迷迭香提取物對(duì)大豆油抗氧化性的影響

朱建宇 趙城彬 江連洲 謝鳳英*

（1 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院 哈爾濱150030 2 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 長春130118）

大豆油（Soybean oil），是從大豆種子中提取出的一種植物油脂，是我國食用率較高的一種植物油。大豆油的脂肪酸組成較好，含有大量的多不飽和脂肪酸，如亞油酸，其含量達(dá)50%以上，總體不飽和脂肪酸含量高達(dá)80%以上[1]。此外，大豆油中還含有豐富的生物活性營養(yǎng)成分，包括維生素E、維生素D 及卵磷脂，益于人體健康。然而，由于大豆油具有很高的不飽和脂肪酸含量，所以在儲(chǔ)藏過程中穩(wěn)定性較差，易發(fā)生氧化酸敗，自由基清除能力下降，不僅影響其營養(yǎng)學(xué)性質(zhì)，生成的脂質(zhì)氫過氧化物還會(huì)對(duì)人體健康造成一定危害[2]。

迷迭香提取物（Rosemary extracts），是從新鮮的迷迭香葉中提取出的具有良好抗氧化能力的天然抗氧化劑，具有清除羥自由基、脂質(zhì)過氧化自由基以及抑菌作用[3]。由于不具有毒性，抗氧化效果好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及在高溫條件下不容易分解，因此被廣泛應(yīng)用于食品、藥品和化妝品行業(yè)中[4]。迷迭香提取物的大部分活性成分為脂溶性物質(zhì)，添加在動(dòng)、植物油中能夠提高油脂的氧化穩(wěn)定性及抗氧化性。Cordeiro 等[5]向大豆油中分別添加5 種植物提取物，發(fā)現(xiàn)迷迭香提取物具有最好的抗氧化活性，可以顯著提高大豆油的氧化穩(wěn)定性。高佳佳等[6]采用Rancimat 法比較迷迭香提取物、茶多酚、甘草提取物和竹葉提取物等天然抗氧化劑添加到棉籽油中的氧化誘導(dǎo)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)迷迭香提取物具有最好的抗氧化活性。

目前，大多數(shù)研究主要集中在比較不同抗氧化劑對(duì)大豆油氧化穩(wěn)定性的影響，然而關(guān)于儲(chǔ)藏過程中大豆油抗氧化性的研究鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)中通過對(duì)大豆油的脂肪酸組成、DPPH 和ABTS 自由基清除能力以及氧化誘導(dǎo)期的測(cè)定，研究迷迭香提取物對(duì)大豆油抗氧化性的影響，為改善儲(chǔ)藏過程中大豆油的氧化穩(wěn)定性以及提高抗氧化性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆油，江西省好口福油脂有限公司；迷迭香提取物、丁基羥基茴香醚（BHA）、二丁基羥基甲苯（BHT），海南舒普生物科技有限公司；脂肪酸甲酯標(biāo)樣、DPPH、ABTS 標(biāo)準(zhǔn)品，美國Sigma 公司；甲醇、過硫酸鉀、氫氧化鉀等均為國產(chǎn)分析純級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

KQ-300E 型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；BGZ-246 電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；Agillent 7890-5975 氣相色譜-質(zhì)譜連用儀，安捷倫科技有限公司；1600PC紫外-可見分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司；Rancimat 892 油脂氧化測(cè)定儀，瑞士萬通公司。

1.3 方法

1.3.1 大豆油的前處理 準(zhǔn)確稱取一定量大豆油，分別加入迷迭香提取物（400 mg/kg）和復(fù)合人工抗氧化劑（100 mg/kg BHA 和100 mg/kg BHT），以上添加量均符合GB/T 2760-2014 標(biāo)準(zhǔn)。將添加抗氧化劑的大豆油于25 ℃超聲處理5 min，磁力攪拌5 min，然后裝入棕色廣口瓶。以未添加抗氧化劑的大豆油作為對(duì)照組。

1.3.2 Schaal 烘箱法加速氧化試驗(yàn) 將處理好的大豆油樣品放入棕色廣口瓶中密封，置于 （62±1）℃恒溫烘箱內(nèi)，分別在儲(chǔ)藏0，6，12，18 d 和24 d 取樣，于-20 ℃冰箱儲(chǔ)藏備用。測(cè)定大豆油樣品在加速氧化過程中脂肪酸組成和抗氧化性的變化。

