天然抗氧化劑對牡丹籽油氧化穩(wěn)定性的影響

高原菊

(四川旅游學(xué)院，四川成都 610100)

牡丹籽油含有亞油酸22.19%，亞麻酸35.70%，油酸27.14%，因而在2011年3月，其被中國衛(wèi)生部批準為新資源食品［1］。同時，豐富的不飽和脂肪酸也使得牡丹籽油在長時間儲藏過程中易發(fā)生氧化酸敗，產(chǎn)生醛、酮和醇等有害物質(zhì)，限制了其的應(yīng)用［2］。目前，阻止油脂氧化酸敗最行之有效的手段便是添加抗氧化劑［3］，人工合成的叔丁基羥基茴香醚(BHA)、BHT、丁基對苯二酚(TBHQ)等抗氧化劑雖效果較好，但安全性卻亟待證實。有研究人員［4］曾對人工合成的BHA、BHT、TBHQ抗氧化劑進行高劑量動物試驗，證明BHA、BHT、TBHQ會導(dǎo)致明顯的肝腫大;BHT還能通過增強肝和肺微粒體酶的活性，使得人體攝取的其他物質(zhì)變成有毒或致癌物。因此，許多歐亞國家已相繼采取立法的形式來限制合成抗氧化劑的使用［5］。天然抗氧化劑則可通過提供氫原子作為自由基的受體，破壞脂肪酸氧化的鏈式反應(yīng)或螯合油脂中的金屬離子來達到抗氧化目的［6］。天然抗氧化劑是當前油脂抗氧化技術(shù)研究的熱點，已在核桃油［7］、菜籽油［8］、葵花籽油［9］等常用食用油脂上得到應(yīng)用，卻仍未見在功能性牡丹籽油上的利用研究。

本研究依據(jù)GB 2760—2011《食品添加劑使用標準》，擬對茶多酚、迷迭香提取物、生育酚、大豆異黃酮及葡萄籽提取物5種天然抗氧化劑進行復(fù)配組合的研究，力求找到對牡丹籽油具有良好效果的復(fù)配天然抗氧化劑配方。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牡丹籽油:山東省博發(fā)油脂有限公司;

BHT:純度≥90%，上海凱茵化工有限公司;

迷迭香提取物:鼠尾草酸≥20%，河南森源本草天然產(chǎn)物股份有限公司;茶多酚:脂溶性，純度≥90%，河南建業(yè)化工有限公司;生育酚:α、β、γ、δ生育酚總含量≥50%，陜西瑞源生物科技有限公司;

大豆異黃酮:純度≥40%，哈爾濱百愛科技有限公司;葡萄籽提取物:陜西昂盛生物醫(yī)藥科技有限公司;

三氯甲烷、冰乙酸、硫代硫酸鈉:分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司;

重鉻酸鉀、碘化鉀:分析純，西隴化工股份有限公司;可溶性淀粉:分析純，德易化工有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:GZX-9146 MBE型，上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;電子天平:AN0895E型，上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 油脂加速氧化試驗 采用Schaal烘箱法［10］，將含有一定濃度抗氧化劑的牡丹籽油樣品置于(62±1)℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，每隔1天振蕩1次，每次持續(xù)約10 s，并交換油樣在恒溫箱中的位置。按規(guī)定的間隔時間取樣，測定該樣的過氧化值。以不加任何抗氧化劑的牡丹籽油作為空白。

1.3.2 天然抗氧化劑對牡丹籽油氧化穩(wěn)定性的影響 依據(jù)GB 2760—2011(試驗中如無特別說明，均按該標準允許的最大添加量進行)對食品添加劑的使用標準，分別添加茶多酚、迷迭香提取物、生育酚、大豆異黃酮及葡萄籽提取物到牡丹籽油中。采用Schaal烘箱法加速油脂氧化，定期取樣測定POV值，以考察天然抗氧化劑單獨使用時對牡丹籽油氧化穩(wěn)定性的影響。同時，試驗過程中以未添加任何抗氧化劑的樣品為空白對照組。詳見表1。

