Oxitest评价粉末油脂的氧化稳定性

Oxitest是以氧化诱导时间来表征产品的氧化稳定性，以90℃、6bar、上样量4.5g（以粉末中油脂质量计）条件下样品的氧化诱导时间测定为例。仪器加热到设定温度后，将称量好的样品放入反应槽中，密封。在样品测定过程中，仪器自动向反应槽中充入高纯氧气，待反应槽内达到设定压力后，开始自动记录反应槽内压力变化。反应槽内的压力变化可分为三个阶段：初始平稳阶段、快速下降阶段、反应完全阶段。在加速氧化的初期，反应槽内的氧气压力维持恒定，随着时间的延长，氧化反应开始，氧气压力逐渐下降。在初始平稳阶段和快速下降阶段内做两条切线，交点即为氧化诱导时间。样品与氧气反应的能力决定该仪器的测定的产品氧化诱导时间。

Oxitest分析粉末油脂氧化稳定性的参数优化

Oxitest氧化诱导时间（记作：IPo）受到样品质量、加速氧化温度和氧气压力等参数的影响。通过单因素实验，优化确定Oxitest测定粉末油脂氧化稳定性的加速氧化条件。

样品质量对IPo的影响

测定时，粉末质量直接影响测定的油脂质量，而油脂的质量又会直接影响氧化反应速率，进而对氧化诱导时间的测定产生影响。以DHA粉末油脂进行实验，取不同质量，氧气压力6bar，于90℃加速氧化测定其氧化诱导时间IPo。随着粉末质量的增加，诱导时间不断降低，这是由于粉末越多，粉末中油脂量越大，与氧气更加容易发生氧化反应。这说明，粉末油脂中油脂质量是影响IPo的关键因素。结合仪器说明书和文献中的样品质量设定值，利用Oxitest测试粉末油脂产品时，上样量以样品中的油脂质量计，保持在4.5g。

温度对IPo的影响

Oxitest仪测定110℃、100℃、90℃条件下7个PUFA粉末油脂的IPo，所有样品测定时的氧气压力为6bar，样品中油脂含量4.5g。随着温度的增加，样品的氧化诱导时间不断减少。当温度为Oxitest最高氧化温度110℃时，样品的氧化诱导时间在3-5h范围内，不能区别不同样品之间氧化稳定性的差异。随着温度的降低，样品的诱导时间增加，不同样品之间诱导时间的差异逐渐明显。参考IPr的最佳范围10-20h，在此范围内，Oxitest也能表征不同产品之间的氧化稳定性差异。因此，将Oxitest的氧化诱导时间也限定在10-20h之间，确定最佳加速氧化温度为90℃。

氧气压力对IPo的影响

氧气压力的大小会直接影响样品的氧化反应速率，同样对氧化诱导时间的测定产生影响。因而，需考察确定测定时的适宜氧气压力。在110℃、样品中油脂质量4.5g条件下，改变氧气压力，测定样品的氧化诱导时间。两种样品氧气压力增大，氧化反应速度不断加快，诱导时间下降。当氧气压力达到最高8bar时，样品的诱导时间较小，不能区别不同样品之间的氧化稳定性。当氧气压力降低到4bar以下时，氧化反应速率大大降低，仪器难以计算出氧化诱导时间结果。在未加说明的情况下，利用Oxitest测定出的粉末油脂氧化诱导时间，均是在6bar氧气压力条件下进行的。

因而，Oxitest测定粉末油脂氧化稳定性的最适条件为温度90℃，氧气压力6bar，样品中油脂含量为4.5g。

Oxitest用于粉末油脂氧化稳定性检测的可行性

壁材对IPo的影响

在110℃、6bar氧气压力下，Oxitest同样对5种壁材进行测试。测试过程中，麦芽糊精和辛烯基琥珀酸淀粉酯的氧气压力保持恒定。在加速氧化初期，酪蛋白酸钠、乳清浓缩蛋白、脱盐乳清粉三种样品的氧气压力呈现缓慢下降的趋势。这可能是由于蛋白中残留的油脂发生了氧化反应。经过25h的加速氧化后，氧气压力下降到5bar左右并保持平衡，氧化已基本停止，整个过程压力下降不大。结合样品在110℃、6bar条件下的氧化诱导时间，在3-5h左右，该时间段内，壁材氧化所致的氧气压力下降非常小，而粉末样品氧化所致氧气压力可下降到2bar左右。因此，壁材对于Oxitest诱导时间的计算影响可忽略。

