高溫條件下外源多酚對油茶籽油氧化穩定性的影響

李亞茹 鐘海雁 龍奇志

(中南林業科技大學食品科學與工程學院，湖南 長沙 410004)

油茶籽油的脂肪酸不飽和程度低且富含活性物質，是良好的煎炸用油，可以賦予食品誘人的風味和良好的口感[1]。但是油脂在加熱過程中伴隨著水解、氧化、聚合等一系列反應，會產生過氧化物以及醛、酮、酸等一系列次級代謝產物，是導致食用油營養和感官品質惡化的主要原因。目前，國內外已有較多的植物提取物被作為天然抗氧化劑添加到植物油脂中以提高其氧化穩定性，如茶、油橄欖葉等提取物以提高玉米油[2]、大豆油[3]和花生油[4]的煎炸及微波加熱穩定性。多酚作為天然抗氧化劑添加到油茶籽油中可以延長油脂的貨架壽命[5-6]，但是否能提高高溫條件下油茶籽油的穩定性還缺乏研究。

研究擬將沒食子酸丙酯、槲皮素、兒茶素、3,4-二羥基苯乙酸和沒食子酸5種外源多酚添加于油茶籽油中，通過Rancimat法測定氧化誘導時間，并分析酸值、過氧化值、p-茴香胺值、羰基價等指標在加熱過程中的變化，旨在探討多酚對油茶籽油在高溫下氧化的穩定性影響，為外源多酚在高溫煎炸用油中的應用提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

精煉油茶籽油：湖南省邵陽縣日日戀茶油有限公司；

沒食子酸丙酯：純度>99%，美國Sigma公司；

槲皮素：純度>95%，美國Sigma公司；

兒茶素、3,4-二羥基苯乙酸、沒食子酸：純度>98%，美國Sigma公司；

電子天平：CP224C型，美國奧豪斯公司；

集熱式磁力攪拌器：RTC型，德國IKA公司；

油脂氧化穩定性測定儀：892 Rancimat型，瑞士萬通中國有限公司；

自動電位滴定儀：TitRex 2000型，德國Witeg公司；

臺式超聲波清洗機：B5510E-DTH型，美國Branson公司；

高溫鼓風干燥箱：DHG-9070A型，中國上海一恒科學儀器有限公司；

紫外—可見分光光度計：UV-9100型，北京萊伯泰科儀器有限公司；

旋轉蒸發儀：RE-2000A型，中國上海比郎儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理

(1) 添加不同濃度多酚油樣的制備:分別準確稱取0.005%，0.010%，0.015%，0.020%的沒食子酸、兒茶素、槲皮素、沒食子酸丙酯、3,4-二羥基苯乙酸5種，多酚于油茶籽油中，用集熱式磁力攪拌器加速溶解，溫度為50 ℃，時間10 min，待油溫冷卻后靜置過濾，處理好后置于4 ℃冰箱中儲存，備用。

(2) 添加多酚的加熱油樣的制備：分別取0.02%的沒食子酸、兒茶素、槲皮素、沒食子酸丙酯、3,4-二羥基苯乙酸于油茶籽油中，用集熱式磁力攪拌器加速溶解(溫度50 ℃，時間10 min)，待油溫冷卻后靜置過濾，置于高溫干燥箱在(180±2) ℃下連續加熱4 d，每天6 h，每天加熱結束并冷卻后收集樣品并置于4 ℃冰箱貯藏備用。以未添加多酚的油茶籽油作為空白對照組。

1.2.2 Rancimat加速氧化試驗 準確稱取(5.00±0.01) g 不同多酚濃度的油樣于樣品瓶中，設置Rancimat氧化穩定測定儀的參數為：溫度120 ℃，空氣流速10 L/h，蒸餾水60 mL，通過儀器測得的油脂氧化誘導時間來衡量油脂的氧化穩定性。以未添加多酚的油茶籽油作為空白對照組。