1.3.3 脂肪酸組成的測(cè)定 脂肪酸組成的測(cè)定參考Li 等[7]的方法。采用0.5 mol/L KOH 進(jìn)行皂化，40%三氯化硼甲醇甲基化，用HP-88 毛細(xì)管柱（100 mm×90.25 mm 內(nèi)徑） 連接到安捷倫GC/MS上。具體操作條件：載氣為氦氣，載氣壓力100 kPa，注射溫度250 ℃，分流比1 ∶30，電離壓力70 eV，掃描范圍50～550 amu。程序升溫條件：初始溫度80 ℃，持續(xù)5 min 后以10 ℃/min 的速度升溫至150 ℃，持續(xù)2 min，以5 ℃/min 的速度升溫至230℃，持續(xù)10 min，測(cè)定時(shí)采用外標(biāo)法。

1.3.4 DPPH 自由基清除能力測(cè)定 參照Li 等[8]的方法：在0.1 mL 油樣中加入3.9 mL DPPH 溶液（6×10-5mol/L），常溫條件下于黑暗處靜置2 h 后在波長515 nm 處測(cè)其吸光度。DPPH 自由基清除能力的計(jì)算公式如下：

式中，Ac——對(duì)照組的吸光度；As——油脂樣品的吸光度。

采用人工合成維生素E 的質(zhì)量濃度（mg/100 mL）表示，在DPPH 自由基清除試驗(yàn)中，其與吸光度的關(guān)系為：

式中，x——樣品的吸光度；y——人工合成維生素E 在油脂樣品中的質(zhì)量濃度（mg/100 mL）。

1.3.5 ABTS 自由基清除能力的測(cè)定 主要參照Sui 等[9]的ABTS 測(cè)定方法。將配好的ABTS 溶液（7 mmol/L）與過硫酸鉀溶液（2.45 mmol/L）等體積混合，于黑暗處靜置12～16 h，取1 mL 混合液與60 mL 甲醇混合，使其在734 nm 波長處的吸光度為0.70±0.02。取2.5 μL 油樣，加入1 mL ABTS 溶液，靜置7 min 后用紫外-可見分光光度計(jì)在波長734 nm 處測(cè)其吸光值。ABTS 自由基清除能力計(jì)算公式為：

式中，Ac——對(duì)照組的吸光度；As——油脂樣品的吸光度。

人工合成維生素E 的質(zhì)量濃度（mg/100 mL）與吸光度的關(guān)系為：

y=-0.010x+0.625 （R2=0.997）

式中，x——樣品的吸光度；y——人工合成維生素E 在油脂樣品中的質(zhì)量濃度（mg/100 mL）。

1.3.6 油脂氧化誘導(dǎo)期的測(cè)定 油脂氧化穩(wěn)定性試驗(yàn)參考AOCS Method CD 12b-92 方法。將大豆油樣品置于Rancimat 油脂氧化測(cè)定儀中，設(shè)定溫度120 ℃，氧氣流量20 L/min。所得曲線斜率最大的點(diǎn)的時(shí)間，即油脂氧化誘導(dǎo)期（h）。通過氧化誘導(dǎo)期，得到抗氧化劑的保護(hù)因子，用來表征或比較抗氧化劑對(duì)于油脂的保護(hù)作用[10]。其計(jì)算公式：

油脂的抗氧化性可用抗氧化能力比率來表示，計(jì)算公式如下：

1.3.7 統(tǒng)計(jì)分析 每個(gè)樣品重復(fù)3 次試驗(yàn)，采用Origin8.0 軟件作圖，用SPSS V17.0 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 脂肪酸組成及含量分析

大豆油儲(chǔ)藏前、后脂肪酸組成氣相色譜圖見圖1，圖中重點(diǎn)標(biāo)注了亞油酸及亞麻酸儲(chǔ)藏前、后吸收峰的變化情況。

圖1 大豆油儲(chǔ)藏前、后脂肪酸組成氣相色譜圖Fig.1 Gas chromatogram of fatty acid compositions of soybean oil before and after accelerated storage

大豆油儲(chǔ)藏前、后脂肪酸含量變化見表1。經(jīng)24 d 的儲(chǔ)藏，對(duì)照組大豆油樣的脂肪酸組成除花生酸外均發(fā)生顯著變化（P＜0.05）。飽和脂肪酸中棕櫚酸及硬脂酸組分增加量最為明顯，其次為肉豆蔻酸含量，而花生酸含量未見顯著變化（P＞0.05），多不飽和脂肪酸含量均顯著降低（P＜0.05）。這主要是由于多不飽和脂肪酸暴露于空氣、光照及高溫等環(huán)境中發(fā)生氧化反應(yīng)，生成甘油、游離脂肪酸及共軛產(chǎn)物，使脂肪酸中的不飽和鏈斷裂形成氫過氧化物及自由基，同時(shí)產(chǎn)生不良的氣味、褪色或進(jìn)一步分解為其它分解產(chǎn)物[11]，如短鏈脂肪酸等。

