宠物食品中的油脂氧化研究

油脂是宠物食品中重要的功能和结构成分，主要来源于常见的植物油和动物脂肪。油脂不仅给宠物食品提供营养、风味、颜色和质构作用，还给宠物提供了重要的满足感和适口性。从营养学来说，油脂是宠物机体重要的能量和必需营养素来源，并有利于脂溶性维生素的吸收，如DHA、EPA及脂溶性维生素（A,D,E和K）等。

油脂氧化的主要影响因素

1.影响油脂氧化的内在因素

1.1 油脂中的脂肪类型

通常来说，食用油脂分为固体脂肪和液体油，化学结构上有甘油三酯、胆固醇、磷脂等，其主要组成为脂肪酸。在不同的宠物食品中，由于所用油脂的差异，脂类的组成变化非常大，对产品的营养、风味、质量、稳定等都有影响。当清楚了解宠物食品中所用油脂的种类，从而能够更好的选择并进行抗氧化解决方案。

（1）脂肪酸

脂肪酸是脂类的主要组成，是一类含有一个羧酸官能团的脂肪链化合物。自然界中油脂的脂肪酸大多是含有14~24个碳，但热带油和乳脂肪中含有大量小于14个碳的短链脂肪酸。脂肪酸一般可分为饱和的和不饱和的，由于不饱和脂肪酸含有单个或多个双键，双键的存在导致脂肪酸更易受到自由基的攻击，从而造成不饱和脂肪酸的氧化。例如，牛油中含有较大量的饱和脂肪酸，则属于不易氧化的油脂；鸡脂肪或大豆油中，含有足量的不饱和脂肪酸（如油酸、亚油酸、亚麻酸等），会较牛油更易氧化；鱼油中含有丰富的DNA和EPA等多不饱和脂肪酸，其含有五或六个双键，导致鱼油是油脂中最易氧化的油脂之一。

（2）甘油酯

在植物和动物中发现的脂肪酸超过99%都与甘油发生了酯化作用。在组织中，游离脂肪酸并不普遍，因为它们会破坏细胞膜组织，是细胞毒素。一旦与甘油发生酯化作用，表面活性就会降低，并降低细胞毒性。

甘油酯可以分为单甘油酯、二甘油酯和三甘油酯，其中三甘油酯在宠物食品的油脂中最常见。油脂中三甘油酯的脂肪酸类型和空间位置，决定了三甘油酯的营养性和稳定性。食用油脂中含有多种脂肪酸组分，深海鱼油的三甘油酯与众不同，因为它们含有大量的ω-3类脂肪酸、DHA和EPA,多不饱和脂肪酸导致鱼油的三甘油酯更易氧化。食用油脂的三甘油酯，存在1号、2号和3号位置链接脂肪酸，其中1号和3号位的脂肪酸生物利用率较低，不利于提供热量，此类脂肪则可使用在减肥型宠物食品中；2号位置的脂肪酸，则更利于机体吸收利用，如常见的乳脂肪酸则多出现在此位。

宠物食品在实际生产过程中，水解、压榨、高温等工艺会导致油脂发生一定的降解，产生的游离脂肪酸更易发生氧化反应，不利于宠物食品的贮藏。

（3）磷脂

磷脂或磷酸甘油酯是三甘油酯的改性结构，通常在3号位置引入磷酸根官能团。在磷脂类物质中，磷酸根的出现使化合物具有了表面活性，同时具有重要的营养功能。研究发现，磷脂中发现的脂肪酸经常是不饱和的，且2号位的不饱和程度明显要高，不饱和脂肪酸的存在导致磷脂较易发生氧化反应。宠物食品中，混合磷脂或卵磷脂是极为常见的配方原料，既可作为营养功能成分，又可作为乳化添加剂。

1.2 次要组分

油脂中还含有约1-2%的其他次要成分，如固醇类、类胡萝卜素、叶绿素、脂溶性维生素（E、A、D）等。其中，维生素E和类胡萝卜素是唯一的具有抗氧化作用的成分。其他，动物油脂中含有的胆固醇，其含有一个双键，双键易受到自由基的攻击，从而发生氧化反应。胆固醇氧化产物通常发现在经热处理后的动物食品中，例如烹调肉、牛油和猪油，以及干燥的乳制品和蛋制品。另叶绿素属于光敏物质，经过光照后会吸收能量形成激发态，激发态会诱导脂肪酸产生自由基，导致油脂的氧化酸败。

