迷迭香脂溶性提取物在花生油中抗氧化性能研究

(王 瑩 仝飛飛 薛 剛 何際芳金永福 王文慶 郭海濤

(南陽理工學(xué)院1，南陽 473000)

(河南省工業(yè)微生物資源與發(fā)酵技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2，南陽 473000)

(河南佳尚農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司3，魯山 467300)

(河南華牧生物科技有限公司4，社旗 473300)

油脂氧化是影響油脂品質(zhì)的一個(gè)重要因素，氧化可分為自動(dòng)氧化、光氧化和酶促氧化三種類型[1]，以油脂的自動(dòng)氧化最為常見[2-4]。油脂抗氧化的機(jī)理就是阻斷油脂發(fā)生氧化，從而中斷自由基的反應(yīng)?？寡趸瘎┛煞譃楹铣煽寡趸瘎┖吞烊豢寡趸瘎铣傻目寡趸瘎┲饕卸』u基茴香醚 (BHA) 、二丁基羥基甲苯 (BHT) 、沒食子酸丙酯 (PG) 、叔丁基對(duì)苯二酚 (TBHQ)，天然抗氧化劑主要有生育酚、茶多酚、鼠尾草酸、鼠尾草酚等[5]?？寡趸瘎┑目寡趸芰y(cè)定指標(biāo)為過氧化值[6]、共軛二烯類、酮類、DPPH自由基清除率[7]、ABTS自由基清除率[8]、脂肪酸組成[9,10]、非皂化物組成[11,12]。研究表明合成類抗氧化劑具有一定的毒性和致癌作用[13,14]，采用天然抗氧化劑替代化學(xué)抗氧化劑成為現(xiàn)代食品抗氧化劑發(fā)展的趨勢(shì)。迷迭香中含有黃酮類、萜類(包括單萜、二萜、三萜)、多支鏈烷烴、氨基酸及有機(jī)酸等多種化合物[15]，董文賓等[16]認(rèn)為目前已知迷迭香有萜類、黃酮類及迷迭香酸等約12種抗氧化活性成分，其中二萜類化合物主要包括二萜酚類和二萜醌類化合物，以脂溶性的鼠尾草酸和鼠尾草酚以及水溶性的迷迭香酸和迷迭香酚為主[17-19]，是迷迭香中主要的抗氧化物質(zhì)。鼠尾草酚的抗氧化活性和BHA相當(dāng)，并且BHT和BHA的抗氧化活性只有迷迭香酚的1/5[20]。黃酮類化合物和三萜類化合物如熊果酸、齊墩果酸等這些物質(zhì)同樣具有較好的抗氧化性能[20, 21]。本研究將化學(xué)抗氧化劑BHA+BHT和天然抗氧化劑迷迭香脂溶性提取物添加至花生油中，經(jīng)過對(duì)比花生油過氧化值、共軛二烯和酮類物質(zhì)生成量、DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率、脂肪酸組成及非皂化物組成變化等指標(biāo)差異，考察天然抗氧化劑迷迭香脂溶性提取物對(duì)花生油抗氧化性的影響，為企業(yè)生產(chǎn)添加迷迭香脂溶性提取物抗氧化劑的食用油產(chǎn)品提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

BHA、BHT為食品級(jí)，DPPH、ABTS、碘化鉀、可溶性淀粉、氫氧化鉀等試劑為分析純。

迷迭香干葉、壓榨花生油

1.2 儀器與設(shè)備

JMF320G多級(jí)閃蒸器，7890B氣相色譜儀，BSA224S-CW電子天平， SB-5200DT超聲波清洗機(jī)，752N紫外可見分光光度計(jì)等。

1.3 迷迭香脂溶物的制備

取迷迭香干葉按1∶10加入85%乙醇水溶液回流提取1.0 h，放出萃取液，再加入8倍85%乙醇水溶液，回流提取1.0 h離心，合并提取液，閃蒸儀濃縮至含酒精15%時(shí)，離心，沉淀干燥后即為迷迭香脂溶性粗品。迷迭香脂溶性粗品加2倍丙酮溶解，離心得上清液，濃縮作為鼠尾草酸產(chǎn)品(48.48%)混合物，沉淀干燥作為熊果酸+齊墩果酸(51.52%+7.65%)混合物。