添加迷迭香提取物的大豆油經(jīng)24 d 的儲(chǔ)藏，其脂肪酸組成相比于對(duì)照組油樣變化較小，尤其是多不飽和脂肪酸損失較少，使亞油酸和亞麻酸等活性成分得到有效保護(hù)。添加人工抗氧化劑的大豆油脂肪酸組成變化雖較小，但仍大于添加迷迭香提取物的大豆油。Pop[12]對(duì)儲(chǔ)藏期間油脂脂肪酸組成進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)飽和脂肪酸含量隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加顯著升高，而多不飽和脂肪酸含量顯著降低，加入抗氧化劑可有效阻止自由基和不飽和脂肪酸間的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，使不飽和脂肪酸的損失減少，這與本研究結(jié)果一致。

2.2 DPPH 自由基清除能力分析

DPPH 自由基清除能力是油脂中含有的抗氧化物質(zhì)將自身含有的H 原子與不穩(wěn)定的自由基相結(jié)合，生成沒有顏色的穩(wěn)定化合物，反映了樣品的抗氧化性質(zhì)[13]。儲(chǔ)藏過程中大豆油DPPH 自由基清除能力如圖2所示。在加速氧化過程中，大豆油DPPH 自由基清除能力逐漸下降，說明大豆油在儲(chǔ)藏過程中抗氧化能力逐漸降低。儲(chǔ)藏24 d后，對(duì)照組大豆油的DPPH 自由基清除能力由7.75 mg/100 mL 降至4.04 mg/100 mL，幾乎無抗氧化能力了。Christodouleas 等[14]也得到類似的結(jié)果，食用油的DPPH 自由基清除能力會(huì)隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長而降低。添加迷迭香提取物后，大豆油的DPPH 自由基清除能力提高，儲(chǔ)藏24 d 后仍有較高的DPPH 自由基清除能力，且優(yōu)于添加人工抗氧化劑的大豆油，這表明迷迭香提取物更為有效地提高了大豆油儲(chǔ)藏過程中的抗氧化能力。Zhang等[15]和Hasiewicz-Derkacz 等[16]分別對(duì)葵花籽油和亞麻籽油的氧化穩(wěn)定性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)鼠尾草酸和多酚類等天然抗氧化劑能夠提高植物油脂的DPPH 自由基清除能力，且比人工合成的抗氧化劑效果顯著，這與本結(jié)果一致。

表1 大豆油儲(chǔ)藏前、后脂肪酸含量變化（%）Table 1 Changes in fatty acid composition of soybean oil before and after accelerated storage （%）

2.3 ABTS 自由基清除能力分析

ABTS 自由基清除能力的單電子轉(zhuǎn)化機(jī)制和DPPH 相同，然而同樣的酚類物質(zhì)對(duì)于兩種自由基的作用動(dòng)力學(xué)路徑不同，也是衡量油脂抗氧化性的重要指標(biāo)[17]。圖3為儲(chǔ)藏過程中大豆油ABTS自由基清除能力變化。由圖3可知，在儲(chǔ)藏過程中，大豆油ABTS 自由基清除能力逐漸下降，說明油脂抗氧化能力逐漸減弱[18]。Makni 等[19]對(duì)橄欖油和大豆油的抗氧化性的研究表明，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，油脂的ABTS 自由基清除能力降低，這與本研究結(jié)果一致。相同儲(chǔ)藏時(shí)間內(nèi)不同大豆油樣品間的ABTS 自由基清除能力均存在差異，ABTS自由基清除能力由大到小依次為添加迷迭香提取物的大豆油＞添加人工抗氧化劑的大豆油＞對(duì)照組。儲(chǔ)藏24 d 時(shí)，對(duì)照組大豆油的ABTS 自由基清除能力幾乎降為0，而添加抗氧化劑的大豆油樣品仍保持較高的ABTS 自由基清除能力，且添加迷迭香提取物的大豆油的ABTS 自由基清除能力高于添加人工抗氧化劑的大豆油，這表明迷迭香提取物的能夠提高大豆油的抗氧化能力。Boulanouar 等[20]分別將8 種天然抗氧化劑添加到兩種植物油中，并對(duì)其抗氧化能力進(jìn)行研究，結(jié)果證實(shí)天然抗氧化劑能夠提高植物油脂的抗氧化能力。

