黑果枸杞籽油的氧化穩(wěn)定性研究

王 亮，谷盼盼，王芳梅，張 鑫，許若男，張修珂，希力阿扎提·阿不力米提，王英美

(新疆大學 生命科學與技術學院，烏魯木齊 830046)

黑果枸杞(LyciumruthenicumMurray)屬于茄科(Solanaceae)、枸杞屬(Lycium) 的多年生落葉灌木，別名蘇枸杞，有“軟黃金”之稱。黑果枸杞自古以來就是滋補佳品，也是典型的食藥兩用資源。藏藥經(jīng)典《四部醫(yī)典》《晶珠本草》中均記載其有治療心熱病、心臟病、月經(jīng)不調(diào)、停經(jīng)等效果。現(xiàn)代研究表明[1-2]，黑果枸杞中含有大量的原花青素、花青素、多糖等活性成分及氨基酸、維生素、脂肪酸等多種營養(yǎng)成分，具有抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、清除自由基等多種生理活性。目前關于黑果枸杞的體外抗氧化性研究主要集中于黑果枸杞的原花青素、花色苷及多糖類組分，黑果枸杞籽油的研究則集中于其脂肪酸組成。而有關黑果枸杞籽油在儲藏過程中的氧化穩(wěn)定性以及其體外抗氧化和功能性未見報道。

王琴等[3]研究表明，黑果枸杞籽油中不飽和脂肪酸含量為90.0%，其中油酸含量為17.9%、亞油酸含量為67.6%、亞麻酸含量為4%。不飽和脂肪酸含量高的油脂易發(fā)生氧化酸敗，油脂氧化酸敗會產(chǎn)生一些小分子有害物質(zhì)，影響油脂的營養(yǎng)價值[4-5]。鄧鵬等[6]研究發(fā)現(xiàn)，食用油過氧化值(POV)大于 400 mmol/kg時，食用油會進入深度氧化，此時油脂的色香味已發(fā)生異變并具有毒性。Saguy等[7]對油脂氧化過程的研究發(fā)現(xiàn)，油脂氧化產(chǎn)生的自由基會加快人體衰老，產(chǎn)生的反式脂肪酸會增加人體患心血管疾病的風險。油脂酸敗不僅會降低油脂的經(jīng)濟價值，食用酸敗的油脂也會嚴重危害健康。

本研究采用超聲波輔助法提取黑果枸杞籽油，探究水、空氣、溫度、光照、金屬離子與抗氧化劑等對黑果枸杞籽油儲藏過程中POV的變化，以期為黑果枸杞籽油的安全儲藏提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

黑果枸杞，購于新疆烏魯木齊月明樓市場。氯化鎂(分析純)、冰乙酸、結(jié)晶氯化鋁(分析純)，天津永晟精細化工有限公司；氯化鐵(分析純)，天津市福晨化學試劑廠；無水氯化鈣(分析純)、氯化鋅(分析純)、可溶性淀粉、氯化鈉 (分析純)、碘化鉀(分析純)、硫酸錳(分析純)、硫酸鉀(分析純)，天津市盛奧化學試劑有限公司；維生素E、4-叔丁基茴香醚(BHA)、叔丁基對苯二酚(TBHQ)，上海源葉生物科技有限公司；氯仿、石油醚(60～90℃)，天津市富宇精細化工有限公司。

電子天平，上海越平科學儀器制造有限公司；SB-3200DTD超聲波清洗機，寧波新芝生物科技股份有限公司；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵,上?？坪銓崢I(yè)發(fā)展有限公司;101型電熱鼓風干燥箱,北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司;RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器,上海亞榮生化儀器廠;RHP-1000A型高速多功能粉碎機,鄭州九工機械設備有限公司;電子萬用爐,北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；標準分樣篩(80目)，浙江省虞市道墟紗篩廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 黑果枸杞籽油的提取[8]

取一定量的黑果枸杞，置于50℃恒溫干燥箱干燥至恒重，取出待溫度降到室溫后，用高速粉粹機粉碎，用80目篩篩分去果肉，取篩上物黑果枸杞籽。將黑果枸杞籽再次粉碎，得到黑果枸杞籽粉。取20 g黑果枸杞籽粉于250 mL錐形瓶中，加入160 mL石油醚，置于超聲波清洗機中(設置超聲提取溫度40℃，頻率40 kHz，功率210 W)，超聲提取35 min后，靜置，用布氏漏斗進行抽濾，濾液轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，40℃下蒸除溶劑，再置于干燥箱干燥至恒重，黑果枸杞籽油移入棕色瓶避光冷藏備用。

1.2.2 黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性測試

1.2.2.1 水的影響

取4個50 mL錐形瓶，分別加入30 g黑果枸杞籽油，再分別添加0.05%、0.1%、0.2%、0.5%的去離子水，密封后置于(100±1)℃的烘箱中，每隔12 h取樣2 g測定POV。

