朱吉川
學歷:國立中興大學化學系畢業
現任:中美嘉吉飼料公司品管主任
飼料油脂在家禽飼料中,是種很重要的原料。有很多關於飼料油脂的資料正被廣泛使用著。此篇文章是Jacob Stern & Sons Inc.所作的觀察實驗。
前 言:飼養試驗與實際代謝能(True Metabolizable Energy, TME)的測定,正被研究人員繼續使用混合原料及混合物所引導。這些研究主要的目的是探討油脂新來源的價值認定和保持高品質且均勻的飼料油脂混合物。
飼料油脂的混合類似於配合飼料之製造。規格之建立及配方之製備所使用的原料來源均須在可接受的範圍。
此篇文章將要涵蓋其他方面的觀察。這些包括有:
飼料油脂之分析:
油脂之分析包含有水份、不純物及不皂化物(Meisture, Impurities, and Unsa-ponifiables, 簡稱M.I.U. ),游離脂肪酸(FFA),最初之過氧化價(Initial Peroxide Value,簡稱IPV),碘價以及活性氣測定法(Active Oxygen Method,簡稱AOM)。除此之外,利用試驗來評估雞之浮腫因素(Chick edema factor)之存在與否,也已經被普遍使用了。
IPV是用來測定油脂中,已經發生氧化的程度,但卻不能測試油脂的氧化潛在性。引用美國油脂化學協會(AOCS)所公布的官方方法(Cd8-53):在一個控制的條件下,測定所有物質所能氧化碘化鉀之量,並以每仟克樣品中,過氧化物之毫當量(Milliequivalents)數表示之。這些一般均被認為是過氧化物或是油脂氧化物的類似產物。
此試驗的範圍是可以適用於所有油脂類以及人造奶油(Margarine)。此方法完全憑實驗觀察,並且如在試驗步驟上的任何改變均會導致於檢驗結果的變異。
AOM之評估:
飼料營養學家,對於飼料油脂及高油脂量之飼料原料,都希望能夠有效地測定其氧化物的潛在趨勢。
作此觀察之目的:
官方AOCS之方法(Cd 12-57)把此種方法列為「油脂穩定性 – 活性氧測定法」。下面是其定義及範圍:
【定 義】:
此方法是在一個特定的情況下,測定油脂樣品達到某一預定的過氧化價,所需的時間(以小時計)。此一時間之長短被用來作為油脂抗酸敗的指標。但是過氧化價及油脂品質「例如:貯藏性(shelf life)、實際酸敗性(actual rancidity)及氧化穩定性(oxidative stability)等」之間的精確關係迄未建立。
【範 圍】:
可以應用於所有正常的動物脂肪及植物油,包括人類使用者在內。唯不適用於脂肪酸類。
關於AOM之測定,使用於飼料油脂時,首先必須注意與上述的定義並不相同。對於上述定義中所述:「到達預定的過氧化價所需的時間」。在飼料油脂中是以「經過廿小時後,再測定其過氧化價」來代替之。
在範圍方面要注意的是「此試驗方法不適用於脂肪酸類」。動物 – 植物飼料油脂之混合物,通常高達50%的游離脂肪酸。因為官方方法不適用於這類之混合物,故其修正方法並不適用。假如我們期望檢驗結果有良好的再現性(Reproducible),則在檢驗步驟上必須要有經驗及集中注意力作詳細的觀察。有兩個非常類似的錯誤來源為清潔工作的不當及溫度控制失效。所有的儀器設備必須完全清潔。即使是蒸餾水含有微量之重金屬,尤其是銅,亦會成為錯誤之源。
此法強調良好樣品的重要性,並且每次的測試,至少必須有兩個樣品同時受測。其變異係數(Coefficient of Variation)約為13%。
對於AOM測定法之意見:
我們很幸運的能夠找到一位油脂氧化方面的權威。他就是美國農業部北區研究中心(Northern Regional Research Center, U.S.Department of Ariculture)的Dr. Edwin Frankel。他主要的工作是研究人類使用的植物油。他說他們對AOM的方法已不再多作考慮,並且已經放棄了。因為此方法所設計的控制條件並不切合實際。另一位權威則認為「AOM之測定法是非常主觀的,不能獲得迅速而肯定的答案。檢驗人員必須小心的觀察。」第三位權威說:「AOM測定法所得的數據,不具可重覆性,且並非代表精確的氧化狀態。此法並非可靠之檢驗法。油脂利用此法檢驗結果如超出標準,並不一定是品質不良的油脂。有可能加入1 PPM的銅於油脂中而導致AOM之測定失敗。此問題沒有可代替之法。」