1.4 花生油中抗氧化劑的添加

按照GB / T 2760—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》確定BHA+BHT的添加量為5 mg/50 g+5 mg/50 g。由于目前國內(nèi)無關(guān)于鼠尾草酸和齊敦果酸在油脂產(chǎn)品中添加量的具體標(biāo)準(zhǔn)，故依據(jù)其IC50[22]確定鼠尾草酸產(chǎn)品的添加量為17.90 mg/50 g，熊果酸+齊墩果酸(51.52%+7.65%)混合物的添加量為23.87 mg/50 g。準(zhǔn)確稱取4份花生油樣各50 g，其中3份分別添加BHA+BHT、鼠尾草酸原料和齊墩果酸+熊果酸原料，以不添加任何抗氧化劑的花生油作為空白油樣，其余操作均相同。

加入不同種類的抗氧化劑后，對(duì)各油樣進(jìn)行相同處理：常溫條件下超聲處理10 min，必要時(shí)可放入50 ℃水浴鍋中加熱10 min，待抗氧化劑完全溶解在花生油中后裝入小油樣瓶中，將處理好的4組花生油油樣放置在63 ℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱中，每隔0、5、10、15、20 d取出一部分樣品測(cè)定油樣的各項(xiàng)指標(biāo)。

1.5 花生油抗氧化性能指標(biāo)的測(cè)定方法

1.5.1 油樣過氧化值的測(cè)定

參考國標(biāo)GB/T 5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測(cè)定》[23]測(cè)定油脂的過氧化值。

1.5.2 油樣共軛二烯值、酮類物質(zhì)的測(cè)定

方法參照GB/T 22500—2008[24]《動(dòng)植物油脂 紫外吸光度的測(cè)定》。

1.5.3 油樣 DPPH自由基清除能力的測(cè)定

吸取0.5 μL油樣放入含5 mL無水乙醇的具塞試管中，振蕩溶解后加2 mL 0.1 mmol/L DPPH溶液，于常溫下暗處靜置10 min后取出，在517 nm波長下測(cè)定吸光值，用無水乙醇作空白。根據(jù)式(1)計(jì)算油脂的DPPH自由基清除率。

清除率=(A0-A1)/A0×100%

(1)

式中：A0為DPPH溶液的吸光值；A1為油樣的DPPH溶液的吸光值。

1.5.4 油樣ABTS自由基清除能力的測(cè)定[25]

吸取配好的7 mmol/L ABTS 水溶液與2.45 mmol/L過硫酸鉀溶液等體積混合后充分搖勻，置于黑暗處16 h后使用。取1 mL該混合液，用40 mL甲醇溶液調(diào)節(jié)混合液的吸光度，使其在734 nm下的吸光值范圍為0.70±0.02，即為ABTS反應(yīng)液。向試管中分別加入6 mL的ABTS反應(yīng)液，進(jìn)行編號(hào)，再分別吸取20 μL各油樣按編號(hào)放入10 mL的具塞試管中，多次振蕩混勻，靜置8 min 后在734 nm波長下測(cè)吸光值，用甲醇溶液作空白。根據(jù)式(2)計(jì)算四組花生油油樣的ABTS自由基清除率。

清除率=(A0-A1)/A0×100%

(2)

式中：A0為ABTS反應(yīng)液的吸光值；A1為加入油樣后ABTS反應(yīng)液的吸光值。

1.5.5 油樣脂肪酸和非皂化物的組成的測(cè)定[26]

1.5.5.1 樣品處理

非皂化物：取0.3 g油樣→加0.5 mol/L KOH—甲醇溶液3 mL，振蕩搖勻→置于65 ℃水浴中皂化，期間不停地?fù)u蕩→30 min后取出，加3 mL正己烷進(jìn)行萃取，靜置0.5 h→吸取上清液于樣品瓶中，即為非皂化物產(chǎn)品，取樣測(cè)定含量。

