天然抗氧化劑對葵花籽油抗氧化作用的研究

翟柱成,吳克剛,柴向華,段雪娟,張 文,林若慧

(廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院食品添加劑與食品質(zhì)量安全研究室,廣東廣州 510090)

天然抗氧化劑對葵花籽油抗氧化作用的研究

翟柱成,吳克剛＊,柴向華,段雪娟,張 文,林若慧

(廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院食品添加劑與食品質(zhì)量安全研究室,廣東廣州 510090)

研究天然維生素 E、抗壞血酸、大豆磷脂、β-胡蘿卜素、茶多酚、沒食子酸、迷迭香提取物七種天然抗氧化劑對葵花籽油的抗氧化活性。研究結(jié)果表明：七種天然抗氧化劑對葵花籽油均具有一定的抗氧化活性,其中茶多酚、沒食子酸和迷迭香提取物具有較好的抗氧化效果;對沒食子酸和迷迭香提取物進(jìn)行復(fù)配得出最佳質(zhì)量比為 4∶1;復(fù)合抗氧化劑最佳添加量為0.02%。

天然抗氧化劑,葵花籽油,抗氧化

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

多力葵花籽油 上海佳格食品有限公司;抗氧化劑 天然維生素 E(浙江醫(yī)藥股份有限公司新昌制藥廠)、抗壞血酸 (廣東汕頭市西隴化工廠)、大豆磷脂(美國ADM公司)、β-胡蘿卜素(浙江醫(yī)藥股份有限公司新昌制藥廠)、茶多酚 (貴州紅星發(fā)展有限公司)、沒食子酸 (天津市大茂化學(xué)試劑廠)、迷迭香提取物(貴州紅星發(fā)展都勻綠有限責(zé)任公司)、TBHQ (廣州泰邦食品添加劑有限公司),均為食用級;其它試劑 均為分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 10%抗壞血酸、茶多酚、沒食子酸的乙醇溶液的配制 分別精確稱量 0.5g抗壞血酸、茶多酚和沒食子酸,溶于 5mL無水乙醇中,冷藏備用。

1.2.2 抗氧化作用的測定 在 25g葵花籽油中按一定比例添加抗氧化劑,磁力攪拌 5min溶解均勻,裝入密封性良好的帶蓋25mL玻璃瓶中,置于60℃恒溫干燥箱中,定期取樣,測定過氧化值 (peroxide value, POV),同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。

1.2.3 過氧化值 (POV)的測定 按照國標(biāo) (GB/ T5009.37-1996)方法進(jìn)行測定[5].

2 結(jié)果與分析

2.1 不同天然抗氧化劑對葵花籽油抗氧化作用的研究

為了比較不同天然抗氧化劑的抗氧化活性大小,實(shí)驗(yàn)選取了天然維生素 E、抗壞血酸、大豆磷脂、β-胡蘿卜素、茶多酚、沒食子酸、迷迭香提取物七種天然抗氧化劑,研究添加 0.04%的抗氧化劑對葵花籽油的抗氧化作用,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 1所示。

圖 1 不同天然抗氧化劑對葵花籽油的抗氧化作用

實(shí)驗(yàn)結(jié)果,添加天然 VE、抗壞血酸、大豆磷脂、β-胡蘿卜素、茶多酚、沒食子酸和迷迭香提取物的葵花籽油經(jīng)加速氧化后,POV值一直都比相應(yīng)空白值低,天然 VE、抗壞血酸、大豆磷脂和β-胡蘿卜素前4d抗氧化效果相當(dāng),8d后天然 VE的抗氧化效果較差,POV值為 44.00meq/kg,然后是β胡蘿卜素,POV值為 43.45meq/kg;而茶多酚、沒食子酸和迷迭香提取物則表現(xiàn)出較好的抗氧化效果,8d后 POV值分別38.32、39.65、25.56meq/kg,相應(yīng)空白為 45.68meq/kg。

