朱雪梅，吳俊鋒，胡蔣寧，趙士強(qiáng)，胡振瀛，熊華

1(南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西南昌，330047)2(南昌大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江西 南昌，330031)3(華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院，廣東廣州，510640)

油脂是食品的重要組分之一，為人類營(yíng)養(yǎng)、健康所必需。但是食用油極易發(fā)生氧化，油脂氧化所生成的氧化產(chǎn)物不僅影響油脂食品的風(fēng)味、色澤、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還會(huì)對(duì)膜、酶、蛋白質(zhì)造成破壞，誘發(fā)癌癥等多種疾?。?］。為防止油脂氧化可采用密封、避光、低溫或充入惰性氣體保藏，但要求條件高，對(duì)批量的食用油和富含油脂的食品較難做到，目前最簡(jiǎn)便有效的方法是添加抗氧化劑。

現(xiàn)在我國(guó)通用的抗氧化劑主要是叔丁基羥基茴香醚(BHA)、二叔丁基羥基甲苯(BHT)、叔丁基苯二酚(TBHQ)等合成抗氧化劑。然而有研究報(bào)告指出這類化合物有害身體健康特別是引起癌癥和心血管疾?。?－3］，日本和韓國(guó)已禁止使用BHT和BHA，美國(guó)也已經(jīng)禁止使用BHT［4］。因此用天然抗氧化劑代替合成抗氧化劑是我國(guó)油脂行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

生育酚是植物油脂中普遍存在的天然抗氧化劑。它最主要抗氧化途徑是向脂氧自由基或脂過氧自由基提供H，使鏈?zhǔn)窖趸磻?yīng)中斷;其次，其本身具有產(chǎn)生酚氧基的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的酚氧基能夠粹滅并能同單酰態(tài)氧反應(yīng)，保護(hù)脂肪酸中的不飽和鍵免受單線態(tài)氧損傷;再者，生育酚本身被自由基氧化，避免不飽和鍵受自由基的進(jìn)攻來抑制油脂氧化［5－6］。同其他抗氧化劑一樣，生育酚的抗氧化效能不僅受光、熱、和氧氣濃度等外部因素影響，還受油脂結(jié)構(gòu)的影響，不同脂肪酸組成的油脂氧化穩(wěn)定性不同，生育酚的抗氧化效能不同，最佳抗氧化濃度也有差異，因此欲以天然生育酚代替合成抗氧化劑，必須從不同油脂中生育酚抗氧化效能出發(fā)研究生育酚的抗氧化規(guī)律。

本課題通過Schaal烘箱氧化實(shí)驗(yàn)，研究不同濃度生育酚對(duì)氧化過程中菜籽油、芝麻油和花生油的氧化值、酸價(jià)、茴香胺值和總氧化值(TOTOX)的抗氧化性能，探討脂肪酸組成與油脂氧化穩(wěn)定性的關(guān)系，脂肪酸組成對(duì)生育酚抗氧化效能的影響，初步了解油脂氧化及生育酚抗油脂氧化的規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑

實(shí)驗(yàn)材料:芝麻油，花生油，菜籽油，當(dāng)?shù)爻?jí)市場(chǎng);α－生育酚標(biāo)準(zhǔn)品，Sigma公司。

實(shí)驗(yàn)試劑:碘化鉀、硫代硫酸鈉、無水乙醇，天津市大茂化學(xué)試劑廠;三氯甲烷、冰乙酸，成都市科龍化工試劑廠;茴香胺，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;淀粉，天津市永大化學(xué)試劑有限公司;乙醚、無水乙醚、異辛烷，天津恒興化學(xué)試劑制造有限公司(以上試劑均為分析純);脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品GLC－461:美國(guó)Nu－Chekprep公司;正己烷、異辛烷，色譜純，美國(guó)天地公司。

1.2 儀器和設(shè)備

HP6890氣相色譜儀配有自動(dòng)進(jìn)樣器和火焰離子化檢測(cè)器，美國(guó)Agilent公司;DHG－9240型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，江西鼎技科學(xué)儀器有限公司;HH－S4型電熱恒溫水浴鍋:上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;BS 224S型電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;WSL－2型比較測(cè)色儀，上海申光儀器儀表有限公司 ;RW20頂置式攪拌器、RV10旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，德國(guó)IKA集團(tuán);電子萬用爐，北京永光明醫(yī)療儀器廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 食用油的預(yù)處理

各稱取500 g油樣，加入5%(質(zhì)量比)的工業(yè)白土和5%硅藻土脫色，室溫下磁力攪拌20 min，抽濾，3 000 r/min的條件下離心10 min后吸取上層油樣，離心去除殘余白土，油樣充氮密封保存。

