宋蕭蕭,隋曉楠,馬文君,張巧智,齊寶坤,江連洲,2,李 楊,*,李 丹(.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,黑龍江哈爾濱50030;2.國家大豆工程技術(shù)研究中心,黑龍江哈爾濱50030)
迷迭香提取物對(duì)水酶法提取的植物油抗氧化性的影響
宋蕭蕭1,隋曉楠1,馬文君1,張巧智1,齊寶坤1,江連洲1,2,李 楊1,*,李 丹1
(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,黑龍江哈爾濱150030;2.國家大豆工程技術(shù)研究中心,黑龍江哈爾濱150030)
研究兩種不同溶劑(甲醇和乙醇)提取的迷迭香提取物,對(duì)五種水酶法制得植物油抗氧化性的影響。通過脂肪酸組成、氧化誘導(dǎo)時(shí)間、DPPH自由基清除能力、ABTS+自由基清除能力等指標(biāo),對(duì)油樣抗氧化性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,兩種溶劑提取的迷迭香提取物均可以有效提高水酶法制得植物油的抗氧化能力,其中甲醇作為溶劑的迷迭香提取物抗氧化能力較強(qiáng)。
迷迭香提取物,水酶法,植物油,抗氧化性
迷迭香(Rosemarinius officinalis L.)是一種多年生唇形科迷迭香屬植物,原產(chǎn)于地中海沿岸[1-3]。迷迭香提取物,是從新鮮的迷迭香干葉中提取出的具有良好抗氧化能力的天然抗氧化劑,其主要活性成分包括鼠尾草酸、熊果酸、迷迭香酸以及迷迭香酚等[4-5]。由于具有無毒和高效的抗氧化能力等特點(diǎn),迷迭香提取物是公認(rèn)最好的天然抗氧化劑之一。目前,將迷迭香提取物作為天然抗氧化劑的研究很多,廖霞俐等[6]利用乙醇作為溶劑,優(yōu)化出實(shí)驗(yàn)室提取迷迭香葉抗氧化劑的最佳工藝條件,證明提取物對(duì)豬油具有較好的抗氧化性能。郭然等[2]將迷迭香葉用纖維素酶處理后,用甲醇作為溶劑進(jìn)行提取,優(yōu)化出具有最高的活性成分含量的工藝參數(shù)。目前,國內(nèi)研究中,關(guān)于以甲醇、乙醇作為提取溶劑,比較從迷迭香干葉中提取出的迷迭香提取物抗氧化能力的研究相對(duì)較少。因此,比較不同溶劑提取迷迭香提取物抗氧化活性的研究具有重要意義。
水酶法提取植物油具有出油率高,油脂品質(zhì)好以及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)[7],因無需進(jìn)行全部的精煉步驟,其氧化穩(wěn)定性相對(duì)較差[8]。然而,目前對(duì)于提高水酶法制取的植物油抗氧化性的研究相對(duì)較少,因而,添加天然抗氧化劑作為提高水酶法植物油氧化穩(wěn)定性及抗氧化性的一種方法,既提高了水酶法植物油的氧化穩(wěn)定性,又維護(hù)了水酶法植物油健康無污染的特點(diǎn)。本研究旨在比較兩種不同溶劑提取的迷迭香提取物自身抗氧化能力以及對(duì)水酶法提取的植物油抗氧化性的提高作用,為提高水酶法植物油的氧化穩(wěn)定性提供基礎(chǔ)。
1.1 材料與儀器
擠壓膨化大豆片、油茶籽、葵花籽、核桃仁、花生仁 均購置于當(dāng)?shù)?;迷迭香葉子 浙江富陽;丁基羥基茴香醚(BHA) 海南舒普生物科技有限公司;Protex 6L堿性蛋白酶 Sigma公司;甲醇、乙醇 天津市富宇精細(xì)化工有限公司。
JE-502電子天平 上海浦春計(jì)量儀器有限公司;HH-4丹瑞數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市雙捷試劑儀器廠;LGR20-W臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 北京京立離心機(jī)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;Rancimat 892油脂氧化誘導(dǎo)儀 瑞士萬通公司;1600PC紫外-可見分光光度計(jì) 上海美譜達(dá)儀器有限公司;KQ-300E型超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器 金壇市雙捷儀器實(shí)驗(yàn)廠;FW-100高速萬能粉碎機(jī) 紹興市宏儀器有限公司;PHS-25C型數(shù)字酸度計(jì) 上海大普儀器有限公司。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 油樣的制備 采用水酶法,參照李楊等[7]的方法制備。
