樹莓籽油的自氧化及幾種抗氧化劑對其抗氧化性能影響的研究

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(沈陽農業大學食品學院農產品加工與貯藏,遼寧沈陽 110866)

樹莓籽油的自氧化及幾種抗氧化劑對其抗氧化性能影響的研究

張佰清,吳迪

(沈陽農業大學食品學院農產品加工與貯藏,遼寧沈陽 110866)

以過氧化值(POV)為評價指標,研究了溫度、時間對樹莓籽油自氧化過程的影響及添加抗氧化劑對樹莓籽油抗氧化性能的影響。結果表明：溫度、時間對樹莓籽油的自氧化過程有顯著影響,且溫度影響更顯著；叔丁基對苯二酚(TBHQ)和原花青素對樹莓籽油的氧化有較好的抑制作用,抗壞血酸(VC)和檸檬酸對原花青素均表現出較強的協同抗氧化效應,且VC的協同抗氧化性優于檸檬酸。使用0.02%原花青素+0.02% VC可使樹莓籽油在20℃的貨架壽命由2～3個月延長到16～17個月。

樹莓籽油,自氧化,抗氧化

樹莓為薔薇科懸鉤子屬植物,富含多種營養成分,在國外普遍種植[1],近年來國內樹莓產業也有發展[2]。樹莓籽油的含量達14.6%～18%,其中含0.73%～1.10%的植物甾醇[3],不飽和脂肪酸的含量占總量的85.97%,其中以亞油酸(57.42%)和亞麻酸(25.41%)為主[4],因此在加工、貯藏及銷售過程中比較容易發生氧化。目前,國內外對樹莓籽油的研究主要集中在提取方法、化學成分分析上[4-5],對其抗氧化性能的文獻報道較少,特別是添加抗氧化劑提高其抗氧化性能的報道。本文對樹莓籽油自氧化和添加抗氧化劑的抗氧化性能進行探討,并根據Schaal 烘箱法實驗結果,對樹莓籽油在常溫常壓下的貯藏時間進行預測,以便為研究樹莓籽油的深加工提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

樹莓籽 由遼寧今日農業有限公司提供,品種為秋紅；TBHQ 上海染料研究所有限公司；維生素E(VE) 鄭州鴻祥化工產品有限公司；檸檬酸 沈陽化學試劑廠；VC沈陽市試劑一廠；其他試劑均為分析純。

電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；KQ5200DB型數控超聲波清洗器 江蘇昆山市超聲儀器有限公司；RE-52 型旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器廠；SHZ-ⅢB 循環水真空泵 上海華琦科學儀器有限公司；LD-500搖擺式藥材粉碎機 長沙常宏藥機；真空干燥箱 天津實驗儀器廠。

1.2實驗方法

1.2.1 超聲波輔助提取樹莓籽油 取干燥過40目篩的樹莓籽粉在超聲波功率100W、提取溫度30℃、提取時間25min、料液比1∶11(g/mL)的條件下[6]超聲提取,得到樹莓籽的出油率為10.43%。

1.2.2 原花青素的制備 采用本實驗室優化的方法[7],得到純度大于92%的原花青素。

1.2.3 樹莓籽油的自氧化實驗 采用Schaal烘箱法,將樹莓籽油置于一定溫度(20,40,60℃)的恒溫箱中,隔一定時間取樣分析測定POV[8]。

1.2.4 樹莓籽油的抗氧化實驗 本實驗選取TBHQ、VE和原花青素三種抗氧化劑和增效劑檸檬酸、VC及其復配組合實驗,研究其對樹莓籽油抗氧化性能的影響。采用Schaal 耐熱實驗法,以不添加抗氧化劑的油樣為對照組,按選定的配方在樹莓籽油中分別加入不同的抗氧化劑,在60℃恒溫條件下,每隔一定時間取油樣測定其POV,以POV為評價指標,探討不同抗氧化劑對樹莓籽油抗氧化性能的影響；為進一步比較抗氧化劑的抗氧化效果，在抗氧化實驗中延長實驗時間以和自氧化實驗形成對比，同時為考查增效劑的時效性，在抗氧化實驗中延長添加增效劑組別的天數；參考趙聲蘭[8]實驗以及樹莓籽油樣自身的POV變化確定實驗天數。同時,以POV達10meq/kg 所需時間為誘導時間,計算抗氧化劑的抗氧化因子PF(PF為添加抗氧化劑油樣的誘導時間與對照組油樣的誘導時間之比[8-9]),以PF為其抗氧化相對性能指標,比較不同抗氧化劑及其組合對樹莓籽油的抗氧化效果。

1.2.5 數據分析方法 樹莓籽油POV的測定,參照GB/T 5538-2005測定。

1.2.6 樹莓籽油貨架壽命的預測 由Schaal 耐熱實驗得出樹莓籽油在60℃下的貯藏時間,并根據溫度與油脂貨架壽命系數的關系,外推得出20℃下樹莓籽油的預期貯藏時間,作為樹莓籽油的預期貨架壽命[8-9]。

2 結果與分析

2.1樹莓籽油的自氧化實驗

由圖1可知,樹莓籽油POV在初期變化不是很明顯,但隨著溫度升高及時間延長,變化明顯,且溫度的影響大于時間的影響,同時樹莓籽油在室溫20℃下貯藏,自身穩定性及抗氧化性都很強,可能與其本身VE含量豐富有關[10]。

