山楂葉熊果酸在植物油脂中的應用

侯笑林, 蒲晨曦, 吳云鵬, 劉曉芳

（青島工學院食品工程學院, 山東青島 266300）

熊果酸（UA）又名烏索酸、烏蘇酸, 屬五環三萜類化合物, 以游離或與糖結合成苷形式存在于山楂葉、毛泡桐葉、女貞葉等植物中[1]。近年來, 國內外學者圍繞熊果酸的藥理作用和化學成分及結構做了大量的研究并取得豐碩成果[2-6], 但其抗氧化研究的相關報道較少。

油脂在通常的儲存條件下受到光、熱、金屬離子等因素的影響易發生氧化[7], 產生的強烈刺激氣味, 影響口味, 不適宜食用。目前, 廣泛應用于食品工業的油脂抗氧化劑有BHA和BHT, 由于上述2種抗氧化劑都由人工合成, 用量較大時具有潛在毒性, 許多國家都已禁止使用, 限制了其在食品中的應用, 因此開發出天然、無毒的抗氧化劑也顯得尤為重要。

以植物油脂為原料, 采用烘箱自氧化法測定山楂葉中的熊果酸對油脂儲存期的影響、最適添加量及與抗氧化劑增效劑配合使用效果等, 探究山楂葉熊果酸在油脂中的抗氧化作用, 為熊果酸深入研究、推廣及天然抗氧化劑的開發與應用提供相關的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

花生油（魯花）；玉米油（長壽花）；丁基羥基茴香醚（BHA）、丁基羥基甲苯（BHT）, 鄭州浩力化工有限公司提供；食品級、L-抗壞血酸（食品級）、三氯甲烷、冰乙酸、碘化鉀、淀粉、硫代硫酸鈉（AR）, 上海埃彼化學試劑有限公司提供；檸檬酸、酒石酸（食品級）, 鄭州明瑞化工產品有限公司提供。

1.2 試驗設備

101-3 A型電熱鼓風干燥箱, 天津市泰斯特儀器有限公司產品；FA1004型電子天平, 上海菁海儀器有限公司產品；HH-4型數顯恒溫水浴鍋, 常州市華普達教學儀器有限公司產品；SHZ-DⅢ型予華牌循環水真空泵, 鞏義市予華儀器有限責任公司產品；722N型可見分光光度計, 上海菁華科技儀器有限公司產品；RE-52型旋轉蒸發儀, 上海亞榮生化儀器廠產品；多功能粉碎機, 廣東美的生活電器制造有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 山楂葉熊果酸添加量對植物油儲存期的影響

取花生油、玉米油各50 g, 置于250 mL的碘量瓶中, 分別加入0.001%, 0.003%, 0.005%, 0.007%, 0.070%, 0.700%山楂葉熊果酸, 同時作空白對照組, 每組3次平行。充分攪拌均勻后敞口置于60±0.5℃恒溫箱中, 每隔12 h攪拌1次, 并交換在恒溫箱中的位置, 加速其氧化, 按照GB 5009.227—2016的方法定期測定其過氧化值。

1.3.2 山楂葉熊果酸植物油中與合成抗氧化劑作用比較

按照1.3.1操作, 油脂中均加入0.005%的山楂葉熊果酸, 以添加0.005% BHA和0.005% BHT的樣品為對照組, 按照GB 5009.227—2016的方法定期測定其過氧化值。

1.3.3 山楂葉熊果酸植物油中與增效劑的協同抗氧化作用比較

按照1.3.1操作, 向花生油和玉米油中均加入0.005%山楂葉熊果酸, 再分別加入0.5%的酒石酸、檸檬酸和維C, 按照GB 5009.227—2016的方法定期測定其過氧化值。

1.3.4 油脂過氧化值的測定

取待測油樣2 g, 置于250 mL的碘量瓶中, 加入三氯甲烷-冰乙酸混合液30 mL, 輕輕振搖使試樣完全溶解。加入飽和碘化鉀溶液1.00 mL, 塞緊瓶蓋, 并輕輕振搖0.5 min, 在暗處放置3 min。取出加水100 mL, 搖勻后立即用標準硫代硫酸鈉溶液滴定, 待溶液呈淡黃色時加淀粉指示劑1 mL, 繼續滴定并強烈振搖至溶液藍色消失為終點。同時進行空白試驗。

