天然抗氧化剂对牡丹籽油氧化稳定性的影响

高原菊

(四川旅游学院，四川成都 610100)

牡丹籽油含有亚油酸22.19%，亚麻酸35.70%，油酸27.14%，因而在2011年3月，其被中国卫生部批准为新资源食品［1］。同时，丰富的不饱和脂肪酸也使得牡丹籽油在长时间储藏过程中易发生氧化酸败，产生醛、酮和醇等有害物质，限制了其的应用［2］。目前，阻止油脂氧化酸败最行之有效的手段便是添加抗氧化剂［3］，人工合成的叔丁基羟基茴香醚(BHA)、BHT、丁基对苯二酚(TBHQ)等抗氧化剂虽效果较好，但安全性却亟待证实。有研究人员［4］曾对人工合成的BHA、BHT、TBHQ抗氧化剂进行高剂量动物试验，证明BHA、BHT、TBHQ会导致明显的肝肿大;BHT还能通过增强肝和肺微粒体酶的活性，使得人体摄取的其他物质变成有毒或致癌物。因此，许多欧亚国家已相继采取立法的形式来限制合成抗氧化剂的使用［5］。天然抗氧化剂则可通过提供氢原子作为自由基的受体，破坏脂肪酸氧化的链式反应或螯合油脂中的金属离子来达到抗氧化目的［6］。天然抗氧化剂是当前油脂抗氧化技术研究的热点，已在核桃油［7］、菜籽油［8］、葵花籽油［9］等常用食用油脂上得到应用，却仍未见在功能性牡丹籽油上的利用研究。

本研究依据GB 2760—2011《食品添加剂使用标准》，拟对茶多酚、迷迭香提取物、生育酚、大豆异黄酮及葡萄籽提取物5种天然抗氧化剂进行复配组合的研究，力求找到对牡丹籽油具有良好效果的复配天然抗氧化剂配方。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牡丹籽油:山东省博发油脂有限公司;

BHT:纯度≥90%，上海凯茵化工有限公司;

迷迭香提取物:鼠尾草酸≥20%，河南森源本草天然产物股份有限公司;茶多酚:脂溶性，纯度≥90%，河南建业化工有限公司;生育酚:α、β、γ、δ生育酚总含量≥50%，陕西瑞源生物科技有限公司;

大豆异黄酮:纯度≥40%，哈尔滨百爱科技有限公司;葡萄籽提取物:陕西昂盛生物医药科技有限公司;

三氯甲烷、冰乙酸、硫代硫酸钠:分析纯，国药集团化学试剂有限公司;

重铬酸钾、碘化钾:分析纯，西陇化工股份有限公司;可溶性淀粉:分析纯，德易化工有限公司。

1.2 主要仪器设备

电热恒温鼓风干燥箱:GZX-9146 MBE型，上海博讯实业有限公司医疗设备厂;电子天平:AN0895E型，上海民桥精密科学仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 油脂加速氧化试验 采用Schaal烘箱法［10］，将含有一定浓度抗氧化剂的牡丹籽油样品置于(62±1)℃的电热恒温鼓风干燥箱中，每隔1天振荡1次，每次持续约10 s，并交换油样在恒温箱中的位置。按规定的间隔时间取样，测定该样的过氧化值。以不加任何抗氧化剂的牡丹籽油作为空白。

1.3.2 天然抗氧化剂对牡丹籽油氧化稳定性的影响 依据GB 2760—2011(试验中如无特别说明，均按该标准允许的最大添加量进行)对食品添加剂的使用标准，分别添加茶多酚、迷迭香提取物、生育酚、大豆异黄酮及葡萄籽提取物到牡丹籽油中。采用Schaal烘箱法加速油脂氧化，定期取样测定POV值，以考察天然抗氧化剂单独使用时对牡丹籽油氧化稳定性的影响。同时，试验过程中以未添加任何抗氧化剂的样品为空白对照组。详见表1。

