朱振寶，朵靜雯，易建華

(陜西科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，陜西 西安 710021)

0 引言

油脂氧化變質(zhì)一直都是食品工業(yè)中的重要問(wèn)題，常見(jiàn)的油脂尤其是植物油脂的不飽和程度大于動(dòng)物油脂，會(huì)在加工和儲(chǔ)藏過(guò)程中很容易發(fā)生自動(dòng)氧化.油脂的氧化產(chǎn)物不穩(wěn)定會(huì)分解產(chǎn)生醛、酮、酸、烴、呋喃等物質(zhì)，還有少量含有多基團(tuán)的小分子如羥基醛、酮基醛、酮基羥基醛、酮基環(huán)氧基醛等物質(zhì)并且產(chǎn)生不良?xì)馕禰1]，并降低了其食用和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值.為延緩油脂氧化變質(zhì)，通常在油脂中加入抗氧化劑，如BHA(丁基羥基茴香醚),BHT(二丁基羥基甲苯),TBHQ(叔丁基對(duì)苯二酚)都是具有良好的抗氧化效果[2].這些工業(yè)合成的抗氧化劑生產(chǎn)便捷，成本低，抗氧化效果顯著，但是都有潛在的安全問(wèn)題[3].為了順應(yīng)消費(fèi)者綠色消費(fèi)觀念，天然的抗氧化劑具有很大的潛在市場(chǎng)，天然抗氧化劑因其無(wú)毒無(wú)害無(wú)副作用等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到青睞[4].

茶多酚是從茶葉中提取出來(lái)的一種多酚類化合物，具有很強(qiáng)的清除自由基的能力，是一種理想的天然抗氧化劑.在綠茶多酚中抗氧化能力最強(qiáng)的是其中的兒茶素類，其中以兒茶素(EGCG )的抗氧化能力最強(qiáng)[5].茶多酚的酚羥基基團(tuán)決定了其有很好的水溶性，這一特性限制了茶多酚在油脂行業(yè)中的應(yīng)用，不能直接應(yīng)用于油脂中，目前所用的脂溶性茶多酚都是經(jīng)過(guò)改性獲得，主要是通過(guò)分子修飾，乳化，利用溶劑等方法將水溶性茶多酚添加在油脂中[6-8].生產(chǎn)出抗氧化效果優(yōu)良，安全無(wú)毒的新型天然抗氧化劑，也是油脂行業(yè)研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn).

本文現(xiàn)在提出一種方法，以水溶性茶多酚和聚甘油蓖麻醇酯為材料，制備出一種含茶多酚的凝膠劑分散到植物油中，研究其抗氧化性能，旨 在為天然油脂抗氧化劑開(kāi)發(fā)利用及食用油脂的加工、 貯存等方面提供依據(jù).

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑

市售食用大豆油；茶多酚:pg-eg-50c；BHA:4-叔丁基茴香醚;PGPR:聚甘油蓖麻醇酯；純水:娃哈哈礦泉水；對(duì)甲氧基苯胺，冰乙酸，正丁醇，2-硫代巴比妥酸等試劑均為分析純.

1.1.2 常用儀器

鼓風(fēng)干燥箱：上海恒科學(xué)儀器有限公司；電子天平：梅特勒托利多ME104；電動(dòng)攪拌機(jī)：IKA RW 20德國(guó)；臺(tái)式高速離心機(jī)：H1850；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：UV759S.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 制備茶多酚凝膠分散體

將茶多酚配成濃度不同的水溶液按比例與乳化劑PGPR混合并在室溫下攪拌至形成褐色透明的膠狀物質(zhì)，將此膠裝物質(zhì)分別以ppm級(jí)別的單位加入市售的大豆油中，攪拌均勻至油樣澄清透明.

1.2.2 烘箱實(shí)驗(yàn)

采用烘箱加速氧化法，稱取100 g含茶多酚和BHA的油樣分別裝在統(tǒng)一大小的棕色瓶中，放入55±1 ℃的烘箱中加速氧化，每隔兩天測(cè)定油脂的不氧化指標(biāo).

