油脂過(guò)氧化水平檢測(cè)方法研究進(jìn)展

1、油脂過(guò)氧化水平檢測(cè)方法研究進(jìn)展Research Progress in Analytical Methods of Lipid Peroxidation Levels【序言】油脂和含油食品是人類(lèi)重要的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源之一。但油脂易于受空氣中的氧氣、光照影響而被氧化，導(dǎo)致食物失去原有的風(fēng)味，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值顯著下降，在氧化后期，食物中還會(huì)產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，威脅到消費(fèi)者的身體健康1。越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化、阿爾茨海默氏病、癌癥和衰老等疾病都與油脂的過(guò)氧化有關(guān)。因此油脂過(guò)氧化物檢測(cè)的研究受到社會(huì)高度重視，具有重要的研究?jī)r(jià)值。本文從油脂酸敗的機(jī)理出發(fā)，以國(guó)標(biāo)法及各文獻(xiàn)資料進(jìn)行總結(jié)分析，主要介紹油脂過(guò)氧化機(jī)理，

2、現(xiàn)有的物理化學(xué)檢測(cè)方法（不包括感官檢測(cè)）的綜合比較分析以及其他相關(guān)方面的研究。內(nèi)容分為國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問(wèn)題、研究方向、進(jìn)展情況、參考依據(jù)五部分?！菊摹?.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.1油脂過(guò)氧化機(jī)理油脂過(guò)氧化機(jī)理的研究比較成熟，主要分為自動(dòng)氧化,光氧化和酶促氧化。其中自動(dòng)氧化是油脂酸敗的主要原因，所以主要介紹自動(dòng)氧化的機(jī)理。它是一種自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，分為3個(gè)階段：鏈引發(fā)：RHR·H· 少量油脂被光、熱或金屬催化劑等活化，使其雙鍵相鄰的亞甲基碳原子有1個(gè)H原子被解離，形成不穩(wěn)定的游離基(R·)；鏈增長(zhǎng)：R·O2 ROO· ROO·RHROOHR&

3、#183; 當(dāng)有O2存在時(shí)，R·可與O2結(jié)合生成過(guò)氧化物游離基(ROO·)，ROO·又與另1個(gè)RH反應(yīng)生成氫過(guò)氧化物(ROOH)和R·，然后新的R·與O2作用，重復(fù)以上反應(yīng)步驟；鏈終止：R·R·RR ROO·R·ROOR ROO·ROO·ROORO2 當(dāng)R·與R·，R·與ROO·，ROO·與ROO·結(jié)合產(chǎn)生穩(wěn)定的化合物(RR、ROOR)時(shí)，反應(yīng)終止1。因此，從物質(zhì)組成來(lái)看，油脂過(guò)氧化的實(shí)質(zhì)即氧和油脂底物的消耗，以及過(guò)氧化產(chǎn)物的

4、生成。油脂的過(guò)氧化產(chǎn)物主要包括關(guān)鍵的中間產(chǎn)物-氫過(guò)氧化物，終產(chǎn)物-醛、酮、酸和烴類(lèi)等一系列小分子化合物。1.2油脂過(guò)氧化檢測(cè)方法國(guó)內(nèi)外一直把酸價(jià)和過(guò)氧化值作為檢測(cè)食用油脂酸敗的主要指標(biāo)：酸價(jià)是脂肪中游離脂肪酸含量的標(biāo)志，而脂肪的質(zhì)量與其中游離脂肪酸的含量有關(guān)；過(guò)氧化值體現(xiàn)的是油脂中過(guò)氧化物的多少，表示油脂和脂肪酸等被氧化程度的一種指標(biāo)。我認(rèn)為從油脂酸敗的物質(zhì)組成變化來(lái)看，過(guò)氧化值更具有檢測(cè)意義。從上述現(xiàn)有研究成果看，過(guò)氧化檢測(cè)對(duì)象為氧和油脂底物的消耗和過(guò)氧化產(chǎn)物的生成。下面根據(jù)這3類(lèi)物質(zhì)分類(lèi)介紹現(xiàn)有的經(jīng)典的檢測(cè)方法。1.2.1氧化產(chǎn)物檢測(cè)18硫代巴比妥酸法15硫代巴比妥酸法是實(shí)驗(yàn)室常用的油脂氧

