鼠尾草酸抑制油酸甲酯熱氧化反應(yīng)作用研究

崔巖巖 梁 倩 向 東 潘永貴 黃午陽(yáng) 張偉敏 楊 宏

(海南大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，?？?570228)(江蘇省農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所2，南京 210014)(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院3，武漢 430070)

迷迭香(RosmarinusofficinalisL.)系唇形科迷迭香屬植物，多年生小灌木，原產(chǎn)于地中海沿岸，在我國(guó)貴州、廣西、云南、海南、湖南等地大面積引種栽培成功[1]。依據(jù)GB 1886.172—2016，迷迭香提取物是以迷迭香的莖、葉為原料，經(jīng)溶劑(水、甲醇、乙醇、丙酮和/或正己烷)提取或超臨界二氧化碳萃取、精制等工藝生產(chǎn)的食品添加劑[2]，作為第三代食用天然抗氧化劑，其主要活性成分為鼠尾草酚、迷迭香酚、迷迭香酸、鼠尾草酸等二萜酚類(lèi)物質(zhì)和黃酮等其他高活性成分，并具有高效、安全、廣譜、耐熱、脂溶性好和抗氧化活性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，而且不會(huì)對(duì)油炸食品帶來(lái)不良的風(fēng)味和影響，其在高溫下的高抗異構(gòu)化活性得到證實(shí)(強(qiáng)于茶多酚和TBHQ)[2-7]。鼠尾草酸(Carnosic acid, CA)是迷迭香抗氧化劑中含量最高、活性最強(qiáng)的抗氧化成分，也是目前發(fā)現(xiàn)的熱穩(wěn)定性較好的天然脂溶性自由基清除劑，并作為一種食品添加劑越來(lái)越被人們所接受[8]。鼠尾草酸的抗氧化性很強(qiáng)，能夠清除單線(xiàn)態(tài)氧、羥自由基和脂質(zhì)過(guò)氧化氫自由基阻斷自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，有效阻止脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)[9-11]，提高油脂氧化穩(wěn)定性的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于合成類(lèi)抗氧化劑(PG、BHT、BHA，VE和α-生育酚)[12-16]，其抗氧化能力指數(shù)是BHT和VE的3倍，沸點(diǎn)最高達(dá)506.4 ℃，不易揮發(fā)[5，9，17]。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于TBHQ在常溫、高溫條件下的抗氧化效果的研究結(jié)果表明，TBHQ在常溫及高溫條件下的抗氧化性能優(yōu)于其他合成抗氧化劑[18-20]。因此選擇TBHQ作為的參照物，評(píng)價(jià)抗氧化活性強(qiáng)弱。課題組前期通過(guò)密度泛函理論計(jì)算表明，CA比目前報(bào)道的主要不飽和脂肪酸(油酸、亞油酸、亞麻酸和DHA)C-H 解離焓低，表明CA比不飽和脂肪酸雙鍵優(yōu)先競(jìng)爭(zhēng)脫氫作為反應(yīng)底物與氧氣結(jié)合，從而防止不飽和脂肪酸的氧化，說(shuō)明它在油脂中是一種十分有效的抗氧化劑，并可以考慮作為T(mén)BHQ的替代物。但類(lèi)似應(yīng)用中CA對(duì)油脂熱氧化效果的抑制作用并不清楚，特別是基于油酸甲酯體系探討鼠尾草酸對(duì)熱氧化和熱致異構(gòu)化產(chǎn)物抑制作用報(bào)道不多。

本研究采用國(guó)標(biāo)法等測(cè)定添加鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程(180 ℃)中主要理化特性指標(biāo)(游離脂肪酸、酸價(jià)、過(guò)氧化值、茴香胺值和總氧化值)隨加熱時(shí)間變化的影響。運(yùn)用電子自旋共振儀(ESR)跟蹤檢測(cè)添加鼠尾草酸前后油酸甲酯熱加工過(guò)程中自由基含量的變化；在主要理化特性測(cè)定的基礎(chǔ)上，通過(guò)HPLC對(duì)添加鼠尾草酸前后油酸甲酯熱加工過(guò)程中主要醛類(lèi)羰基化合物含量進(jìn)行檢測(cè)，探討鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱氧化反應(yīng)抑制作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