PUFA粉末油脂Oxitest氧化诱导时间与氧化稳定性的比较

（1）自然存放过程中PUFA粉末油脂的IPo

产品的氧化诱导时间主要取决于其与氧气的反应能力，随着储藏时间的延长，粉末油脂发生部分氧化，其与氧气的反应能力逐渐减小，表现为样品的IPo呈逐渐增加的趋势。由样品的过氧化值变化可知，样品分别在常温储藏9个月和6个月后完全变质，过氧化值超过标准限定值。此时，两种样品的IPo均比初始值增大了2h左右，且与初始氧化诱导时间具有显著性差异，这说明Oxitest不适合表征完全变质的粉末油脂的氧化稳定性。

（2）60℃存放PUFA粉末油脂的IPo

Oxitest测定了60℃储藏的PUFA粉末油脂样品，评估其对氧化严重的粉末油脂样品氧化稳定性的检测情况。随着加速氧化时间的延长，样品的IPo呈逐渐增加的趋势，同样与样品实际氧化稳定性变化情况不符。利用Oxitest分析菜籽油60℃加速氧化过程中的稳定性，结果表明，加速氧化时间越长的样品，Oxitest氧化诱导时间越长。这说明Oxitest不适合表征已经发生严重氧化的样品的氧化稳定性。

（3）不同抗氧化剂添加量PUFA粉末油脂的IPo

验证Oxitest用于粉末油脂抗氧化性能评估的可行性，利用Oxitest在90℃、氧气压力6bar、粉末中油脂含量4.5g条件下，测定中添加了不同抗氧化剂的粉末油脂的氧化诱导时间IPo。

与IPr的结果相同，添加了TBHQ的粉末油脂，IPo增加最大，抗氧化能力最好。AP的抗氧化效果强于VE。这同样与文献报道的结果一致，说明Oxitest同样能够表征粉末油脂的抗氧化性能。然而，添加了VE的粉末油脂，IPo也随着VE添加浓度的增加而增加，这一结果与IPr的变化趋势不同。这是由于两种氧化诱导时间的加速氧化温度不同，IPr是在120℃下测定的，高温可能会影响VE的结构，造成其抗氧化性能降低。评价方法会对油脂抗氧化能力的结果产生影响，高温加速氧化条件下的实验结果与常温储藏条件下的结果存在差异。温度过高，某些易挥发的抗氧化剂（BHA、BHT）会损失，抗氧化性能下降，某些酚类物质会分解。加速氧化温度越低，其结果与常温储藏的结果越接近。

因此，Oxitest能够表征粉末油脂的氧化稳定性，对于热敏性的抗氧化剂的抗氧化效果表征更好。

（4）Oxitest测定7种PUFA粉末油脂的氧化稳定性和货架期比较

进一步评价Oxitest测定结果的可靠性，根据阿伦尼乌斯方程可知，将各样品的温度倒数和诱导时间倒数作图，可以得到样品诱导时间的拟合方程以及斜率，并能推算出样品的活化能和货架期。

7种样品的拟合方程相关系数均大于0.99，整体高于Rancimat的拟合方程相关系数。由方程推算出的样品活化能范围在61.16~85.32kJ/mol。同时，也与DHA鱼油的活化能值62kJ/mol接近。显然，Oxitest推算出的活化能结果符合实际情况。但是，根据5种常温储藏样品的实验结果，按照《全球DHA和EPA组织（GODE）》标准，Oxitesst推算出的产品货架期小于产品实际的货架期，这可能是由于仪器本身的加速氧化条件引起的，但这并不影响仪器准确表征响粉末油脂的氧化稳定性。

因此，Oxitest可用于新制备的DHA、ARA类PUFA粉末油脂的氧化稳定性评估，亦可用于添加不同抗氧化剂粉末油脂的氧化稳定性评估；但是，不可用于已经发生氧化的PUFA粉末油脂的氧化稳定性评估。