皂化物：下層溶液→加0.2 mL BF3-乙醚溶液→置于65 ℃水浴中，振蕩搖勻，甲酯化10 min→取出后立刻用自來水沖洗冷卻→加入2 mL石油醚進(jìn)行萃取，靜置→吸取上清液于樣品瓶中，即為皂化產(chǎn)品，取樣測(cè)定測(cè)脂肪酸含量。

1.5.5.2 油樣脂肪酸組成的測(cè)定

氣相色譜分析條件：參照薛剛的檢測(cè)方法[27]加以改進(jìn)，F(xiàn)FAP色譜柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)，進(jìn)樣口260 ℃，檢測(cè)器270 ℃，140 ℃，流速1mL/min，保持0.5 min→8 ℃升溫至165 ℃，保持2 min→2 ℃升為至185 ℃保持18 min，共33.6 min。進(jìn)樣量1 μL，分流比20∶1。

1.5.5.3 油樣非皂化物組成的測(cè)定

氣相色譜分析條件：DB-5柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)，進(jìn)樣口300 ℃，檢測(cè)器300 ℃，流速1.2 mL/min，240 ℃保持5 min→以5 ℃升為至310 ℃保持5 min，分流比8∶1。

2 結(jié)果和分析

2.1 油樣過氧化值的變化

經(jīng)過處理的花生油樣品放進(jìn)63 ℃恒溫箱里放置，每隔5 d用硫代硫酸鈉滴定法測(cè)定油樣的過氧化值，測(cè)定結(jié)果見表1。

表1 花生油的過氧化值測(cè)定結(jié)果/mmol/kg

根據(jù)表1可知，經(jīng)過20 d的高溫加速氧化實(shí)驗(yàn)，油樣的過氧化值均呈上升趨勢(shì)，說明高溫條件下油脂一直被氧化，油脂氧化過程的產(chǎn)物過氧化物積累，故油樣的過氧化值均逐步遞增。油樣過氧化值增長幅度大小順序?yàn)椋簾o添加﹥熊果酸+齊墩果酸﹥BHA+BHT﹥鼠尾草酸，說明油樣中添加BHA+BHT、鼠尾草酸、熊果酸+齊墩果酸都可有效減緩油脂過氧化值的增長，其中花生油中添加鼠尾草酸減緩油脂過氧化值的增長的效果最顯著。

2.2 油樣共軛二烯類、酮類物質(zhì)的含量變化

經(jīng)過處理的花生油樣品放進(jìn)63 ℃恒溫箱里放置，每隔5 d用紫外分光光度法測(cè)定油樣的共軛二烯值、酮類物質(zhì)，測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 幾種花生油樣品共軛二烯值及酮類物質(zhì)含量的測(cè)定結(jié)果

根據(jù)表2可以看出，隨著加熱時(shí)間的增加，不斷生成共軛二烯類物質(zhì)，故油脂的吸光值逐步增加。油脂氧化過程中，油樣中添加鼠尾草酸的花生油的共軛二烯值增長率最小，油樣的共軛二烯值增長幅度大小順序：無添加﹥熊果酸+齊墩果酸﹥BHA+BHT﹥鼠尾草酸，說明油樣中添加抗氧化劑可有效抑制油脂共軛二烯類物質(zhì)的生成，其中花生油中添加鼠尾草酸抑制油脂共軛二烯類物質(zhì)生成的效果最顯著。

由表2可知，經(jīng)過20 d的高溫加速氧化實(shí)驗(yàn)，油樣中酮類物質(zhì)的含量整體呈增長趨勢(shì)，但油樣之間酮類物質(zhì)增幅趨勢(shì)相近，說明鼠尾草酸、熊果酸+齊墩果酸和BHA+BHT對(duì)花生油中酮類物質(zhì)的抑制作用差異不明顯。

2.3 油樣 DPPH自由基清除能力的變化

經(jīng)過處理的花生油樣品放進(jìn)63 ℃恒溫箱里放置，每隔5 d用DPPH法測(cè)油樣的DPPH自由基清除率，測(cè)定結(jié)果見表3。