2.影响油脂氧化的外在因素

影响宠物食品抗氧化保质期由多种内外因素造成，除了食品本身的油脂种类、配料组成和抗氧化剂使用，外部包装方式和贮藏条件也会对产品保质期造成一定的影响。

2.1 温度

一般而言，温度的升高会加速脂肪的氧化。在高温条件下，油脂成分会发生一定的分解，加速氧化反应，且高温条件会造成抗氧化剂的降解、挥发，甚至于失活，导致富含脂肪的宠物食品氧化变质。因此，宠物食品在进行了抗氧化解决措施后，产品也要尽可能避免长时间的高温生产与贮藏。

2.2 氧浓度

氧气是常见的促氧化剂之一，空气中的基态氧会由于化学、酶或者光敏作用形成激发态，从而具有更高的亲电子能力，可与不饱和脂肪酸直接形成脂质氢过氧化物，加速脂肪的氧化。因此，富含油脂的宠物食品，要尽可能减少与氧气的接触，无论是化学还是物理方法，皆可延长产品货架期，例如常见的真空包装、填充惰性气体、使用脱氧剂等。

2.3 过渡金属

过渡金属可以将食品体系中氢过氧化物降解为自由基，加速脂肪氧化，是影响油脂稳定性的主要促氧剂之一，如常见的铁离子和铜离子。过渡金属主要来源于动物组织、包装材料、添加剂和水中，微量的金属含量都会对油脂的稳定性造成严重的影响。

2.4 光照

光照主要会对光敏物质造成影响，例如核黄素、叶绿素和肌球素等。光敏物质可以从光照中吸收能量形成激发态，激发态可与不饱和脂肪酸直接反应，从而引起脂质氧化。在一些宠物食品中，生产商们会添加天然或合成色素提升产品感官效果，则会引入一定的光敏物质。在考虑产品延长货架期时，不仅要添加正确的抗氧化产品，并尽可能避光保存。

2.5 水分活度

当从食品体系中除去水分时，由于促使氧化的反应物的流动性降低（如过渡金属和氧），从而导致脂肪氧化速率的降低。但一些食品在不断去除水分后反而会加速其中脂肪的氧化，例如肉粉、膨化宠物粮等等，主要由于低水分活度破坏脂质氢过氧化物周围的水溶剂保护层，同时扩大了与氧气的接触面积。

油脂氧化的主要类型

1.自动氧化

自动氧化是食品体系中自发存在的一种氧化反应，伴随着宠物食品的整个货架期。本质上为自由基的链锁反应，不同宠物食品的油脂类型，在氧气、过渡金属离子、光照等外部因素影响下，都会诱发并加速自动氧化。

脂肪自动氧化三部曲：

1.1 诱导期

在这个阶段，开始形成自由基，从而导致链启动。通常不饱和脂肪酸等脂质分子（RH），其双键旁的亚甲基（-CH2-）上的活泼氢原子，易被体系中的未名活性自由基（X·）所攻击失去氢原子，从而形成烷基自由基（R·）。研究表明，体系中的未名活性自由基（X·）通常为过渡金属、脂氧酶及光敏物质等诱导剂促进其形成。

1.2 传播期

烷基自由基（R·）的活化能较高，在不停的分子运动中，与其他脂质RH分子发生有效碰撞从而产生新的自由基R·，并与基态氧分子有效碰撞从而生成烷过氧化物自由基（ROO·）。ROO·自由基继续攻击RH亚甲基上的氢原子，形成氢过氧化物，再逐步形成新的烷基自由基或烷氧自由基，依次循环往复。链反应传播期的速度很快，反应活化能几乎为零。

1.3 终止期

随着自动氧化反应的进行，体系中各种自由基的浓度达到一定的程度，相互碰撞的几率大大增加，从而两个自由基的有效碰撞形成一个稳定的双聚物，双聚物大分子的运动减缓，减少与其他脂质分子碰撞的概率，最终导致反应的终止。

