茶多酚對豬油在不同熱加工條件的抗氧化作用

李秀娟，黃莉，丁波，李姚姚，姜廣澤，趙悅，王文秀

（1.日照職業(yè)技術(shù)學院海洋工程研究中心，山東日照276826；2.濱州學院，山東濱州256603；3.山東省黃河三角洲野生植物資源開發(fā)利用工程技術(shù)研究中心，山東濱州256603）

豬油是人類膳食中的重要組成部分，因具有獨特的風味和良好的起酥性而被廣泛應(yīng)用于中西式烘焙、火鍋底料加工、餐飲調(diào)味等領(lǐng)域[1]。豬油的主要成分是脂肪酸三甘油酯，并含有少量的磷脂、游離脂肪酸、膽固醇、色素等雜質(zhì)[2]。豬油中的膽固醇和不飽和脂肪酸，受空氣中的氧、光照及酶的作用，使豬油在加工貯運過程中易氧化變質(zhì)[3]。油脂在氧化的過程中產(chǎn)生醛、短鏈脂肪酸、酮、脂肪聚合物、過氧化物和烴類等氧化產(chǎn)物[4-5]，不僅使產(chǎn)品具有難聞氣味以及苦澀滋味，還降低了油炸食品的風味，影響人們的食欲，長期攝入這種酸敗食品還會導致細胞功能減退乃至組織壞死，誘發(fā)癌癥、心血管病等疾病[6]。為了預(yù)防、抑制豬油氧化變質(zhì)，常使用合成抗氧化劑如：丁基羥基茴香醚（Butylated hydroxyanisole，BHA）和二丁基羥基甲苯（Butylated hydroxytoluene，BHT）來抑制自由基和過氧化。隨著人們對食品安全的日益重視及食品工業(yè)進步，茶多酚作為一種天然抗氧化劑已成為食品添加劑領(lǐng)域的研究熱點。

茶多酚是以兒茶素為主體，由30余種物質(zhì)組成的羥基酚類化合物，具有很強的抗氧化能力和消除人體自由基的作用，防止脂類氧化的作用，其抗氧化能力可達L-抗壞血酸的100倍[7]。目前在相關(guān)行業(yè)茶多酚被認為是優(yōu)良的天然抗脂質(zhì)過氧化的保鮮劑，在油脂、火腿、方便面等食品工業(yè)上廣泛應(yīng)用[8-9]。如崔宇等人將濃度0.1%竹醋液、0.1%茶多酚以及二者復配液添加于豬油中，發(fā)現(xiàn)相同濃度下茶多酚的抗氧化效果優(yōu)于竹醋液，而二者復配液對豬油有抗氧化的協(xié)同作用，可以有效降低豬油的酸價和過氧化值[10]。王紹美等將茶多酚與VC添加到豬油體系中，發(fā)現(xiàn)在較低濃度下，兩者具有協(xié)同抗氧化作用[11]。目前對茶多酚的研究多集中在其作為抗氧化劑的應(yīng)用能力方面，但對其在豬油的不同加工條件下抗氧化作用研究的卻較少。因此，本試驗主要將茶多酚添加于豬油中，研究其在不同熱加工條件下的抗氧化能力，為合理的加工使用豬油奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬油：江蘇淮安雨惠農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)專業(yè)合作社；茶多酚：表沒食子兒茶素沒食子酸酯含量＞90%，濱州市食品添加劑市場；氯仿、冰醋酸、磷酸、碘化鉀、磷酸氫二鉀、碘酸鉀、氯仿、硫代巴比妥酸：均為分析純，濱州泰達化學試劑公司。

1.2 設(shè)備

T6新世紀紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司；HWS24電熱恒溫水浴鍋：上海一恒科學儀器有限公司；NORTEX-5漩渦振蕩器：海門市其林貝爾儀器制造有限公司；H1650-W臺式高速離心機：湘儀離心機儀器有限公司；multivap型氮吹儀：美國organomation公司生產(chǎn)。

1.3 方法

1.3.1 豬油的預(yù)處理

1.3.1.1 不同濃度的茶多酚對豬油抗氧化能力的影響

準確稱取豬油10.00 g于具塞錐形瓶中，分別向其中添加0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%的茶多酚攪勻后密封，置于100℃恒溫箱保溫1 h，取出后快速冷卻至室溫，放在4℃冰箱冷藏備用。

