Oxidation of Fish Oil and Powder - Exploring Suitable Methods for the Determination of Oxidative Changes in Fish Oil and Powder

Abstract

Lipidoksidasjon (harskning) er en av hovedårsakene til kvalitetsforringelse i mat, noe som begrenser muligheten for anrikning av marine n-3 fettsyrer i matvarer. De gunstige helseeffektene av langkjeda n-3 flerumettede fettsyrer er godt dokumentert, men mange mennesker dekker ikke sitt daglige behov av n-3 på grunn av den uønskede fiskesmaken og lukten forårsaket av lipidoksidasjon. Analysemetoder som kan måle oksidative endringer i komplekse matmatriser er høyst nødvendig, og interessen for raske metoder er stor. Det er imidlertid omfattende utfordringer og begrensninger knyttet til de tradisjonelle metodene.

Denne studien undersøkte egnede metoder for å bestemme oksidative endringer i fiskeolje og pulver ved å utføre et lagringseksperiment i opptil 4 uker ved 40 °C med oksygentilgang. Denne forskningen bidrar til å fylle et behov for informasjon angående en metode til å måle oksidative endringer i fiskepulver uten å ekstrahere ut oljen i pulveret, hovedmålet med denne oppgaven. GC-MS ble funnet til å være en egnet metode for å bestemme den oksidative statusen i fiskepulver direkte, uten et ekstraksjonstrinn som kan forverre den oksidative tilstanden.

Analysene i denne studien fant ingen holdepunkt for at pulveret var mer stabilt enn oljen, eller at pulveret beskyttet og stabiliserte oljen i pulveret. Pulveret virket i utgangspunktet mer oksidert sammenlignet med oljen, og oksiderte raskere enn oljen. Både pulveret og oljen ble lagret med oksygentilgang (for å fange de flyktige forbindelsene), noe som kan ha forverret den oksidative tilstanden under lagring i fryser sammenlignet med om prøvene hadde blitt flushet med nitrogen før lagring. Basert på resultatene i denne studien ga dynamisk headspace GC-MS-analyser nyttig informasjon i forskningen på oksidative endringer i fiskeolje og pulver. I prosessen ble GC-MS metodeparametere for analyse av flyktige komponenter i fiskeolje og pulver optimalisert.

Denne studien sammenlignet også de tradisjonelle metodene for å bestemme PV og AV med den raske metoden, CDR FoodLab, for å undersøke hvor egnet den raske metoden er mot de tradisjonelle metodene. Det ble funnet sterke korrelasjoner mellom metodene.

Peroksidverdi (PV) ble brukt som en parameter for primære oksidasjonsprodukt, og Anisidinverdi (AV), Tiobarbitursyrereaktive stoffer (TBARS), og Gasskromatografi-Massespektroskopi (GC-MS) ble brukt til å analysere sekundære oksidasjonsprodukter.

Lipid oxidation is one of the major causes of deterioration of foods, limiting the ability for enrichment of marine n-3 fatty acids in food products. The beneficial health effects of long-chain n-3 PUFA are well documented, but many people do not meet their daily need for n-3 due to the undesirable fishy flavor and smell caused by lipid oxidation. Analytical methods that can detect oxidative changes in complex food matrixes are highly needed, and the interest in rapid methods is great. However, there are extensive challenges and limitations associated with the traditional methods.

This study investigated suitable methods for the determination of oxidative changes in fish oil and powder by conducting a storage experiment for up to 4 weeks at 40 °C with oxygen access. This research contributes to filling an information gap regarding a method of measuring oxidative changes in fish powder without extracting the powder, the main goal of this study. GC-MS was found to be a suitable method for directly determining the oxidative status in fish powder without an extraction step that may aggravate the oxidative state.

The analyzes in this study found no evidence that the powder was more stable than the oil, or that the powder protected and stabilized the oil in the powder. The powder seemed initially more oxidized compared to the oil and oxidized faster than the oil. Both the powder and oil were stored with oxygen access (to capture the volatile compounds), which may have aggravated the oxidative state during storage in the freezer compared to if the samples had been flushed with nitrogen before storage. Based on the results of this study, dynamic headspace GC-MS analysis provided useful information in the research on oxidative changes in fish oil and powder. In the process, GC-MS method parameters for the analysis of volatile components in fish oil and powder were optimized.

This study also compared the traditional methods for determining PV and AV with the rapid method, CDR FoodLab, to examine how suitable the rapid method is against the traditional methods. Strong correlations were found between the methods.

Peroxide value (PV) was used as a parameter for primary oxidation products, and Anisidine value (AV), Thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), and Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GC-MS) were used to analyze secondary oxidation products.