許多營養學家在一起討論,認為檢驗油脂酸敗最佳的方法就是以嗅覺來判斷。
在實際飼養的場地上,我們所關切的問題是硫酸銅對於氧化潛在性之影響。添加1 PPM的銅於油脂中,將會快速的增加氧化速率。在每噸飼料中,添加1磅的硫酸銅,則大約提供了125 PPM的銅於飼料中。因此,假如實際飼養的場合有氧化問題存在,則必須考慮飼料中銅的含量。
化驗室的變異:
在表一及表二所示是在1985年所作的兩個研究,其目的是比較AOM結果的變異。
表一 六個商業性化驗室對四個飼料油脂混合物之分析值
化 驗 室 |
FFA*% |
IPV*毫當量/公斤 |
AOM*毫當量/公斤 |
|
A |
樣品一號 |
40.5 |
1.9 |
11.0 |
B |
35.8 |
7.9 |
10.0 |
|
C |
36.8 |
4.7 |
8.5 |
|
D |
34.6 |
5.8 |
14.0 |
|
E |
35.5 |
1.8 |
18.4 |
|
F |
36.0 |
4.0 |
11.7 |
|
平 均 值 |
36.5 |
4.4 |
12.3 |
|
標準誤差 |
2.1 |
2.3 |
3.7 |
|
A |
樣品二號 |
46.1 |
0.1 |
5.2 |
B |
44.0 |
0.5 |
30.0 |
|
C |
44.7 |
2.0 |
15.7 |
|
D |
43.5 |
0.8 |
1.2 |
|
E |
43.1 |
0.0 |
15.7 |
|
F |
44.0 |
0.0 |
5.4 |
|
平 均 值 |
44.2 |
0.6 |
12.2 |
|
標準誤差 |
1.1 |
0.8 |
10.6 |
|
A |
樣品三號 |
51.3 |
0.1 |
5.9 |
B |
50.0 |
0.1 |
3.0 |
|
C |
51.2 |
0.4 |
18.0 |
|
D |
49.1 |
0.4 |
1.6 |
|
E |
48.9 |
0.0 |
22.3 |
|
F |
49.5 |
0.0 |
7.3 |
|
平 均 值 |
50.0 |
0.2 |
9.7 |
|
標準誤差 |
1.0 |
0.2 |
8.5 |
|
A |
樣品四號 |
46.9 |
0.1 |
9.0 |
B |
45.8 |
0.1 |
19.0 |
|
C |
46.1 |
0.0 |
47.8 |
|
D |
45.9 |
0.4 |
7.2 |
|
E |
45.0 |
0.0 |
54.4 |
|
F |
46.0 |
0.0 |
25.1 |
|
平 均 值 |
45.9 |
0.1 |
27.1 |
|
標準誤差 |
0.6 |
0.2 |
19.8 |
*FFA:游離脂肪酸
IPV:最初過氧化價
AOM:活性氧測定法,經過廿小時後所測定之值
*FFA及AOM在分析時,均取三位數
表一為4種樣品分別在六個化驗室所分析的結果(每種樣品各有完全相同的6份。首先,讓我們來看游離脂肪酸的百分比。這些檢驗結果是很理想,其變異係數介於1.3%至5.7%之間。)
IPV所得的結果並非理想。第一個樣品所測得之值介於1.8和7.9毫當量/公斤之間。假如飼料營養學家對於油脂所訂IPV值之規格少於5毫當量/每公斤。而且他把樣品(1號油脂)分送至化驗室B及D,則他將會拒收該油脂。但此兩化驗室並沒有測得最高之AOM值。再看樣品2、3及4的變異。假如把平均數減去兩個標準誤差,則將會得到負值,此變異係數的範圍為52%到200%之間。
這些AOM值的變異實在是令人汗顏和沮喪的。目前,這些化驗室,對於AOM之測定均有良好的經驗。這些檢驗結果更證明AOM之測定是毫無價值的。此四種樣品的變異係數介於30到88%之間。假如營養學家對於油脂訂立了AOM之最大容許量為20毫當量/公斤,並把樣品分送給這6個化驗室,則他將如何決定樣品2、3及4是否可以接受?
