抗氧化劑對共軛亞油酸甘油酯氧化穩(wěn)定性的影響

周 丹，陳啟明，周 煊，趙慶玲

(武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院，湖北省新型反應(yīng)器與綠色工藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074)

0 引 言

共軛亞油酸(Conjugated Linoleic Acid)簡稱CLA，是一系列具有位置和立體異構(gòu)的十八碳二烯酸的異構(gòu)體的總稱，是20世紀(jì)80年代末被發(fā)現(xiàn)的具有多重生理功能的天然不飽和脂肪酸之一[1].

它具有抗癌;抗動(dòng)脈粥樣硬化;調(diào)控代謝，增加肌肉，減少脂肪;增強(qiáng)機(jī)體免疫力，減緩免疫系統(tǒng)副反應(yīng);調(diào)節(jié)血糖，抗糖尿病;促進(jìn)動(dòng)物生長發(fā)育[2]等功能，因此在化妝品、食品、飼料添加劑行業(yè)中逐步得到廣泛應(yīng)用.CLA甘油酯是CLA重要的衍生物之一，為微黃色透明的油狀液體，有特征性的味道和氣味.粘度不大，酸值較小.它具有優(yōu)異的親脂性，能協(xié)助其他活性成分透過皮膚角質(zhì)層到達(dá)表皮層甚至真皮層，防止皮膚細(xì)胞脂質(zhì)過氧化及紫外線引起的自由基損傷[3].且該物質(zhì)與CLA相比更易在人和動(dòng)物體內(nèi)消化吸收，不在體內(nèi)積累形成新的脂肪，其生理功能優(yōu)于CLA.

CLA甘油酯雙鍵中含有流動(dòng)性較大的∏電子， 這些∏電子很容易受到氧化劑的攻擊而斷裂， 烯烴類物質(zhì)在空氣中容易被氧化成環(huán)氧化物、 醛和酮等化合物.于是CLA甘油酯在貯存和加工過程中會(huì)產(chǎn)生一系列的過氧化脂質(zhì).過氧化脂質(zhì)是一類含有游離基的物質(zhì)，對人體健康不利.防止和減少油脂氧化是保證油脂品質(zhì)穩(wěn)定性的一項(xiàng)重要工作.光氧化、 酶促氧化和金屬催化氧化是啟動(dòng)脂類自動(dòng)氧化的三個(gè)主要因素[4-5].在避光情況下， 金屬催化氧化是CLA甘油酯氧化最可能的途徑[6]，自由基清除劑能阻止或減緩脂類的自動(dòng)氧化反應(yīng)[7].本研究選用了幾種在化妝品、食品行業(yè)常用的相對安全的抗氧化劑添加到CLA甘油酯中，采用(63±1) ℃恒溫水浴空氣接觸法，以GB/T 5538-2005/ISO 3960:2001指標(biāo)中規(guī)定的過氧化值為標(biāo)準(zhǔn)，研究CLA甘油酯氧化穩(wěn)定性，以期為保持CLA甘油酯的品質(zhì)和開發(fā)功能產(chǎn)品提供依據(jù).

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

DF-101S 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鞏義市英峪予華儀器廠制造；AB204-S 電子分析天平(精度0.000 1)；5 mL微量滴定管(E×20 ℃)[MC]A.

共軛亞油酸甘油酯(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥80.00%)，甘草抗氧化劑(甘草提取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98.00%)，檸檬酸三鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.00%)，維生素C(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.70%)，維生素E(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98.00%)，HR-S1乳化劑，冰乙酸(分析純)，異辛烷(分析純)，碘化鉀(分析純)，可溶性淀粉(分析純)，硫代硫酸鈉(分析純).

1.2 樣品處理

樣品Ⅰ：稱取4份5 g CLA甘油酯，加入HR-S1乳化劑溶液，分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%VC、0.1%VE、0.1%檸檬酸三鈉、0.1%甘草抗氧劑，加熱至80 ℃，攪拌冷卻至室溫.

樣品Ⅱ：稱取4份5 g CLA甘油酯，加入HR-S1乳化劑溶液，分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%、0.3%、0.4%、0.5%的VC，加熱到80 ℃，攪拌冷卻至室溫.