5、化檢測(cè)的方法。丙二醛是油脂氧化產(chǎn)生的諸多不飽和醛酮產(chǎn)物中主要產(chǎn)物之一，它與硫代巴比妥酸（Thiobarbituric Acid,TBA)生成的紅色化合物，在530nm處有最大吸收，測(cè)定有色物的吸光度值，以此來(lái)衡量油脂的氧化程度。硫代巴比妥酸法檢測(cè)比較靈敏。該方法的缺點(diǎn)主要有：并非所有的脂類(lèi)氧化體系都有丙二醛產(chǎn)生，檢測(cè)的脂肪酸應(yīng)至少含有3個(gè)雙鍵，如亞麻酸，否則不會(huì)產(chǎn)生丙二醛，換言之，以丙二醛為檢測(cè)物不能完全代表油脂氧化產(chǎn)物；硫代巴比妥酸與其他醛類(lèi)、可溶性糖、褐變反應(yīng)產(chǎn)物、氨基酸和核酸等非氧化產(chǎn)物反應(yīng)顯色；在測(cè)定過(guò)程中易產(chǎn)生蛋白質(zhì)沉淀，極大地影響結(jié)果的精密度。本法主要應(yīng)用于肉類(lèi)食品和生物體系脂肪氧

6、化的檢測(cè)。碘量法17碘量法是過(guò)氧化物檢測(cè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法（GB/T 5538-2005）。原理是在酸性介質(zhì)中，氫過(guò)氧化物與碘離子反應(yīng)生成單質(zhì)碘，再用硫代硫酸鈉淀粉溶液滴定。雖然準(zhǔn)確性較高，但缺點(diǎn)是：碘量法適用于無(wú)水環(huán)境下樣品的測(cè)量，操作繁瑣，靈敏度低，取樣量大，僅適用于含0.2mEq/kg以上過(guò)氧化物的測(cè)定。檢測(cè)費(fèi)用高，且易對(duì)環(huán)境造成污染。而且光照易使碘離子氧化成單質(zhì)碘，造成測(cè)量結(jié)果偏高。硫氰酸鐵法硫氰酸鐵法最初由Lipos創(chuàng)立, 后被Stine改進(jìn)。此法的原理是亞鐵離子可被氫過(guò)氧化物氧化成高鐵離子。其反應(yīng)為Fe2+2H+O Fe3+H2O 。然后加入硫氰酸銨與Fe3+形成紅色的硫氰酸鐵。通過(guò)比

7、色即可測(cè)出氫過(guò)氧化物的含量。該法簡(jiǎn)便，易于掌握。但因有氧氣的存在，常發(fā)生明顯的干擾，而使結(jié)果不可靠23。此法目前作為國(guó)際奶品聯(lián)合會(huì)(IDF)的標(biāo)準(zhǔn)方法(國(guó)標(biāo)第二法)。熒光法二氯熒光素法的原理是不發(fā)熒光的2，7一二氯二氫熒光素乙酰乙酸能被存在的過(guò)氧化物和氫過(guò)氧化物等氧化分解為2，7-二氯熒光素(DCF)而產(chǎn)生熒光。該方法檢測(cè)非常靈敏，熒光強(qiáng)度與活性氧濃度的線(xiàn)性關(guān)系良好。但是由于檢測(cè)成本高所以很少采用1。酸敗儀法（Rancimat 法）酸敗儀是通過(guò)將一定溫度的熱空氣通入油樣中，加速甘油脂肪酸脂的氧化，利用油脂氧化產(chǎn)生的揮發(fā)性二級(jí)產(chǎn)物會(huì)使蒸餾水電導(dǎo)性發(fā)生改變的性質(zhì), 來(lái)測(cè)定油脂氧化酸敗誘導(dǎo)期, 并據(jù)

