華山松籽油的氧化穩(wěn)定性

郭劍霞，蔣漢明，李書啟，王昌祿，吳志建

（1.天津天獅學(xué)院生物工程學(xué)院，天津 301700；2.天津科技大學(xué)食品工程與物技術(shù)學(xué)院，食品營養(yǎng)與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300457；3.河北聯(lián)合大學(xué)附屬醫(yī)院，河北唐山 063000）

華山松是我國的特有樹種，華山松籽仁既是美味食物，又是食療佳品，倍受醫(yī)學(xué)家、營養(yǎng)學(xué)家推崇。在中國，食用松籽的歷史已有3000 多年，早在唐朝以前，我國勞動(dòng)人民就已將松籽仁作為養(yǎng)身佳品，認(rèn)為常吃松籽仁能延年益壽[1-3]。華山松籽經(jīng)清理、剝殼制成料胚后采用超臨界二氧化碳萃取或壓榨等方法制取油脂。

華山松籽油中含量最高的是亞油酸，占63 %，油酸占26%。華山松籽油具有防止動(dòng)脈粥樣硬化，降低膽固醇及預(yù)防心血管病的發(fā)病率的功能作用[3]。據(jù)流行病學(xué)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，膳食中的不飽和脂肪酸與冠心病的死亡率之間呈明顯的負(fù)相關(guān)。但不飽和脂肪酸在光照、有氧、高溫下極易自動(dòng)氧化或發(fā)生過氧化反應(yīng)，脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物是使人衰老的因素之一，大量過氧化脂質(zhì)的產(chǎn)生，會(huì)對(duì)DNA 產(chǎn)生直接或間接損傷，最終影響基因表達(dá)，從而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[4-5]。華山松籽油脂肪酸組成以不飽和脂肪酸為主，極易被空氣中氧所氧化產(chǎn)生一些對(duì)人體有害的物質(zhì)。

國內(nèi)外有關(guān)植物油儲(chǔ)藏技術(shù)多有報(bào)道，主要采用避光、真空、低溫、充惰性氣體及添加抗氧化劑等方法防止植物油氧化酸敗[5-6]。有關(guān)華山松籽油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性研究報(bào)道極少。本研究通過分析儲(chǔ)藏期間華山松籽油過氧化值變化，探索最佳的儲(chǔ)藏條件，以期為華山松籽油的加工和貯存提供一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料、儀器

華山松籽仁：購自吉林省松寶公司。碘化鉀、硫代硫酸鈉、冰乙酸、三氯甲烷、可溶性淀粉、叔丁基對(duì)苯二酚（TBHQ）、海藻酸鈉、檸檬酸等均為國產(chǎn)分析純。

電熱鼓風(fēng)干燥箱、電熱恒溫水浴鍋：天津天宇實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；HA 221-50-06 型超臨界萃取裝置：江蘇南通華安超臨界萃取有限公司；AW220 型萬分之一電子天平：日本島津公司。

1.2 方法

1.2.1 華山松籽油的提取

華山松籽仁粉碎后過20 目篩，用超臨界CO2萃取裝置進(jìn)行萃取。經(jīng)試驗(yàn)得最佳萃取條件為：萃取壓力35 MPa，萃取溫度45 ℃，CO2流量30 L/h，萃取時(shí)間120 min。收集得到澄清的淺黃色華山松籽油。

1.2.2 華山松籽油氧化穩(wěn)定性的測(cè)定

在不同貯存條件下的華山松籽油，由于其自動(dòng)氧化作用，在放置一段時(shí)間后，其過氧化物的含量將不斷增加，按照GB/T 5009.37-2003《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[7]，定期測(cè)定其過氧化值（POV），以此來表示華山松籽油的氧化速度，每個(gè)樣品重復(fù)3 次，取平均值（以下相同）。

1.2.3 烘箱法耐熱實(shí)驗(yàn)

在用超臨界CO2萃取制得的華山松籽油中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%、0.15%（按VE∶PUFA 計(jì)）的天然VE，然后將空白和樣品分別放在烘箱內(nèi)60 ℃條件下儲(chǔ)存，并定期于0、2、4、6、8、10 d 時(shí)測(cè)定其過氧化值。