式中：V1——油樣消耗的硫代硫酸鈉溶液體積, mL；

V0——空白消耗的硫代硫酸鈉溶液體積, mL；

C——硫代硫酸鈉溶液的濃度, 0.002 mol/L；

0.1269 ——與1.00 mL硫代硫酸鈉標準滴定溶液相當的碘的質量, g；

m——油樣的質量, g；

100——換算系數。

2 結果與分析

2.1 山楂葉熊果酸添加量對植物油儲存期的影響

熊果酸添加量對花生油儲存期的影響見圖1, 熊果酸添加量對玉米油儲存期的影響見圖2。

圖2 熊果酸添加量對玉米油儲存期的影響

由圖1可知, 花生油的空白處理與添加山楂葉熊果酸的處理均隨著貯存時間的延長, 過氧化值呈現出逐漸上升的趨勢, 但與空白處理相對比, 添加了山楂葉熊果酸的花生油樣品其過氧化值上升速度較慢, 說明山楂葉熊果酸可以有效阻止玉米油的自動氧化。不同添加量的山楂葉熊果酸對花生油的抗氧化效果有一定的差異, 當山楂葉熊果酸添加量在0.001%～0.007%時, 山楂葉熊果酸表現出較強的抗氧化作用, 其抗氧化能力為0.005%＞0.007%＞0.003%＞0.001%, 山楂葉熊果酸添加量為0.005%時, 花生油的過氧化值最低, 其抑制花生油生成氫過氧化物的能力最強, 即其抗氧化效率也最強。當山楂葉熊果酸添加量為0.070%和0.700%時, 雖然花生油的過氧化值低于空白處理, 但比低添加量處理的花生油過氧化值要高, 可能是因為在較高添加量的情況下, 山楂葉熊果酸本身易被氧化產生過氧化自由基, 即熊果酸氧化產生的自由基同樣可以誘發自由基的連鎖反應, 促使油脂發生氧化, 使油脂的過氧化值急劇上升。因此, 山楂葉熊果酸的用量要適度。

圖1 熊果酸添加量對花生油儲存期的影響

空白油樣在60℃條件下存放3 d, 其過氧化值即超出GB 10146—2015規定的標準（POV≤0.20 g/100 g）。而添加了0.005%的山楂葉熊果酸的油樣, 在同一條件下存放至第9天過氧化值超出標準, 其保質期比空白油樣延長了6 d, 證明了添加量為0.005%的山楂葉熊果酸對花生油的抗氧化活性最強, 為最佳添加量。

由圖2可知, 玉米油的空白處理與添加山楂葉熊果酸的處理均隨著存放時間的延長, 其過氧化值呈現出逐漸上升的趨勢, 但不同處理間差異較大。在60℃條件下存放的前9 d, 空白處理對應的過氧化值最高, 氧化程度最大；存放第9天之后, 添加量為0.030%和0.300%的山楂葉熊果酸油樣對應的過氧化值遠超過了空白處理, 且隨著添加量的增加其氧化程度越大, 說明在較高添加量情況下, 山楂葉熊果酸自身氧化程度加大, 對油脂起到促氧化作用, 不適宜添加到油脂中。而添加量在0.001%～0.005%山楂葉熊果酸的玉米油樣品其對應過氧化值低于空白處理, 說明該添加量能夠起到抗氧化劑的作用, 且以0.005%山楂葉熊果酸添加量效果最好。

與花生油樣品不同, 在測定的15 d內, 空白處理和添加不同量的山楂葉熊果酸處理, 其對應的過氧化值均未超過GB 10146—2015規定的標準, 說明玉米油本身具有一定的抗氧化能力。