總之,葵花籽油在加入以上天然抗氧化劑后均有一定的抗氧化效果,其中以迷迭香提取物的抗氧化效果為最佳,茶多酚和沒食子酸次之。但是由于茶多酚是水溶性物質(zhì),在葵花籽油中的溶解度較小,容易產(chǎn)生不溶的褐色小顆粒。同時(shí),溶解茶多酚的葵花籽油呈褐色,影響葵花籽油的感官性質(zhì)。雖然茶多酚具良好的抗氧化效果,但是在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中并沒選用,而選用迷迭香提取物和沒食子酸復(fù)配。

2.2 迷迭香提取物與沒食子酸復(fù)配對葵花籽油的抗氧化效果

實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探討迷迭香提取物與沒食子酸不同配比對葵花籽油的抗氧化效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 2所示。

圖 2 迷迭香提取物與沒食子酸復(fù)合的天然抗氧化劑對葵花籽油抗氧化作用的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,葵花籽油在加入迷迭香提取物與沒食子酸復(fù)合的天然抗氧化劑,經(jīng)過一定時(shí)間的貯藏后,其過氧化值都比相應(yīng)的空白值低,說明添加的復(fù)合天然抗氧化劑有很好的抗氧化效果,其中添加 0.01%迷迭香提取物和 0.04%沒食子酸的抗氧化效果最佳,加速氧化 7d后,POV值比相應(yīng)空白低33.53meq/kg,而隨著復(fù)合物中迷迭香提取物的濃度超過 0.01%后,隨著其濃度的增大,抗氧化效果隨之減弱。而單獨(dú)加入 0.04%沒食子酸的葵花籽油的POV值只在實(shí)驗(yàn)的前 3d得到控制,之后葵花籽油的POV值急劇上升,7d后比相應(yīng)空白低 17.53meq/kg。

2.3 復(fù)合抗氧化劑添加量對葵花籽油抗氧化作用的影響

實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探討迷迭香提取物與沒食子酸組成的復(fù)合抗氧化劑的添加量對葵花籽油抗氧化作用的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 3所示。

圖 3 復(fù)合抗氧化劑添加量對葵花籽油抗氧化作用的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同添加量的抗氧化劑均對葵花籽油具有很好的抗氧化效果。但隨著添加量的增加效果并不顯著,加速氧化 8d后,不同添加量 POV值分別為：0.06%的為 10.82meq/kg,0.04%的為11.33meq/kg,0.08%的為 11.65meq/kg和 0.02%的為12.07meq/kg,而相應(yīng)空白為 45.81meq/kg。考慮到增加添加量的效果并不顯著和抗氧化劑成本的問題,以添加量為 0.02%為佳。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,抗氧化劑并非濃度越大越好。因?yàn)?抗氧化劑(AH)吸收過氧化物自由基ROO·生成ROOH和A·的過程是可逆的。在高濃度下,溫度升高時(shí),抗氧化物自由基(A·)的生成速度比底物自動氧化的速度要快,抗氧化劑自由基的濃度超過過氧化物自由基或其他自由基時(shí),它就可能分解氫過氧化物,造成的結(jié)果是抗氧化劑作用下降,甚至變成了促氧化劑。因此,抗氧化劑必須嚴(yán)格按規(guī)定的量加入[6]。

2.4 復(fù)合抗氧化劑與 TBHQ抗氧化作用的比較

實(shí)驗(yàn)再進(jìn)一步探討復(fù)合天然抗氧化劑與目前食用油中最常用的抗氧化劑 T BHQ在相同添加量時(shí)對葵花籽油的抗氧化效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 4所示。

圖4 相同添加量的天然抗氧化劑與 TBHQ對葵花籽油的抗氧化作用

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,復(fù)合天然抗氧化劑和 T BHQ對葵花籽油具有很好的抗氧化效果,添加抗氧化劑的過氧化值明顯低于空白的。食用油加速氧化前期,復(fù)合抗氧化劑與 TBHQ的抗氧化效果相當(dāng),第 3d后添加復(fù)合抗氧化劑的 POV值開始升高,7d后 POV值明顯比 TBHQ的高,為 10.90meq/kg,但仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于空白的 POV值37.31meq/kg。因此,盡管復(fù)合抗氧化劑的抗氧化效果不如 TBHQ,但是作為天然抗氧化劑依然具有較好的發(fā)展前景。