1.3.2 脂肪酸組成分析

稱取50 mg樣品，加入1.5 mL 0.5 mol/L甲醇鈉，充分混合后在95℃反應(yīng)3 min，冷卻，再加入2 mL BF3(三氟化硼)甲醇溶液(10%)繼續(xù)在95℃下反應(yīng)2 min，冷卻后加入1 mL飽和NaCl和2 mL異辛烷，提取脂肪酸甲酯經(jīng)過無水硫酸鈉干燥后用于氣相(GC)分析。

GC分析條件:分析柱使用CP－Sil88石英毛細(xì)管柱;載氣為H2;進(jìn)樣口溫度為250℃;程序升溫:45℃下保持 4 min，再以13℃/min的速度升溫至175℃，并保持27 min，然后再以4℃/min的速度升溫至215℃，并保持35 min，檢測(cè)時(shí)間86 min。利用面積歸一法得到各個(gè)脂肪酸的相對(duì)百分含量。

1.3.3 樣品的準(zhǔn)備及生育酚抗氧化實(shí)驗(yàn)［7－9］

配制系列濃度的單一α－生育酚的乙醇溶液置于冰箱中備用。每種植物油各取6個(gè)規(guī)格一致的100 mL的燒杯，各稱取50 g處理后的樣，加入不同濃度的生育酚溶液，使α－生育酚在植物油中的濃度分別為25、50、100、200、400 mg/kg。對(duì)照樣僅加入同量的乙醇溶劑。樣品及對(duì)照樣充分?jǐn)嚢?0 min后，在60℃加熱下用氮?dú)獯蹈梢掖既軇?/p>

Schaal烘箱氧化實(shí)驗(yàn)［9］:烘箱溫度設(shè)為(60 ±1)℃，準(zhǔn)備好的植物油樣品或?qū)φ?50 g)置于100 mL 燒杯中，按照一定時(shí)間段(如 0，5，10，15，20，25，30，38 d)取樣分析。

1.3.4 不皂化物、過氧化值、酸價(jià)和茴香胺值的測(cè)定［8，10－11］

按GB/T 5535.2－2008《動(dòng)植物油脂 不皂化物測(cè)定第二部分:己烷提取法》測(cè)定不皂化物;按GB/T 5530－2005《動(dòng)植物油脂酸值和酸度測(cè)定》測(cè)定酸價(jià);過氧化值的測(cè)定，按GB/T 5538－2005《動(dòng)植物油脂過氧化值的測(cè)定》測(cè)定過氧化值(POV)。茴香胺值(p－AV)的測(cè)定方法如下，首先稱取0.5 g的油樣置于25 mL容量瓶中，用異辛烷溶解并稀釋到刻度成為未反應(yīng)溶液，用移液管吸取未反應(yīng)溶液5 mL置于10 mL試管中，另一試管加入5mL異辛烷溶劑，分別加入1 mL p－茴香胺冰乙酸溶液(準(zhǔn)確稱取0.25 g p－茴香胺置于100 mL容量瓶中，用冰乙酸定容)。10 min后，在350 nm處分別測(cè)定上述溶液吸光度A0和A1。

其中:V，溶解試樣的體積，mL;m，油樣的質(zhì)量，g;Q，以茴香胺值為表達(dá)基礎(chǔ)，測(cè)定溶液中樣品量，g/mL，本文Q=0.01 g/mL;A0:未反應(yīng)溶液吸光度;A1:反應(yīng)溶液吸光度。

1.3.5 總氧化值的計(jì)算［12］

總氧化值(TOTOX)是2倍的POV加上p－AV，是經(jīng)常用來表征油脂氧化程度的一個(gè)指標(biāo)。總氧化值(TOTOX)衡量總氧化程度和生育酚的抗氧化效能，其中 TOTOX=2×POV+p－AV。

2 結(jié)果與討論

2.1 不皂化物含量

圖1 花生油、芝麻油和菜籽油的預(yù)處理對(duì)不皂化物值的影響Fig.1 The effects of pretreatment on peanut oil，sesame oil and rapeseed oil on unsaponiable matter

不皂化物主要是指脂溶性維生素、甾醇、多酚類化合物、萜類、萜烯醇類化合物。不皂化物中的天然抗氧化成分如脂溶性維生素和多酚類化合物會(huì)對(duì)油脂的氧化有一定的延遲作用。從圖1可以發(fā)現(xiàn)預(yù)處理后的花生油、芝麻油和菜籽油的不皂化物比未處理的有所降低，但是大部分不皂化物殘留在油中，表示預(yù)處理不徹底，還需尋找更好的方法如多層柱層析法。處理后芝麻油(0.011 63%)的不皂化物含量最高，花生油(0.005 04%)和菜籽油(0.005 02%)的不皂化物含量無明顯差異。

