樟樹葉多酚復合抗氧化劑配方的篩選及優(yōu)化

李文清 李忠海 付湘晉 張 慧 楊海清 黎繼烈

（中南林業(yè)科技大學食品科學與工程學院，湖南 長沙 410004）

樟樹 ［Cinnamomum camphora （L.）Presl］是樟樹屬常綠喬木植物，是中國特產(chǎn)珍貴用材和經(jīng)濟林樹種，在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)木材、制造香料、油脂、醫(yī)藥、日用化工產(chǎn)品都有應用［1］。樟樹葉主要用于提取芳樟葉油，而提油后的殘渣沒有被充分利用，造成資源的嚴重浪費。樟樹葉中還含有多酚物質(zhì)、多糖、β－胡蘿卜素等對人體有益的物質(zhì)。目前，對樟樹葉片中黃酮、色素以及樟油和樟腦都已有研究［2，3］。

冉曉敏等［4］用雙水相體系提取樟樹葉多酚，采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)法研究得出了樟樹葉多酚的最佳提取工藝，并對樟樹葉多酚的抗氧化活性進行了研究。孫崇魯?shù)龋?］用烘箱貯存法研究樟樹葉中黃酮提取物在豬油中的抗氧化活性，結(jié)果表明樟樹葉黃酮提取物具有一定的抗氧化效果，且抗氧化性隨添加量的增加而增強。曾娟等［6］發(fā)現(xiàn)樟多酚與Vc、VE、檸檬酸在抑制油脂氧化過程中起協(xié)同抗氧化作用。但是，目前未見樟樹葉多酚與其他抗氧化劑復配配方的相關研究，多酚類物質(zhì)具有減肥、降脂、抗癌等功效，具有促進健康的作用。本試驗采用成本較低的樟樹葉做主要原料，提取其多酚作為配制復合天然抗氧化劑的主要成分，以GB 2760——2011為參考，與中國批準可以加在食用油里的天然抗氧化劑如迷迭香提取物［7，8］、甘草提取物［9，10］、茶多酚［11，12］、天然竹葉提取物［13，14］進行復配，這幾種天然抗氧化劑都具有一定的抗氧化性，而多種天然抗氧化劑的復合使用會使抗氧化效果增強，因此先對這幾種抗氧化劑的復配組合進行篩選，然后通過正交試驗對篩選出的成分進行優(yōu)化組合，采用Schaal烘箱法加速氧化，得出一個抗氧化效果相對最好的天然抗氧化劑的組合配方。

1 材料與方法

1.1 材料

豬油：市售豬板油濕法熬制。

樟樹葉多酚提取物：采集樟樹葉風干后，以60%乙醇作為溶劑在70℃水浴條件下提取2h，得到的提取液轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在40～50℃水浴溫度下減壓濃縮，得樟樹葉多酚提取物，提取物中多酚含量1.35%，冷凍干燥36h備用；

茶多酚（兒茶素含量65%）、迷迭香提取物（鼠尾草酸25%）、竹葉提取物（黃酮含量35%）、甘草提取物（黃酮含量25%）：長沙茂森生物科技有限公司；

羥基茴香醚（BHA純度≥98.5%）、二丁基羥基甲苯（BHT≥99.0%）、叔丁基對苯二酚（TBHQ 純度97%）：均為粉末狀，美國sigma公司；

碘化鉀、硫代硫酸鈉、可溶性淀粉、異辛烷、冰乙酸等試劑：均為分析純。

1.2 儀器

分析電子天平：BS224S型，常州諾基儀器有限公司；

電熱恒溫培養(yǎng)箱：DH6000BⅡ型，廣州滬瑞明儀器有限公司；

電子恒溫水浴鍋：Dzkw－4型，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：RE－52A型，上海亞榮生化一廠。

1.3 氧化誘導試驗

Schaal烘箱法［15］。將50g油樣，置于100mL燒杯，敞口，按要求稱取各種抗氧化劑組合，40℃水浴，攪拌幫助其溶解，過濾以去除加入抗氧化劑的油樣中的不溶性物質(zhì)，將油樣置于（60±0.5）℃恒溫箱中，每隔24h測定油樣的過氧化值（POV）。當過氧化值達到5.9mmol／kg即可終止試驗，這段時間就作為誘導時間。

將復配組合的抗氧化劑添加在豬油中，經(jīng)氧化誘導試驗測定過氧化值，進而計算出誘導時間，以未加入抗氧化劑的豬油及都加入這幾種抗氧化劑的油樣做對比，用于確定茶多酚、迷迭香提取物、竹葉黃酮、甘草黃酮是否對復合抗氧化劑的抗氧化性起到一定的作用。以對照組為標準，假如加入或去掉某一抗氧化劑對油樣的誘導時間沒有顯著的影響，就表明此種抗氧化劑對這種組合的復合抗氧化劑的整體抗氧化性影響不大，可以除去，反之就可以留下。篩選出復合抗氧化劑的幾種組分，再進行正交試驗優(yōu)化配方。

1.4 測定方法

1.4.1 過氧化值的測定 按 GB／T 5538——2005測定。

1.4.2 油樣氧化所需的誘導時間 根據(jù)文獻［15］，在動力學上，油脂的氧化歸于一級反應，反應方程經(jīng)積分推導得：

式中：

C—— 過氧化值，mmol／kg；

k——速度常數(shù)；

t—— 時間，h；

C0—— 油樣的初始過氧化值，mmol／kg。

根據(jù)式（1）就可以求出油樣的氧化速率常數(shù)k，經(jīng)過回歸計算，得出回歸方程，由回歸方程能計算出油樣的誘導時間，即油樣的過氧化值達到5.9mmol／kg時所經(jīng)歷的時間。