2.5 復(fù)合抗氧化劑抗氧化作用的分析

在油脂體系中,抗氧化劑的強(qiáng)弱取決于其自身提供氫原子給脂質(zhì)過氧化自由基的快慢、數(shù)量及提供氫原子后自身所形成的自由基的穩(wěn)定性,還和抗氧化劑在油脂中的溶解度有關(guān)[7]。

酚類物質(zhì)(AH)能起抗氧化作用是因?yàn)樗苎杆俚貙⒁粋€(gè)氫原子 (H+)提供給一個(gè)脂類化合物自由基,而其本身衍生出來的自由基A·比脂類化合物自由基 ROO·或RO·更穩(wěn)定,從而中斷自由基的鏈反應(yīng),減緩油脂的氧化反應(yīng)[8]。沒食子酸 (圖 5)是多羥基酚類化合物,由于酚羥基的供電效應(yīng)和羧基吸電子效應(yīng),極有利于另外兩個(gè)酚羥基提供氫原子,同時(shí)羧基吸電子效應(yīng)又有助于反應(yīng)過渡態(tài)的形成,有助于電荷的分散,使生成物穩(wěn)定化 ,而且苯環(huán)上存在多個(gè)取代基團(tuán),其空間位阻效應(yīng)可以阻止生成的沒食子酸自由基繼續(xù)參與反應(yīng),因此,沒食子酸具有優(yōu)越的抗氧化效應(yīng)。迷迭香提取物中主要成分鼠尾草酸(圖 6),也是多羥基酚類物質(zhì),由于酚羥基受異丙基供電子效應(yīng)和可能與羧基形成氫鍵的影響,提供氫原子的能力較弱。但是由于苯環(huán)上取代基團(tuán)多且大,所以具有很好空間位阻效應(yīng),有利于鼠尾草酸自由基的穩(wěn)定,所以也具有很好的抗氧化作用。

圖 5 沒食子酸(Gallic acid)

圖 6 鼠尾草酸(Carnosic acid)

不同抗氧化劑復(fù)配使用時(shí),其抗氧化效果一般優(yōu)于單獨(dú)一種抗氧化劑的抗氧化效果,本實(shí)驗(yàn)通過對沒食子酸和鼠尾草酸進(jìn)行復(fù)配,所得復(fù)合抗氧化劑的抗氧化效果明顯優(yōu)于單獨(dú)一種抗氧化劑,這可能是因?yàn)閮煞N或兩種以上的抗氧化劑復(fù)配使用時(shí),各種抗氧化劑在抗氧化之后,產(chǎn)生的游離基會相互作用生成新的酚類化合物,繼續(xù)發(fā)揮抗氧化作用,使其抗氧化性能得以增強(qiáng)[9]。

3 結(jié)論

目前,合成抗氧化劑的安全性受到懷疑。以天然食用抗氧化劑取代合成抗氧化劑是今后食品工業(yè)的發(fā)展趨勢,開發(fā)實(shí)用、高效,成本低廉的天然抗氧化劑仍是天然抗氧化劑研究的重點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)探討了天然VE、抗壞血酸、大豆磷脂、β-胡蘿卜素、茶多酚、沒食子酸、迷迭香提取物等天然抗氧化劑對葵花籽油抗氧化作用,結(jié)果表明它們對葵花籽油均具有一定的抗氧化作用,其中效果最佳的是迷迭香提取物,然后是茶多酚和沒食子酸;通過對沒食子酸和迷迭香提取物復(fù)配得出最佳質(zhì)量比為 4∶1,然后進(jìn)一步探討復(fù)合抗氧化劑不同添加量,得出最佳添加量為0.02%,比使用的單一抗氧化劑效果更加明顯;最后,探討了復(fù)合抗氧化劑在最佳添加量 0.02%下的抗氧化效果與 0.02%T BHQ抗氧化效果的比較,得出復(fù)合抗氧化劑雖稍遜于 TBHQ,但是其天然、高效和安全性依然具有很好的應(yīng)用前景。

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Study on antioxidant effect of natural antioxidants on sunflower seed oil

