珊瑚姜油的抗氧化性

余德順，葉菲菲，楊秀群

(1.中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所，貴州 貴陽 550002；2.貴州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，貴州 貴陽 550003)

珊瑚姜油的抗氧化性

余德順1，葉菲菲2，楊秀群1

(1.中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所，貴州 貴陽 550002；2.貴州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，貴州 貴陽 550003)

采用超臨界CO2萃取珊瑚姜得到珊瑚姜油，添加到在烘箱強(qiáng)化保存條件下(60～65℃)的濃縮魚油中，測定魚油的過氧化值(POV)，考察珊瑚姜油對濃縮魚油的抗氧化能力；并用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對珊瑚姜油進(jìn)行分析，從化學(xué)組成探討珊瑚姜油與BHT和VE對魚油的抗氧化機(jī)理差異。結(jié)果表明：珊瑚姜油抗氧化效果優(yōu)于BHT及VE，是一種良好的天然抗氧化劑，珊瑚姜油添加量為0.03%時(shí)對魚油很好的保護(hù)作用；GC-MS方法鑒定出珊瑚姜油有44種成分：單萜類化合物13種，占25.12%；含氧單萜類化合物16種，占26.43%；倍半萜類化合物9種，占8.82%；含氧倍半萜、苯系衍生物及其他6種，占39.63%。

珊瑚姜油；超臨界CO2萃??；濃縮魚油；生育酚；二丁基羥基甲苯；抗氧化

油脂是人體健康的必需物質(zhì)，各種油脂類物質(zhì)不但為人類帶來美味、能量和營養(yǎng)，還能提供一定的預(yù)防醫(yī)療保健作用。濃縮魚油是富含高度不飽和脂肪酸EPA和DHA的高附加值油脂，具有很好的生物活性，被廣泛開發(fā)為醫(yī)藥及保健食品，以及作為食品添加劑添加到包括嬰幼兒食品在內(nèi)的多種食品中。除DHA、EPA生物活性成分外，濃縮魚油中還含有天然助氧化成分，如血紅素、鐵離子等。而魚油在貯藏或加熱過程中，受空氣中氧、光照及酶作用，在助氧化劑催化下，不飽和脂肪酸極易氧化成氫過氧化物，再分解成醛、酮和低級脂肪酸，使得原油的品質(zhì)下降，在一定程度上影響了高純度魚油的聲譽(yù)和醫(yī)療保健作用[1]，油脂類產(chǎn)品氧化后除產(chǎn)生不愉快的味道外，生成的有機(jī)過氧化物自由基等小分子會(huì)對人體健康產(chǎn)生不良影響[2]。加入抗氧化劑是延緩油脂氧化的有效方法，傳統(tǒng)的抗氧化劑主要包括生育酚(VE)、人工抗氧化劑二丁基羥基甲苯(BHT)和丁基羥基茴香醚(BHA)等，但合成抗氧化劑如BHA和BHT的安全問題越來越受到懷疑，現(xiàn)已逐漸限制使用，VE的毒性較弱，被認(rèn)為是較為安全的抗氧化劑，但抗氧化性沒有BHA和BHT好，在一定程度上也限制了它的使用范圍，因此尋找天然抗氧化劑以替代合成抗氧化劑是目前研究的熱點(diǎn)[3]，特別是在高附加值醫(yī)藥產(chǎn)品及食品中，更趨向于添加既具抗氧化作用又兼具其他有效生物活性作用的天然提取物，隨著人們對食品安全性的日益關(guān)注，從辛香料與中草藥中開發(fā)天然抗氧化劑已成為必然趨勢[4-5]。

珊瑚姜(Zingiber corallinumHance) 別名陰姜，為姜科姜屬植物，多年生草本，主要分布于云南、廣西、廣東和貴州等地[6]，系苗族習(xí)用藥材。少數(shù)民族常以珊瑚姜塊莖入藥, 具有消腫、解毒、抗菌的功能，用于治療感冒、咳嗽、腰痛、腹瀉[7]，藥用價(jià)值高，近年來有不少研究。對其生物活性的研究主要集中在珊瑚姜油的殺菌、消炎、止痛、殺蟲等作用[8]。對具有抗菌活性的植物精油進(jìn)行抗氧化性的研究報(bào)道較少[9]。超臨界CO2萃取技術(shù)是一種集提取分離過程為一體的高新技術(shù)，特別對于油脂、精油、熱敏及易氧化類物質(zhì)的提取分離有很大優(yōu)勢，可加快分離提取速度，提高分離提取效率，更大程度地保留提取物的生物活性[10]。本實(shí)驗(yàn)以人工合成VE和BHT作為對比，通過測定添加及不添加珊瑚姜精油和人工抗氧化劑的魚油的過氧化值(POV)，對超臨界CO2萃取的珊瑚姜油對富含高度不飽和脂肪酸的濃縮魚油的抗氧化生物活性作用效果進(jìn)行研究，結(jié)合珊瑚姜油的GC-MS分析結(jié)果，初步探討珊瑚姜油與VE、BHT的抗氧化機(jī)理差異。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

