秦亞南，王玲，謝遠(yuǎn)東，鄒積赟，楊華峰，王建國，康健*

1(新疆大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊，830046) 2(新疆合普聯(lián)科檢測技術(shù)研究院，新疆 烏魯木齊，834000) 3(新疆海瑞盛生物工程股份有限公司，新疆 庫爾勒，843000)

葡萄籽油的氧化穩(wěn)定性

秦亞南1，王玲2，謝遠(yuǎn)東2，鄒積赟3，楊華峰3，王建國3，康健1*

1(新疆大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊，830046) 2(新疆合普聯(lián)科檢測技術(shù)研究院，新疆 烏魯木齊，834000) 3(新疆海瑞盛生物工程股份有限公司，新疆 庫爾勒，843000)

以葡萄籽毛油作為研究對象，分析了葡萄籽毛油依次經(jīng)過精煉的各個(gè)環(huán)節(jié)后，油脂的氧化穩(wěn)定性變化。并采 Rancimat 標(biāo)準(zhǔn)法，以誘導(dǎo)期作為油脂穩(wěn)定性的評價(jià)指標(biāo)，考察叔丁基對苯二酚(TBHQ)、丁基羥基茴香醚(BHA)、抗壞血酸棕櫚酸鈉、dl-a-生育酚、迷迭香提取物等抗氧化劑單獨(dú)使用及復(fù)合抗氧化劑對葡萄籽油氧化穩(wěn)定性的影響。結(jié)果顯示，對葡萄籽油酸值影響最大的工藝流程為脫酸工藝；對過氧化值影響最大的工藝為脫臭工藝；而誘導(dǎo)期在整個(gè)精煉過程中整體呈下降趨勢。在葡萄籽精煉油中添加抗氧化劑時(shí)，TBHQ、BHA、抗壞血酸棕櫚酸鈉及迷迭香提取物這四種抗氧化劑單獨(dú)使用效果較好，能明顯提高葡萄籽油氧化穩(wěn)定性。對4種抗氧化劑進(jìn)行復(fù)配，除TBHQ外，復(fù)合抗氧化劑比抗氧化劑單獨(dú)使用時(shí)效果更好，其中以m(TBHQ)∶m(BHA)=3∶1時(shí)效果最佳。

葡萄籽油；精煉；抗氧化劑；穩(wěn)定性

葡萄籽油中含有豐富的不飽和脂肪酸，主要是以亞油酸為主，含量在58% ～ 78%[1]。亞油酸作為一種人體必需脂肪酸，在動脈硬化以及心臟病的治療方面具有顯著的療效；不僅如此，葡萄籽油中還含有多種微量營養(yǎng)，可用于人體營養(yǎng)元素的補(bǔ)充。是一種不可多得的高品質(zhì)植物油[2]。另外，葡萄籽油因其優(yōu)良的特性常被應(yīng)用到化妝品和藥品的制作中[3]。

由于葡萄籽油中具有較高含量的不飽和脂肪酸，所以在葡萄籽精制油的生產(chǎn)加工過程中，葡萄籽油極易受到不良環(huán)境的影響而發(fā)生氧化酸敗，酸敗不僅會破壞葡萄籽油中所含的必需脂肪酸，還有可能產(chǎn)生異味以及有毒物質(zhì)，對消費(fèi)者的健康帶來不利影響。因此，有效的防止或延緩油脂在生產(chǎn)加工過程中發(fā)生氧化酸敗至關(guān)重要。

目前，除了使用密封包裝儲存油脂外，在油脂中添加抗氧化劑也是一種簡單、經(jīng)濟(jì)的方法[4-5]。葡萄籽油作為一種新興的植物油資源，目前研究主要在成分分析、提取方法、功能評價(jià)等方面[6-9]，有關(guān)葡萄籽油穩(wěn)定性影響的報(bào)道較少。