ZHA I Zhu-cheng,W U Ke-gang＊,CHA I Xiang-hua,DUAN Xue-juan,ZHANGW en,L IN Ruo-hui
(Laboratory of Food Additives and Food Quality and Safety,Faculty of Chemical Engineering and Light Industry,GuangdongUniversity of Technology,Guangzhou 510090,China)

The antioxidant effec t of seven na tura l antioxidants(tocop he rol,ascorb ic ac id,soybean p hosp holip ids,βca rotene,tea p olyp hends,ga llic ac id and rosem a ry extrac ts)on sunflowe r seed oilwe re s tud ied.Results showed tha t seven na tura l antioxidants exhib ited d iffe rent antioxida tive ac tivities in the oil,the top three of them we re tea p olyp hends,ga llic ac id and rosem a ry extrac ts;the op t im um antioxidantive effec t of the comp ound antioxidants of ga llic ac id and rosem a ry extrac ts was ob ta ined w ith the m ass ra tio of4∶1and the dosage of0.02%.

na tura l antioxidants;sunflowe r seed oil;antioxida tion

TS202.3

A

1002-0306(2010)03-0148-03

葵花籽油是一種優(yōu)質(zhì)食用油,含有 80%左右的不飽和脂肪酸,其中亞油酸含量高達(dá) 61.53%,油酸含量為 22.17%,是具有良好保健功能的食用油。由于富含高度不飽和脂肪酸,極易氧化酸敗、氧化酸敗,生成自由基、過氧化物及醛、酮等化合物,使油脂產(chǎn)生異味、色變、營養(yǎng)素破壞,降低食用價(jià)值。攝入這種油脂會引起體內(nèi)脂質(zhì)過氧化,脂質(zhì)過氧化與癌癥、冠心病和衰老有密切關(guān)系,另外過量攝入嚴(yán)重氧化酸敗的食用油會出現(xiàn)惡心、腹痛、腹瀉等中毒癥狀。目前,葵花籽油保鮮主要有兩種方法,充惰性氣體(如N2)保鮮和添加合成抗氧化劑 (如 TBHQ)保鮮。前者最致命的弱點(diǎn)是開封以后就失去抗氧化保護(hù)作用;后者則安全性受到懷疑,M.Waldrop等[1]曾對人工合成的BHT、BHA和 T BHQ抗氧化劑進(jìn)行過高劑量動物實(shí)驗(yàn),研究表明BHT、BHA和 T BHQ會引起明顯的肝腫大,BHT還會使肝和肝微粒體酶的活性增加,從而使人體攝取的其他物質(zhì)轉(zhuǎn)變成有毒的致癌物。在日本,BHA只能用于棕櫚油和棕櫚仁油抗氧化作用;美國、歐共體等國已禁止使用合成抗氧化劑[2]。而以具有安全性高、抗氧化能力強(qiáng)、無副作用、防腐保鮮等特點(diǎn)的天然食物抗氧化劑日益受到重視。毛紹春[3]研究表明,迷迭香、鼠尾草具有很強(qiáng)的抗氧化效果,抗氧化活性可與BHA、BHT、VE匹敵。國外,已經(jīng)成功地開發(fā)了以迷迭香、鼠尾草、麝香草等香料為原料的天然抗氧化劑,其中,迷迭香提取物已投入商業(yè)應(yīng)用[4]。為了開發(fā)出天然、安全、高效、多功能的油脂抗氧化劑,本文采用加速油脂氧化的方法,測定油脂的過氧化值,研究了七種常見的天然抗氧化劑對葵花籽油的抗氧化活性,并通過復(fù)配得抗氧化劑復(fù)合物。

2009-08-13 ＊通訊聯(lián)系人

翟柱成 (1983-),男,碩士研究生,主要從事食用天然產(chǎn)物的開發(fā)與利用方面的研究。

廣東省科技計(jì)劃農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目 (2007A02030008-2);廣州市科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目(2007Z2-E0191);2009年粵港關(guān)鍵領(lǐng)域重點(diǎn)突破招標(biāo)項(xiàng)目(2009A020700005)。