以上數據分析表明, 在植物油脂中山楂葉熊果酸在低添加量條件下能更好地起到抗氧化作用, 且以添加量為0.005%效果最好。

2.2 植物油中山楂葉熊果酸與合成抗氧化劑作用比較

熊果酸花生油中山楂葉熊果酸與合成抗氧化劑比較見圖3, 熊果酸玉米油中與合成抗氧化劑比較見圖4。

圖3 熊果酸花生油中山楂葉熊果酸與合成抗氧化劑比較

圖4 熊果酸玉米油中山楂葉熊果酸與合成抗氧化劑比較

由圖3可知, 空白處理的花生油在測定時間里（除第1天）, 其過氧化值明顯高于其他處理, 說明熊果酸及BHA、BHT均有一定的抗氧化能力。同時, 花生油的BHT處理優于BHA處理, 但與山楂葉熊果酸相比, 兩者的抗氧化性能明顯低于同濃度的山楂葉熊果酸, 這說明山楂葉熊果酸與合成類抗氧化劑相比, 可以有效抑制花生油的氧化反應。可能是山楂葉熊果酸中含有的活性基團可與油脂中的活性氧發生反應, 清除引起氧化反應的活性氧。

空白油樣在60℃條件下存放3 d過氧化值即超出GB 10146—2015規定的標準（POV≤0.20 g/100 g）。添加了BHA和BHT的花生油樣品, 在同一條件下存放到第5天過氧化值超出標準, 而添加了山楂葉熊果酸的花生油樣品則推遲到第9天, 保質期比空白油樣延長6 d, 比添加BHA和BHT處理樣品延長了4 d, 表明了山楂葉熊果酸對花生油的抗氧性優于合成類抗氧化劑BHA和BHT。

由圖4可知, 所有玉米油樣品處理在存放期間均隨著時間的延長的POV逐漸增加, 且在測定的前13 d, 各處理間差異不明顯。在測定的第15天, 空白處理的過氧化值明顯升高, 添加了BHA和BHT的玉米油樣品其過氧化值低于空白處理, 但兩者差異不顯著。而添加了山楂葉熊果酸的玉米油樣品, 其過氧化值最低, 抗氧化效果優于BHA與BHT, 這說明山楂葉熊果酸的抗氧化能力高于合成類抗氧化劑, 可以有效抑制玉米油的氧化。

與花生油樣品不同, 在測定的15 d內, 空白處理和添加不同抗氧化劑的處理, 其對應的過氧化值均未超過GB 10146—2015規定的標準。

2.3 植物油中山楂葉熊果酸與增效劑的協同抗氧化作用比較

熊果酸花生油中山楂葉熊果酸與增效劑的協同效果比較見圖5, 熊果酸玉米油中山楂葉熊果酸與增效劑的協同效果比較見圖6

圖5 熊果酸花生油中山楂葉熊果酸與增效劑的協同效果比較

圖6 熊果酸玉米油中山楂葉熊果酸與增效劑的協同效果比較

由圖5和圖6可知, 山楂葉熊果酸與酒石酸、檸檬酸、維C復配對花生油和玉米油均有較好的抗氧化協同增效作用, 抗氧化效果優于該濃度的山楂葉熊果酸, 且添加了維C處理的花生油和玉米油過氧化值最低, 其次是檸檬酸, 增效效果最差為酒石酸。這可能是由于有機酸對油中某些金屬離子有一定的螯合作用, 易形成金屬鹽, 能促進氧化的微量金屬離子鈍化, 降低催化油脂氧化的能力, 從而增加山楂葉熊果酸的抗氧化效果。而維C同時又是水溶性抗氧化劑, 在油體系中可有效分布在空氣和油分子的界面, 提供氫原子與介質中的氧發生反應, 從而減少油脂中的氧含量, 達到延緩油脂氧化的作用, 因此增效效果更佳。

以上數據分析表明, 在植物油脂中, 山楂葉熊果酸與增效劑混合使用具有顯著的協同抗氧化作用, 其中增效作用能力大小依次為維C＞檸檬酸＞酒石酸。

3 結論

（1）在植物油脂中山楂葉熊果酸在低添加量條件下能更好地起到抗氧化作用, 添加量為0.005%效果最好。

（2）在植物油脂中, 山楂葉熊果酸的抗氧化能力均高于BHA、BHT等合成類抗氧化劑。

（3）山楂葉熊果酸與酒石酸、檸檬酸、維C復配后, 對油脂有較好的抗氧化協同增效作用, 其抗氧化效果優于該濃度的山楂葉熊果酸, 且添加了維C處理效果最好, 其次是檸檬酸, 酒石酸增效效果最差。