1.2.3 過(guò)氧化值

按照Shantha等[9]的方法進(jìn)行.分別制備兩種離子溶液:(1)4 g氯化鋇二水合物溶于50 mL水中；(2)0.5 g硫酸亞鐵溶解在50 mL水中，將離子溶液(1)緩慢加入離子溶液(2)中，攪拌直至溶解；最后在混合溶液中加入10 mol/L的2 mL鹽酸，過(guò)濾沉淀，得到清澈的鐵離子.儲(chǔ)存在棕色瓶中；30 g硫酸氫銨溶解在水中并定容至100 mL.

稱取0.01～0.3 g樣品用9.8 ml氯仿-甲醇(7∶3，v/v)溶解并漩渦振蕩2～4 s.加入50 uL硫氰酸銨，漩渦振蕩2～4 s，再加入亞鐵離子并漩渦2～4 s，在室溫下孵化5 min后，在500 nm處用分光光度計(jì)測(cè)定樣品吸光度，所有樣品的測(cè)量在柔光下進(jìn)行，10 min內(nèi)完成.

過(guò)氧化值按照公式(1)計(jì)算：

(1)

式(1)中：As為樣品的吸光度，Ab為空白對(duì)照的吸光度，m0為樣品的質(zhì)量，m為41.52是從標(biāo)準(zhǔn)曲線獲得的值，55.84為鐵的原子量.

1.2.4 共軛二烯值

參照Moosavi等[10]的方法進(jìn)行測(cè)定.將樣品用正己烷稀釋至1∶600，用分光光度法在234 nm處測(cè)定樣品吸光度(消光系數(shù)29 000 L/mol來(lái)量化共軛二烯的濃度)，以HPLC級(jí)正己烷作空白.

1.2.5 硫代巴比妥酸值

根據(jù)Uluata和Ozdemir[11]所描述的方法有所改動(dòng)，測(cè)定巴比妥酸值.將0.05～0.20 g樣品稱量至25 mL容量瓶中，溶解在少量正丁醇中并補(bǔ)足標(biāo)記.取5.0 mL該混合物轉(zhuǎn)移到干燥的試管中，向其加入新鮮的5 mL巴比妥溶液(200 mg溶解在100 mL正丁醇中).試劑混合并在95 ℃的水浴鍋中加熱2 h后在532 nm處測(cè)量吸光度.用1，1，3，3-四乙氧基丙烷用作標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗潜┑那绑w.

1.2.6 酸價(jià)

按照Rao等[12]的方法測(cè)定油脂酸價(jià).用0.05 mol/L氫氧化鉀-乙醇溶液滴定預(yù)先用乙醚-乙醇(2∶1)溶解的含酚酞指示劑的花生油(4 g)，滴定終點(diǎn)是酚酞的粉紅色至少持續(xù)30 s.酸價(jià)計(jì)算如公式(2)所示：

酸價(jià)/(mg KOH/g)=(V×C×56.1)/m

(2)

式(2)中：V為滴定所消耗的氫氧化鉀體積,mL;C為氫氧化鉀濃度,mol/L;56.1為氫氧化鉀摩爾質(zhì)量,g/mol.

1.2.7 茴香胺值

按照Mohdaly等[13]描述的方法,該方法基于分光光度測(cè)定油中醛類化合物與對(duì)茴香胺反應(yīng)形成的產(chǎn)物.

稱取油樣品(0.5～2.0 g)溶解于250 mL異辛烷中，取5 mL上述混合物與1 mL 0.25%對(duì)甲氧基苯胺溶液混合，10 min后用分光光度計(jì)在350 nm下讀取吸光度.

1.2.8 數(shù)據(jù)處理

所有指標(biāo)都重復(fù)測(cè)3次，用Excel和OriginPro9對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理.