表1 天然抗氧化剂的单独添加量Table 1 The formulation design of single antioxidants

表1 天然抗氧化剂的单独添加量Table 1 The formulation design of single antioxidants

“—”表示国标未作说明。

添加量及国家标准茶多酚/(g·kg－1)迷迭香提取物/(g·kg－1)生育酚/(g·kg－1)大豆异黄酮/(g·kg－1)葡萄籽提取物/(g·kg－1)BHT/(g·kg－1)0.2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 GB 2760 ≤0.4 ≤0.7 适量添加 — — ≤添加量

1.3.3 茶多酚、迷迭香提取物、生育酚的协同抗氧化作用 研究［11］表明，复配抗氧化剂可以相互修复再生，形成氧化还原循环系统，从而使抗氧化活性显著强于单体抗氧化剂。为找到对牡丹籽油有良好效果的复配天然抗氧化剂配方，本研究根据试验1.3.2的结果，挑选出单独使用时抗氧化效果较好的茶多酚、迷迭香提取物、生育酚为研究对象。依据抗氧化剂混合使用时，各自用量占其最大使用量比例之和不应超过1的原则［6］，进行两两复配，得到配方 A、B、C。详见表2。采用Schaal烘箱法加速油脂氧化，定期取样测定其POV值，以考察天然抗氧化剂间的增效作用。

表2 协同抗氧化配方Table 2 The formula of synergistic antioxidant /(g·kg－1)

表2 协同抗氧化配方Table 2 The formula of synergistic antioxidant /(g·kg－1)

“—”表示未添加。

配方 迷迭香提取物 生育酚 苯多酚A—0.2 0.2 B 0.2 0.2 —C 0.2 —0.2

1.3.4 柠檬酸的抗氧化增效作用 柠檬酸为金属螯合剂，能与油脂中的金属离子结合形成稳定的金属络合物，从而使金属离子失去氧化催化能力，提高牡丹籽油的氧化稳定性。同时，产生的氢离子又可以使抗氧化剂再生，从而起到增效作用［12］。本研究依据试验 1.3.2 和 1.3.3 的结果并选择柠檬酸作为天然抗氧化剂的增效剂，分别与茶多酚、迷迭香提取物、生育酚混合后添加到牡丹籽油中(具体为0.4 g/kg茶多酚 +0.2 g/kg 柠檬酸、0.4 g/kg 迷迭香提取物 +0.2 g/kg柠檬酸、0.4 g/kg生育酚 +0.2 g/kg柠檬酸)。采用 Schaal烘箱法加速油脂氧化，定期取样测定POV值，以考察柠檬酸的抗氧化增效作用。

1.3.5 过氧化值的测定 按GB/T 5538—2005执行。

2 结果与讨论

2.1 不同天然抗氧化剂对牡丹籽油氧化稳定性的影响

由表3可知，无论是否添加抗氧化剂，牡丹籽油的POV值总是随着储藏时间的延长而不断增加，且在16 d之后，增加的幅度变大。这提醒消费者，对于功能性牡丹籽油不宜长期储藏，越早食用越好;在进行试验的20 d内，这5种天然抗氧化剂对牡丹籽油均有一定的抗氧化作用。抗氧化能力的高低顺序为:迷迭香提取物＞茶多酚＞生育酚＞大豆异黄酮＞葡萄籽提取物，故选择抗氧化能力较强的迷迭香提取物、茶多酚、生育酚进行后续的试验。值得注意的是，单独使用这5种天然抗氧化剂时的抗氧化能力均要差于人工合成的BHT。

