的自由基，但含有MCT油的系統整體氧化反應更慢。這說明MCT油的穩定作用并非通過減少自由基的引發，而很可能是通過在油滴界面或內部影響了自由基鏈式反應的傳播。氧氣消耗數據作為氧化鏈反應總和的體現，是得出這一推論的關鍵環節。

 

證明了方法在復雜食品乳液體系中的適用性：實驗將粘稠的蛋黃醬樣品稀釋并持續攪拌，以確保氧氣均勻分布，從而獲得可靠的耗氧速率。這展示了Unisense氧電極系統在處理非均質、高粘度實際食品體系方面的適用性和可靠性，使其結論對實際食品配方更具指導意義。

 

綜上所述，丹麥Unisense氧電極系統在本研究中提供的高精度、實時氧氣消耗動力學數據，是連接“物理混合狀態”與“最終化學穩定性”之間的核心橋梁。它不僅量化了氧化穩定的效果，還幫助區分了不同混合策略的有效性，并與其他分析手段的數據相互印證，共同指向了“油滴界面特性改變”是MCT油提升氧化穩定性關鍵機理的結論。這些數據使該研究超越了簡單的現象觀察，進入了機制探討的層面。