2.金属催化氧化

金属催化氧化本质也是自由基反应。宠物食品或包材中可能含有微量的过渡金属离子，比如常见的Fe3+、Cu2+等离子。虽然含量非常微量，却是非常强的自由基诱发剂，可缩短自动氧化反应诱导期的时间，诱发氧化。

3.光敏氧化

脂类物质中光敏物质经过光直接照射后诱发脂肪氧化的一种氧化反应。光敏物质为主要催化剂，是一类能吸收光能，从而释放能量并激发其他化学反应的物质。通常可分为底物光敏剂和氧光敏剂：第一类能直接将反应底物活化成自由基，如核黄素；第二类可将基态氧激发成激发态，如叶绿素。研究发现，油脂的自动氧化反应可能部分地由光敏氧化所诱发。

4.酶促氧化

脂氧酶催化的过氧化反应主要发生在生物体内及未加工的植物种子和果实中，这些酶可以选择性地催化多不饱和脂肪酸的氧化反应。常见的有脂肪氧化酶和脂肪氢过氧化酶，普遍存在于自然界植物中，例如亚麻籽、小麦胚芽等。

油脂氧化对宠物食品的影响

1.油脂氧化对风味的影响

众所周知，油脂氧化会产生不良的风味，氧化产生的醛类、酸类和酮类等挥发性物质，在浓度足够高时会产生令人厌恶的刺激性气味，严重影响宠物食品的适口性。然而，油脂在食品生产过程中的适度氧化，产生的挥发性物质在浓度适宜时反而会产生许多烹饪和加工食品的特有风味，使宠物食品的适口性增加。

研究表明，肉味的品种特征和脂质相关，在熟肉产品的挥发性物质中，脂质衍生物的挥发性物质通常占据主导地位。然而，如果使用化学溶剂萃取出全部的脂质（磷脂及甘油三酯），脂质氧化产生的挥发性产物消失，但烷基吡嗪的数量增加，肉产品的风味会被饼干或烧烤风味代替。这表明宠物食品生产过程中发生的美拉德反应，脂质或其降解产物可一定程度抑制杂环化合物的形成，增强食品的肉香味。

在富含油脂的宠物食品中，充分了解产品的脂肪类型、生产方式和贮藏条件等，正确选择并进行抗氧化解决方法，有利于食品形成特有风味，增强产品适口性。

2.油脂氧化对颜色的影响

在一些特殊的宠物食品中，生产商们为了提升产品的感官，会在食品配料中加入天然或合成色素，例如常见的类胡萝卜素、核黄素、叶绿素等等。又如，常见的色拉油和鸡油也具有一定的颜色，主要是由于吸光的杂质色素，如叶绿素和类胡萝卜素引起。油脂氧化会导致色素成分的破坏，造成产品颜色的变化，缩短宠物食品的感官货架期。

较多的色素成分具有光敏性，会对宠物食品的抗氧化稳定性提出挑战。其中，叶绿素就是典型的光敏物质，会在光照时引发光敏氧化，产生的化学物质促进自动氧化的加速发生；类胡萝卜素本身具有很强的猝灭单线态氧的作用，但由于本身极易转化成激发态从而引发自动氧化，并在自由基反应过程中遭到破坏。研究表明，在未添加抗氧化剂保护时，植物油中的类胡萝卜素甚至会起到促进氧化的作用。

3.油脂氧化对宠物健康的影响

宠物食品中的油脂对于宠物的营养和健康是非常重要的，油脂不仅提供给宠物日常的热量营养需求，还帮助一些脂溶性维生素的吸收利用。脂类氧化会造成油脂营养价值的下降，产生的自由基会与维生素发生化学反应，导致必需维生素的破坏。

实际生产和贮藏过程中，不科学的加工方式或恶劣的贮藏条件，都会导致油脂的氧化酸败，产生一定浓度的自由基，如氢过氧化物自由基、羟基自由基等等。研究表明，氢过氧化物自由基会导致蛋白质、酶和DNA的损伤，并可能造成致癌物的产生。宠物在食用了含有自由基的食品后，可能会在体内导致一些损伤。

—— 新闻来源：宠物食品联盟