濃縮魚油(EPA＋DHA含量＞70%) 購于江蘇武進(jìn)海洋生物制品廠，未加任何添加劑，4℃冰箱保存，實(shí)驗(yàn)前取出；珊瑚姜產(chǎn)自貴州鎮(zhèn)寧，經(jīng)中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所超臨界流體技術(shù)研究開發(fā)中心(貴州省重點(diǎn)中試基地)超臨界CO2萃取設(shè)備提取得到珊瑚姜油。

VE 哈爾濱東北制藥總廠；二丁基羥基甲苯(BHT)成都凱華食品有限責(zé)任公司；水為蒸餾水；其余試劑均為分析純試劑。

1.2 儀器與設(shè)備

101A-1型干燥箱 中國上海市實(shí)驗(yàn)儀器總廠；PL303型電子分析天平 梅特勒-托利多儀器科學(xué)有限公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS) 英國Micromass公司。

1.3 方法

1.3.1 抗氧化實(shí)驗(yàn)

采取油脂抗氧化實(shí)驗(yàn)中常用的Schaal烘箱強(qiáng)化保存法[11-12]，Schaal烘箱法是測定某油脂在烘箱中60～65℃條件下貯存達(dá)到一定POV值或出現(xiàn)酸敗氣味所需時(shí)間，是考察油脂抗氧化穩(wěn)定性的常用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。

按不同配比稱取一定量珊瑚姜油、VE和BHT加入40g魚油中，置于具塞錐瓶中，離心攪拌機(jī)攪拌均勻。放入(60±1)℃恒溫烘箱中，每天定時(shí)定量搖勻油樣，交換錐瓶的位置。每隔相同時(shí)間取樣，測定POV值。

1.3.2 POV值的測定

按照GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》，平行測定3次，取平均值。

1.3.3 GC-MS分析

色譜柱：DB-5ms(30m×0.25mm，0.25μm)。載氣：高純He 0.8mL/min。柱箱溫度：50℃保持1min，50～150℃，5℃/min；150～230℃，2℃/min；230～280℃，5℃/min，保持10min。進(jìn)樣方式：進(jìn)樣口260℃，分流比20:1。進(jìn)樣量：1μL。

質(zhì)譜：源溫：200℃；掃描范圍：10～800u；軟件：Masslynx SP1；譜庫：NIST02。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，以LSD法進(jìn)行多重比較，作顯著性分析[13-15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 珊瑚姜油與VE、BHT對濃縮魚油抗氧化性的抗氧化值比較

實(shí)驗(yàn)將珊瑚姜油與VE、BHT均按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01%、0.03%、0.05%添加到魚油中，每隔2d測定POV值，結(jié)果見表1。

表1 不同抗氧化劑對濃縮魚油抗氧化性的抗氧化值Table 1 POV values of concentrated fish oil containing different antioxidants meq/kg

由表1可知，空白魚油(未加抗氧化劑)在強(qiáng)化保存期內(nèi)，自動(dòng)氧化速度很快，第2天的POV值就超過GB 2716—2005《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的19.70meq/kg，且?guī)缀醭手本€上升，之后趨緩。添加珊瑚姜油、VE和BHT后，隨著添加量的增加，魚油氧化速度變慢，說明珊瑚姜油與VE和BHT對濃縮魚油都有抗氧化效果。由于各種添加比例的珊瑚姜油在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上所測的POV值幾乎都低于相應(yīng)添加量的BHT和VE，說明在對濃縮魚油抗氧化作用上珊瑚姜油效果較好。

2.2 珊瑚姜油與VE、BHT對濃縮魚油抗氧化性的影響

對表1相同添加量的珊瑚姜油與VE、BHT的POV值用LSD法進(jìn)行多重比較分析，結(jié)果見表2。

由表2可知，在抗氧化劑添加量較低時(shí)(0.01%)，在第2天VE的抗氧化效果顯著，而珊瑚姜油和BHT的抗氧化性均極顯著，之后3種抗氧化劑的抗氧化作用都表現(xiàn)為極顯著，抗氧化顯著性差異依次為珊瑚姜油＞BHT＞VE；在實(shí)驗(yàn)階段的前期(第2天)(添加量＞0.03%時(shí))和后期(第8天后)，珊瑚姜油和BHT之間的抗氧化性差異不大，但與VE相比，珊瑚姜油和BHT均表現(xiàn)出顯著或極顯著差異，這說明在對抗?jié)饪s魚油的抗氧化性上，珊瑚姜油和BHT均優(yōu)于VE。

隨著珊瑚姜油添加量的增加，魚油的氧化速度隨時(shí)間延長逐步變慢。添加0.03%珊瑚姜油的魚油后期氧化速度已趨平緩?？紤]到成本，因此選擇添加0.03%的珊瑚姜油，此添加量已取得較為理想的抗氧化效果。