1.2.4 貯藏溫度對(duì)華山松籽油穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

各取25 g 華山松籽油于4 個(gè)具塞錐形瓶中，1 個(gè)置于室內(nèi)自然溫度（大約25 ℃）條件下，另外3 個(gè)分別置于37、55、65 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，并定期于0、2、4、6、8、10 d 時(shí)測(cè)定其過氧化值。以此得到不同溫度下松籽油的過氧化值變化趨勢(shì)圖。

1.2.5 光照對(duì)華山松籽油的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

稱取兩份相同質(zhì)量的松籽油各25 g，將一份置于無色的玻璃瓶中，另一份置于棕色的玻璃瓶中，以烘箱加速氧化法，均置于60 ℃的數(shù)顯恒溫干燥箱中，并定期于0、2、4、6、8、10 d 時(shí)測(cè)定其過氧化值。

1.2.6 微膠囊化對(duì)華山松籽油氧化穩(wěn)定性的影響

采用濃度為2.5%的海藻酸鈉作為主要壁材對(duì)松籽油進(jìn)行包埋，同時(shí)添加一些抗氧化劑制成微膠囊顆粒。將制備的微膠囊置于室溫條件下，定期于0、5、10、15、20、25、30 d 時(shí)測(cè)定其過氧化值。將微膠囊化油脂的過氧化值隨時(shí)間的變化趨勢(shì)作圖。

1.2.7 抗氧化劑與增效劑的協(xié)同作用對(duì)華山松籽油氧化穩(wěn)定性的影響

稱取5 份相同質(zhì)量的華山松籽油25 g，置于室溫條件下，選用TBHQ 和VE作為松籽油的抗氧化劑，并考查增效劑檸檬酸對(duì)二者抗氧化效果的影響。定期于0、5、10、15、20、25、30 d 時(shí)測(cè)定其過氧化值。

1.2.8 Cu2+、Fe3+對(duì)華山松籽油穩(wěn)定性的影響

稱取3 份25 g 華山松籽油，向華山松籽油中加入0.5 mol/ L 的CuSO4、Fe（2S04）3溶液各1 mL，對(duì)照樣品中加入1 mL 蒸餾水，放置于60℃的恒溫箱中加速氧化，定期于0、2、4、6、8、10 d 時(shí)測(cè)定其過氧化值。

2 結(jié)果與討論

2.1 烘箱法耐熱實(shí)驗(yàn)

在用超臨界CO2萃取制得的華山松籽油中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%、0.15%（按VE∶PUFA 計(jì)）的天然VE，然后將空白和樣品分別放在烘箱內(nèi)60 ℃條件下儲(chǔ)存，于0、2、4、6、8、10 d 時(shí)測(cè)定其過氧化值。研究華山松籽油添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的天然VE在烘箱內(nèi)60 ℃條件下儲(chǔ)存時(shí)過氧化值隨時(shí)間的變化，其結(jié)果如圖1 所示。

圖1 不同添加量的VE對(duì)華山松籽油氧化穩(wěn)定性的影響Fig.1 THe effect of different vitamin E content on stabilization of PAFO

植物油在高溫誘導(dǎo)并添加不同濃度的抗氧化劑時(shí)，其氧化穩(wěn)定性存在很大差異。由圖1 可見，隨時(shí)間延長，添加不同天然VE量的各樣品其過氧化值均呈上升趨勢(shì)，在測(cè)試前各個(gè)樣品過氧化值相同僅為1.2 meq/kg，10 d 后添加0.15%的天然VE的過氧化值變化幅度最大，達(dá)78.3 meq/kg，不添加VE的對(duì)照樣品的過氧化值為58.1 meq/kg，而添加0.10%的天然VE樣品的過氧化值則只有32 meq/kg。在華山松籽油中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10%的天然VE時(shí)，VE所起的抗氧化效果較好，而VE添加量大于0.10%時(shí)，其過氧化值反而升高，抗氧化效果不好。因此，并不是VE添加量越多越好。這可能是由于VE添加量多時(shí)VE氧化變成生育酚，從而降低了VE的抗氧化效果。

