3種抗氧化劑對黃粉蟲油的氧化抑制作用

王浩然 吳琪 張天寶 郭繼虎

摘要 [目的]有效延長黃粉蟲油的保質期。[方法]以過氧化值（POV）、酸價（AV）作為油脂品質的評價標準，在黃粉蟲油中加入3種抗氧化劑（TBHQ、PG、BHA），探究其對黃粉蟲油酸敗的抑制效果。[結果]在黃粉蟲油中加入不同濃度的單一抗氧化劑均可一定程度地抑制黃粉蟲油的酸敗，其中添加0.01% TBHQ時抑制效果最好;在真空條件下添加單一抗氧化劑對黃粉蟲油酸敗的抑制效果顯著高于空氣條件下。在黃粉蟲油中添加復合抗氧化劑，抑制酸敗的效果更明顯，其中其他條件不變，添加TBHQ∶BHA=3∶1時試驗樣品AV最低，添加TBHQ∶BHA=1∶3時試驗樣品的POV最小。[結論]復合抗氧化劑抑制黃粉蟲油酸敗的效果更佳。

關鍵詞 抗氧化劑;丁基羥基茴香醚;叔丁基對苯二酚;沒食子酸丙酯;黃粉蟲油

中圖分類號 TS 224? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）23-0185-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.23.052

Oxidative Inhibition of Three Antioxidants on? Mealworm Oil

WANG Hao-ran，WU Qi，ZHANG Tian-bao et al

（Foundation Department，Shanxi Agricultural University，Taigu，Shanxi 030801）

Abstract [Objective]To effectively prolong the shelf life of mealworm oil. [Method]Three kinds of antioxidants were added into mealworm oil to investigate their inhibition effects on the rancidity of mealworm oil by using the peroxide value and acid value as the evaluation criteria for oil quality. [Result]The results showed that the rancidity of mealworm oil could be partly inhibited by adding single antioxidant with different concentrations，and the inhibition effect was the best when adding 0.01% TBHQ. The effect of adding single antioxidant on inhibiting rancidity of mealworm oil under vacuum condition was better than that under air condition. The compound antioxidant added to the mealworm oil had a more obvious effect on inhibiting rancidity. When other conditions remained unchanged，the acid value of the test sample was the lowest when TBHQ∶BHA=3∶1，and the peroxide value of the test sample was the lowest when TBHQ∶BHA=1∶3. [Conclusion]The compound antioxidant had a better effect on inhibiting mealworm oil rancidity.

Key words Antioxidant;TBHQ;PG;BHA;Mealworm oil

基金項目 山西省普通高等學校大學生創新創業訓練項目（2020140）;山西省重點研發計劃項目（201703D221025-3）;山西省重點研發計劃（重點）項目（201603D211202）。

作者簡介 王浩然（1998—），男，山西長子人，從事應用化學研究。通信作者，副教授，博士，從事農業廢棄物生物轉化技術研究。

收稿日期 2021-04-07

黃粉蟲（Tenebrio molitor.L） 俗稱面包蟲，屬于節肢動物門鞘翅目昆蟲綱擬步甲科粉甲屬，屬于完全變態昆蟲。黃粉蟲在國內外飼養達100年之久[1]，近年來，隨著黃粉蟲產業在扶貧工作中的推廣，國內黃粉蟲的養殖產量也逐年增加。黃粉蟲干幼蟲油脂含量大于30%，粗蛋白含量大于50%，此外，還含有磷、鉀、鐵、鈉、鋁等常量元素和多種微量元素[2]，是一種潛在的資源昆蟲[3-5]。黃粉蟲油脂中不飽和脂肪酸豐富，含量高達77.7%，其中油酸含量達46.4%，亞油酸含量達26.7%，亞麻酸含量達0.7%[6]。有研究發現，不飽和脂肪酸是人體難以合成而又必需的脂肪酸，具有阻止心肌組織和動脈硬化等功能[7-9]，而黃粉蟲油也被報道有很強的抗癌活性[10]，黃粉蟲油因其獨特作用和價值引起了廣泛關注。

黃粉蟲油因不飽和脂肪酸含量高，在生產、貯藏、使用過程中受熱、光、水分等因素的影響，易引發氧化酸敗[11-14]，致使品質下降，產生対人體有害物質。添加抗氧化劑是延長黃粉蟲油的保質時間、提高產品品質和延長貨架期的有效方法之一。筆者以亞臨界法提取、精煉的黃粉蟲油為研究對象，選用具有高效、安全、耐高溫等特點的丁基羥基茴香醚（BHA）、叔丁基對苯二酚（TBHQ）、沒食子酸丙酯（PG）3種抗氧化劑進行單一和復配試驗，通過研究黃粉蟲油的酸價（AV）和過氧化值（POV）變化，探究抗氧化劑對黃粉蟲油的氧化抑制作用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 黃粉蟲油由山西農業大學農業廢棄物轉化技術中心提供。