1.2.2 迷迭香提取物的制備 將迷迭香枝葉放入鼓風(fēng)式干燥箱中,于60℃烘24 h。將得到的迷迭香干葉稱量2 g放入索氏抽提器中,加入40 mL提取溶劑(乙醇或甲醇)在85℃提取3 h,收集提取液。利用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在85℃條件下,對(duì)提取液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)3 h,將得到含有少量醇溶液的迷迭香提取物倒入平皿中,并將平皿置于50℃鼓風(fēng)式干燥箱中30 min后取出,最終得到醇溶性迷迭香提取物。
1.2.3 油樣的前處理 準(zhǔn)確稱?。?0±0.05)g油樣后,向每種油樣中分別加入迷迭香提取物400 mg/kg(符合GB/T 2760-2014標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,≤700 mg/kg),丁基羥基茴香醚(BHA)200 mg/kg(符合GB/T 2760-2014規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),≤200 mg/kg)。將得到的各種油樣于25℃超聲處理5 min,用磁力攪拌器攪拌5 min后裝入棕色廣口瓶中。
1.2.4 脂肪酸組成測定 具體過程參照Li等[9-12]的方法測定:皂化用0.5 mol/L KOH,甲基化用40%三氯化硼甲醇進(jìn)行,用HP-88毛細(xì)管柱(100 mm×90.25 mm內(nèi)徑)連接到7890-5975安捷倫GC/MS上。具體操作條件如下:載氣為氦氣,載氣壓力100 kPa,注射溫度為250℃,分流比為1∶30,電離壓力為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??倳r(shí)間為40 min。對(duì)每個(gè)油樣進(jìn)行測定時(shí)采用外標(biāo)法,每個(gè)樣品測定三次。
1.2.5 油脂氧化誘導(dǎo)期 油脂氧化穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)參考AOCS Method CD 12b-92的方法,并作適當(dāng)修改。準(zhǔn)確稱取(5±0.02)g油樣,置于Rancimat油脂氧化測定儀中,并在120℃,氧氣流量為20 L/min條件下,讀取電導(dǎo)率變化最大點(diǎn)的時(shí)間(即為油脂氧化誘導(dǎo)時(shí)間)。
1.2.6 DPPH自由基清除能力 參照Sui等[13]的方法。同時(shí)利用Trolox得到的結(jié)果做吸光度與質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)曲線,并將樣品的自由基清除能力的結(jié)果以Trolox當(dāng)量(mg/100 mL)的形式表示。該實(shí)驗(yàn)中,IC50值表示DPPH自由基清除率為50%時(shí),抗氧化劑的濃度。抑制率表示抗氧化劑濃度為0.5 mg/mL時(shí)的DPPH自由基清除率。
1.2.7 ABTS+自由基清除能力 參照Sui等[13]的方法。結(jié)果表示為ABTS+自由基清除能力Trolox當(dāng)量。該實(shí)驗(yàn)中,IC50值表示ABTS+自由基清除率為50%時(shí),抗氧化劑的濃度。抑制率表示抗氧化劑濃度為0.5 mg/mL時(shí)的ABTS+自由基清除率。
1.3 數(shù)據(jù)處理
所有的實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行3次,利用SPSS 18.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),采用Tukey's檢驗(yàn)進(jìn)行差異顯著性分析。
2.1 水酶法提取植物油脂肪酸組成分析
表1 水酶法提取五種植物油的脂肪酸組成Table1 Fatty acids profile of five kinds of EAEP vegetable oils
表1為水酶法提取的五種植物油脂肪酸組成分析結(jié)果。
由表1可以看出,五種植物油的不飽和脂肪酸相對(duì)百分含量均達(dá)到80%以上。核桃油、花生油和大豆油的多不飽和脂肪酸含量均相對(duì)較高,分別為68.63%±0.56%、66.89%±1.41%以及58.04%±0.52%,葵花籽油的飽和脂肪酸含量較高,達(dá)到17.60%±0.77%,油茶籽油的油酸的含量達(dá)到83.16%±1.10%。植物油脂中的不飽和脂肪酸油酸、亞油酸和亞麻酸易于和氧氣、光、熱以及微生物等發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫過氧化物,進(jìn)而分解為低級(jí)脂肪酸并發(fā)生氧化變質(zhì)[14]。多不飽和脂肪酸的氧化是影響油脂產(chǎn)品儲(chǔ)藏以及食用品質(zhì)的主要因素。因而,含有較多多不飽和脂肪酸的植物油脂在儲(chǔ)藏過程中更易發(fā)生氧化酸敗反應(yīng)。