2 結(jié)果與分析

2.1 樟樹葉多酚提取物添加量對豬油的抗氧化作用

由圖1可知，隨著樟樹葉多酚提取物添加量的增大，其對豬油體系中的過氧化值增加的趨勢逐漸趨于平緩。當添加量超過0.05%（基于豬油質(zhì)量計，下同）時，添加樟樹葉多酚提取物的豬油的過氧化值變化相對較?。惶砑恿繛?.20%時，油樣的過氧化值隨著時間的變化增長速率比較平緩，即能較好的抑制豬油的氧化進程。

2.2 復合天然抗氧化劑組成的篩選

茶多酚、迷迭香提取物、竹葉黃酮、甘草黃酮的添加量參考中國GB 2760——2011食品添加劑使用標準和購買廠家的建議，樟樹葉多酚的添加量占復合抗氧化劑的大部分，篩選組合見表1。

圖1 樟樹葉多酚提取物添加量對豬油POV的影響Figure 1 Effects of adding different amount of camphor leaves extracts on lard POV

表1 復合天然抗氧化劑組成篩選表?Table 1 Compound scheme of 5natural antioxidants

由表1可知，未加入任何抗氧化劑的油樣所需的誘導時間最少，復配組合1～5誘導時間相差不大，且1、4誘導時間幾乎相同。試驗結(jié)果說明，茶多酚、迷迭香提取物、甘草黃酮對復合抗氧化劑整體抗氧化性有明顯的貢獻作用，而竹葉黃酮對復合抗氧化劑的抗氧化性影響不大，所以篩選茶多酚、迷迭香提取物、甘草黃酮與樟樹葉多酚提取物進行復配。

2.3 復合天然抗氧化劑配方的優(yōu)化

為了找到抗氧化性最好的復合天然抗氧化劑配方，對樟樹葉多酚提取物、茶多酚、迷迭香提取物、甘草提取物進行L16（44）正交試驗，將各種天然抗氧化劑的復配組合加入自制的豬油中，以誘導時間的長短來評價各種天然抗氧化劑組合的抗氧化性的強弱。4種抗氧化劑在各水平的添加量見表2。

由表3可知，4種天然抗氧化劑的極差大小順序為A＞C＞B＞D，極差越大，說明該抗氧化劑的水平改變對試驗結(jié)果的影響越大，因此，復合抗氧化劑中各物質(zhì)抗氧化作用由強到弱的順序依次為樟樹葉多酚提取物、迷迭香提取物、茶多酚、甘草提取物。由正交試驗結(jié)果中各因素的每個水平的k值可知，復合抗氧化劑的最優(yōu)配方為樟樹葉多酚提取物0.20%（A4）、茶多酚 0.03%（B3）、迷迭香提取物 0.04%（C4）、甘草提取物0.01%（D1）。

表2 L16（44）因素水平表Table 2 Different levels of the four factors ／%

表3 復合天然抗氧化劑正交試驗組合表Table 3 Results of orthogonal test design for optimizing natural antioxidant compound formula

2.4 復合抗氧化劑與合成抗氧化劑的比較

優(yōu)化得出的復合抗氧化劑（樟樹葉多酚提取物0.20%、茶多酚0.03%、迷迭香提取物0.04%、甘草提取物0.01%）在豬油中的誘導時間見表4。各合成抗氧化劑添加量均為0.02%，由試驗結(jié)果可以看出，各組樣品豬油的氧化誘導時間排序依次為TBHQ＞樟樹葉多酚復合抗氧化劑＞BHA＞BHT＞空白。樟樹葉多酚復合抗氧化劑的抗氧化性高于BHT、BHA，但低于TBHQ。復合抗氧化劑各組分含有多種多酚物質(zhì)，多酚類物質(zhì)具有良好的清除自由基的能力，能很好的發(fā)揮抗氧化作用。復合天然抗氧化劑在發(fā)揮抗氧化作用時，各組分可能表現(xiàn)協(xié)同增效的作用，從而大大提高其抗氧化能力。

表4 加入各種抗氧化劑油樣的誘導時間Table 4 Oxidation induction time indicated by conductivity of lard oil added with different antioxidants

3 結(jié)論

本試驗在前人研究樟多酚與其他抗氧化劑協(xié)同作用的基礎上，將樟樹葉多酚與其他幾種天然抗氧化劑進行復配，進一步得出抗氧化效果較好的復合天然抗氧化劑。根據(jù)正交試驗結(jié)果得到的抗氧化效果最好的復合天然抗氧化劑的配方為樟多酚提取物0.20%、茶多酚0.03%、迷迭香提取物0.04%、甘草提取物0.01%。且配方對豬油的抗氧化能力強于BHT和BHA，但弱于TBHQ。樟樹葉多酚作為復合抗氧化劑的主要成分，可以降低成本，且提取方法操作簡單，提高了樟樹資源的利用率。本試驗為進一步充分應用樟樹葉資源提供了一定的參考，但是復合天然抗氧化劑對其他油脂的抗氧化作用還有待研究。

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