1.3.1.2 茶多酚對豬油在不同加熱溫度抗氧化能力的影響

準確稱取豬油10.00 g于具塞錐形瓶中，向其中添加0.03%的茶多酚，攪勻后密封，分別在60、70、80、90、100℃加熱并保溫1 h，取出后快速冷卻至室溫，放在4℃冰箱冷藏備用。

1.3.1.3 茶多酚對反復加熱的豬油抗氧化能力的影響

準確稱取豬油10.00 g于具塞錐形瓶中，向其中添加0.03%的茶多酚，攪勻后密封，加在100℃加熱并保溫1 h，冷卻至室溫，記為1次，如此反復加熱冷卻進行4次，并將每次冷卻試樣放在4℃冰箱冷藏備用。

1.3.2 豬油中膽固醇含量的測定

根據(jù)陳重文[12]等方法，用移液槍準確取油脂0.2 mL并記錄其質(zhì)量，置于25 mL試管內(nèi)，加入4 mL無水乙醇，0.5 mL 50%氫氧化鉀，在65℃恒溫水浴中皂化1 h。皂化時每隔20 min～30 min振搖一次使皂化完全。皂化完畢，取出試管，冷卻。加入3 mL 5%氯化鈉溶液、10 mL石油醚，蓋緊玻璃塞，在漩渦振蕩器上振搖2 min，靜置分層。取上層石油醚2 mL，置于10 mL具玻璃塞的試管內(nèi)，在65℃恒溫水浴中用氮氣吹干，加入4 mL冰乙酸、2 mL鐵礬顯色液，混勻，放置15 min后，在560 nm下比色，測定相應(yīng)的膽固醇含量，并作膽固醇的標準曲線。

1.3.3 過氧化物值（peroxide value，POV）的測定

精確稱取豬油混和樣品2.5 g，置于10 mL容量瓶內(nèi)，加氯仿-甲醉混合溶液溶解并定容至刻度。吸取1.0 mL樣品溶液于 10 mL干燥的具塞比色管內(nèi)，加0.05 mL FeCl2溶液，用氯仿-甲醇混合溶液稀釋至刻度，加0.05 mL硫氰酸鉀溶液，混勻。反應(yīng)5 min后，以試劑空白為參比，于波長500 nm處測量吸光度，同時做3個平行樣。用碘酸鉀標準溶液做標準曲線。標準曲線方程為y=0.952 6x+0.012 4，R2=0.999 0。POV值結(jié)果計算式為

式中：A為樣品測定液中含碘量，μg；POV為樣品的過氧化值，μg/kg；m為樣品的質(zhì)量，kg。

1.3.4 硫代巴比妥酸值（thiobarbituric acid-reactive substances，TBARS）值測定

稱取1.00 g油樣于離心管中，加儲備液5 mL（0.375%硫代巴比妥酸和15%三氯乙酸溶于0.25 mol/L的鹽酸），沸水浴加熱30 min，自來水冷卻至室溫，取5 mL反應(yīng)液，加5 mL氯仿用漩渦振蕩器混勻，倒入10 mL離心管中，3 000 r/min離心10 min后，在532 nm下測其吸光度，同時做3個平行樣。TBARS值以每千克脂質(zhì)氧化樣品溶液中丙二醛的毫克數(shù)表示。計算公式如下：

式中：A532為溶液的吸光值；9.48為常數(shù)；w為樣品的質(zhì)量，kg。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

每個試驗重復3次，結(jié)果表示為平均數(shù)±SD。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Statistix 8.1（分析軟件，St Paul，MN）軟件包中Linear Models程序進行，采用Sigmaplot11.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬油中膽固醇的含量