油酸甲酯、鼠尾草酸：純度99%；特丁基對(duì)苯二酚(TBHQ)：純度98%。其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

754NPC紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，HP6890/5975C氣相色譜儀，Agilent1100高效液相色譜儀，JES FA200電子自旋共振儀。

1.3 方法

1.3.1 油酸甲酯熱處理實(shí)驗(yàn)

參照楊美艷[21]的方法，分別將油酸甲酯、添加0.02% TBHQ和0.02% CA的油酸甲酯樣品(200 mL)。加入電炸爐中在180 ℃下連續(xù)加熱12 h。加熱過(guò)程中分別在0、4、8 h和12 h取20 mL樣品，冷卻至室溫，倒入棕色樣品瓶中置于-18 ℃下避光保存。

1.3.2 理化指標(biāo)測(cè)定

參照姬彥羽[2]的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 脂肪酸組成測(cè)定

參照姬彥羽[22]的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 自由基變化測(cè)定

參照姬彥羽[22]的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.5 揮發(fā)性醛類(lèi)羰基化合物測(cè)定

參考張鈺斌[23]的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

數(shù)值以均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差形式表示。采用Excel 2007、Origin 8.0及GraphPad Prism 5.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及作圖處理。采用SPSS 12.0軟件進(jìn)行顯著差異性分析，圖表中不同字母表示在P<0.05水平上差異顯著，P>0.05表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中理化指標(biāo)變化的影響

2.1.1 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中游離脂肪酸與酸價(jià)的影響

酸價(jià)是評(píng)價(jià)油脂中游離脂肪酸含量的重要指標(biāo)。鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中FFA與AV的影響測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可知，未經(jīng)加熱處理的油酸甲酯的FFA和AV差異不顯著(P>0.05)，而從第4小時(shí)開(kāi)始產(chǎn)生顯著性差異(P<0.05)。油酸甲酯的FFA和AV在整個(gè)加熱過(guò)程中呈上升趨勢(shì)，添加CA和TBHQ對(duì)油酸甲酯熱處理過(guò)程中的FFA和AV的產(chǎn)生具有顯著抑制作用(P<0.05)，而CA和TBHQ的作用效果差異不顯著(P>0.05)。此外還可以看出，添加CA對(duì)加熱后油酸甲酯酸值的升高有較好的抑制作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與于文秀等[24]關(guān)于不同抗氧化劑對(duì)調(diào)和油煎炸性能影響研究基本類(lèi)似。這可能是因?yàn)殡S著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，油酸甲酯的水解反應(yīng)逐步增強(qiáng)，產(chǎn)生的FFA逐漸增高，進(jìn)而導(dǎo)致AV升高。

圖1 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中游離脂肪酸(FFA)與酸價(jià)(AV)變化的影響

2.1.2 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中過(guò)氧化值的影響

過(guò)氧化值(POV)是衡量油脂熱氧化過(guò)程初期產(chǎn)

物——過(guò)氧化物含量多少的關(guān)鍵指標(biāo)。鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中過(guò)氧化值的影響測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可以看出，未經(jīng)加熱處理的油酸甲酯的POV差異不顯著(P>0.05)，同樣是在第4小時(shí)開(kāi)始產(chǎn)生顯著性差異(P<0.05)。但油酸甲酯的POV在整個(gè)加熱過(guò)程中呈先上升后下降的趨勢(shì)，POV在第8小時(shí)達(dá)到最高。添加CA和TBHQ對(duì)油酸甲酯熱處理過(guò)程中的POV具有顯著抑制作用(P<0.05)，而CA和TBHQ的作用效果在8 h以?xún)?nèi)差異不顯著(P>0.05)，但在12 h則出現(xiàn)了顯著性差異(P<0.05)。這可能是CA通過(guò)降低過(guò)氧化物分解速率從而導(dǎo)致POV下降更為緩慢，即抑制過(guò)氧化物快速進(jìn)入下一階段氧化反應(yīng)，進(jìn)而延緩了油脂的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。研究認(rèn)為由于氫過(guò)氧化物只是油脂熱氧化反應(yīng)中的一個(gè)過(guò)程產(chǎn)物，氫過(guò)氧化物在加熱初期會(huì)因?yàn)闊嵫趸磻?yīng)而大量產(chǎn)生從而導(dǎo)致POV急速升高，而氫過(guò)氧化物很不穩(wěn)定，又會(huì)隨著溫度升高或者加熱時(shí)間的延長(zhǎng)發(fā)生熱分解反應(yīng)而造成POV快速降低，實(shí)際上是油脂熱氧化過(guò)程中氫過(guò)氧化物生成速率和分解速率的綜合結(jié)果[6，22，25，26]。