樣品Ⅲ：稱取3份5 g CLA甘油酯，加入HR-S1乳化劑溶液，分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%、0.05%、0.1%、VE，加熱到80 ℃，攪拌冷卻至室溫.

樣品Ⅳ：稱取5份5 g CLA甘油酯，加入HR-S1乳化劑溶液，分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%、0.05%、0.1%、0.3%、0.6%的檸檬酸三鈉，加熱到80 ℃，攪拌冷卻至室溫.

樣品Ⅴ：稱取5份5 g CLA甘油酯，加入HR-S1乳化劑溶液，分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%的甘草抗氧劑，加熱到80 ℃，攪拌冷卻至室溫.

1.3 油脂的氧化

將添加了抗氧化劑的CLA甘油酯分別裝入磨口錐形瓶中，置于(63±1) ℃的集熱式恒溫加熱磁力攪拌器中，接回流冷凝水，通大氣.每隔2 h測一次過氧化值.

1.4 POV測定

按GB/T 5538-2005/ISO 3960:2001規(guī)定的滴定法進(jìn)行.

2 結(jié)果與討論

2.1 不同抗氧化劑對CLA甘油酯氧化穩(wěn)定性的影響

抗氧化劑對CLA甘油酯氧化穩(wěn)定性的影響由過氧化值線性回歸方程的斜率，即氧化速率作為判據(jù)，在一定的時(shí)間內(nèi)，氧化速率越小，氧化穩(wěn)定性越好.幾種常用的抗氧化劑在相同添加量下，CLA甘油酯過氧化值的測定結(jié)果及比較如圖1所示.

圖1 4種常用抗氧化劑對CLA甘油酯POV的影響

由圖1可知，在相同添加量下，甘草抗氧化劑、VC、檸檬酸三鈉、VE對CLA甘油酯均有抗氧化效果，添加甘草抗氧劑時(shí)所得的過氧化值曲線的斜率最小，即CLA甘油酯的氧化速率最小，故甘草抗氧化劑對CLA甘油酯的抗氧化性最好，同理可知四種抗氧化劑對CLA甘油酯的抗氧化性由強(qiáng)到弱的排序是：甘草抗氧化劑>VC>檸檬酸三鈉>VE.

添加劑抗氧化劑的作用就是提供一個(gè)氫原子來使自由基的電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，代替了作為供氫體的油脂分子，抗氧劑同樣約束了油脂分子自氧化連鎖反應(yīng)，從而推遲了油脂的氧化.

AOH(抗氧化劑) + R·→AO·十RH(穩(wěn)定產(chǎn)物)

AOH+ROO·→AO·+ ROOH(穩(wěn)定產(chǎn)物)

甘草中的抗氧化有效成分主要為黃酮類和類黃酮類物質(zhì)的混合物，含甘草甙、異甘草甙、甘草甙元、異甘草甙、甘草查爾酮等.甘草提取物有較強(qiáng)的清除自由基作用， 尤其對氧自由基有明顯的清除效果，并對油脂過氧化終產(chǎn)物丙二醛的生成也有明顯的抑制作用，而且能從低溫到高溫(250 ℃) 發(fā)揮強(qiáng)的抗氧化性， 抑制油脂酸敗，抑制光氧化.VC是強(qiáng)還原劑，當(dāng)它進(jìn)行作用時(shí)，會(huì)轉(zhuǎn)化為它的氧化形式為左式脫氫抗壞血酸，經(jīng)由體內(nèi)的酶和谷胱甘肽可回復(fù)至活性的左式抗壞血酸的形式.左式旋光抗壞血酸是一個(gè)與葡萄糖相似的弱糖酸結(jié)構(gòu)，能夠很自然的使氫離子附著上去而形成抗壞血酸，或是附著金屬離子，形成抗壞血酸礦物質(zhì).從而達(dá)到抗氧化的作用.維生素C極易受到熱、光和氧的破壞，所以抗氧化效果稍弱于甘草.檸檬酸鈉是金屬離子螯合劑，可減少變價(jià)金屬離子，能在很大程度上延緩CLA甘油酯的氧化.但它本身沒有抗氧化性，所以抗氧化效果并不十分明顯.VE也是一種常用的抗氧化劑，本身可釋出氫離子，破壞或中止油脂在氧化過程中所產(chǎn)生的過氧化物，使之不能繼續(xù)被分解成醛或酮類等低分子物質(zhì).但VE在高溫、有氧接觸、存在金屬離子的條件下，自身極易氧化分解，所以在這里對CLA甘油酯的抗氧化效果不明顯.