2.2 脂肪酸組成分析

氣相色譜分析結(jié)果(表1)表明，花生油、菜籽油和芝麻油的主要不飽和脂肪酸是油酸和亞油酸。但花生油中除了油酸和亞油酸外，含超長(zhǎng)鏈脂肪酸如C22∶0和 C24∶0，總的飽和脂肪酸最高，含量高達(dá)20.69%;芝麻油中亞油酸最多(44.67%);菜籽油含油酸(64.48%)最多，且α－亞麻酸含量為5.96%，高于花生油(1.37%)和芝麻油(0.42%)。計(jì)算3種油的雙鍵相對(duì)值為:芝麻油(131.39)＞菜籽油(120.92)＞花生油(109.60)，根據(jù)“高碘值雙鍵氧化理論”，可推斷3種油的氧化容易程度為:芝麻油＞菜籽油＞花生油，即不飽和度越高的油脂越易氧化。

表1 花生油、芝麻油和菜籽油的脂肪酸組成(面積%)Table 1 The fatty acid composition of peanut oil，sesame oil and rapeseed oil(area%).

2.3 過氧化值

過氧化值表示油脂初級(jí)氧化產(chǎn)物氫過氧化物的含量，反映油脂初期氧化程度。從圖3看出在38 d的氧化試驗(yàn)中，芝麻油的過氧化值增長(zhǎng)幅度最小，氧化38 d后芝麻油對(duì)照(0 α－生育酚)POV值是12.57 meq O2/kg，明顯低于花生油(332.02 meq O2/kg)和菜籽油(325.71 meq O2/kg)。而且芝麻油中，在氧化初期各濃度生育酚均無明顯的抗氧化作用，直至氧化30 d，25 ppm的α－生育酚逐漸起抗氧化作用，而其他濃度的生育酚不僅無顯著抗氧化作用，還促進(jìn)芝麻油氧化，例如氧化38 d 后分別添加25，50，100，200，400 ppm的生育酚的芝麻油的 POV值分別為 7.33、16.25、13.18、13.60、23.59 meq O2/kg。

圖2 添加不同濃度生育酚對(duì)芝麻油、花生油和菜籽油過氧化值的影響Fig.2 Addition of different amounts of α－tocopherol on the POV of peanut oil，sesame oil and rapeseed oil

與芝麻油不同的是，花生油和菜籽油的POV一直緩慢上升，在30 d后POV值成對(duì)數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。不同濃度的α－生育酚的抗氧化效能也是不同的。在菜籽油中，添加了200 mg/kg的α－生育酚的POV值最低，表明200 mg/kg的α－生育酚在菜籽油中的抗氧化能力最強(qiáng)，25～100 mg/kg的α－生育酚有抗氧化作用，且抗氧化作用隨α－生育酚濃度增加而增強(qiáng)，但400 mg/kg的α－生育酚有明顯的促進(jìn)氧化的作用;在花生油中，25 mg/kg的α－生育酚抑制POV值的效果高于其他濃度，但各濃度的α－生育酚均有抗POV上升的作用。這些結(jié)果說明，在不同油脂中生育酚的抗氧化效能也是不同的。

2.4 酸價(jià)

酸價(jià)表示游離脂肪酸的含量，反應(yīng)甘油三酯酸敗水解程度。如圖3所示，酸價(jià)的變化趨勢(shì)與POV值類似，即在氧化初期，酸值緩慢增加，氧化30 d后以幾何對(duì)數(shù)增加。3種油中，芝麻油最穩(wěn)定，菜籽油和花生油的酸價(jià)較高，生育酚抑制3種油酸價(jià)的規(guī)律與抑制POV一致。

圖3 添加不同濃度生育酚對(duì)芝麻油、花生油和菜籽油酸價(jià)的影響Fig.3 Addition of different amounts of α－tocopherol on the acid value of peanut oil，sesame oil and rapeseed oil