膽固醇在熱加工和貯藏過程中易通過自由基鏈式反應(yīng)而發(fā)生自氧化，而氧化反應(yīng)產(chǎn)生的自由基也是引起脂肪氧化的重要起始物，油脂中的不飽和脂肪酸氧化形成大量自由基和過氧化物，也會加速膽固醇的氧化過程[13]。因此，測定豬油中膽固醇的含量有利于分析豬油在熱加工過程中的氧化程度。豬油中膽固醇的標準曲線擬合方程為Y=0.004X+0.004 2（R2=0.999 4），膽固醇含量為（99.95±0.25）mg/100 g。這個結(jié)果與孟亞娟[14]的肥肉中膽固醇含量為109 mg/kg相接近。油脂中的膽固醇在熱處理加工、貯藏、運輸?shù)冗^程中受光、熱、氧作用時易發(fā)生氧化反應(yīng)，膽固醇可在A環(huán)、B環(huán)或支鏈引起自動氧化反應(yīng)而生成多種氧化產(chǎn)物。Derewiaka分析在食品熱加工條件下膽固醇的氧化產(chǎn)物，主要產(chǎn)物包括：4α、4β-羥基膽固醇，6α、6β-羥基膽固醇，7α、7β-羥基膽固醇，25-羥基膽固醇，5α、6α、5β和6β-環(huán)氧基膽固醇以及7-酮基膽固醇。即使在非加熱條件下，大約有16.7%的膽固醇氧化產(chǎn)物產(chǎn)生，主要為環(huán)氧基膽固醇和7-酮基膽固醇[15]。由于膽固醇在不同的熱加工條件下氧化產(chǎn)物不同，因此，本試驗中膽固醇的含量僅能從側(cè)面說明富含膽固醇的豬油在熱加工條件下的氧化程度，下一步將考慮膽固醇的氧化產(chǎn)物及茶多酚對氧化產(chǎn)物生成量的影響。

2.2 不同濃度的茶多酚對豬油在相同加熱溫度抗氧化性的影響

不同濃度的茶多酚對加熱的豬油的抗氧化作用如圖1所示。

圖1 茶多酚濃度對豬油的抗氧化作用的影響Fig.1 Effect of different tea polyphenols content on lipid oxidation and antioxidant activity of lard

茶多酚的添加量為0.00、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%時，其 POV 值分別為 9.98、7.89、6.43、5.16、3.01 μg/kg，TBARS 值 分 別 為 5.301、3.300、2.780、2.360、1.440 mg/kg。隨著茶多酚濃度的增加，POV值分別下降了20.94%、35.6%、48.3%、69.8%；TBARS值也呈下降趨勢，分別降低了37.7%、47.6%、55.5%、72.8%，說明茶多酚對豬油具有顯著的抗氧化性，且抗氧化性能隨著茶多酚的濃度增加而遞增，即茶多酚的抗氧化作用具有劑量效應(yīng)。劉建[16]等將茶多酚添加于豆油中，發(fā)現(xiàn)豆油的POV值隨著茶多酚濃度的增加而下降，朱勝華[17]等將茶多酚添加于玉米油中，發(fā)現(xiàn)茶多酚的添加量越大，油脂的過氧化值就越小，油脂的抗氧化能力就越強。這個結(jié)果與本試驗結(jié)果具有一致性。

2.3 茶多酚對不同加熱溫度下豬油抗氧化性的影響

將豬油在不同溫度下加熱模擬日常食品加工中常用的溫度，分析茶多酚對其抗氧化作用，結(jié)果見圖2。

圖2茶多酚對不同加熱溫度豬油的抗氧化作用的影響Fig.2 Effect of tea polyphenols on lipid oxidation and antioxidant activity of lard at different heating temperature

圖3 茶多酚對反復加熱的豬油抗氧化作用的影響Fig.3 Effect of tea polyphenols on lipid oxidation and antioxidant activity of lard at different heating circles

由圖2可知，隨著加熱溫度增加，POV值和TBARS值曲線總體呈上升趨勢，且添加茶多酚顯著降低了豬油的POV值和TBARS值，使POV值下降了27.0%～44.1%，TBARS值下降了30.7%～42.0%。溫度對于油脂氧化起著重要作用。溫度是影響油脂氧化反應(yīng)的一個重要因素，油脂的氧化速度會隨著加熱溫度的升高而加快。一般來說，溫度每升高10℃，氧化反應(yīng)速度約增加1倍[18]。因此，油脂的POV值和TBARS值呈上升趨勢。