1.2 試劑儀器 丁基羥基茴香醚（BHA，98%，WN），叔丁基對苯二酚（TBHQ，98%，阿拉?。瑳]食子酸丙酯（PG，豫萬邦），一氯化碘（ICl，A.R.，麥克林），其他試劑為分析純（A.R.）。恒溫箱（WH-25）。

1.3 試驗方法

1.3.1 單一抗氧化劑的抗氧化性。稱取50 g蟲油置于250 mL錐形瓶中，按油脂質量0.005%、0.010%、0.015%、0.020%添加抗氧化劑，密封后置于恒溫箱中。

1.3.2 真空條件下單一抗氧化劑的抗氧化性。稱取50 g蟲油置于250 mL錐形瓶中，按油脂質量0.01%添加單一氧化劑，抽真空后密封，置于恒溫箱中。

1.3.3 復合抗氧化劑的抗氧化性。稱取50 g蟲油置于250 mL錐形瓶，按油脂質量0.02%添加復合抗氧化劑，復合抗氧化劑組成見表1。密封后置于恒溫箱中。

1.4 試驗設計 以未加抗氧化劑、未抽真空、密封的油脂作為空白對照（CK）。上述處理在25 ℃恒溫箱中放置約60 d，用國標方法測定AV、POV，每個樣品平行測定3次。

1.5 測定方法

1.5.1 AV的測定[15]。稱取5 g黃粉蟲精煉油樣品置于250 mL錐形瓶中，加入25 mL 甲苯與乙醇1∶1混合的有機溶劑，搖勻，以酚酞為指示劑，用標準氫氧化鈉溶液滴定，滴定至出現微紅色，并保持15 s不褪色，即為滴定終點。AV 計算公式為

AV=40×V×cm

式中，AV為試驗油樣的酸價，mg/g;c為氫氧化鈉標準滴定溶液濃度，mol/L;V 為試驗油樣消耗氫氧化鈉標準滴定液的體積，mL;m為試驗油的質量，g;40 為氫氧化鈉 （NaOH） 的摩爾質量值，g/mol。

1.5.2 POV的測定[16]。稱取2 g黃粉蟲油樣品置于250 mL碘量瓶中，加入30 mL三氯甲烷與冰乙酸2∶3混合的有機溶劑，準確加入1 mL飽和碘化鉀溶液，塞緊瓶蓋，并輕輕振搖0.5 min，在暗處放置3 min。取出加100 mL蒸餾水，搖勻，立即用硫代硫酸鈉標準溶液滴定，滴至淡黃色時，加1 mL淀粉指示劑，繼續滴定并強烈振搖至溶液藍色消失。同時進行空白試驗，空白試驗所消耗的硫代硫酸鈉標準溶液的體積為V0，計算樣品的POV值：

POV=12.69×c×（V1-V0）m

式中，POV為試驗油樣的過氧化值，g/kg;c為滴定液硫代硫酸鈉標準溶液濃度，mol/L;V1 為樣品消耗硫代硫酸鈉標準滴定液的體積，mL;V0為空白溶液消耗硫代硫酸鈉標準滴定液的體積，mL;m為試驗油樣的質量，g。

2 結果與分析

2.1 單一抗氧化劑對黃粉蟲油抗氧化性的影響

2.1.1 對AV的影響。由圖1可知，添加抗氧化劑后試樣的AV均顯著低于CK，添加0.020% PG樣品的AV最低，為0.250 9 mg/g，與CK（0.329 0 mg/g）相比，AV下降了23.7%。添加3種抗氧化劑的試樣，AV均隨抗氧化劑用量的增加而降低，其中TBHQ的抑制效率最高，在添加0.005%時AV由0.329 0 mg/g下降到0.257 0 mg/g，且隨著濃度的增大，AV趨于穩定。

2.1.2 對POV的影響。從圖2可見，添加抗氧化劑后試樣的POV均顯著低于CK。添加0.010% TBHQ和0.020% BHA樣品的POV最低，均為1.192 g/kg，與CK（POV 4.157 g/kg）相比，POV下降了71.3%。添加3種抗氧化劑試樣的POV均隨抗氧化劑用量的增加而降低，其中TBHQ的抑制效率最高，在添加0.005%時POV由4.157 g/kg下降到1.345 g/kg，且隨濃度的增加趨于穩定。