圖2 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中過(guò)氧化值的影響

2.1.3 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中p-茴香胺值(PAV)的影響

由于氫過(guò)氧化物在油脂熱氧化反應(yīng)中后期會(huì)發(fā)生熱分解反應(yīng)形成醛(己醛和2-己烯醛等)、酮等小分子物質(zhì)。因而隨著反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，POV已不能反映油脂氧化的程度。而作為反映油脂熱氧化反應(yīng)后期氧化程度的茴香胺值則可以作為直接反映油脂中醛類(lèi)物質(zhì)含量的主要指標(biāo)之一。鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中PAV的影響見(jiàn)圖3。由圖3可知，鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中PAV的影響同樣是在第4小時(shí)開(kāi)始產(chǎn)生顯著性差異(P<0.05)。但是PAV隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)一直呈上升趨勢(shì)，CA和TBHQ的作用效果差異不顯著(P>0.05)。這可能與本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的加熱時(shí)間過(guò)短有關(guān)，由于油酸甲酯相對(duì)比較穩(wěn)定，而醛類(lèi)物質(zhì)又是熱氧化反應(yīng)后期產(chǎn)物。

圖3 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中p-茴香胺值的影響

2.1.4 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中總氧化值(TOTOX)的影響

TOTOX值因同時(shí)包含了一級(jí)氧化產(chǎn)物-氫過(guò)氧化物和二級(jí)氧化產(chǎn)物-不飽和醛類(lèi)物質(zhì)指標(biāo)而常常被用于評(píng)估脂類(lèi)氧化變質(zhì)程度[27]。鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中TOTOX的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可知，未經(jīng)加熱處理的油酸甲酯的TOTOX差異不顯著(P>0.05)，同樣是在第4小時(shí)差異顯著性(P<0.05)。但油酸甲酯的TOTOX在整個(gè)加熱過(guò)程中呈先上升后下降的趨勢(shì)，POV在第8小時(shí)達(dá)到最高。添加CA和TBHQ對(duì)油酸甲酯熱處理過(guò)程中的TOTOX具有顯著抑制作用(P<0.05)，而CA和TBHQ的作用效果在8 h以?xún)?nèi)差異不顯著(P>0.05)，但在12 h則出現(xiàn)了顯著性差異(P<0.05)，表明CA和TBHQ能夠顯著提高油酸甲酯的熱氧化穩(wěn)定性。

圖4 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中總氧化值的影響

2.2 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中醛類(lèi)物質(zhì)組成變化的影響

醛類(lèi)羰基化合物是油脂在熱氧化過(guò)程中形成的二級(jí)氧化產(chǎn)物的主要成分之一[28]。油脂中醛類(lèi)及其相關(guān)產(chǎn)物的種類(lèi)及含量與油脂本身特點(diǎn)密切相關(guān)，尤其與脂肪酸組成關(guān)系密切[29]。油酸在發(fā)生氧化分解反應(yīng)時(shí)，容易在雙鍵上的碳原子處(即C9、C10及因電子重排后的C8、C11)生成氫過(guò)氧鍵，從而生成油酸8-、9-、10-和11-COOH經(jīng)β-均裂裂解后會(huì)產(chǎn)生辛烷、庚烷、1-辛醇、庚醇、辛酸、庚酸、1-癸烯、1-壬烯、辛醛、壬醛、癸醛、2-十一烯醛和2-癸烯醛等小分子物質(zhì)[28-31]。其中主要醛類(lèi)氧化產(chǎn)物為庚醛、辛醛、壬醛、癸烯醛及十一烯醛。因此主要對(duì)來(lái)源油酸的辛醛、壬醛、癸醛、反-2-癸烯醛、反-2-十一碳烯醛物質(zhì)進(jìn)行分析測(cè)定。