1.2.2.2 空氣的影響

取2個50 mL錐形瓶，分別加入30 g黑果枸杞籽油，一個錐形瓶密封，另一個錐形瓶敞口，均置于(100±1)℃的烘箱中，每隔12 h取樣2 g測定POV。

1.2.2.3 溫度的影響

取4個50 mL錐形瓶，分別加入30 g黑果枸杞籽油，密封后分別置于(40±1)℃、(60±1)℃、(80±1)℃及(100±1)℃的烘箱中，每隔12 h取樣2 g測定POV。

1.2.2.4 光照的影響

取2個50 mL錐形瓶，分別加入30 g黑果枸杞籽油，密封后一個置于暗處，另一個置于自然光照下，均放入(100±1)℃的烘箱中，每隔12 h取樣2 g測定POV。

1.2.2.5 金屬離子的影響

取9個50 mL錐形瓶，分別加入30 g黑果枸杞籽油，再向其中分別添加氯化鈣(CaCl2)、氯化鋁(AlCl3)、氯化鎂(MgCl2)、氯化鐵(FeCl3)、氯化鋅(ZnCl2)、氯化鈉(NaCl)、硫酸錳(MnSO4)、硫酸鉀(K2SO4)、硫酸銅(CuSO4)，添加量均為0.1%。密封后均置于(100±1)℃的烘箱中，每隔12 h取樣2 g測定POV。

1.2.2.6 抗氧化劑的影響

取6個50 mL錐形瓶，分別加入30 g黑果枸杞籽油，再向其中分別添加0.02%VE、0.02%TBHQ、0.02%BHA、0.02%TBHQ+VE(質(zhì)量比1∶1)、0.02%TBHQ+BHA(質(zhì)量比1∶1)、0.02%BHA+VE(質(zhì)量比1∶1)。密封后均置于(100±1)℃的烘箱中，每隔12 h取樣2 g測定POV。

1.2.3 POV的測定

按GB 5009.227—2016測定油樣POV。

2 結(jié)果與分析

2.1 水對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響

陳新民[9]在報道自動氧化的機理中發(fā)現(xiàn)，含有少量的水分有利于維持油脂的氧化穩(wěn)定性，其原因主要是水能夠水化金屬離子，降低其催化活性。本文研究了水對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 水對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響

由圖1可見，與對照組相比，在黑果枸杞籽油中添加少量水(0.05%、0.1%、0.2%和0.5%)均降低了黑果枸杞籽油的POV。在儲藏初期，添加少量水的黑果枸杞籽油的POV均呈梯度上升趨勢，108 h后POV出現(xiàn)了激增。這可能是通過前期氧化的積累水分對金屬離子的抑制效果不再明顯造成的。不同水分含量的黑果枸杞籽油POV的大小為0.05%>0.2%>0.5%>0.1%。在實驗儲藏期內(nèi)，添加水的黑果枸杞籽油的POV均低于對照組。黑果枸杞籽油中適宜的水分含量有助于其氧化穩(wěn)定性的保持。

2.2 空氣對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響

在室溫或高溫狀態(tài)下，油脂與氧氣接觸會發(fā)生自氧化反應，直到氧氣耗盡或者自由基穩(wěn)定，反應才會終止，因此氧氣是油脂氧化反應的必要條件，且與濃度和含量有重要關系。本文研究了空氣對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 空氣對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響

由圖2可見，通入空氣促進了黑果枸杞籽油POV的增加。在實驗過程中，黑果枸杞籽油的POV一直隨著儲藏時間的延長而增加，且通入空氣的黑果枸杞籽油的POV始終高于未通入空氣的，這是由于氧氣參與了黑果枸杞籽油的氧化過程，使得黑果枸杞籽油的氧化速度加快，POV升高。因此，在黑果枸杞籽油儲藏時，宜采用密封保存。

2.3 溫度對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響

油脂氧化反應進行需要一定能量，因為在氧化過程中有舊的化學鍵斷裂和新的化學鍵生成，而較高的溫度可以滿足斷裂化學鍵的能量需求。本文研究了溫度對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 溫度對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響

由圖3可見，100℃時黑果枸杞籽油的POV增長最快，最終的POV也最高，不同溫度的黑果枸杞籽油的POV表現(xiàn)為100℃>80℃>60℃>40℃。因此，較低的溫度有利于黑果枸杞籽油的保存。

2.4 光照對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響

劉曉庚[10]在光氧化對食品安全影響的研究中認為，光照不僅能誘導游離基的產(chǎn)生，而且還能促進光氧化的發(fā)生。因為光照誘導產(chǎn)生游離自由基可吸收周圍環(huán)境中的氧氣，從而促使脂肪酸自氧化。周勝強[11]在研究光照對油脂酸敗的影響中認為，光照不僅會促使油脂氧化分解，而且光氧化產(chǎn)生的游離自由基會直接誘發(fā)與參與自動氧化的自由基鏈反應。本文研究了光照對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4 光照對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響