2 結(jié)果與討論

2.1 兩種抗氧化劑對(duì)加速氧化大豆油的過(guò)氧化值的影響

含不同抗氧化劑BHA和茶多酚的大豆油在烘箱實(shí)驗(yàn)10天的過(guò)氧化值變化如圖1所示.由圖1可知，隨著烘箱氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，空白油樣的過(guò)氧化值隨氧化時(shí)間的延長(zhǎng)明顯增大，添加的抗氧化劑BHA和茶多酚(TP)都能明顯降低過(guò)氧化值，對(duì)于同一添加水平的兩種抗氧化劑來(lái)說(shuō)，茶多酚比起B(yǎng)HA能明顯降低過(guò)氧化值，但是不同添加量的茶多酚來(lái)說(shuō)，低濃度的過(guò)氧化值較低，并且兩種添加水平的茶多酚抗氧化效果高于BHA；而B(niǎo)HA濃度越大抗氧化效果越好,因?yàn)橛椭斜旧砗锌寡趸瘎㏕BHQ，并且有研究表明，100 mg/kg TBHQ和100 mg/kg BHA的聯(lián)合使用相比于200 mg/kg TBHQ和200 mg/kg BHA單獨(dú)使用更能提高產(chǎn)品的氧化穩(wěn)定性[14].另外，姚云游等[15]實(shí)驗(yàn)表明200 mg/kg茶多酚在一級(jí)壓榨油中也有一定的抗氧化性，所以茶多酚相較于BHA有較高的抗氧化活性，且添加濃度越小，大豆油在氧化中產(chǎn)生過(guò)氧化值越小.

圖1 含不同抗氧劑的大豆油的過(guò)氧化值的變化

2.2 兩種抗氧化劑對(duì)加速氧化大豆油的共軛二烯值的影響

油脂中的不飽和脂肪酸被氧化產(chǎn)生的中間產(chǎn)物不穩(wěn)定,進(jìn)一步降解形成二級(jí)氧化產(chǎn)物,如共軛二烯與共軛三烯等,繼而被氧化成為醛、酮類等物質(zhì)[16].共軛二烯值是不飽和脂肪酸氧化過(guò)程中產(chǎn)生的共軛雙鍵的多少，是衡量油脂氧化初級(jí)產(chǎn)物的一個(gè)重要氧化指標(biāo).圖2為烘箱實(shí)驗(yàn)中含兩種抗氧化劑的大豆油的共軛二烯值的測(cè)定結(jié)果.

圖2 含不同抗氧劑的大豆油的共軛二烯值的變化

由圖2可知，添加不同抗氧化劑的大豆油中，共軛二烯值隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)有所增加，這是因?yàn)槎嗖伙柡椭舅嵩谛纬蓺溥^(guò)氧化物的過(guò)程中會(huì)伴隨著雙鍵的重排過(guò)程,從而形成共軛二烯[17].添加茶多酚的樣品產(chǎn)生的共軛二烯酸明顯低于添加了BHA的樣品，說(shuō)明茶多酚比BHA能明顯抑制共軛雙鍵的形成.添加了150 ppm茶多酚的油樣產(chǎn)生的共軛二烯值低于添加了450 ppm茶多酚的油樣，可能在高溫下，茶多酚的添加量增大很可能產(chǎn)生了促氧化的作用，生育酚本身存在于植物油脂中，并且也是一種天然的抗氧化劑，研究表明當(dāng)α-生育酚添加量高于最適添加量后，隨著α-生育酚添加量升高，氧化速率常數(shù)會(huì)逐漸增大直至大于空白樣的氧化速率常數(shù)，表明α-生育酚的抗氧化效能不斷減弱直至出現(xiàn)促氧化現(xiàn)象[18].生育酚具有能夠產(chǎn)生酚氧基的結(jié)構(gòu)，可以阻斷脂質(zhì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[19]，與茶多酚抗氧化機(jī)理類似.添加150 ppmBHA的樣品抑制共軛二烯值的效果不如添加了450 ppmBHA的油樣，所以茶多酚能有效抑制初級(jí)產(chǎn)物的產(chǎn)生.

2.3 兩種抗氧化劑對(duì)大豆油中的硫代巴比妥酸值的影響

巴比妥酸值是衡量油脂氧化中次級(jí)氧化產(chǎn)物的一項(xiàng)指標(biāo).油脂在氧化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多醛類,可與硫代巴比妥酸產(chǎn)生有色復(fù)合物，硫代巴比妥酸值可以反應(yīng)油脂的氧化程度[20].

圖3表示添加不同抗氧化劑對(duì)大豆油中硫代巴比妥酸值的影響.兩種抗氧化劑以及不同添加量都明顯低于空白對(duì)照，說(shuō)明BHA和茶多酚都能明顯降低硫代巴比妥酸值.對(duì)于兩種添加水平的茶多酚的油樣來(lái)說(shuō)，添加量為450 ppm產(chǎn)生的巴比妥酸值稍高于添加150 ppm的，但兩種添加水平都比BHA能有效抑制硫代巴比妥酸值的生成.研究表明，在大豆色拉油中，100 ppm茶多酚的抗氧因子高于BHA，活性氧試驗(yàn)也從側(cè)面表明茶多酚抗氧化活性較高[21].