1.2.3 常規指標的測定

(1) 酸值：按GB 5009.229—2016執行。

(2) 過氧化值：按GB 5009.227—2016執行。

(3)p-茴香胺值：按GB/T 24304—2009執行。

(4) 羰基價：按GB/T 5009.230—2016執行。

1.2.4 數據處理 所有的試驗均重復3次，數據采用Excel 2010、SPASS Statistics 17.0和Origin 75分析。

2 結果與分析

2.1 Rancimat氧化穩定性

從表1可以看出：試驗中所用的新鮮油茶籽油的氧化誘導時間為2.38 h，添加多酚可以延長油茶籽油的氧化誘導時間。在所選多酚濃度范圍內，誘導時間隨濃度的增加而增加。添加了5種多酚的油茶籽油的誘導時間由大到小的依次為：沒食子酸丙酯>沒食子酸>3,4-二羥基苯乙酸>槲皮素>兒茶素。已有研究[7]發現，多酚的抗氧化性與多酚的結構相關，含有鄰苯二酚結構的酚類化合物具有較強的抗氧化性，其可以與自由基反應生成鄰醌，還可作為金屬螯合劑催化痕量反應。沒食子酸丙酯和沒食子酸均具有3個相鄰的羥基，由于酚羥基的供電效應有利于提供氫原子，且苯環上的多個取代基團可形成多位阻空間效應，阻止生成的沒食子酸自由基繼續反應，因此抗氧化性較強[8]。

沒食子酸丙酯所具有的羰基可以穩定中間生成物，且脂溶性優于沒食子酸，因此抗氧化性優于沒食子酸。此外，多酚的抗氧化性還與酚羥基的數量有關，一般情況下酚羥基越多抗氧活性越高，但是當多酚的酚羥基數量過多時，在酚羥基形成氧自由基之前，氫原子容易與周圍電負性較高的原子形成氫鍵，會影響氫原子釋放[9]。3,4-二羥基苯乙酸和槲皮素均具有兩個相鄰的酚羥基，3,4-二羥基的苯氧自由基的結構較穩定，其抗氧化性較強[10]。兒茶素屬于黃烷醇衍生物，具有鄰苯三酚的結構，但分子中含有較多酚羥基，且脂溶性較差，因此抗氧化性較弱。

2.2 多酚對主要常規指標的影響

2.2.1 酸值 由圖1可知，加熱時間為0 h時，油茶籽油的酸值為0.5 mg/kg。隨著加熱時間的增加，油茶籽油的酸值有增加的趨勢，這是由于在高溫條件下油脂氧化酸敗加劇會生成大量的游離脂肪酸。在加熱過程中，添加外源多酚能抑制油茶籽油酸值的增加。這與周旭[11]得出的茶多酚在高溫下對葡萄籽油酸值的結果一致。其中，3,4-二羥基苯乙酸對油茶籽油酸值的影響最顯著，沒食子酸丙酯、沒食子酸、槲皮素和兒茶素對抑制油茶籽油酸值增加的作用無顯著差異。

表1 不同濃度的多酚對油茶籽油氧化誘導時間的影響?Table 1 Effects of different concentrations of polyphenols on oxidation induction time of camellia oil

? 同列字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

小寫字母不同表示組內在不同時間差異顯著(P<0.05)，大寫字母不同表示組間差異顯著(P<0.05)

2.2.2 過氧化值 由圖2可知，加熱時間為0 h時，油茶籽油的過氧化值為2.53 mmol/kg，隨著加熱時間的增加，對照組及添加了多酚的油茶籽油的過氧化值都呈現增長的趨勢，但均未超過國際法典委員會規定的標準10 mmol/kg。在同等加熱條件下，添加5種多酚的油茶籽油的過氧化值均小于對照組，說明添加的外源多酚在加熱過程中能抑制油茶籽油初級氧化產物的生成。其中，加熱6 h后的添加了沒食子酸丙酯和沒食子酸的油茶籽油的過氧化值與未加熱時相比沒有發生明顯的變化，說明這期間由于多酚的抗氧化性質，抑制了氫過氧化物的合成，使得氫過氧化物的分解和揮發速率等于合成速率；之后隨著加熱時間的增加，5種多酚的油茶籽油的過氧化值逐漸升高，說明該期間氫過氧化物的生成速率大于分解和揮發速率。加熱24 h后，與空白組相比過氧化值的減少量以沒食子酸丙酯最大，隨后為3,4-二羥基苯乙酸、沒食子酸、槲皮素、兒茶素。沒食子酸丙酯最能體現出對油茶籽油初級氧化產物形成的抑制。