本文采用Rancimat 法考察叔丁基對苯二酚(TBHQ)、丁基羥基茴香醚(BHA)、抗壞血酸棕櫚酸鈉、dl-a-生育酚、迷迭香提取物等[10-14]抗氧化劑單獨(dú)使用及復(fù)合抗氧化劑對葡萄籽油氧化穩(wěn)定性的影響。

1 材料與方法

1.1試樣、試劑

葡萄籽油，由新疆海瑞盛生物工程股份有限公司提供；檸檬酸、活性白土、可溶性淀粉均為分析純，由鄭州康帆生物科技有限公司提供；無水乙醇、KOH、異辛烷、石油醚、冰乙酸、HCl均為分析純，由天津市富宇精細(xì)化工有限公司提供；KI、酚酞、ICl、十二烷酸乙酯、Na2S2O3均為分析純，由成都市科龍化工試劑公司提供；TBHQ、BHA、抗壞血酸棕櫚酸鈉、dl-a-生育酚、迷迭香提取物均為食品級，由德州匯洋生物科技有限公司提供。

1.2主要儀器設(shè)備

892Rancimat氧化穩(wěn)定儀，瑞士萬通 Metrohm 公司；DZF-6505 型真空恒溫干燥箱，上海安亭科學(xué)儀器廠；電子天平，上海?，攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；ICI-S 型恒溫水浴鍋，鄭州長城科工貿(mào)有限公司；WYA 阿貝折射儀，上海光學(xué)儀器廠；離心機(jī)，河南智誠科技發(fā)展有限公司；WFZ-UV 2000紫外可見分光光度計(jì)，尤尼柯上海有限公司；RE-52AA 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；SHB-III循環(huán)式多用真空泵，鞏義市英峪予華儀器廠。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1 精煉各環(huán)節(jié)氧化穩(wěn)定性變化

精煉各環(huán)節(jié)的葡萄籽油，按照 GB/T 5538—2005 測定過氧化值， 按照 GB/T 5530—2005 測定酸值，誘導(dǎo)期按照標(biāo)準(zhǔn) Rancimat 法測定。

1.3.2 葡萄籽精煉油質(zhì)量評價(jià)

酸值: GB/T 5530—2005；不溶性雜質(zhì)：GB/T 5688—2008；皂化值：GB/T 5534—2008；水分及揮發(fā)物：GB/T 5528—2008；碘值：GB/T 5532—2008；折光指數(shù)：GB/T 5527—2010；過氧化值；GB/T 5538—2005；透明度、氣味、滋味：GB/T 5525—2008；相對密度：GB/T 5526—1985。

1.3.3 葡萄籽油貨架期的預(yù)測

取4份葡萄籽油，分別在 100、110、120、130 ℃ 的條件下使用 892 Rancimat 氧化穩(wěn)定儀測定葡萄籽油的誘導(dǎo)期，然后利用溫度外推法得到誘導(dǎo)期隨溫度變化的氧化曲線，從而推算出葡萄籽油在 25 ℃下的儲存期。

分析條件:控制溫度100、110、120、130 ℃;空氣流量20.0 L/h。

1.3.4 單一抗氧化劑對油脂穩(wěn)定性的影響

取若干份 100 mL 的葡萄籽油分別裝入 250 mL 的三角燒瓶中，將TBHQ、BHA、抗壞血酸棕櫚酸鈉、dl-a-生育酚、迷迭香提取物幾種抗氧化劑按照 0.01%、0.015%、0.02%、0.04% 的添加量分別加入葡萄籽油中，同時(shí)做一組對照實(shí)驗(yàn)。每組油樣分別取(3.0+0.01)g放置于 892 Rancimat 氧化穩(wěn)定儀中，分別測定其誘導(dǎo)期并計(jì)算其抗氧化系數(shù)。