2.2 真空條件下單一抗氧化劑對黃粉蟲油抗氧化性的影響

2.2.1 對AV的影響。

由圖3可知，同一處理在真空條件下黃粉蟲油的AV均低于空氣中，其中不加抗氧化劑時，真空條件下樣品的AV（0.277 6 mg/g）比空氣條件下（0.329 0 mg/g）降低15.6%;添加0.01%抗氧化劑真空條件處理與空氣條件處理相比，AV分別下降了16.3%（BHA）、4.6%（TBHQ）和8.5%（PG）;真空條件下添加0.01% BHA樣品的AV（0.235 5 mg/g）低于空氣條件下添加0.01% BHA樣品的AV（0.281 3 mg/g），說明真空條件下更有利于抑制黃粉蟲油的酸敗。而添加0.01%抗氧化劑真空條件處理與不加抗氧化劑空氣條件處理相比，樣品AV分別下降了28.4%（BHA）、25.7%（TBHQ）和21.9%（PG），下降幅度均高于抗氧化劑用量相同空氣條件下處理和未加抗氧化劑真空條件下處理的樣品，說明真空條件和抗氧化劑配合使用抑制黃粉蟲油AV的效果更加明顯。

2.2.2 對POV的影響。由圖4可知，真空條件對黃粉蟲油POV的影響與對AV的影響相似。相同處理真空條件下黃粉蟲油的POV均低于空氣條件下，且真空條件與抗氧化劑相結合更有利于抑制黃粉蟲油脂POV的升高。其中真空條件下，抗氧化劑TBHQ用量為0.01%時，樣品的POV最低，為1.095 g/kg，低于空氣條件下樣品的POV（1.192 g/kg），遠低于空氣條件下未添加抗氧化劑樣品的POV（4.157 g/kg）。

2.3 復合抗氧化劑對黃粉蟲油抗氧化性的影響

2.3.1 對AV的影響。由圖5可知，所有復合抗氧化劑的加入均不同程度降低了黃粉蟲油的AV，在使用量均為0.02%的條件下，絕大多數復合抗氧化劑對AV升高的抑制作用明顯強于單一抗氧化劑。其中TBHQ∶BHA=3∶1時樣品AV最低，為0.230 6 mg/g，比單一使用TBHQ（AV 0.266 1 mg/g）和BHA（AV 0.263 3 mg/g）時分別下降了13.3%和12.4%，比單一抗氧化劑效果較好的PG（0.250 9 mg/g）也下降了8.1%。說明復合抗氧化劑能更有效抑制黃粉蟲油AV的升高。

2.3.2 對POV的影響。圖6表明，復合抗氧化劑未顯著抑制黃粉蟲油POV的升高?？寡趸瘎┦褂昧肯嗤那闆r下，復合抗氧化劑對黃粉蟲油POV升高的抑制作用介于2種單一抗氧化劑之間。例如在PG中加入不同比例 TBHQ和BHA時，添加復合抗氧化劑樣品的POV均高于單一使用 TBHQ和BHA時，而低于單一使用PG時樣品的POV。其中添加TBHQ∶BHA=1∶3的復合抗氧化劑時樣品POV最低，為1.167 g/kg，抑制效果最好，優于單一抗氧化劑，與單一抗氧化劑中效果最好的BHA（POV 1.192 g/kg）相比，下降了2.1%。

3 結論與討論

該研究選擇TBHQ、BHA和PG 3種脂溶性抗氧化劑，探究其對黃粉蟲油的抗氧化效果。結果表明，3種抗氧化劑均能不同程度地抑制黃粉蟲油放置過程中酸價（AV）、過氧化值（PCV）的升高，提高黃粉蟲油的氧化穩定性。單一使用時，3種抗氧化劑的最佳使用量分別為0.01% TBHQ和0.02% BHA或PG，其中TBHQ效率高。真空條件有利于黃粉蟲油脂的保存，真空條件與抗氧化劑配合使用可顯著抑制黃粉蟲油的酸敗，其中真空條件下BHA抑制效果最佳。使用復合抗氧化劑可有效抑制黃粉蟲氧化，其中添加TBHQ∶BHA=3∶1時黃粉蟲油的AV最低;而添加TBHQ∶BHA=1∶3時黃粉蟲油POV最低。原因可能在于抗氧化劑在發揮抗氧化作用的同時，其相互之間產生的游離基生成了新的酚類化合物，可進一步與過氧化自由基結合而成為相對穩定的物質，繼續發揮抗氧化作用，使其抗氧化性能得以增強[17]。

試驗所用的黃粉蟲油在試驗前AV為0.204 6 mg/g，試驗中所有處理試樣的AV檢測值均大于黃粉蟲油初始AV，且遠遠小于空白AV，說明添加抗氧化劑可以減緩氧化酸敗，但難以完全阻止黃粉蟲油的酸敗。后續研究將進一步考察抗氧化劑、包裝方式協同對黃粉蟲油的抗氧化作用，以期為延長黃粉蟲油的貨架保質期提供科學依據。

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