2.2.1 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中醛類(lèi)羰基化合物總量變化的影響

加入抗氧化劑CA和TBHQ對(duì)油酸甲酯180 ℃加熱不同時(shí)間下5種揮發(fā)性醛類(lèi)羰基化合物總量的影響結(jié)果見(jiàn)圖5。由圖5可知，油酸甲酯加熱過(guò)程中醛類(lèi)羰基化合物總量隨加熱時(shí)間的增加而呈逐漸升高趨勢(shì)。這可能由于醛類(lèi)物質(zhì)是中后期氧化產(chǎn)物，而本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)加熱處理?xiàng)l件溫度不是很高、時(shí)間不是很長(zhǎng)、且油酸甲酯本身相對(duì)比較穩(wěn)定，所以醛類(lèi)羰基化合物總量隨著加熱時(shí)間延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)。加入抗氧化劑CA和TBHQ對(duì)醛類(lèi)羰基化合物總量抑制效果明顯(P<0.05)，其中TBHQ對(duì)醛類(lèi)物質(zhì)抑制效果略好于CA(P<0.05)。

圖5 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中醛類(lèi)羰基化合物總量的影響

2.2.2 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中辛醛變化的影響

加入抗氧化劑CA和TBHQ對(duì)油酸甲酯加熱過(guò)程中辛醛影響結(jié)果見(jiàn)圖6。由圖6可知，油酸甲酯和加入抗氧化劑的油酸甲酯中辛醛含量隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)呈先增加后下降的趨勢(shì)，加熱至8 h最高，油酸甲酯(CK)、加入CA油酸甲酯(CA)和加入TBHQ油酸甲酯(TBHQ)中的辛醛含量分別為917.93、366.46、141.24 μg/g。隨后逐漸下降，這可能與辛醛的沸點(diǎn)(171 ℃)較低有關(guān)，在加熱后期，辛醛可能發(fā)生了揮發(fā)或者分解導(dǎo)致含量減少。加入抗氧化劑CA和TBHQ對(duì)辛醛羰基化合物形成抑制效果明顯(P<0.05)，其中TBHQ對(duì)辛醛抑制效果要略好于CA(P<0.05)。

圖6 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中辛醛的影響

2.2.3 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中壬醛變化的影響

加入抗氧化劑CA和TBHQ對(duì)油酸甲酯加熱過(guò)程中壬醛影響結(jié)果見(jiàn)圖7，由圖7可知，油酸甲酯和加入抗氧化劑的油酸甲酯中壬醛隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)呈先增加后下降的趨勢(shì)，加熱至8 h最高，油酸甲酯(CK)、加入CA油酸甲酯(CA)和加入TBHQ油酸甲酯(TBHQ)中的壬醛含量分別為1 336.95、828.32、254.10 μg/g，隨后逐漸下降，這可能與壬醛的沸點(diǎn)(191 ℃)較低有關(guān)，在加熱后期，壬醛可能發(fā)生了揮發(fā)或者分解導(dǎo)致含量減少。加入抗氧化劑CA和TBHQ對(duì)壬醛羰基化合物總量抑制效果明顯(P<0.05)，其中TBHQ對(duì)壬醛抑制效果要略好于CA(P<0.05)。

圖7 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中壬醛的影響

2.2.4 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中癸醛變化的影響

加入抗氧化劑CA和TBHQ對(duì)油酸甲酯加熱過(guò)程中癸醛影響結(jié)果見(jiàn)圖8。由圖8可知，油酸甲酯和加入抗氧化劑的油酸甲酯中癸醛隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)呈先增加后下降的趨勢(shì)，加熱至8 h最高，油酸甲酯(CK)、加入CA油酸甲酯(CA)和加入TBHQ油酸甲酯(TBHQ)中的癸醛含量分別為697.76、393.87、290.04 μg/g。隨后逐漸下降，這可能與癸醛的沸點(diǎn)(156 ℃)較低有關(guān)，在加熱后期，癸醛可能發(fā)生了揮發(fā)或者分解導(dǎo)致含量減少。加入抗氧化劑CA和TBHQ對(duì)癸醛羰基化合物總量抑制效果明顯(P<0.05)，其中TBHQ對(duì)癸醛抑制效果要略好于CA(P<0.05)。