2.2 貯藏溫度對(duì)華山松籽油穩(wěn)定性的影響

貯藏溫度對(duì)華山松籽油穩(wěn)定性的影響見圖2所示。

圖2 不同溫度下華山松籽油的過氧化值變化趨勢(shì)Fig.2 The variety of POV of PAFO under different temprature

從圖2 可見，保藏溫度越低，華山松籽油越穩(wěn)定，其過氧化值增長緩慢。反之，隨著溫度的升高，華山松籽油的過氧化值也呈大幅度上升趨勢(shì)。該油脂在25℃時(shí)保藏10 d 后，其過氧化值僅為5.7 meq/kg；而在65 ℃加速氧化的條件下，只需3 d 其過氧化值就達(dá)到14.7 meq/kg，已超過標(biāo)準(zhǔn)。可見，溫度對(duì)華山松籽油的過氧化有著明顯的促進(jìn)作用。

2.3 光照對(duì)華山松籽油穩(wěn)定性的影響

光照條件對(duì)華山松籽油氧化穩(wěn)定性的影響如圖3所示。

圖3 光照對(duì)過氧化值的影響Fig.3 The effect of the ray on POV

從圖3 可以看出，不避光條件保存的華山松籽油的穩(wěn)定性要比避光條件下保存松籽油的穩(wěn)定性差。這是因?yàn)樵谟椭淖詣?dòng)氧化初期，光氧化是關(guān)鍵的誘因。其基本過程是：基態(tài)氧分子在光敏劑以及紫外光的共同作用下，生成激發(fā)態(tài)的氧，激發(fā)態(tài)氧直接與基態(tài)的含烯物的雙鍵作用，生成氫過氧化物[8-9]。從上圖中我們還可以看出，光照條件下保存的松籽油，過氧化值基本是迅速上升，而避光條件下保存的松籽油在保存6 d 后過氧化值僅為10.5 meq/kg，其過氧化值速度上升很緩慢，存在較長的一個(gè)穩(wěn)定期。

2.4 制備微膠囊對(duì)華山松籽油氧化穩(wěn)定性的影響

采用濃度為2.5%的海藻酸鈉作為主要壁材對(duì)華山松籽油進(jìn)行包埋，同時(shí)添加一些抗氧化劑制成微膠囊顆粒，研究微膠囊化油脂的過氧化值隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，其結(jié)果如圖4 所示。

圖4 微膠囊化對(duì)松籽油的過氧化的影響Fig.4 The POV of PAFO changed by microencapsulation

植物油在被微膠囊化后可抑制內(nèi)容物的氧化。圖4 是以海藻酸鈉作為主要壁材，同時(shí)添加一些抗氧化劑制成微膠囊粉末。由圖4 可見，未經(jīng)包埋的松籽油在常溫下的保質(zhì)期只有15 d，在空氣中自然光及氧氣的作用下，15 d 后，其過氧化值即超出食用標(biāo)準(zhǔn)。包埋在微膠囊中的油脂，保存至一個(gè)月后過氧化值仍未超標(biāo)。而在包埋時(shí)加入適量的抗氧化劑，可以有效控制華山松籽油的過氧化，保藏一個(gè)月后，該樣品過氧化值無明顯升高。

2.5 抗氧化劑與增效劑對(duì)華山松籽油氧化穩(wěn)定性的協(xié)同作用

將檸檬酸、VE與TBHQ 進(jìn)行協(xié)同效應(yīng)試驗(yàn)，考察增效劑檸檬酸對(duì)抗氧化劑TBHQ 與VE抗氧化效果的影響，其結(jié)果如圖5 所示。

圖5 增效劑對(duì)抗氧化劑的協(xié)同作用Fig.5 The effect of synergistic agent on antioxidants

從圖5 可以看出，與對(duì)照相比，添加抗氧化劑能夠有效延緩華山松籽油的過氧化，且TBHQ 的抗氧化效果明顯優(yōu)于天然VE。添加天然VE可以在一定程度上延緩華山松籽油的過氧化，但同時(shí)添加增效劑檸檬酸時(shí)，華山松籽油的過氧化值反而較單獨(dú)添加VE時(shí)有所升高。添加TBHQ 的華山松籽油其過氧化值在一個(gè)月內(nèi)無明顯升高，而同時(shí)添加增效劑檸檬酸和TBHQ 的松籽油，其過氧化值則更低，在一個(gè)月后仍無明顯變化。可見，檸檬酸雖不宜作為天然VE的抗氧化增效劑，但能夠有效促進(jìn)TBHQ 的抗氧化作用。