圖1 不同溫度下樹莓籽油自氧化過程POV 隨時間的變化情況

2.2樹莓籽油抗氧化性能實驗

2.2.1 不同抗氧化劑對樹莓籽油的抗氧化效果 根據GB 2760-2007可知,我國允許TBHQ最大添加量為0.02%,因此本實驗選擇3種抗氧化劑的添加量均為0.02%。由圖2可知,在60℃下,TBHQ、VE、原花青素實驗組的POV均低于對照組,尤其是TBHQ組和原花青素組的POV遠低于對照組。3種抗氧化劑抗氧化作用的大小順序為：TBHQ>原花青素>VE。考慮到原花青素為天然抗氧化劑,因此選取原花青素為樹莓籽油比較理想的抗氧化劑。

圖2 不同抗氧化劑對樹莓籽油抗氧化效果的影響

2.2.2 不同劑量原花青素對樹莓籽油抗氧化效果 由圖3可知,添加原花青素的樹莓籽油其POV均比對照組有所下降,尤其是添加0.02%原花青素和0.03%原花青素的樹莓籽油,但是這兩組之間差異不明顯。考慮到經濟性與有效性,應選擇添加0. 02%原花青素。

圖3 不同劑量抗氧化劑對樹莓籽油抗氧化效果的影響

2.2.3 增效劑對抗氧化劑的增效作用 由圖4可知,檸檬酸和VC都對原花青素表現出一定的抗氧化協同作用,但VC的效果要優于檸檬酸,可能是在酸性加熱條件下,有抗氧化功能的原花青素轉化為花青素使抗氧化能力下降所致。原花青素與VC之間協同增效作用更強,可能與VC較強的還原能力有關,VC及原花青素都很容易被氧化且其氧化產物又易被還原,因此VC與原花青素之間可以互相還原、互相保護,在作用過程中能夠互相維持還原狀態,從而保證二者較強的抗氧化能力[11]。

圖4 不同增效劑對原花青素的增效作用

2.2.4 不同抗氧化劑對樹莓籽油抗氧化效果的比較 在60℃,常壓條件下,對不同抗氧化劑抗氧化性能進行比較,結果見表1。

由表1抗氧化因子PF值大小可知,抗氧化劑TBHQ和原花青素都具有良好的抗氧化性能,且以0.02%原花青素+0.02% VC復合抗氧化劑的作用效果比較理想。

表1 不同抗氧化劑對樹莓籽油抗氧化效果比較

2.3樹莓籽油貨架壽命的預測根據

油脂的貨架壽命是指在通常儲藏條件下,油脂開始劣變的時間。食用油衛生標準POV的最高允許限量為10meq/kg。利用烘箱法預測油脂在60℃下POV達到10meq/kg(誘導期)的時間,利用外推法計算出室溫下POV達到10meq/kg的時間,此時即為該油脂的貨架壽命。大多數食品的質量與時間的關系表現出動力學零級或一級反應。根據Arrhenius 經驗公式,對于常規化學反應,反應溫度每升高10℃反應速度升高1倍,而反應速度常數(K)與食品貨架壽命(Q)成反比,即K值愈大,食品的貨架壽命愈小,因此,有表2相關數據[8]。

表2 溫度與油脂貨架壽命系數的關系

由表2可知,Schaal 耐熱實驗在60℃條件下貯藏1d相當于20℃下貯藏16d。按國標規定,油脂POV上限為10meq/kg,由表1和表2的數據可得出Schaal耐熱實驗的貯藏時間及外推到20℃的貯藏時間,計算結果見表3。

表3 樹莓籽油添加抗氧化劑的貨架壽命預測(d)

由表3可知,在樹莓籽油中添加0.02%原花青素+0.02% VC,在60℃下可使樹莓籽油的貨架壽命由5d延長到31d,而在20℃下可使樹莓籽油的貨架壽命由2到3個月(80d)延長到16到17個月(496d)。

3 結論

3.1 溫度、時間對樹莓籽油的自氧化過程均有一定程度的影響,溫度影響更顯著,因而樹莓籽油在貯藏或加工過程中應避免高溫。

3.2 添加抗氧化劑能有效提高樹莓籽油的抗氧化能力,其中TBHQ和原花青素效果最好,VE次之。VC和檸檬酸對原花青素在抑制樹莓籽油的抗氧化過程中表現出抗氧化協同作用,VC的效果要明顯優于檸檬酸。

3.3 使用0.02%原花青素+0.02%VC為樹莓籽油的抗氧化劑時,可使樹莓籽油在20℃的貨架壽命由2到3個月延長到16到17個月。

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Study on auto-oxidation and several antioxidants on antioxidation performance of raspberry seed oil

ZHANGBai-qing,WUDi

(Food Science College of Shenyang Agricultural University,Shenyang,110866,China)

The effects of temperature and time on the auto-oxidation of raspberry seed oil and antioxidantion performance of several antioxidants in raspberry seed oil were studied according to peroxide value(POV)of raspberry seed oil. The results showed that temperature and time had a remarkable effect during the oil self-oxidation process,and the effect of temperature was greater than that of time. Tertiary butyl hydroquinone(TBHQ)and proanthocyanidins had good antioxidantion ability for the oil,proanthocyanidins with ascorbic acid(VC)or with citric acid exhibited remarkable antioxidant activity and synergistic effect in the raspberry oil,VCwas better than citric acid. When 0.02% proanthocyanidins with 0.02% VCwas used in the oil,the shelf life of the oil was prolonged from 2～3 months to 16～17 months in 20℃.

Raspberry seed oil;auto-oxidation;antioxidantion

2013-06-25

張佰清(1966-)，男，博士，教授，主要從事農產品加工貯藏保鮮技術方向的研究。

TS202.3

：A

：1002-0306(2014)01-0125-04