2.2.3p-茴香胺值 由圖3可知：隨著加熱時間的增加，對照組和添加了多酚的油茶籽油的p-茴香胺值均呈現增長的趨勢。加熱6 h后，對照組油茶籽油的p-茴香胺值從7.74增加到了31.44。這可以解釋為油茶籽油的初級氧化產物在高溫下極其不穩定，在加熱初期會進一步分解為二次氧化產物，醛類化合物高速累積；加熱6～24 h期間，醛類化合物的分解速度增加導致p-茴香胺值增加緩慢[12]。加熱24 h時，添加了沒食子酸丙酯的油茶籽油又有減少的趨勢(P<0.05)，可能是由于醛、酮類次級氧化產物的分解速率大于合成速率。

在加熱過程中，添加外源多酚的油茶籽油與對照組油茶籽油相比，p-茴香胺值均明顯減少(P<0.05)，說明多酚抑制了油茶籽油初級氧化產物的進一步分解。加熱6 h時，添加5種多酚的油茶籽油的p-茴香胺值與對照組相比都有顯著性的減小；加熱24 h后，添加了沒食子酸丙酯、沒食子酸、槲皮素、3,4-二羥基苯乙酸、兒茶素的油茶籽油的p-茴香胺值分別增加了0.84，5.45，8.45，3.85，9.05。說明多酚在高溫加熱條件下能發揮其抗氧化活性，抑制次級氧化產物的形成[13]。其中，沒食子酸丙酯對油茶籽油次級氧化產物的生成起到了較強的抑制作用，兒茶素對油茶籽油次級氧化產物的生成的抑制作用最弱。

小寫字母不同表示組內在不同時間差異顯著(P<0.05)，大寫字母不同表示組間差異顯著(P<0.05)

小寫字母不同表示組內在不同時間差異顯著(P<0.05)，大寫字母不同表示組間差異顯著(P<0.05)

2.2.4 羰基價 由圖4可知：加熱時間為0 h時，油茶籽油的羰基價為6.22 meq/kg，隨著加熱時間的增加，油茶籽油的羰基價呈增長的趨勢，但均未超過GB 7102.1—2003規定羰基價最大值50 meq/kg。添加多酚可以抑制羰基化合物的生成，因此在不同的加熱條件下添加5種多酚的油茶籽油的羰基價與對照組相比均有不同程度的減小。加熱0～18 h，3,4-二羥基苯乙酸抑制羰基化合物生成的能力優于其他4種多酚；加熱18～24 h，沒食子酸抑制羰基化合物的生成能力優于其他4種多酚。加熱24 h時，添加了沒食子酸丙酯、沒食子酸、槲皮素、3,4-二羥基苯乙酸、兒茶素的油茶籽油的羰基價分別增加了23.01，13.52，29.53，15.73，28.94 meq/kg。因此，3，4-二羥基苯乙酸和沒食子酸對羰基化合物的抑制作用較強，兒茶素和槲皮素對羰基化合物的抑制能力較弱。

小寫字母不同表示組內在不同時間差異顯著(P<0.05)，大寫字母不同表示組間差異顯著(P<0.05)

3 結論

添加多酚的油茶籽油的誘導時間隨濃度的增加而延長，5種外源多酚的抗氧化性強弱依次是：沒食子酸丙酯>沒食子酸>3,4-二羥基苯乙酸>槲皮素>兒茶素。多酚的抗氧化性可能與多酚的結構、酚羥基的數量、多酚的用量、在油脂中的溶解性等因素有關。在油茶籽油加熱過程中，添加了5種多酚的油茶籽油的酸值、過氧化值，p-茴香胺值，羰基價均與對照組相比均發生了明顯的減少(P<0.05)，說明添加多酚可以抑制油茶籽油酸值、過氧化值、p-茴香胺值、羰基價的增加。由于過氧化值和羰基價隨加熱時間的增加有較明顯的增加，可以作為衡量加熱油和煎炸油質量的重要指標，因此，5種酚類物質均可以提高加熱油的品質，延緩油脂氧化。但在高溫條件下多酚延緩油茶籽油氧化的機制還有待進一步研究。