8、此判斷油脂穩(wěn)定性及氧化程度的分析儀器。具有自動(dòng)化程度高、一次測(cè)定樣品個(gè)數(shù)多、不需要有機(jī)溶劑等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是需要加熱油脂，耗時(shí)長(zhǎng)，且對(duì)溫度范圍要求較高。 其他方法具體檢測(cè)方法還有共軛二烯酸法，羰基化合物檢測(cè)法，高效液相色譜法，紅外光譜法，極譜法等等，這些方法均在某種程度上反映油脂氧化的水平。1.2.2底物消耗檢測(cè)1由于油脂中的底物具有多樣性，存在各種干擾物質(zhì)，且不同來(lái)源的油脂組成成分存在較大的差異性。因而準(zhǔn)確檢測(cè)油脂易氧化底物的氧化程度復(fù)雜而繁瑣。對(duì)于天然油脂來(lái)講，通常通過(guò)檢測(cè)油脂氧化后的黏度、顏色、重量、折光指數(shù)、不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比、游離脂肪酸的含量(酸值)等來(lái)評(píng)估油脂氧化的程度。1.

9、2.3氧消耗檢測(cè)在油脂氧化的初始階段油脂氧化可以通過(guò)測(cè)量氧氣的含量變化來(lái)評(píng)估。主要缺點(diǎn)是，在復(fù)雜的介質(zhì)中易發(fā)生氧消耗干擾反應(yīng)。所以氧消耗檢測(cè)主要用于抗氧化劑的活性研究。具體方法有吸氧法和Clark電極法1。2.存在問(wèn)題由于食品中油脂易氧化脂類(lèi)成分的復(fù)雜性，氧化反應(yīng)產(chǎn)物的多樣性和不穩(wěn)定性，目前研究人員優(yōu)化并建立了各種油脂氧化檢測(cè)方法1。各種檢測(cè)方法的靈敏度、精確度、檢測(cè)限和檢測(cè)步驟簡(jiǎn)繁程度等均存在差異。上述各種檢測(cè)油脂過(guò)氧化程度的方法大多檢測(cè)結(jié)果精確度與操作便捷和低檢測(cè)成本不同并存。如高效液相色譜、熒光法和氣相色譜法等依靠高科技儀器的方法，定量明確，特異性好，但都存在儀器昂貴、操作繁瑣問(wèn)題；TB

10、AMDA法和硫氰酸鐵法，設(shè)備要求雖低，但由于生物體系存在多種干擾物質(zhì)及常規(guī)比色法非專(zhuān)一性，使靈敏度較差。社會(huì)對(duì)于現(xiàn)今食品質(zhì)量和安全的要求增高，關(guān)注度高，如何使檢測(cè)方法簡(jiǎn)便易行、靈敏度高，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度高，檢測(cè)條件溫和，檢測(cè)成本降低，耗時(shí)少已成為社會(huì)的迫切要求和重要的研究目標(biāo)。3.研究方向和進(jìn)展情況針對(duì)上述檢測(cè)方法存在的缺陷，我們的目標(biāo)是油脂過(guò)氧化水平的快速檢測(cè)方法的研究。以確保一定準(zhǔn)確度、靈敏度的前提下，將油脂過(guò)氧化檢測(cè)簡(jiǎn)單化為課題的出發(fā)點(diǎn)，這對(duì)于油脂過(guò)氧化檢測(cè)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用和普及更具研究?jī)r(jià)值。通過(guò)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料的查找和整理，我們從現(xiàn)有理論上找到依據(jù)，相關(guān)研究資料如下：Fe2+ 具有還原性，易被油脂