分析條件:溫度 120 ℃;空氣流量20.0 L/h。

1.3.5 復(fù)合抗氧化劑對油脂穩(wěn)定性的影響

根據(jù)5種抗氧化劑在單獨(dú)使用時(shí)對葡萄籽油氧化穩(wěn)定性影響的結(jié)果，綜合考慮抗氧化劑在油脂中的溶解性和抗氧化劑對葡萄籽油氧化穩(wěn)定性影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果這兩方面因素，選擇符合條件的抗氧化劑進(jìn)行復(fù)配實(shí)驗(yàn)[15-18]，每組油樣分別取(3.0 + 0.01)g放置于 892 Rancimat 氧化穩(wěn)定儀中，分別測定其誘導(dǎo)期并計(jì)算其抗氧化系數(shù)。

分析條件:溫度120 ℃;空氣流量20.0 L/h。

1.3.6 誘導(dǎo)期及抗氧化系數(shù)的測定

誘導(dǎo)期：反應(yīng)池中的油脂在氣流和高溫的作用下加速氧化，生成許多小分子有機(jī)酸，這些小分子有機(jī)酸隨著氣流被帶入測量池中，大量的小分子有機(jī)酸導(dǎo)致測量池中溶液的電導(dǎo)率發(fā)生變化，測量池內(nèi)的電極可感受到電導(dǎo)率的變化，并記錄下電導(dǎo)率與反應(yīng)時(shí)長的氧化曲線，電導(dǎo)率二階導(dǎo)數(shù)最大時(shí)作為測定終點(diǎn)，又將其稱為誘導(dǎo)期[19]。誘導(dǎo)期可以作為表示樣品抗氧化能力的一個(gè)參數(shù)，當(dāng)被測定樣品的誘導(dǎo)期越長時(shí)，表示樣品越穩(wěn)定。

抗氧化系數(shù)(protection factor，PF):抗氧化劑在油脂中對油脂抗氧化能力的強(qiáng)弱，可以通過抗氧化劑加入油脂后的誘導(dǎo)期與未加入抗氧化劑油脂的誘導(dǎo)期的比值表示。該比值用抗氧化系數(shù)(PF)來表示， PFgt;1 時(shí)，表明抗氧化劑的抗氧化能力一般； 4gt;PFgt;2 時(shí)，表明抗氧化劑具有較為顯著的抗氧化能力； PFgt;4，則表明抗氧化劑的抗氧化能力極顯著[20]。

(1)

2 結(jié)果與分析

2.1葡萄籽油精煉過程中基本指標(biāo)的變化

如圖1所示，由于葡萄籽毛油在進(jìn)行精煉之前己儲藏較長時(shí)間，且夏季溫度高，品質(zhì)發(fā)生劣變。因此酸值高達(dá) 6.32 mg KOH/kg。經(jīng)脫膠后，葡萄籽油的酸價(jià)略微升高至 6.68 mg KOH/kg，其原因可能是因?yàn)橛捎诿撃z過程中溫度升高，產(chǎn)生更多游離酸，也有可能是因?yàn)槊撃z過程中加入檸檬酸，使酸價(jià)增高。當(dāng)葡萄籽油經(jīng)過脫酸工藝后，葡萄籽油的酸值降低至 0.38 mg KOH/kg。隨后脫色油酸值略微升高，其原因可能是葡萄籽油在脫色工藝過程中所使用的吸附劑表面有很多活性位點(diǎn)，這些活性位點(diǎn)可以促使甘油三酯水解;也有可能是由于葡萄籽油在脫色工藝過程中所用的吸附劑將皂中的鈉離子吸附，并生成了一些游離脂肪酸，因而使葡萄籽油的酸價(jià)略微升高[21]。最終葡萄籽油在脫臭工藝后，由于高溫的作用使它的酸值降至 0.30 mg KOH/kg。

圖1 葡萄籽油精煉過程酸價(jià)變化Fig.1 The process of change of acid value refined grape seed oils