圖2 儲(chǔ)藏過程中大豆油DPPH 自由基清除能力變化Fig.2 Changes in DPPH free radical scavenging ability of soybean oil during accelerated storage

圖3 儲(chǔ)藏過程中大豆油ABTS 自由基清除能力變化Fig.3 Changes in ABTS free radical scavenging ability of soybean oil during accelerated storage

2.4 氧化誘導(dǎo)期、保護(hù)因子及抗氧化能力比率分析

Racimat 法是通過測(cè)定油脂氧化過程后期形成的小分子有機(jī)酸而推算出油脂的氧化誘導(dǎo)時(shí)間，是一種常用的判定抗氧化作用的方法[21]。在110 ℃、20 L/min 氧氣流條件下，測(cè)得大豆油的氧化誘導(dǎo)期見圖4。豎線所在的點(diǎn)表示超純水電導(dǎo)率變化最大的點(diǎn)，同時(shí)也是該曲線導(dǎo)數(shù)數(shù)值最大的點(diǎn)，即油脂的氧化誘導(dǎo)期。

圖4 大豆油的氧化誘導(dǎo)期譜圖Fig.4 Spectrum of oxidation induction period of soybean oil

表2列出大豆油的氧化誘導(dǎo)期、保護(hù)因子及抗氧化能力比率。由表2可知，對(duì)照組樣品氧化誘導(dǎo)期最短，添加迷迭香提取物及人工抗氧化劑的大豆油氧化誘導(dǎo)期均延長，且添加迷迭香提取物樣品的氧化誘導(dǎo)期大于添加其它人工抗氧化劑的樣品。Wang 等[22]研究表明氧化誘導(dǎo)期越長，油脂的氧化穩(wěn)定性越好，抗氧化性越好。迷迭香提取物有效提高了大豆油的抗氧化能力，這可能是由于迷迭香提取物大部分活性成分均屬于二萜酚類[23]，所以導(dǎo)致抗氧化性增加。

表2 大豆油的氧化誘導(dǎo)期、保護(hù)因子及抗氧化能力比率Table 2 Oxidation induction period，protective factor and antioxidant capacity ratio of soybean oil

保護(hù)因子表示添加某種抗氧化劑的樣品與未添加抗氧化劑的樣品之間氧化誘導(dǎo)期的比值，抗氧化能力比率反映抗氧化劑的作用效力，它們是衡量抗氧化劑作用效果的重要指標(biāo)[24]。保護(hù)因子和抗氧化能力比率值越大，抗氧化劑的作用效果越強(qiáng)。本試驗(yàn)中添加抗氧化劑的大豆油保護(hù)因子均大于1，說明抗氧化劑對(duì)于油脂氧化起到保護(hù)作用。添加迷迭香提取物的大豆油保護(hù)因子大于添加人工抗氧化劑的樣品，說明迷迭香提取物相比于人工抗氧化劑具有更好地抑制大豆油氧化的能力。此外，兩種抗氧化劑對(duì)大豆油抗氧化能力比率分別為4.83 和1，表明迷迭香提取物相比人工抗氧化劑具有更好地抑制大豆油氧化的能力，更有效地改善儲(chǔ)藏過程中大豆油的抗氧化性。這可能是由于在110 ℃的高溫條件下，迷迭香提取物比人工抗氧化劑更加穩(wěn)定，且更易發(fā)揮抗氧化效用[25]。

3 結(jié)論

經(jīng)24 d 的儲(chǔ)藏，大豆油中飽和脂肪酸增加，多不飽和脂肪酸降低。添加迷迭香提取物后使儲(chǔ)藏過程中的大豆油多不飽和脂肪酸損失減少，保護(hù)了亞油酸和亞麻酸等活性成分。在儲(chǔ)藏過程中，大豆油的DPPH 和ABTS 自由基清除能力逐漸降低，添加迷迭香提取物后，大豆油的DPPH 和ABTS 自由基清除能力增加，儲(chǔ)藏24 d 后仍具有較高的抗氧化能力，且效果優(yōu)于人工抗氧化劑。Rancimat 法分析表明，添加迷迭香提取物能夠延長大豆油氧化誘導(dǎo)期，提高保護(hù)因子和抗氧化能力比率，且作用效果優(yōu)于其它人工抗氧化劑，說明迷迭香提取物相比人工抗氧化劑具有較好地抑制大豆油氧化能力，可有效改善儲(chǔ)藏過程中大豆油的抗氧化性。