11、中的過(guò)氧化物氧化成Fe3+，反應(yīng)式為Fe2+2H+O Fe3+H2O 3。這部分原理已經(jīng)在硫氰酸鐵法2中得到較好地應(yīng)用，用氯仿-甲醇混合溶劑（或乙醇溶液）溶解油脂,以過(guò)氧化物為檢測(cè)對(duì)象，覆蓋的油脂氧化產(chǎn)物較多，能比較全面地反應(yīng)油脂的氧化情況。硫氰酸鐵法采用硫氰酸鉀做顯色劑，檢測(cè)試劑不穩(wěn)定，顯色靈敏度不夠好，檢測(cè)易受干擾。我們采用磺基水楊酸和鹽酸吡哆胺作為顯色劑磺基水楊酸分光光度法檢測(cè)Fe3+的方法23比較成熟，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于污水中的Fe3+含量測(cè)定，靈敏度高，是一種準(zhǔn)確可靠而又簡(jiǎn)便快速的分析方法，可以借鑒參考將其結(jié)合到油脂過(guò)氧化物檢測(cè)中。鹽酸吡哆胺起絡(luò)合劑作用，對(duì)于增加顯色反應(yīng)的靈敏性有重要

12、作用111213。此外，由于Fe2+易被空氣中的氧氣氧化，會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)試劑的保存方法可以借鑒“硫酸亞鐵與硫酸亞鐵按溶液不穩(wěn)定性初探（申云飛，李兵紅）”9。其實(shí)驗(yàn)已得到驗(yàn)證：在約500mL的硫酸亞鐵或硫酸亞銨硫酸水溶液(水為無(wú)氧去離子水) 中放入一段直徑2.4毫米、去膠皮、螺旋狀潔凈的約20克的鋁線(xiàn), 放置一周后進(jìn)行標(biāo)定。然后每隔24 小時(shí)測(cè)定一次Fe2+離子濃度, 直至兩月后500mL標(biāo)準(zhǔn)溶液用完為止, 其間Fe2+離子濃度一直保持不變。4.總結(jié)油脂過(guò)氧化物的檢測(cè)，可以有效反映油脂的新鮮程度，對(duì)于評(píng)定、保證食用油脂的品質(zhì)，判斷油脂是否酸敗以及酸敗程度，降低保管損耗，保證人類(lèi)健康，進(jìn)一步

13、推動(dòng)含油食品的安全性問(wèn)題的保障等方面都具有重要意義。尤其是多不飽和脂肪酸（Polyunsaturated Fatty Acids，PUFAs），作為一種特殊的生物活性物質(zhì)，不僅是維持正常生命活動(dòng)所必需的，而且對(duì)人類(lèi)很多疾病具有明顯的預(yù)防和治療作用，如抗癌、抗動(dòng)脈硬化、減肥、提高免疫力等多種獨(dú)特的生理功能，然而由于其活潑的性質(zhì)，與飽和脂肪酸相比，它極易發(fā)生自動(dòng)氧化變質(zhì)，產(chǎn)生有害物質(zhì)，從而失去其商業(yè)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值14。通過(guò)上述文獻(xiàn)資料的研究：1、我認(rèn)為油脂過(guò)氧化物檢測(cè)的研究與油脂抗氧化的研究同樣重要，且前者為后者提供檢測(cè)和指導(dǎo)作用。2、通過(guò)深入了解油脂過(guò)氧化的機(jī)理及前人的檢測(cè)方法比較，為“基于鐵氧化能

14、力的油脂過(guò)氧化水平的快速檢測(cè)方法研究 ”提供借鑒。5.參考依據(jù)1、何志平，龐林江、油脂氧化檢測(cè)方法研究進(jìn)展、安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)、2010、38（21）、11460-11462；2、張文德，胡志芬，尹璐，趙文芬，馬志東，王星成、油脂中微量過(guò)氧化物的比色測(cè)定、衛(wèi)生研究、1996、25（2）、125-126；3、韓玉蓮、油脂氧化常用檢測(cè)方法及其評(píng)價(jià)、中國(guó)食品衛(wèi)生雜志、1994、6（1）、57-59；4、尚瑛達(dá)、碘量法測(cè)定油脂過(guò)氧化物及其改進(jìn)方法、山西糧油科技、1993、18（56）、47-49；5、楊李，唐瑛，左娟，朱以良、硫代巴比妥酸法測(cè)定血清脂質(zhì)過(guò)氧化物方法的改進(jìn)、華南國(guó)防醫(yī)學(xué)雜志、2004、18（1

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