圖8 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中癸醛的影響

2.2.5 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中反-2-癸烯醛變化的影響

加入抗氧化劑CA和TBHQ對(duì)油酸甲酯加熱過(guò)程中反-2-癸烯醛影響結(jié)果見(jiàn)圖9。由圖9可知，油酸甲酯(CK)與加入CA的油酸甲酯(CA)中反-2-癸烯醛隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)，且加入CA的油酸甲酯中反-2-癸烯醛的增加趨勢(shì)要高于油酸甲酯，當(dāng)加入TBHQ油酸甲酯(TBHQ)中反-2-癸烯醛隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)呈先上升后下降趨勢(shì)情況，并對(duì)反-2-癸烯醛抑制效果顯著(P<0.05)。由此可得出，加入CA對(duì)油酸甲酯中反-2-癸烯醛的不僅不能抑制其形成反而有促進(jìn)作用，但具體原因有待于進(jìn)一步分析，說(shuō)明TBHQ對(duì)反-2-癸烯醛抑制效果要好于CA(P<0.05)。

圖9 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中反-2-癸烯醛的影響

2.3.6 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中反-2-十一碳烯醛變化的影響

加入抗氧化劑CA和TBHQ對(duì)油酸甲酯加熱過(guò)程中反-2-十一碳烯醛影響結(jié)果見(jiàn)圖10。由圖10可知，油酸甲酯和加入抗氧化劑的油酸甲酯中反-2-十一碳烯醛隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)呈逐漸增加趨勢(shì)，這可能與反-2-十一碳烯醛的沸點(diǎn)(229 ℃)較高，在高溫下比較穩(wěn)定有關(guān)。加入CA和TBHQ在8 h以前對(duì)油酸甲酯中反-2-十一碳烯醛的形成抑制效果并不明顯(P>0.05)，而在12 h時(shí)具有顯著性差異(P<0.05)，CA效果好于TBHQ，由此說(shuō)明，抗氧化劑在低溫或者加熱初期抑制作用并不顯著，且CA對(duì)油酸甲酯中反-2-十一碳烯醛的抑制效果要強(qiáng)于TBHQ(P<0.05)。

圖10 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中反-2-十一碳烯醛的影響

加入抗氧化劑對(duì)油酸甲酯加熱過(guò)程中的氧化產(chǎn)物—醛類(lèi)羰基化合物具有良好的抑制效果，且TBHQ的作用效果總體上要優(yōu)于CA。但兩種不同抗氧化劑對(duì)不同醛類(lèi)羰基化合物的抑制作用效果表現(xiàn)并不相同，TBHQ對(duì)油酸甲酯在加熱過(guò)程中辛醛、壬醛、癸醛和反-2-癸烯醛氧化產(chǎn)物抑制效果比CA強(qiáng)，但對(duì)反-2-十一碳烯醛的抑制效果則要比CA弱。值得一提的是，CA在油酸甲酯體系對(duì)反-2-癸烯醛形成有一定的促進(jìn)作用，而具體原因并不清楚。

2.3 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中自由基含量變化的影響

熱氧化反應(yīng)屬于自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，表征起反應(yīng)機(jī)理最有說(shuō)服力的方法之一是電子順磁共振光譜儀(electron paramagnetic resonance, EPR)，又稱(chēng)電子旋轉(zhuǎn)共振(electron spin resonance, ESR)，它是研究油脂熱氧化過(guò)程中自由基存在最直接和最有效的方法[32-34]。不同自由基形成的 ESR 譜圖不同，ESR的信號(hào)強(qiáng)度(峰高值)可表示樣品在共振條件下所吸收的總能量，且自由基含量(數(shù)目)與信號(hào)強(qiáng)度(峰高值)成正比。因而，根據(jù)不同自由基形成的 ESR 譜圖不同和信號(hào)強(qiáng)度(峰高值)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自由基的定性和定量分析[35，36]。