表1 天然抗氧化劑的單獨添加量Table 1 The formulation design of single antioxidants

表1 天然抗氧化劑的單獨添加量Table 1 The formulation design of single antioxidants

“—”表示國標未作說明。

添加量及國家標準茶多酚/(g·kg－1)迷迭香提取物/(g·kg－1)生育酚/(g·kg－1)大豆異黃酮/(g·kg－1)葡萄籽提取物/(g·kg－1)BHT/(g·kg－1)0.2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 GB 2760 ≤0.4 ≤0.7 適量添加 — — ≤添加量

1.3.3 茶多酚、迷迭香提取物、生育酚的協(xié)同抗氧化作用 研究［11］表明，復(fù)配抗氧化劑可以相互修復(fù)再生，形成氧化還原循環(huán)系統(tǒng)，從而使抗氧化活性顯著強于單體抗氧化劑。為找到對牡丹籽油有良好效果的復(fù)配天然抗氧化劑配方，本研究根據(jù)試驗1.3.2的結(jié)果，挑選出單獨使用時抗氧化效果較好的茶多酚、迷迭香提取物、生育酚為研究對象。依據(jù)抗氧化劑混合使用時，各自用量占其最大使用量比例之和不應(yīng)超過1的原則［6］，進行兩兩復(fù)配，得到配方 A、B、C。詳見表2。采用Schaal烘箱法加速油脂氧化，定期取樣測定其POV值，以考察天然抗氧化劑間的增效作用。

表2 協(xié)同抗氧化配方Table 2 The formula of synergistic antioxidant /(g·kg－1)

表2 協(xié)同抗氧化配方Table 2 The formula of synergistic antioxidant /(g·kg－1)

“—”表示未添加。

配方 迷迭香提取物 生育酚 苯多酚A—0.2 0.2 B 0.2 0.2 —C 0.2 —0.2

1.3.4 檸檬酸的抗氧化增效作用 檸檬酸為金屬螯合劑，能與油脂中的金屬離子結(jié)合形成穩(wěn)定的金屬絡(luò)合物，從而使金屬離子失去氧化催化能力，提高牡丹籽油的氧化穩(wěn)定性。同時，產(chǎn)生的氫離子又可以使抗氧化劑再生，從而起到增效作用［12］。本研究依據(jù)試驗 1.3.2 和 1.3.3 的結(jié)果并選擇檸檬酸作為天然抗氧化劑的增效劑，分別與茶多酚、迷迭香提取物、生育酚混合后添加到牡丹籽油中(具體為0.4 g/kg茶多酚 +0.2 g/kg 檸檬酸、0.4 g/kg 迷迭香提取物 +0.2 g/kg檸檬酸、0.4 g/kg生育酚 +0.2 g/kg檸檬酸)。采用 Schaal烘箱法加速油脂氧化，定期取樣測定POV值，以考察檸檬酸的抗氧化增效作用。

1.3.5 過氧化值的測定 按GB/T 5538—2005執(zhí)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同天然抗氧化劑對牡丹籽油氧化穩(wěn)定性的影響

由表3可知，無論是否添加抗氧化劑，牡丹籽油的POV值總是隨著儲藏時間的延長而不斷增加，且在16 d之后，增加的幅度變大。這提醒消費者，對于功能性牡丹籽油不宜長期儲藏，越早食用越好;在進行試驗的20 d內(nèi)，這5種天然抗氧化劑對牡丹籽油均有一定的抗氧化作用。抗氧化能力的高低順序為:迷迭香提取物＞茶多酚＞生育酚＞大豆異黃酮＞葡萄籽提取物，故選擇抗氧化能力較強的迷迭香提取物、茶多酚、生育酚進行后續(xù)的試驗。值得注意的是，單獨使用這5種天然抗氧化劑時的抗氧化能力均要差于人工合成的BHT。