2.2 茶多酚、迷迭香提取物、生育酚的协同抗氧化作用

由表4可知，在进行试验的20 d内，这3种复配天然抗氧化剂对牡丹籽油均有一定的抗氧化作用，抗氧化能力的高低顺序为:B(0.2 g/kg迷迭香提取物+0.2 g/kg生育酚)＞C(0.2 g/kg迷迭香提取物 +0.2 g/kg茶多酚)＞A(0.2 g/kg生育酚+0.2 g/kg茶多酚)，且效果最佳的配方B较接近于人工合成的BHT，可作为日后BHT的替代物;由2.1的结果已知，单独使用迷迭香提取物和生育酚为抗氧化剂时的效果要显著差于BHT。而当两者按一定的比例混合使用时的抗氧化效果却较接近于BHT。这可能是因为复配天然抗氧化剂在发挥抗氧化作用的同时，其相互之间产生的游离基生成新的酚类化合物，该化合物可进一步与过氧化自由基结合而成为相对稳定的物质，继续发挥抗氧化作用，使其抗氧化性能得以增强［13，14］。同时，由于不同化合物含有的活性羟基数不同，所能提供的氢个数也就不同，在同等剂量的情况下，配方B能提供更多的氢给牡丹籽油中的自由基，延缓其的氧化过程，故配方B的抗氧化效果又要优于A及C，协同抗氧化增效作用更加突出。

表3 不同天然抗氧化剂对牡丹籽油氧化稳定性的影响Table 3 The effect of natural antioxidants on oxidative stability of peony seed soil/(10 －2g·g－1)

表4 协同抗氧化作用Table 4 The effect of synergistic antioxidation/(10 －2g·g－1)

2.3 柠檬酸的抗氧化增效作用

柠檬酸本身不具有抗氧化作用，但其具有多羟基结构，羟基氢可释放出来，使天然抗氧化剂的功能恢复。同时，多羟基结构能螯合金属离子，将金属离子包容在络合结构中，使其与油脂隔离，不再起助氧化的作用［15］。因此，柠檬酸常被作为抗氧化剂的增效剂。由图1可知，在第15天时，仅仅单独添加3种天然抗氧化剂牡丹籽油的POV值要比多添加了柠檬酸的要高，这说明柠檬酸对茶多酚、迷迭香提取物、生育酚的抗氧化有一定的增效作用。同时，添加0.2 g/kg柠檬酸和0.4 g/kg迷迭香提取物牡丹籽油的POV值要低于添加了BHT的油样，这说明0.2 g/kg柠檬酸和0.4 g/kg迷迭香提取物混合物的抗氧化效果要好于BHT，同样也就要比试验1.3.3 的 B(0.2 g/kg迷迭香提取物 +0.2 g/kg生育酚)配方效果要更好，原因可能与结果2.2分析相似，是由于柠檬酸相较于生育酚含有更多的活性羟基，但也可能是由于所加迷迭香提取物的量不同而导致的差异。

图1 柠檬酸的增效作用Figure 1 The effect of citric acid antioxidant synergism

3 结论

(1)所选的5种常规天然抗氧化剂对牡丹籽油均有一定程度的抗氧化效果，抗氧化能力的高低顺序为:迷迭香提取物＞茶多酚＞生育酚＞大豆异黄酮＞葡萄籽提取物。若单独从抗氧化效果来考量，所选的5种天然抗氧化剂均不能代替人工合成的BHT;若考虑到安全性的问题，则迷迭香提取物是代替BHT的较佳选择。

(2)迷迭香提取物、茶多酚和生育酚彼此间存在着协同抗氧化作用，且0.2 g/kg迷迭香提取物+0.2 g/kg生育酚的复配物对牡丹籽油具有相对较好的抗氧化效果，但要差与人工合成的BHT;柠檬酸对迷迭香提取物、茶多酚和生育酚的抗氧化性均有较好的增效作用，且0.2 g/kg柠檬酸+0.4 g/kg迷迭香提取物混合物的抗氧化效果要好于BHT，这为今后更好的储藏牡丹籽油提供了理论基础。

(3)柠檬酸和迷迭香提取物的复配使用在一定程度上可以提高牡丹籽油抗氧化效果，但是对于这两者在抗氧化反应中所做的具体贡献即反应机理还未探明，这也阻碍了对其建立合适的量化标准，毕竟柠檬酸是一种酸度调节剂，用量过多，反而会促了油脂的氧化酸败发生，故探明该反应的机理将是本课题迫在眉睫的任务。

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