2.5 茴香胺值

氫過氧化物等初級(jí)氧化產(chǎn)物不穩(wěn)定，在高溫下易分解生成次級(jí)氧化產(chǎn)物，茴香胺值(p－AV)表示植物油中的次級(jí)氧化產(chǎn)物中羰基化合物的含量，羰基化合物與茴香胺生成的有色物在350 nm處有最大吸收值，如果茴香胺值超過10就表明食用油已嚴(yán)重變質(zhì)，其數(shù)值越大，油脂的劣變程度越嚴(yán)重。由圖4可知，茴香胺值的變化趨勢(shì)與POV、酸價(jià)增長(zhǎng)趨勢(shì)一致。但是不同于POV的是，在菜籽油中，400 mg/kg和200 mg/kg的α－生育酚有效地的抑制茴香胺值，花生油中，100 mg/kg的α－生育酚抑制茴香胺值的能力最強(qiáng)，200和400 mg/kg的α－生育酚均有促進(jìn)茴香胺值增加的作用。

2.6 總氧化值

圖4 添加不同濃度生育酚對(duì)芝麻油、花生油和菜籽油茴香胺值的影響Fig.4 Addition of different amounts of α－tocopherol on the p－anisidine value of peanut oil，sesame oil and rapeseed oil

總氧化值涵括了初級(jí)氧化產(chǎn)物含量和次級(jí)氧化產(chǎn)物茴香胺值，用來綜合表征油脂氧化程度的一個(gè)指標(biāo)。與POV值和茴香胺值相比，不同濃度生育酚在3種油中的抑制TOTOX的規(guī)律更加明顯，但總的增長(zhǎng)趨勢(shì)同POV、酸價(jià)、茴香胺值一致。由圖5可知，在花生油中，100 mg/kg的α－生育酚抑制TOTOX值的效果最佳，而菜籽油中則200 mg/kg的α－生育酚的TOTOX最低，在芝麻油中25 mg/kg的α－生育酚抑制TOTOC的效能最佳。且在3種油中，當(dāng)α－生育酚濃度低于最佳抗氧化濃度時(shí)，α－生育酚濃度逐漸升高則抗氧化效能逐漸增強(qiáng)，若α－生育酚濃度高于最佳抗氧化濃度后，再增加濃度則促進(jìn)TOTOX增長(zhǎng)明顯，即促進(jìn)油脂氧化。

3 結(jié)論與討論

根據(jù)“高碘值雙鍵氧化理論”，油脂的不飽和度越高，油脂越易氧化，氧化程度越深，通過脂肪酸分析結(jié)果計(jì)算花生油、芝麻油和菜籽油的雙鍵相對(duì)值分別為:109.60、131.39和120.92，可推測(cè)花生油最穩(wěn)定，其次是菜籽油，芝麻油最易氧化。當(dāng)花生油和菜籽油之間比較時(shí)，schaal烘箱氧化數(shù)據(jù)(以－TOTOX為基準(zhǔn))與作者的推斷一致。但是schaal烘箱氧化實(shí)驗(yàn)也表明，3種油中芝麻油卻是最穩(wěn)定的，與作者的推斷截然相反，表明除了脂肪酸不飽和度以外，還有其他因素影響油脂的氧化，如多酚、維生素和甾醇等不皂化物。不皂化物的檢測(cè)結(jié)果顯示芝麻油中的不皂化物明顯高于花生油和菜籽油，其他學(xué)者也報(bào)道芝麻油中含有芝麻酚、芝麻素等其他植物油沒有的天然抗氧化劑［13］，這一檢測(cè)結(jié)果與油脂氧化實(shí)驗(yàn)相一致，證明除了脂肪酸組成外，不皂化物的成分也是影響油脂氧化穩(wěn)定性的重要因素。

圖5 添加不同濃度生育酚對(duì)芝麻油、花生油和菜籽油TOTOX值的影響Fig.5 Addition of different amounts of α－tocopherol on the p－anisidine value of peanut oil，sesame oil and rapeseed oil

油脂的脂肪酸組成不同，不皂化物含量不同，這些因素共同作用影響油脂的氧化穩(wěn)定性，那么必然也會(huì)影響α－生育酚的抗氧化效能。本實(shí)驗(yàn)中，以α－生育酚的最佳抗氧化濃度反應(yīng)生育酚的抗氧化效能。結(jié)果顯示，油脂氧化穩(wěn)定性不同，α－生育酚的最佳抗氧化濃度亦不同，當(dāng)α－生育酚濃度低于最佳抗氧化濃度時(shí)，α－生育酚濃度逐漸升高則抗氧化效能逐漸增強(qiáng)，但當(dāng)α－生育酚濃度高于最佳抗氧化濃度后，再增加α－生育酚的濃度則α－生育酚促進(jìn)油脂氧化。其中，越穩(wěn)定的油脂，需要添加的α－生育酚的量越低，而越不穩(wěn)定的油脂需要添加的α－生育酚的量越高。

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