這四種樣品所測得的AOM值都很低。濾及此測定法之弱點,我們不難預測,油脂中如有較高的AOM值,則各化驗室間的變異必會更大。
表二 六個飼料油脂之分析
樣 品 編 號 |
IPV,毫當量/公斤 |
AOM,毫當量/公斤 |
酸敗度,(小時) |
|||||||
化驗室A |
化驗室 B |
化驗室*B |
化驗室A |
化驗室 B |
化驗室*B |
化驗室**C |
化驗室*D |
|||
1 |
2.0 |
1.2 |
4.0 |
3.9 |
4.8 |
3.4 |
0 |
0.8 |
||
2 |
0.5 |
1.4 |
1.4 |
2.0 |
7.6 |
12.2 |
1.5 |
8.3 |
||
3 |
0.5 |
3.6 |
1.2 |
1.9 |
1.8 |
10.0 |
2.5 |
13.7 |
||
4 |
3.0 |
1.4 |
4.2 |
3.7 |
5.8 |
1.2 |
0.5 |
1.8 |
||
5 |
1.0 |
2.2 |
2.4 |
4.0 |
1.6 |
1.0 |
5.9 |
19 |
||
6 |
0.9 |
6.4 |
1.4 |
1.9 |
1.2 |
3.2 |
5.5 |
>19 |
||
*樣品為化驗室C所托驗 |
||||||||||
**下面為酸敗度測定之條件: |
||||||||||
化驗室C |
化驗室D |
|||||||||
溫 度 (℃) |
120 |
100 |
||||||||
樣品量 (克) |
2.5 |
4.0 |
||||||||
空氣流量 (公升/分鐘) |
20.0 |
20.0 |
表二所示,有兩個化驗室在IPV值(尤其是樣品6號)的測定上,得到很差的結果。相同的化驗室對IPV及AOM之測定同時各作二次,其結果是一致的。化驗室B收到兩個完全相同的樣品,但卻不同的地方寄達,因此在第二次的檢驗就無法獲得相同的結果。
在我們所評估的試驗中,有一種叫酸敗度測試法(Rancimat Method)。此法是個自動性的單元設計,用來測定油脂之氧化潛在性。油脂揮發性的物質被收集在水中,這些揮發性物質包括有各種的酸類,然後再測此收集水之導電度。
表二,包含有酸敗值(以小時計),這些數據分別來自兩個化驗室,並且各在不同的控制條件下被測定。此兩化驗室獲得相同排名的油脂為:1號樣品最不穩定,而6號樣品最為穩定。這些值與AOM間之關係(正或負)是不可能被認為AOM在化驗室上的變異。
表三 六個樣品根據分析值所作之排名:
以樣品編號由最好至最差者,次序排列
AOM |
酸 敗 度 |
||
化驗室A |
化驗室B |
化驗室B |
化驗室C及化驗室D |
6 |
6 |
5 |
6 |
3 |
5 |
4 |
5 |
2 |
3 |
6 |
3 |
4 |
1 |
1 |
2 |
1 |
4 |
3 |
4 |
5 |
2 |
2 |
1 |
表三所示為6個油脂樣品以AOM及酸敗度之測定結果,所作的相關名次排列。假如化驗室B沒有收到並分析第二個相同的樣品,則對於最為穩定的油脂就可以得到一致的結論。不幸的是化驗室B無法獲得與第一批樣品相近的結果,亦即無法獲良好的再現性。
我們再來比較化驗室A對IPV的再現性。第二批相同的樣品再送到化驗室,這批樣品在常溫下,已經儲存了兩個月了,所以我們可以預測其結果將會有某些改變。表四顯示:和油脂在儲存狀態的穩定性一樣,化驗室A有非常好的再現性。我們在這些試驗獲得結論前,一直沒有機會與FRANKEL先生討論。他把酸敗度(Rancimat)試驗歸類於AOM一類。他解釋說:「酸敗度試驗僅僅是AOM之自動測定法而已。」