由圖2可知，由于葡萄籽毛油在進(jìn)行精煉之前己儲藏較長時(shí)間，且夏季溫度高，品質(zhì)發(fā)生劣變。因此過氧化值高達(dá) 8.47 mmol/kg，在經(jīng)過脫膠工藝、脫酸工藝后過氧化值升高至約 10.74 mmol/kg，原因可能是在葡萄籽油脫酸過程反應(yīng)溫度較高，從而導(dǎo)致葡萄籽油繼續(xù)氧化。相對于脫酸油，脫色油的過氧化值大幅降低。其過氧化值降低的原因[22]主要由于葡萄籽油在脫色過程中所使用吸附劑的活性位點(diǎn)可以將脫酸葡萄籽油中的過氧化物吸附，從而使其過氧化值降低。在經(jīng)過脫臭工藝后，葡萄籽油在高溫條件的作用下，大部分的過氧化物發(fā)生裂解并生成許多小分子物質(zhì)并蒸出，使得過氧化值進(jìn)一步降至最低 1.76 mmol/kg。

圖2 葡萄籽油精煉過程過氧化值變化Fig.2 Changes of peroxide value in refining process of grape seed oil

在120 ℃，空氣流量20.0 L/h的條件下測定各工藝階段油脂的誘導(dǎo)期，誘導(dǎo)期為電導(dǎo)率測定值的二階導(dǎo)數(shù)，與電導(dǎo)率的測定息息相關(guān)。因此未精煉前油脂中的游離脂肪酸以及金屬離子、水分、皂角等極性物質(zhì)均對電導(dǎo)率產(chǎn)生影響。從圖3可知，葡萄籽油的誘導(dǎo)期在精煉過程中總體上呈下降趨勢。未經(jīng)精煉的毛油誘導(dǎo)期為3.17 h，其誘導(dǎo)期較高的原因可能是由于其中含有較多的天然抗氧化劑(如生物類黃酮、VE、生物類黃酮、白黎蘆醇、原花青素等)，因此誘導(dǎo)期相對較高[23]。與毛油相比，脫膠油誘導(dǎo)期略微升高，可能是由于脫膠過程中去除了大量磷脂與金屬離子。經(jīng)過脫酸工藝后，葡萄籽油誘導(dǎo)期大幅下降，可能是由于在此反應(yīng)過程后，脂質(zhì)氧化產(chǎn)物含量最高，且經(jīng)過水化后的皂角、水分等極性雜質(zhì)不利于其氧化穩(wěn)定性[24]。葡萄籽毛油經(jīng)過脫膠、脫酸、脫色等一系列工藝過程后，誘導(dǎo)期下降至 0.72 h。在經(jīng)過脫臭工藝后，誘導(dǎo)期略微增高至0.92 h，這主要是由于脫臭工藝是在高溫真空下進(jìn)行，葡萄籽油中的小分子氧化產(chǎn)物被大量除去，即使葡萄籽油中脂肪伴隨物含量較少，其誘導(dǎo)期仍略高于脫色油。

圖3 葡萄籽油精煉過程誘導(dǎo)期變化Fig.3 Change of induction period of grape seed oil refining

2.2葡萄籽精煉油的質(zhì)量評價(jià)

由表1和表2可以看出，經(jīng)過精煉后的葡萄籽油，無論在感官鑒定和理化指標(biāo)上都達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，葡萄籽精煉油的不溶性雜質(zhì)含量較低，滿足食用油脂的要求。

表1 葡萄籽精煉油的感官評價(jià)

表2 葡萄籽精煉油理化指標(biāo)

2.2葡萄籽油貨架期的預(yù)測

在100、110、120、130 ℃，流量為20 L/h的條件下使用892 Rancimat氧化穩(wěn)定儀分別測定葡萄籽油的誘導(dǎo)期，根據(jù)溫度與lg(誘導(dǎo)期)的關(guān)系推測作圖，由圖4及公式Y(jié)=4.593 2-0.038 7×推測:當(dāng)溫度為 25 ℃時(shí)，葡萄籽精煉油的儲存時(shí)間為176 h。