2.2 水酶法植物油氧化誘導(dǎo)期分析
油脂的氧化誘導(dǎo)時(shí)間(OIT)是油脂到達(dá)氧化加速期之前的時(shí)期,常用來判定油脂的氧化穩(wěn)定性,誘導(dǎo)時(shí)間長短衡量植物油脂的抗氧化能力[15]。圖1為水酶法提取的五種植物油的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。
圖1 五種水酶法植物油的氧化誘導(dǎo)時(shí)間Fig.1 OIT of five kinds of EAEP vegetable oils
從圖1可以看出,與空白油樣相比,添加抗氧化劑的水酶法植物油樣品,氧化誘導(dǎo)期顯著(p<0.05)延長。其作用效果對(duì)于大豆油、油茶籽油以及葵花籽油為:迷迭香甲醇提取物>BHA>迷迭香乙醇提取物。但對(duì)于花生油以及核桃油,加入BHA與加入迷迭香乙醇提取物的氧化誘導(dǎo)時(shí)間差異不顯著(p>0.05)。結(jié)合脂肪酸組成結(jié)果(表1),葵花籽油的飽和脂肪酸含量最高,因此也具有最長的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。大豆油、花生油以及核桃油由于含有較高的多不飽和脂肪酸,氧化誘導(dǎo)時(shí)間相對(duì)較短。
2.3 迷迭香提取物自由基清除能力
表2為不同溶劑提取的迷迭香提取物DPPH及ABTS+自由基清除能力IC50值及抑制率。
由表2可以看出,3種抗氧化劑對(duì)DPPH自由基清除能力的IC50值大小順序?yàn)椋好缘慵状继崛∥铮糂HA<迷迭香乙醇提取物,抑制率大小順序?yàn)椋好缘阋掖继崛∥铮糂HA<迷迭香甲醇提取物。ABTS+自由基清除能力實(shí)驗(yàn)中,IC50值大小順序?yàn)椋好缘慵状继崛∥铮糂HA<迷迭香乙醇提取物,抑制率大小順序?yàn)椋好缘阋掖继崛∥铮糂HA<迷迭香甲醇提取物。以上結(jié)果均差異顯著(p<0.05)。不同抗氧化劑的IC50值及抑制率:在非脂質(zhì)環(huán)境中,DPPH及ABTS+自由基清除能力IC50值越小,抑制率越大,自由基清除能力越強(qiáng)[16]。由于抗氧化劑具有捕獲自由基、螯合金屬離子、分解或還原過氧化物、清除分子氧和紫外線吸收等能力,進(jìn)而可以抑制脂質(zhì)氧化的進(jìn)程??梢钥闯?,在非脂質(zhì)環(huán)境下,迷迭香甲醇提取物具有最好的自由基清除能力。
2.4 水酶法植物油DPPH自由基清除能力
DPPH自由基清除能力,是一種抗氧化物質(zhì)將自身含有的H與不穩(wěn)定的自由基相結(jié)合,生成沒有顏色的穩(wěn)定的化合物,通過紫外分光光度計(jì)來衡量油脂自由基清除能力的一種方式[17]。DPPH自由基清除能力變強(qiáng),表示油脂樣品的抗氧化能力提高。圖2表示五種水酶法植物油的DPPH自由基清除能力比較分析。
圖2 五種水酶法植物油DPPH自由基清除能力Fig.2 DPPH radical scavenging ability of five kinds of EAEP vegetable oils
表2 不同溶劑提取的迷迭香提取物及BHA自由基清除能力Table2 Radical scavenging ability of BHA and rosemary extracts extracted from different solvents
從圖2的結(jié)果可以得出,加入抗氧化劑的水酶法油脂樣品,DPPH自由基清除能力顯著提高(p<0.05)。其中,加入迷迭香甲醇提取物的植物油,DPPH自由基清除能力相比于空白油樣,顯著增強(qiáng)(p<0.05)??赡苡捎诩状嫉臉O性更強(qiáng),因此易于提取出迷迭香干葉中更多的抗氧化活性物質(zhì)。除花生油外,加入迷迭香乙醇提取物的植物油與加入BHA的植物油DPPH自由基清除能力差異不顯著(p>0.05)。作用效果從小到大依次為,加入迷迭香乙醇提取物的植物油<加入BHA的植物油<加入迷迭香甲醇提取物的植物油??梢钥闯?,加入迷迭香甲醇提取物的水酶法植物油具有最好的DPPH自由基清除能力。
2.5 加入提取物后水酶法植物油ABTS自由基清除能力
圖3表示加入迷迭香提取物后,五種水酶法植物油ABTS自由基清除能力比較分析。
圖3 五種水酶法植物油ABTS+自由基清除Fig.3 ABTS radical scavenging ability of five kinds of EAEP vegetable oils