2.2 抗氧化劑添加量對CLA甘油酯氧化穩(wěn)定性的影響

維生素C、維生素E、檸檬酸三鈉、甘草抗氧化劑這四種抗氧化劑在某些含有CLA甘油酯的產(chǎn)品中需要單獨(dú)添加，其各自不同添加量對CLA甘油酯氧化穩(wěn)定性的影響如圖2～5所示.

2.2.1 VC添加量對CLA甘油酯氧化穩(wěn)定性的影響 不同VC添加量的CLA甘油酯在同一時(shí)間段內(nèi)的過氧化值變化如圖2所示.

由圖2可知,隨著VC添加量的增加，CLA甘油酯的氧化穩(wěn)定性逐漸增大，VC的濃度越高，還原性越強(qiáng).在強(qiáng)化氧化實(shí)驗(yàn)條件下，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%VC的CLA甘油酯過氧化值趨近于0，這可能是由于高濃度的VC對CLA甘油酯中的過氧化物自由基有清除作用，并能長時(shí)間抑制它的氧化，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%也是CLA甘油酯單獨(dú)以VC為抗氧化劑的最佳添加量.

2.2.2 VE添加量對CLA甘油酯氧化穩(wěn)定性的影響 不同VE添加量的CLA甘油酯在同一時(shí)間段內(nèi)的過氧化值變化如圖3所示.

由圖3可知，當(dāng)VE添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%時(shí)，CLA甘油酯的氧化穩(wěn)定性最好.VE添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%次之，可能因?yàn)闈舛忍?，抗氧化作用不?qiáng).當(dāng)VE添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%時(shí)，CLA甘油酯氧化穩(wěn)定性反而又變差，說明VE對CLA甘油酯的抗氧化效果隨著濃度的變化是由小變大再變小.

2.2.3 檸檬酸三鈉添加量對CLA甘油酯氧化穩(wěn)定性的影響 不同檸檬酸三鈉添加量的CLA甘油酯在同一時(shí)間段內(nèi)的過氧化值變化如圖4所示.

圖2 VC添加量對CLA甘油酯POV的影響

圖3 VE添加量對CLA甘油酯POV的影響

圖4 檸檬酸三鈉添加量對CLA甘油酯POV的影響

由圖4可知，添加了檸檬酸三鈉的CLA甘油酯的氧化速率普遍偏大，抗氧化效果不如預(yù)期的好.檸檬酸三鈉添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.05%～0.3%范圍內(nèi)時(shí)，CLA甘油酯氧化穩(wěn)定性較好，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)過少無法對其起到抗氧化作用，而添加量過大時(shí)檸檬酸三鈉大面積暴露在空氣中加速氧化易發(fā)生生物降解，反而降低了抗氧化效果.總而言之，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%是檸檬酸三鈉作為CLA甘油酯抗氧化劑的最佳添加量.

2.2.4 甘草抗氧化劑添加量對CLA甘油酯氧化穩(wěn)定性的影響 不同甘草抗氧化劑添加量的CLA甘油酯在同一時(shí)間段內(nèi)的過氧化值變化如圖5所示.

圖5 甘草抗氧化劑添加量對CLA甘油酯POV的影響

由圖5可知，甘草抗氧化劑抗氧化性隨著濃度的增加而增加，CLA甘油酯氧化速率都很小，說明CLA甘油酯在各個(gè)添加量下氧化速率均較小，特別是添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.7%時(shí)過氧化值基本保持在0附近，故甘草抗氧化劑在CLA甘油酯中的最佳添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%.

3 結(jié) 語

a.四種常用抗氧化劑添加到CLA甘油酯中抗氧化效果由好到差的順序是：

甘草抗氧化劑>VC>檸檬酸三鈉>VE.

b.四種抗氧化劑在CLA甘油酯中單獨(dú)添加時(shí)，抗氧化效果最好的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是：甘草抗氧化劑為0.7%，VC為0.5%，檸檬酸三鈉為0.05%，VE為0.05%.

參考文獻(xiàn)：

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