表四 化驗室A所作IPV測定之再現性 (毫當量/公斤)
樣 品 編 號 |
1985年10月 |
1985年12月 |
1 |
2.0 |
2.5 |
2 |
0.5 |
0.5 |
3 |
0.5 |
0.5 |
4 |
3.0 |
3.0 |
5 |
1.0 |
1.0 |
6 |
0.9 |
1.0 |
兩種可行之測定法:
我們一致地試圖去研究,希望能獲得測定油脂氧化潛在性的可靠方法。結果,我們發現有兩個可行之方法。
Dr. Ungerman (Pleasanton, Calif)使用一種叫烘箱法(Oven Method)來決定植物油之貯藏性(Shelf life)。他把樣品密封,放在45℃的烘箱中,並配以不同的烘焙時間,然後測定其過氧化價,以此來決定油脂氧化的誘導週期。
化驗室A使用這種方法,作了6個樣品分析。我們同時把溫度提高為60℃,以符合實際的操作溫度。如今,所有樣品均使用此法來分析。
Ungerman推薦我們去找FRANKEL,而Erankel建議去找與他同一研究室的Dr. Kathleen共同討論。Kathleen是研究油脂氧化氣味方面的頂尖權威。她較喜歡她們所修正的烘箱法(Schaal Oven Method)。此法是測定60℃時的揮發性物質,以取代過氧化物。她們使用此法以評估植物油的氣味穩定性。植物油的氣味在60℃時所產生的氧化物較AOM/100℃的氧化物更有密切關係。粗略來說:油脂在60℃儲存一天相當於在室溫時儲存一個月。WARNEY及FRANKEL說此法對於儲藏時間的預測是非常有效的。
過氧化價能夠藉由氣相層析法(Gas Chromatograph)來測定其揮發性化合物之氣味。詳細資料請參閱WARNER及FRANKEL在1985年所作之報告。
化驗室A現在正在評估修正的Schaal烘箱法(Modified Schaal Oven Method, 簡稱MSOT)。FRANKEL及WARNER聲稱烘箱法的缺點在於需要花費較長的時間。
根據電腦之文獻研究(不包括較老舊的文獻),我們還沒有發現任何試驗報告關於增重及飼料轉換率與AOM之相互關係。
穩定性評估摘要:
且能和飼養結果相關。
雞之浮腫因素探討:
固醇類測定之修訂法已經發展出來,而且也被廣泛的使用於油脂及飼料工業。此方法是當油脂中,原本含有毒性物質(載奧辛類:dioxins)時,則油脂中的固醇類會產生陽性反應。但是由於固醇類並沒有毒性,故在實行此修正法時,如產生陽性反應,並不表示定有dioxins存在。
在AOAC的分析法中,可以分析三種型態的dioxins,但卻無法分析另外三種較具活性的型態。至少有兩個商業性的化驗室已經發展出AOAC的修正法,可以測定非常劇毒的四型(Tetra Form) dioxin。
雞之浮腫問題,自從1957年及1969年爆發以來,已經不是很嚴重的問題。但是;無論如何,預防任何問題的發生總是很重要的。而固醇類測定法無法用來作為預防的工具,在此推薦使用AOAC中的氣相層析 – 電子捕獲法(Gas Ch-romatograploc-Electron Capture;GC-EC)。
(譯自Feedstuff, Angust 25, 1986)。
飼料營養雜誌:第二冊合訂本
1987年一月號:第3~11頁
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