2.6 Cu2+、Fe3+對(duì)華山松籽油氧化穩(wěn)定性的影響

向華山松籽油中添加Cu2+、Fe3+兩種金屬離子，研究Cu2+、Fe3+對(duì)華山松籽油穩(wěn)定性的影響，其結(jié)果如圖6 所示。

圖6 金屬離子對(duì)華山松籽油氧化穩(wěn)定性的影響Fig.6 The effect of metallic ion on stabilization of PAFO

由圖6 可以看出，在60 ℃條件下，不添加金屬離子的樣品隨著時(shí)間的延長過氧化值上升緩慢，10 d 后的過氧化值為58 meq/kg。而添加Cu2+、Fe3+兩種金屬離子的華山松籽油的過氧化值隨著處理時(shí)間的延長明顯升高，10 d 后的過氧化值分別達(dá)到103.4 meq/kg 和88.7 meq/kg。Cu2+對(duì)過氧化值的影響要高于Fe3+。說明金屬離子促進(jìn)華山松籽油的氧化，且Cu2+的影響更大，在華山松籽油的保存中應(yīng)避免與Cu2+、Fe3+接觸。

3 結(jié)論

1）添加適量的VE能夠延緩華山松籽油的過氧化，但添加量超過一定范圍后，反而促進(jìn)其氧化。

2）溫度的升高對(duì)華山松籽油的過氧化有著明顯的促進(jìn)作用，保藏溫度越低，華山松籽油越穩(wěn)定。

3）不避光條件保存的華山松籽油的穩(wěn)定性要比避光條件下保存的穩(wěn)定性差。在避光條件下保存的華山松籽油，其過氧化值速度上升很緩慢，存在較長的一個(gè)穩(wěn)定期。

4）以海藻酸鈉為主要壁材對(duì)華山松籽油進(jìn)行包埋制備微膠囊，可以有效防止華山松籽油的過氧化。而在包埋時(shí)加入適量的抗氧化劑，可以有效控制其過氧化，保藏一個(gè)月后，該樣品過氧化值仍無明顯升高。

5）添加抗氧化劑能夠有效延緩華山松籽油的過氧化，且TBHQ 的抗氧化效果明顯優(yōu)于天然維生素E。檸檬酸雖不宜作為天然維生素E 的抗氧化增效劑，但能夠有效促進(jìn)TBHQ 的抗氧化作用。

6）向華山松籽油中添加Cu2+、Fe3+兩種金屬離子，過氧化值明顯升高，且Cu2+的影響更大。

[1]于俊林,車喜家,常紀(jì)慶.松仁的化學(xué)成分及功效[J].人參研究,2001,13(1)：25-27

[2]李哲敏.松籽仁的營養(yǎng)保健功能[J].農(nóng)牧產(chǎn)品開發(fā),2001,7(2)：23

[3]趙景聯(lián).華山松籽仁的營養(yǎng)成分分析及產(chǎn)品開發(fā)[J].西部糧油科技,1998,23(5)：33

[4]Cerdan LE,Medina AR.Synthesis of polyunsaturated fatty acid-enriched triglycerides by lipase-catalyzed esterification[J].Journal of the american oil chemists scociety,1998,75(10)：1329-1337

[5]Wen ZY,Chen F.Heterotrophic production of eicosapentaenoic acid by microalgae[J].Biotechnol advance,2003,21(7)：273-294

[6]萬忠民.不同儲(chǔ)藏溫度下植物油的品質(zhì)劣變[J].糧食與食品工業(yè),2005,12(2)：32

[7]中華人民共和國衛(wèi)生部,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 5009.37-2003 食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003：306-307

[8]王鳳玲,孫麗芹.脂類的催化氧化[J].中國油脂,1998,23(4)：53

[9]孫麗芹,董新偉.脂類的自動(dòng)氧化機(jī)理[J].中國油脂,1998,23(5)：57