Antioxidants stabilizing fish oils : effect of antioxidant, storage temperature and type of fish oil

Abstract

The aim of this study was to investigate four commercially available antioxidants in two fish oils. The antioxidants were investigated to see which one of them is most efficient in preventing oxidation. Antioxidants were added in three levels to find the optimal concentration. In addition a possible synergistic effect between the antioxidants was investigated. Two different oils with different concentration of EPA and DHA were added antioxidants. Four of the antioxidants were single antioxidants. Two mixes with two antioxidants were added to investigate possible synergistic effect. The antioxidants were added in three different concentrations. The oils were stored at two different temperatures with access to oxygen. Peroxide value (PV), anisidine value (AV) and gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS) were methods used to evaluate extent of oxidation. Total oxidation value (TOTOX) was calculated based on PV and AV measurements. Gas chromatography was used to identify and quantify 14 selected volatile organic compounds (VOC) used to describe extent of oxidation. In addition the fatty acid profiles of the two oils were analyzed by gas chromatography. The storage temperature and type of oil showed to have significant effect on TOTOX. These two factors also influenced the concentration of VOC in the oil samples. The three levels of antioxidants showed no significant effect on TOTOX. Only the middle level of antioxidant was used when analyzing VOC. Ascorbyl palmitate and propyl gallate distinguished from the rest of the antioxidants. Oil with ascorbyl palmitate showed great variation and high values for PV and AV. Some of the oil samples with ascorbyl palmitate gave higher areas for specific VOC compared to reference samples without antioxidant. Ascorbyl palmitate distinguished as the least efficient antioxidant with regard to specific VOCs. Oil with propyl gallate showed less variation and lower PV and AV than the other antioxidants. Samples with propyl gallate distinguished from the other oil samples, including reference samples, with regard to VOC. Mixed tocopherol, either as single antioxidant or in mix with rosemary extract, also distinguished with regard to VOC. The reference samples were stored under the same conditions and were not added antioxidants. These samples were not significantly different from the other samples with antioxidants added with regard to PV and AV. A possible prooxidative effect was seen for some of the antioxidants. Total area of VOC, on the other hand, revealed higher areas for most of the reference samples. Evaluation of VOC revealed antioxidative effect of all the antioxidants, in more or less degree. The efficiency of the antioxidants applied in this study depended on type of oil and storage temperature. Due to ambiguous results no specific antioxidant can be claimed the most efficient in this study.

Hensikten med studien var å vurdere fire antioksidanter tilgjengelige på markedet i to fiskeoljer. Antioksidantene ble vurdert for å se hvilken av de som var mest effektiv i å forhindre oksidasjon. Antioksidantene ble tilsatt i tre ulike nivåer for å finne optimal konsentrasjon. I tillegg ble mulig synergistisk effekt mellom antioksidanter undersøkt. To forskjellige oljer med ulikt innhold EPA og DHA ble tilsatt antioksidanter. Fire av antioksidantene ble tilsatt som single antioksidanter. To blandinger med to antioksidanter i hver ble tilsatt for å undersøke mulig synergistisk effekt. Antioksidantene ble tilsatt i tre forskjellige nivåer. Oljene ble lagret ved to forskjellige temperaturer med tilgang til oksygen. Peroksidverdi (PV), anisidinverdi (AV) og gass kromatografi-masse spektroskopi (GC-MS) var metoder brukt for vurdering av graden av oksidasjon. Total oksidasjonsverdi (TOTOX) ble beregnet basert på PV og AV målinger. Gass kromatografi ble brukt til identifisering og kvantifisering av 14 utvalgte flyktige organiske komponenter (VOC). Disse flyktige komponentene ble brukt til å beskrive graden av oksidasjon. I tillegg ble fettsyresammensetningen for de to oljene analysert ved bruk av gass kromatografi. Lagringstemperatur og type olje viste signifikant effekt på TOTOX. Disse to faktorene påvirket også konsentrasjonen av flyktige komponenter i oljeprøvene. De tre nivåene av antioksidanter viste ikke signifikant effekt på TOTOX. Kun middelverdiene for antioksidantene ble brukt ved vurdering av flyktige komponenter. Askorbyl palmitat og propyl gallat skilte seg fra de andre antioksidantene. Oljer med askorbyl palmitat viste stor variasjon og høye verdier for PV og AV. Noen av oljeprøvene med askorbyl palmitat ga høyere arealer for visse flyktige komponenter sammenliknet med referanseprøver uten antioksidanter. Askorbyl palmitat skilte seg ut som den minst effektive antioksidanten med hensyn på visse flyktige komponenter. Olje med propyl gallat viste mindre variasjon og lavere PV og AV enn de andre antioksidantene. Prøver med propyl gallate skilte seg fra de andre prøvene, inkludert referanseprøver, med hensyn på flyktige komponenter. Miks av tokoferoler, enten alene eller i blanding med rosmarin, skilte seg også fra de andre prøvene med hensyn på VOC. Referanseprøvene ble lagret ved de samme betingelsene og var ikke tilsatt antioksidanter. Disse prøvene var ikke signifikant forskjellig fra de andre prøvene med antioksidanter tilsatt med hensyn på PV og AV. Antioksidantene kan ha hatt en prooksidativ effekt i fiskeoljene. Totalt areal av flyktige komponenter viste derimot høyere arealer for de fleste referanseprøvene. Vurdering av flyktige komponenter viste antioksidativ effekt for alle antioksidantene i større eller mindre grad. Effekten av antioksidantene benyttet i denne studien viste seg å avhenge av type fiskeolje og lagringstemperatur. Grunnet tvetydige resultater kan ingen antioksidant påstås å være den mest effektive i denne studien.