表3 不同溫度下葡萄籽油氧化穩(wěn)定性

圖4 誘導(dǎo)期和溫度關(guān)系圖Fig.4 Induced phase and temperature diagram

2.3單一抗氧化劑對葡萄籽油氧化穩(wěn)定性的影響

誘導(dǎo)期在溫度 120 ℃，空氣流量為 20 L/h 的條件下測定，當(dāng)不添加任何抗氧化劑時(shí)，葡萄籽精煉油誘導(dǎo)期為 0.91 h，將其作為空白對照，由表4可知，在葡萄籽油中添加不同種類的單一抗氧化劑時(shí)，各抗氧化劑對葡萄籽油的誘導(dǎo)期均高于空白對照。說明這5種抗氧化劑均具有延緩葡萄籽油氧化酸敗的作用。但添加不同種類的抗氧化劑時(shí)，各抗氧化劑對葡萄籽油誘導(dǎo)期的影響不同。在添加同等劑量的抗氧化劑情況下，在葡萄籽油中抗氧化效果排名依次為TBHQgt;BHAgt;迷迭香提取物gt;APgt;dl-a-生育酚,說明TBHQ在葡萄籽油中的抗氧化效果最優(yōu)。

表4 添加單一抗氧化劑葡萄籽油的誘導(dǎo)期

注:結(jié)果以(Mean±SD)表示;用最小顯著差法(LSD法)進(jìn)行多重比較，同行小寫字母不同表示差異顯著(plt;0,05);同列大寫字母不同表示差異顯著(plt;0.05)。表5同。

當(dāng)5種抗氧化劑分別按 100、150、200、400 mg/kg 的添加量加入葡萄籽油中時(shí)，由表4可知，葡萄籽油的抗氧化能力隨著抗氧化劑添加量的增加而增強(qiáng)。其中以TBHQ的抗氧化效果最優(yōu)，當(dāng)TBHQ在葡萄籽油中的添加量為100、 150、200 mg/kg時(shí)，如表5所示，在溫度120 ℃下對葡萄籽油的PF分別為2.25、2.47、2.86，具有很好的抗氧化活性?？紤]到生產(chǎn)成本以及食品安全，最終選用TBHQ(200 mg/kg)作為葡萄籽精煉油中添加的單一抗氧化劑。

表5 不同抗氧化劑對葡萄籽油的抗氧化系數(shù)(PF)

2.4復(fù)合抗氧化劑對油脂穩(wěn)定性的影響

誘導(dǎo)期在溫度120 ℃，空氣流量為20 L/h的條件下測定，根據(jù)單一抗氧化劑對葡萄籽油氧化穩(wěn)定性的影響，綜合考慮單一抗氧化劑對葡萄籽油氧化穩(wěn)定性影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和抗氧化劑在油脂中的溶解性這兩方面因素，選擇迷迭香提取物、TBHQ、BHA三種抗氧化劑進(jìn)行復(fù)配，結(jié)果如表6所示。將其與表4和表5比較，除TBHQ單獨(dú)使用效果優(yōu)于復(fù)合使用效果外，其余抗氧化劑復(fù)合后，抗氧化效果均比單獨(dú)使用好。原因可能是由于抗氧化劑復(fù)合使用過程中，在抗氧化劑之間產(chǎn)生的游離基生產(chǎn)了新的酚類化合物[25]，這些酚類化合物可以進(jìn)一步與過氧化白由基結(jié)合生成相對穩(wěn)定的物質(zhì)，產(chǎn)生抗氧化作用，因而使其抗氧化效果得以增強(qiáng)。在葡萄籽油中添加復(fù)合抗氧化劑時(shí)，以TBHQ：BHA為3∶1時(shí)效果最佳。但單純添加TBHQ(200 mg/kg)的效果更優(yōu)。