由圖4可見，避光儲藏的黑果枸杞籽油的POV呈梯度上升趨勢，96 h后 POV增加梯度明顯增大，但在整個實驗周期中避光儲藏的黑果枸杞籽油的POV均低于自然光照下的黑果枸杞籽油。因此，黑果枸杞籽油應避光保存。

2.5 金屬離子對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響

食用油脂通常含有微量的金屬離子，可催化油脂氧化反應的進行，加快油脂氧化速度[12]。在實際過程中，超過一半的油脂在儲藏過程中的自動氧化反應是在金屬催化下誘發(fā)的。金屬和金屬鹽的卟啉環(huán)絡合物濃度為 10-8mol/L 時，則可產(chǎn)生強氧化效應，且在金屬離子存在下，抗氧化劑對油脂的抗氧化性能也會大大降低。如2 mg/kg Fe3+使酚類和醌類抗氧化劑的抗氧化活性幾乎完全喪失[13-16]。本文研究了金屬離子對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響，結(jié)果如圖5所示。

圖5 金屬離子對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響

由圖5可見，加入FeCl3的黑果枸杞籽油的POV增高最快，最終的POV也最高，加入ZnCl2的黑果枸杞籽油的POV增長最慢，最終的POV也最低。在(100±1)℃儲藏132 h，添加0.1%鐵、銅、錳和鉀金屬鹽的黑果枸杞籽油的POV均高于對照組，添加0.1%鈉和鎂金屬鹽的黑果枸杞籽油的POV基本與對照組持平，而添加0.1%鈣、鋁和鋅金屬鹽的黑果枸杞籽油的POV稍低于對照組。這表明位于主族的金屬元素對黑果枸杞籽油的氧化物促進作用不明顯，副族的過渡態(tài)金屬離子——鐵、銅、錳對黑果枸杞籽油的氧化有促進作用，但是位于過渡態(tài)的鋅在對黑果枸杞籽油氧化的促進上不遵循此規(guī)律。黑果枸杞籽油在儲藏過程中應避免接觸過渡態(tài)金屬，在后期的功能性食品開發(fā)時不宜與補鐵劑進行復配。

2.6 抗氧化劑對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響

添加抗氧化劑是抑制油脂氧化最好的方式，根據(jù)抗氧化劑作用機理可以分為自由基吸收劑、金屬離子螯合劑、氧清除劑、單線態(tài)氧淬滅劑、氫過氧化物分解劑、紫外線吸收劑以及酶抗氧化劑等[17-19]。本文以TBHQ、BHA、VE為抗氧化劑，探究單一抗氧化劑和復配抗氧化劑對黑果枸杞籽油POV的影響，結(jié)果如圖6所示。

由圖6可見，添加不同種類抗氧化劑對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性均有一定維持作用，且維持黑果枸杞籽油的氧化穩(wěn)定性的能力遠高于添加少量的水。添加單一抗氧化劑時，TBHQ對黑果枸杞籽油的氧化穩(wěn)定性保持的能力最強，其次為BHA，VE維持黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的能力最弱，且是唯一一個在96 h后出現(xiàn)POV激增的組別。對于復合抗氧化劑，維持黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的能力順序依次為TBHQ+BHA>TBHQ+VE>BHA+VE?？傮w的抗氧化能力強弱依次為TBHQ+BHA>TBHQ+VE> TBHQ > BHA >BHA+VE> VE。因此，合成抗氧化劑的抗氧化效果優(yōu)于天然的抗氧化劑，合成抗氧化劑TBHQ的抗氧化效果又高于BHA。因此，在黑果枸杞籽油的儲藏中BHA不如TBHQ適用。

圖6 抗氧化劑對黑果枸杞籽油氧化穩(wěn)定性的影響

3 結(jié) 論

以黑果枸杞籽油為原料，在添加不同量(0.05%、0.1%、0.2%、0.5%)的水、不同種類的金屬離子(FeCl3、MnSO4、K2SO4、CuSO4、NaCl、MgCl2、AlCl3、CaCl2、ZnCl2)與抗氧化劑(TBHQ、BHA、VE)，以及不同的光照、溫度和通氣情況下，研究黑果枸杞籽油的氧化穩(wěn)定性。結(jié)果表明：不同添加量(0.05%、0.1%、0.2%、0.5%)的水均能降低黑果枸杞籽油的POV，延長黑果枸杞籽油的貨架期；不同金屬離子對黑果枸杞籽油POV的影響不同，添加0.1%AlCl3、CaCl2、ZnCl2的黑果枸杞籽油的POV均低于對照組，添加0.1%CuSO4、FeCl3、MnSO4、K2SO4的黑果枸杞籽油的POV均高于對照組，其中以FeCl3對黑果枸杞籽油POV增高的影響最為明顯；添加不同抗氧化劑的黑果枸杞籽油的POV均低于對照組，其中添加TBHQ+BHA對黑果枸杞籽油POV降低的效果最為明顯；避光、密封以及較低溫度有利于黑果枸杞籽油的保存。