2.4 茶多酚對反復加熱的豬油抗氧化性的影響

在生產(chǎn)油脂及加工含油脂的食品過程中，會經(jīng)常反復加熱油脂，如提煉豬油后，再將豬油作為輔料加到焙烤食品中。圖3為經(jīng)反復加熱豬油的氧化變化及茶多酚對其抗氧化作用。由圖3可知，隨著加熱次數(shù)的增加，POV值和TBARS值呈明顯上升趨勢，且隨著加熱次數(shù)增加，POV值和TBARS值的增加的速率也在加快。TBARS值增加速率高于POV值。添加茶多酚后，茶多酚使POV值降低了25.0%～47.1%，TBARS值降低了17.4%～35.6%。反復加熱可加速豬油的氧化反應(yīng)速度，王煜晴[19]等對紅燒肉進行反復加熱，發(fā)現(xiàn)其POV值顯著增加，王罡[20]對大豆油等3種植物油反復加熱，發(fā)現(xiàn)其TBARS值也顯著增加，這和本試驗的結(jié)果具有一致性。

3 討論

油脂受到光、熱、酶、金屬離子等作用而發(fā)生氧化酸敗，特別是在高溫加熱時，易發(fā)生激烈的氧化反應(yīng)，并伴隨著聚合和分解。反應(yīng)機制依然是自由基引發(fā)的鏈式連鎖反應(yīng)，但比自動氧化要激烈得多，飽和與不飽和脂肪酸都會進行快速的氧化反應(yīng)，活性氧攻擊不飽和脂肪酸雙鍵位置的氫原子，生成過氧化物，過氧化物分解的自由基又作用于不飽和雙鍵，使反應(yīng)連鎖進行[21]。氧化反應(yīng)要經(jīng)過誘導期和氧化期，誘導期生成油脂氧化的初級產(chǎn)物過氧化物，主要包括自由基、氫過氧化物、共軛二烯和游離脂肪酸等；誘導期后是反應(yīng)劇烈的氧化期，在這個時期生成次級產(chǎn)物，主要包括醛、酮、酸、環(huán)氧化物以及一些烷烴物質(zhì)。從試驗結(jié)果可以看出，隨著加熱溫度升高和反復加熱次數(shù)的增加，油脂的過氧化物值（POV）和次級產(chǎn)物（TBARS）都顯著增加，說明在高溫條件下，油脂的自由基鏈式反應(yīng)速度非常快，過氧化物的生成速度和醛、酮等次級產(chǎn)物的生成速度幾乎相等，所以曲線呈一致的上升趨勢。向豬油中添加茶多酚后，POV值和TBARS值顯著降低，這與茶多酚的結(jié)構(gòu)有關(guān)。茶多酚是以兒茶素為主體，由30余種物質(zhì)組成的羥基酚類化合物。茶多酚的活性酚羥基作為供氫體與脂肪酸中的游離基結(jié)合，可中斷脂肪酸氧化的連鎖反應(yīng)，從而抑制氫過氧化物的形成[22]。茶多酚因抑制豬油氧化反應(yīng)的初級產(chǎn)物的生成，可以淬滅自由基，阻斷自由基的鏈式反應(yīng)，從而也抑制了油脂氧化的次級產(chǎn)物的形成，因此，隨著茶多酚的加入，豬油的POV值和TBARS值下降了25.0%～47.1%和17.4%～35.6%。此外，油脂在加工和運輸過程中使用的運輸罐車、儲油罐等金屬材料，如含鐵、銅是強助氧化劑，能促進氫過氧化物分解速度，表現(xiàn)出強烈促進氧化酸敗作用。茶多酚具有較強的絡(luò)合金屬離子的性能，可以絡(luò)合 Ca2+、Cu2+、Fe3+及 Fe2+等 10 種金屬離子[23]，因此茶多酚表現(xiàn)出較強的抗氧化能力。

4 結(jié)論

豬油在高溫熱加工處理過程中發(fā)生了較劇烈的氧化反應(yīng)，添加茶多酚對豬油的抗氧化作用呈現(xiàn)出劑量效應(yīng)關(guān)系，因此，在國標允許的范圍內(nèi)，可以通過增加茶多酚的添加量提高其抗氧化作用。對豬油采取不同溫度的加工處理和反復加熱處理，加入茶多酚，豬油的氧化產(chǎn)物POV值和TBARS值分別下降了25.0%～47.1%，TBARS值降低了17.4%～42.0%，說明茶多酚對豬油在熱加工具有較好的抗氧化作用。下一步試驗將繼續(xù)研究加入茶多酚對豬油的色澤和風味等感官性狀變化的影響，以及茶多酚對膽固醇氧化的抑制作用。

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