表6 添加復(fù)合抗氧化劑的葡萄籽油的誘導(dǎo)期及抗氧化系數(shù)(PF)誘導(dǎo)期

注:結(jié)果以(Mean±SD)表示;用最小顯著差法(LSD法)進(jìn)行多重比較，同列小寫字母不同表示差異顯著(plt;0.05)。

3 結(jié)論

(1)對葡萄籽油酸值影響最大的工藝流程為脫酸工藝，對葡萄籽油過氧化值影響最大的工藝為脫臭工藝，而誘導(dǎo)期在整個(gè)精煉過程中整體呈下降趨勢。

(2)葡萄籽油經(jīng)過精煉各工藝后，無論在感官鑒定和理化指標(biāo)上都達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，葡萄籽精煉油的不溶性雜質(zhì)含量較低，滿足食用油脂的要求。無論在感官鑒定和理化指標(biāo)上都滿足食用油脂的要求。

(3)通過Rancimat法測定葡萄籽油樣品的誘導(dǎo)期，在5種抗氧化劑質(zhì)量濃度相同的條件下，分別對葡萄籽油抗氧化性能進(jìn)行測定和分析，結(jié)果表明，5種抗氧化劑對葡萄籽油均具有一定的抗氧化效果，但添加不同抗氧化劑時(shí)，對于葡萄籽油氧化穩(wěn)定性影響具有差異，當(dāng)5種抗氧化劑質(zhì)量濃度相同時(shí)，抗氧化能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?TBHQgt;BHAgt;迷迭香提取物gt;APgt;dl-a-生育酚。當(dāng)5種抗氧化劑質(zhì)量濃度不同時(shí)，隨著添加量的增加，葡萄籽油的抗氧化能力也逐漸增強(qiáng)。

(4)6種抗氧化劑的復(fù)配實(shí)驗(yàn)表明：與復(fù)合抗氧化劑相比，TBHQ 單獨(dú)使用效果更優(yōu)，除此之外，其余各抗氧化劑復(fù)合后，抗氧化效果均比單獨(dú)使用好，對于葡萄籽油而言，復(fù)合抗氧化劑的最佳組合為 TBHQ∶BHA (質(zhì)量比3∶1)。

(5)用Rancimat法分別測定在100、110、120、130 ℃下葡萄籽油的誘導(dǎo)期，根據(jù)溫度T與lg(誘導(dǎo)期)的關(guān)系作圖，得lg(誘導(dǎo)期)和溫度T線性相關(guān)，其方程式為1g(誘導(dǎo)期)=4.593 2-0.038 7X,R2=0.999 2，經(jīng)外推葡萄籽油在 25 ℃ 的貨架期為 176 d。

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Studyonoxidativestabilityofgrapeseedoil

QIN Ya-nan1,WANG Ling2,XIE Yuan-dong2,ZOU Ji-bin3, YANG Hua-feng3,WANG Jian-guo3,KANG Jian1*

1(College of Life Science and Technology, Xinjiang University,Urumqi 830046,China) 2(Xinjiang Pulian Department Detection Technology Research Institute,Urumqi 834000,China) 3(Xinjiang Hai Sheng Biological Engineering Limited by Share Ltd, Korla 843000,China)

Oxidative stability of grape seed oil was analyzed after refining. Rancimat method was used and the induction period was the index in oil stability evaluation. Effects of single usage and compound antioxidants such as tert butyl hydroquinone (TBHQ) and butylated hydroxyanisole (BHA), ascorbic acid palmitic acid sodium, dl-a- tocopherol, and rosemary extract on the oxidative stability of grape seed oil were studied. The results showed that the process of the greatest influence on the acid value was the acid removal process, and the most influential technology for the peroxide value was the deodorization process, while the induction period showed a downward trend in the whole refining process. Adding TBHQ, BHA, ascorbic acid, sodium palmitate and rosemary extract individually all has a better effect in refining oil and can improve oxidative stability of grape seed oil significantly. Except TBHQ, the oxidative effect of four antioxidant compound is better than any single one. The best ratio for TBHQ:BHA is 3∶1.

grape seed oil; refining; antioxidant; stability

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.013770

碩士研究生(康健副教授為通訊作者,E-mail：1468501684@qq.com)。

2017-01-06，改回日期：2017-05-02