2.2 茶多酚、迷迭香提取物、生育酚的協(xié)同抗氧化作用

由表4可知，在進行試驗的20 d內(nèi)，這3種復(fù)配天然抗氧化劑對牡丹籽油均有一定的抗氧化作用，抗氧化能力的高低順序為:B(0.2 g/kg迷迭香提取物+0.2 g/kg生育酚)＞C(0.2 g/kg迷迭香提取物 +0.2 g/kg茶多酚)＞A(0.2 g/kg生育酚+0.2 g/kg茶多酚)，且效果最佳的配方B較接近于人工合成的BHT，可作為日后BHT的替代物;由2.1的結(jié)果已知，單獨使用迷迭香提取物和生育酚為抗氧化劑時的效果要顯著差于BHT。而當兩者按一定的比例混合使用時的抗氧化效果卻較接近于BHT。這可能是因為復(fù)配天然抗氧化劑在發(fā)揮抗氧化作用的同時，其相互之間產(chǎn)生的游離基生成新的酚類化合物，該化合物可進一步與過氧化自由基結(jié)合而成為相對穩(wěn)定的物質(zhì)，繼續(xù)發(fā)揮抗氧化作用，使其抗氧化性能得以增強［13，14］。同時，由于不同化合物含有的活性羥基數(shù)不同，所能提供的氫個數(shù)也就不同，在同等劑量的情況下，配方B能提供更多的氫給牡丹籽油中的自由基，延緩其的氧化過程，故配方B的抗氧化效果又要優(yōu)于A及C，協(xié)同抗氧化增效作用更加突出。

表3 不同天然抗氧化劑對牡丹籽油氧化穩(wěn)定性的影響Table 3 The effect of natural antioxidants on oxidative stability of peony seed soil/(10 －2g·g－1)

表4 協(xié)同抗氧化作用Table 4 The effect of synergistic antioxidation/(10 －2g·g－1)

2.3 檸檬酸的抗氧化增效作用

檸檬酸本身不具有抗氧化作用，但其具有多羥基結(jié)構(gòu)，羥基氫可釋放出來，使天然抗氧化劑的功能恢復(fù)。同時，多羥基結(jié)構(gòu)能螯合金屬離子，將金屬離子包容在絡(luò)合結(jié)構(gòu)中，使其與油脂隔離，不再起助氧化的作用［15］。因此，檸檬酸常被作為抗氧化劑的增效劑。由圖1可知，在第15天時，僅僅單獨添加3種天然抗氧化劑牡丹籽油的POV值要比多添加了檸檬酸的要高，這說明檸檬酸對茶多酚、迷迭香提取物、生育酚的抗氧化有一定的增效作用。同時，添加0.2 g/kg檸檬酸和0.4 g/kg迷迭香提取物牡丹籽油的POV值要低于添加了BHT的油樣，這說明0.2 g/kg檸檬酸和0.4 g/kg迷迭香提取物混合物的抗氧化效果要好于BHT，同樣也就要比試驗1.3.3 的 B(0.2 g/kg迷迭香提取物 +0.2 g/kg生育酚)配方效果要更好，原因可能與結(jié)果2.2分析相似，是由于檸檬酸相較于生育酚含有更多的活性羥基，但也可能是由于所加迷迭香提取物的量不同而導(dǎo)致的差異。

圖1 檸檬酸的增效作用Figure 1 The effect of citric acid antioxidant synergism

3 結(jié)論

(1)所選的5種常規(guī)天然抗氧化劑對牡丹籽油均有一定程度的抗氧化效果，抗氧化能力的高低順序為:迷迭香提取物＞茶多酚＞生育酚＞大豆異黃酮＞葡萄籽提取物。若單獨從抗氧化效果來考量，所選的5種天然抗氧化劑均不能代替人工合成的BHT;若考慮到安全性的問題，則迷迭香提取物是代替BHT的較佳選擇。

(2)迷迭香提取物、茶多酚和生育酚彼此間存在著協(xié)同抗氧化作用，且0.2 g/kg迷迭香提取物+0.2 g/kg生育酚的復(fù)配物對牡丹籽油具有相對較好的抗氧化效果，但要差與人工合成的BHT;檸檬酸對迷迭香提取物、茶多酚和生育酚的抗氧化性均有較好的增效作用，且0.2 g/kg檸檬酸+0.4 g/kg迷迭香提取物混合物的抗氧化效果要好于BHT，這為今后更好的儲藏牡丹籽油提供了理論基礎(chǔ)。

(3)檸檬酸和迷迭香提取物的復(fù)配使用在一定程度上可以提高牡丹籽油抗氧化效果，但是對于這兩者在抗氧化反應(yīng)中所做的具體貢獻即反應(yīng)機理還未探明，這也阻礙了對其建立合適的量化標準，畢竟檸檬酸是一種酸度調(diào)節(jié)劑，用量過多，反而會促了油脂的氧化酸敗發(fā)生，故探明該反應(yīng)的機理將是本課題迫在眉睫的任務(wù)。

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