由圖3可以看出,與DPPH自由基清除能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為相似,相比于空白樣品,加入抗氧化劑后的植物油,ABTS+自由基清除能力也顯著增強(qiáng)(p<0.05)。同時(shí),各類抗氧化劑對(duì)核桃油的ABTS+自由基清除能力差異不顯著(p>0.05)。對(duì)于葵花籽油、核桃油、油茶籽油以及大豆油,加入迷迭香乙醇提取物和BHA的ABTS+自由基清除能力差異不顯著(p>0.05)。ABTS+自由基清除能力的單電子轉(zhuǎn)化機(jī)制和DPPH相同,但是同樣的酚類物質(zhì)對(duì)于兩種自由基的作用動(dòng)力學(xué)路徑不同[18],因此,ABTS+與DPPH自由基清除能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同。
通過對(duì)比不同溶劑(即甲醇和乙醇)提取迷迭香提取物,對(duì)于水酶法提取的大豆油、油茶籽油、花生油、核桃油和葵花籽油的抗氧化性的作用效果。氧化誘導(dǎo)時(shí)間結(jié)果為,迷迭香甲醇提取物>BHA>迷迭香乙醇提取物>空白樣品;抗氧化劑IC50比較結(jié)果為,迷迭香甲醇提取物<BHA<迷迭香乙醇提取物;DPPH及ABTS+自由基清除能力結(jié)果為,迷迭香甲醇提取物>BHA>迷迭香乙醇提取物>空白樣品。綜上所述,迷迭香甲醇提取物具有最好的抗氧化活性,顯著提高水酶法植物油氧化誘導(dǎo)時(shí)間及自由基清除能力(p<0.05)。
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Effect of rosemary extracts on the antioxidant capability of aqueous enzymatic vegetable oils
SONG Xiao-xiao1,SUI Xiao-nan1,MA Wen-jun1,ZHANG Qiao-zhi1,QI Bao-kun1,JIANG Lian-zhou1,2,LI Yang1,*,LI Dan1
(1.College of Food Science,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China;2.National Research Centre of Soybean Engineering and Technology,Harbin 150030,China)
Determined the differencs between rosemary extracts extracted from two kinds of solvents(namely methanol and ethanol)on the oxidative stability and antioxidant capacity of enzyme-assisted aqueous extraction processing(EAEP)vegetable oils.The antioxidant capacity was tested by these following indexes,namely oxidation induction time(OIT),DPPH radical scavenging ability and ABTS+radical scavenging ability.The results showed that rosemary extracts could effectively improved the oxidative stability and antioxidant capacity of vegetable oils.Methanol was proved to be the most effective solvent for rosemary extracts to inhibit lipid oxidation.
rosemary extracts;enzyme-assisted aqueous processing;vegetable oil;oxidative induction time
TS202.3
A
1002-0306(2016)02-0152-04
10.13386/j.issn1002-0306.2016.02.022
2015-07-06
宋蕭蕭(1990-),女,碩士研究生,研究方向:糧食、油脂及植物蛋白工程,E-mail:cxsxxdtc@163.com。
*通訊作者:李楊(1981-),男,副教授,研究方向:糧食、油脂及植物蛋白工程,E-mail:liyanghuangyu@163.com。
國家自然基金(3143000560);國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(31301501);國家科技支撐計(jì)劃(2014BAD22B00);大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位專家(CARS-04-PS25)。