表3 幾種花生油的自由基清除率測(cè)定結(jié)果

根據(jù)表2可知，隨著高溫儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，沒添加抗氧化劑和添加抗氧化劑的油樣DPPH自由基清除率整體呈下降趨勢(shì)。其中添加鼠尾草酸的油樣的DPPH自由基清除率的下降速率比其他3組油樣緩慢，油樣的DPPH自由基清除率下降幅度大小順序：無添加﹥熊果酸+齊墩果酸﹥BHA+BHT﹥鼠尾草酸，說明油脂中抗氧化劑可有效減緩油脂DPPH自由基清除率的下降速率，其中花生油中添加鼠尾草酸的減緩效果最明顯。

2.4 油樣ABTS自由基清除能力的變化

經(jīng)過處理的花生油樣品放進(jìn)63 ℃恒溫箱里放置，每隔5 d用ABTS法測(cè)定油樣的ABTS自由基清除率，測(cè)定并計(jì)算的結(jié)果見表2。經(jīng)過20 d高溫加速氧化實(shí)驗(yàn)，各種油樣的ABTS自由基清除率均呈下降趨勢(shì)，其中添加鼠尾草酸的油樣的ABTS自由基清除率的下降速率比其他3組油樣緩慢，油樣的ABTS自由基清除率下降幅度大小順序：熊果酸+齊墩果酸﹥無添加﹥BHA+BHT﹥鼠尾草酸，說明油樣中添加BHA+BHT、鼠尾草酸、熊果酸+齊墩果酸均可有效減緩油脂ABTS自由基清除率的下降速率，其中花生油中添加鼠尾草酸的減緩效果最明顯。

2.5 油樣脂肪酸組成和非皂化物組成的含量變化

經(jīng)過處理的花生油樣品放進(jìn)63 ℃恒溫箱里放置，每隔5 d用氣相色譜法測(cè)定油樣的脂肪酸組成和非皂化物組成的含量，測(cè)定脂肪酸組成，結(jié)果見圖1。

根據(jù)圖1可知，油樣的飽和脂肪酸組成變化趨勢(shì)較為平緩，而不飽和脂肪酸整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，添加抗氧化劑的花生油油樣能明顯抑制不飽和脂肪酸的氧化，花生油中不飽和脂肪酸含量下降幅度大?。簾o添加﹥熊果酸+齊墩果酸﹥BHA+BHT﹥鼠尾草酸，說明花生油中添加抗氧化劑可抑制不飽和脂肪酸的氧化，其中添加鼠尾草酸抑制不飽和脂肪酸的氧化效果最顯著。

圖1 花生油飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸組成含量的變化

花生油中含有一定量的β-VE、γ-VE、α-VE、角鯊烯、菜籽甾醇、菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇，這8種非皂化物成分也具有一定的抗氧化活性。對(duì)實(shí)驗(yàn)中添加不同抗氧化劑所得的油樣中非皂化物成分進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2所示。

圖2 花生油非皂化物成分含量的變化

根據(jù)圖2可知，花生油油樣的已知非皂化物呈先上升后下降的趨勢(shì)，而其他非皂化物組分呈先下降后上升的趨勢(shì)，說明花生油油樣中β-VE、γ-VE、α-VE、角鯊烯、菜籽甾醇、菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇這8種非皂化物成分在20 d的高溫貯藏階段并沒有明顯被消耗，添加的迷迭香脂溶性提取物和BHA+BHT可有效減緩花生油的氧化速率。

3 結(jié)論

本研究把迷迭香脂溶性提取物鼠尾草酸、熊果酸+齊墩果酸和BHA+BHT添加到花生油中，經(jīng)過20 d高溫加速氧化實(shí)驗(yàn)，對(duì)比不同花生油油樣的指標(biāo)差異，研究迷迭香提取物在花生油中的抗氧化效果。由結(jié)果可知：鼠尾草酸對(duì)減緩花生油過氧化值增長、抑制共軛二烯類物質(zhì)生成、減緩油脂DPPH自由基和ABTS自由基清除率下降的效果顯著，可顯著抑制油脂中不飽和脂肪酸的氧化，抗氧化效果優(yōu)于BHA+BHT的，而熊果酸+齊墩果酸抗氧化效果略遜于BHA+BHT的。迷迭香提取物和BHA+BHT對(duì)花生油中酮類物質(zhì)的抑制作用差異不明顯。