圖3 含不同抗氧劑的大豆油的硫代巴比妥酸值的變化

2.4 兩種抗氧化劑對(duì)大豆油中茴香胺值的影響

茴香胺值是表示油脂氧化中產(chǎn)生的醛類化合物的多少，特別是不飽和醛類(α-不飽和醛，β-不飽和醛).醛類化合物是油脂在氧化時(shí)不飽和脂肪酸分解產(chǎn)生的一類化合物，代表的是次級(jí)氧化產(chǎn)物，茴香胺數(shù)值大表明油脂氧化變質(zhì)嚴(yán)重[22].

由圖4可以看出，添加抗氧化劑的油樣和空白油樣的茴香胺值都是隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)而上升，表明油脂在加速氧化過(guò)程中，油脂氧化產(chǎn)生的氫過(guò)氧化物分解，生成醛酮類物質(zhì)，氧化時(shí)間越長(zhǎng)，油脂變質(zhì)越嚴(yán)重，茴香胺值也逐漸上升.茴香胺值的變化與油脂的儲(chǔ)藏時(shí)間溫度密切相關(guān)，原因是只有油脂氧化達(dá)到一定程度，產(chǎn)生醛、酮類小分子物質(zhì)時(shí)，才會(huì)表現(xiàn)出香胺值的變化[23].并且茶多酚抑制茴香胺值的效果優(yōu)于BHA,兩種水平的BHA來(lái)說(shuō)，濃度越高，茴香胺值越小，但是對(duì)于茶多酚來(lái)說(shuō)，150 ppm抑制茴香胺的效果稍優(yōu)于450 ppm,茴香胺值大于10表示油脂以及嚴(yán)重氧化腐敗，茶多酚能更好的抑制油脂次級(jí)氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生.

圖4 含不同抗氧劑的大豆油的茴香胺值的變化

2.5 兩種抗氧化劑對(duì)大豆油中酸價(jià)的影響

酸價(jià)反應(yīng)的是油樣中含游離脂肪酸的多少，油脂因?yàn)楦邷睾退值绕渌趸蛩氐拇嬖?，?huì)發(fā)生水解，產(chǎn)生脂肪酸分子和甘油分子，導(dǎo)致油脂酸敗，產(chǎn)生游離脂肪酸，尤其是小分子脂肪酸會(huì)產(chǎn)生不良?xì)馕禰24].

圖5反應(yīng)的是含不同添加水平的抗氧化劑的大豆油在烘箱實(shí)驗(yàn)中油脂酸價(jià)的變化情況.含不同抗氧化劑的酸值都是隨著氧化時(shí)間的增大呈現(xiàn)上升的趨勢(shì).空白油樣的酸價(jià)明顯上升，而兩種水平的BHA的酸價(jià)值比較接近，含不同水平茶多酚油樣的酸價(jià)也是逐漸上升,并且低于BHA，所有添加茶多酚也能有效的抑制大豆油的酸價(jià).徐健飛等[25]實(shí)驗(yàn)表明在80±1 ℃ 的恒溫條件下，不同含量抗氧化劑對(duì)油品的酸價(jià)影響不大，各油樣的酸價(jià)只與氧含量的高低有關(guān)，形成浮動(dòng)變化.

圖5 含不同抗氧化劑的大豆油的酸價(jià)的變化

3 結(jié)論

添加抗氧化劑茶多酚，BHA都能抑制大豆油的氧化，以凝膠的形式將水溶性茶多酚加入大豆油中,能有效抑制大豆油的氧化酸敗，并且同水平添加量的茶多酚的抗氧化效果優(yōu)于BHA，不同濃度的同種抗氧化劑對(duì)大豆油的抗氧化效果不同，450 ppmBHA抗氧化效果優(yōu)于150 ppm，而150 ppm茶多酚凝膠的抗氧化效果要優(yōu)于450 ppm，其原因有待進(jìn)一步研究.未來(lái)可以對(duì)此茶多酚凝膠進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，和其他抗氧化效果較好的抗氧化劑做比較研究.茶多酚可作為一種天然有效的抗氧化劑應(yīng)用于油脂中，具有廣闊的前景.