添加抗氧化劑CA和TBHQ油酸甲酯的ESR圖譜測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖11，添加抗氧化劑的ESR譜圖的峰型非常相似，均為裂分的三重峰(即六重峰)，這可能與采用PBN捕獲的不同自由基加合物的譜圖通常十分相似，且譜圖多為自由基的混雜，難于區(qū)分和鑒別分子結(jié)構(gòu)特征。綜合譜圖的g值為 2.001 8，接近于自由電子的g值2.003 0，符合自由基的基本特性，其超精細(xì)耦合分裂常數(shù)為αN=14.7 G，αH=20.7 G，屬于多種碳中心自由基混雜的結(jié)果[20，22，37]。油酸甲酯(CK)與添加CA和TBHQ油酸甲酯的信號(hào)強(qiáng)度隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)，其中加入CA的油酸甲酯的信號(hào)強(qiáng)度隨加熱時(shí)間變化較小，TBHQ次之，油酸甲酯最大。說(shuō)明油酸甲酯的自由基的含量隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)，加入CA和TBHQ對(duì)油酸甲酯自由基含量的產(chǎn)生有顯著抑制效果，其中CA效果優(yōu)于TBHQ。

圖11 鼠尾草酸對(duì)油酸甲酯熱加工過(guò)程中自由基變化規(guī)律的影響

3 討論

鼠尾草酸對(duì)FFA、AV和自由基的抑制作用效果略好于TBHQ，其原因可能是在熱誘導(dǎo)脂質(zhì)氧化過(guò)程中，油脂發(fā)生熱水解反應(yīng)形成游離脂肪酸、甘油一酯和甘油二酯等熱水解反應(yīng)產(chǎn)物，不飽和脂肪酸在O2和高溫作用下，順式雙鍵易脫氫形成自由基而發(fā)生自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，生成脂肪酸ROOH，而ROOH不穩(wěn)定易發(fā)生β均裂反應(yīng)，產(chǎn)生大量醛、酮、酸、醇等小分子(相對(duì)于原不飽和脂肪酸)熱氧化降解反應(yīng)產(chǎn)物等?？梢钥闯觯坞x脂肪酸與自由基的形成均發(fā)生在油脂氧化的起始階段，由此可以推斷出，在油脂熱氧化反應(yīng)起始階段，CA抗氧化作用效果要略好于TBHQ，在傳播反應(yīng)與終止反應(yīng)作用效果則稍差，鼠尾草酸對(duì)FFA、AV和自由基的抑制作用效果略好可能與兩者的作用階段不同有關(guān)。由此可以得出，除了常規(guī)理化指標(biāo)之外，醛類(lèi)羰基化合物和自由基含量可以作為衡量不飽和脂肪酸加熱過(guò)程中品質(zhì)變化的重要指標(biāo)，加入抗氧化劑可以提高油酸甲酯的熱氧化穩(wěn)定性。且鼠尾草酸可以考慮作為T(mén)BHQ的替代物。這可能與鼠尾草酸與TBHQ的結(jié)構(gòu)類(lèi)似，均為二酚類(lèi)的抗氧化劑、且都有兩個(gè)活性羥基，因而鼠尾草酸具有很強(qiáng)的抗氧化活性，可與TBHQ媲美。

4 結(jié)論

本研究的油酸甲酯樣品主要理化指標(biāo)(FFA、AV和PAV)在加熱過(guò)程中隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)均呈逐步增加趨勢(shì)，而POV和TOTOX在整個(gè)加熱過(guò)程中呈先上升后下降的趨勢(shì)。加入抗氧化劑能夠顯著降低油酸甲酯樣品中的FFA、AV、POV、PAV和TOTOX值(P<0.05)，其中CA對(duì)油酸甲酯FFA、AV的抑制作用效果略好于TBHQ，而在其他理化指標(biāo)方面則稍遜于TBHQ。

加入抗氧化劑對(duì)油酸甲酯加熱過(guò)程中的氧化產(chǎn)物—醛類(lèi)羰基化合物具有良好的抑制效果。CA和TBHQ對(duì)不同醛類(lèi)羰基化合物的抑制作用效果表現(xiàn)并不相同，TBHQ對(duì)油酸甲酯在加熱過(guò)程中辛醛、壬醛、癸醛和反-2-癸烯醛氧化產(chǎn)物抑制效果比CA強(qiáng)，但對(duì)反-2-十一碳烯醛的抑制效果則要比CA弱?？傮w而言，TBHQ的作用效果總體上要優(yōu)于CA。

本研究是油酸甲酯樣品中自由基含量隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)均呈持續(xù)升高趨勢(shì)，其中未加入抗氧化劑油酸甲酯升高趨勢(shì)要顯著高于加入抗氧化劑的油酸甲酯，而CA比TBHQ對(duì)油酸甲酯中自由基含量的抑制效果更為明顯。