表2 不同抗氧化劑對濃縮魚油抗氧化性的影響Table 2 Antioxidant effects of different antioxidants on concentrated fish oil meq/kg

2.3 珊瑚姜油的化學(xué)組成及抗氧化機(jī)理

表3 珊瑚姜油化學(xué)組成及相對含量Table 3 Chemical components and relative contents in essential oil from Zingiber corallinum Hance

圖1 珊瑚姜油總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of essential oil from Zingiber corallinum Hance

對所用超臨界CO2提取的珊瑚姜油進(jìn)行了GC-MS分析，總離子流圖如圖1所示，經(jīng)NIST02標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜檢索庫檢索，確認(rèn)44種成分，占總量的100%，見表3。

由表3可知，珊瑚姜油的主要成分中單萜類化合物13種，占25.12%；含氧單萜類化合物16種，占26.43%；倍半萜類化合物9種，占8.82%；苯系衍生物等6種，占39.63%。在單萜類化合物中，含量較高的有檜烯(11.22%)、對及鄰-傘花烴(1.29%和3.26%)、α及γ-松油烯(3.33%和3.02%)；在含氧單萜類化合物中水合檜烯(3.88%)、松油烯-4-醇(19.13%)含量較高。根據(jù)Ruberto等[16]的研究，常見植物精油的化學(xué)組成中，單萜類化合物以檜烯、傘花烴類、松油烯類的抗氧化性較強(qiáng)，而含氧單萜中水合檜烯、松油烯-4-醇也具有一定抗氧化性，在珊瑚姜油苯系衍生物中，抗氧化性強(qiáng)的酚類化合物未檢出。因而可以認(rèn)為珊瑚姜油的抗氧化活性主要來自其中的單萜及含氧單萜類化學(xué)組分的協(xié)同作用，這與VE和BHT主要是酚類物質(zhì)的這類抗氧化劑不同，VE和BHT對于不飽和程度很大，含鐵較多的濃縮魚油的抗氧化作用要遜色一些[17-18]?；瘜W(xué)組成中抗氧化成分的不同，抗氧化機(jī)理不同，是導(dǎo)致超臨界CO2提取珊瑚姜油與VE和BHT抗氧化性能差異的主要原因。

3 結(jié) 論

3.1 經(jīng)過對濃縮魚油的抗氧化性能實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)珊瑚姜油具有良好的抗氧化生物活性，其對魚油的抗氧化性能優(yōu)于VE和BHT。

3.2 超臨界CO2提取的珊瑚姜油，含有更多種協(xié)同作用的抗氧化成分，是一種良好天然抗氧化劑，這對于珊瑚姜油及珊瑚姜的深加工與利用，提高產(chǎn)品附加值，具有積極意義。

3.3 添加0.03%的珊瑚姜油，可對濃縮魚油有顯著的抗氧化作用，由于珊瑚姜油特有的芳香味道和抗菌作用，還有可能改善魚油的腥味和口感，增加魚油的抗菌效果，更有利于增加魚油的貨架壽命。

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Antioxidant Activity of Essential Oil fromZingiber corallinumHance

YU De-shun1，YE Fei-fei2，YANG Xiu-qun1
(1. Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guiyang 550002, China；2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Guizhou University, Guiyang 550003, China)

A natural plant essential oil was extracted fromZingiber corallinumHance as a common herb for Miao ethnic minority in Guizhou by supercritical carbon dioxide extraction. The antioxidant activity of the essential oil was evaluated by comparing changes in the peroxide value (POV) of concentrated fish oil during storage at 60 －65 ℃ in the respective presence of the essential oil, vitamin E (VE) and butylated hydroxytoluene (BHT). Forty-four compounds were identified in the essential oil by GC-MS, including 13 monoterpenoids (25.12%), 16 oxygen-containing monoterpenoids (26.43%), 9 sesquiterpenes (8.82%)and 6 oxygen-containing sesquiterpenes, benzene derivatives or others (39.63%). The essential oil as a natural antioxidant was superior to VE and BHT. The fish oil can be protected effectively by adding 0.3% essential oil.

essential oil fromZingiber corallinumHance；supercritical carbon dioxide extraction；concentrated fish oil；VE；butylated hydroxytoluene (BHT)；antioxidant

TS202.3

A

1002-6630(2011)17-0164-04

2011-02-28

中國科學(xué)院“科技支黔”項(xiàng)目(2009)；科技部科技人員服務(wù)企業(yè)項(xiàng)目(2009GJF20039)；貴州省優(yōu)秀科技教育人才省長專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(黔省專合字(2009)78號)；貴州省院地合作科技計(jì)劃項(xiàng)目(黔科合院地合(2009)700105)

余德順(1963—)，男，研究員，碩士，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物提取分離及環(huán)境科學(xué)。E-mail：yudeshun@mails.gyig.ac.cn