薛延團(tuán)，張曉鳳，張育浩，張本印，張得鈞*

(1.青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院，青海 西寧 810016；2.青海大學(xué)生態(tài)環(huán)境工程學(xué)院，青海 西寧 810016)

沙棘甾醇是沙棘果實(shí)中含有的一類植物甾醇，以環(huán)戊烷多氫菲為骨架，因C-3位上有不飽和的羥基基團(tuán)，產(chǎn)生活潑的電子效應(yīng)，可以與自由基配對，清除自由基，阻斷鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，具備抗氧化的功能[1]。目前，對沙棘抗氧化研究僅限于沙棘果油、沙棘籽油、沙棘果粉、沙棘黃酮等成分[2-6]，對沙棘甾醇抗氧化作用研究未見報(bào)道。本文旨在探討沙棘甾醇抗油脂氧化作用，為其作為一種綠色、健康的天然食品抗氧化劑提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器與設(shè)備

電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；SQP電子分析天平：賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；KQ5200v型超聲波清洗器：昆山超聲波有限公司。

1.1.2 材料與試劑

沙棘甾醇：實(shí)驗(yàn)室自制，采用皂化法從沙棘籽油提取粗沙棘甾醇，經(jīng)無水乙醇反復(fù)重結(jié)晶得純化甾醇(經(jīng)硫磷鐵法測定，總甾醇含量為84.5%)；維生素C：純度>99%，麥克林公司；維生素E：純度>97%，麥克林公司；β-胡蘿卜素：純度>96%，麥克林公司；二丁基羥基甲苯：純度>97%，北京索萊寶公司；β-谷甾醇：純度>95%，酷尓化學(xué)公司；豆甾醇：純度>95%，酷尓化學(xué)公司。菜籽油：青海江河源農(nóng)牧科技有限發(fā)展公司；花生油：山東魯花集團(tuán)有限公司；玉米油：益海嘉里食品有限公司。冰乙酸、三氯甲烷：天津市富宇精細(xì)化工有限公司；可溶性淀粉、碘化鉀：上海光諾化學(xué)科技有限公司；硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液：北京海岸鴻蒙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)有限責(zé)任公司。

1.2 方法

1.2.1 沙棘甾醇不同添加量抗油脂氧化作用的研究方法

精密稱取一定量的沙棘甾醇，用無水乙醇溶解。按油脂質(zhì)量百分比，分別加入到裝有80 g菜籽油、花生油和玉米油的棕色廣口瓶中超聲混勻(超聲溫度50℃，超聲時(shí)間10min)，配制成含0.01%、0.02%、0.05%、0.10%和0.20%沙棘甾醇供試油樣，以不添加沙棘甾醇的油脂做空白對照油樣。采用Schaal 烘箱貯藏實(shí)驗(yàn)，將所有樣品敞口置于恒溫干燥箱[(65±1)℃]中強(qiáng)化保存，每12 h超聲(加攪拌混勻)10 min并交換它們在恒溫箱中的位置，每個(gè)油樣隔4天平行測定3次(結(jié)果誤差≥5%，再平行取樣3次)，實(shí)驗(yàn)周期為24天。過氧化值測定方法依據(jù)GB5009227-2016《食品中過氧化值的測定》的規(guī)定，油脂氧化抑制率=(不添加抗氧化劑油樣的POV值-添加抗氧化劑油樣的POV值)/不添加抗氧化劑油樣的POV值×100%。

1.2.2 沙棘甾醇與不同抗氧化劑抗油脂氧化作用的研究方法

精密稱取一定量的沙棘甾醇、維生素C、維生素E、二丁基羥基甲苯、β-胡蘿卜素、β-谷甾醇和豆甾醇，用無水乙醇溶解。按油脂質(zhì)量百分比，分別加入到裝有80 g的菜籽油、花生油和玉米油的棕色廣口瓶中超聲混勻(超聲溫度50℃，超聲時(shí)間10min)，配制成含抗氧化劑0.02%的供試油樣。

以不添加抗氧化劑的相應(yīng)油脂做空白對照油樣。

油脂加速實(shí)驗(yàn)按1.2.1所述方法。

1.2.3 沙棘甾醇與維生素C或二丁基羥基甲苯復(fù)配抗油脂氧化作用的研究方法

以不添加抗氧化劑的相應(yīng)油脂做空白對照油樣。

油脂加速實(shí)驗(yàn)按1.2.1所述方法。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 沙棘甾醇抗油脂氧化作用

表1～3顯示，隨著時(shí)間的延長，各種供試油樣的POV值逐步升高，添加沙棘甾醇的油樣增加緩慢，而空白油樣則顯著增加，表明沙棘甾醇對菜籽油、花生油和玉米油的氧化均具有不同程度的抑制作用。0.01%、0.02%、0.05%、0.10%和0.20%沙棘甾醇對菜籽油的氧化抑制率第8天分別為14.67%、15.84%、16.32%、16.95%和21.85%；第16天分別為12.02%、16.96%、21.73%、35.76%和37.54%；第24天分別為16.49%、18.25%、19.61%、20.47%和21.81%。對花生油的氧化抑制率第8天分別為19.52%、25.54%、29.68%、32.02%和34.97%；第16天分別為5.22%、10.09%、14.06%、16.99%和18.62%；第24天分別為10.79%、13.86%、18.01%、19.24%和22.36%。對玉米油的氧化抑制率第8天分別為15.86%、18.86%、18.93%、19.35%和21.21%；第16天分別為11.83%、13.83%、19.57%、22.82%和29.26%；第24天分別為18.09%、23.16%、26.05%、27.81%和30.41%，說明沙棘甾醇抗氧化強(qiáng)度隨著劑量的增加而明顯遞增，呈正相關(guān)的劑量依賴效應(yīng)，且沙棘甾醇對玉米油和菜籽油的抗氧化效果略優(yōu)于花生油。

表1 沙棘甾醇不同添加量對菜籽油抗氧化作用表 Table1 Antioxidant effect of different amounts of seabuckthorn sterol on rapeseed

*：與空白菜籽油比較，P<0.05

表2 沙棘甾醇不同添加量對花生油抗氧化作用表 Table2 Antioxidant effect of different amounts of seabuckthorn sterol on peanut

*：與空白花生油比較，P<0.05

表3 沙棘甾醇不同添加量對玉米油抗氧化作用表 Table3 Antioxidant effects of different amounts of seabuckthorn sterol on corn

*：與空白玉米油比較，P<0.05

2.2 沙棘甾醇與不同抗氧化劑抗油脂氧化作用

表4～6顯示，沙棘甾醇、維生素C、維生素E、二丁基羥基甲苯、β-胡蘿卜素、β-谷甾醇和豆甾醇對菜籽油、花生油和玉米油的氧化均具有不同程度的抑制作用。對第24天菜籽油的氧化抑制率分別為18.25%、29.91%、34.35%、32.91%、17.66%、17.35%和17.84%；對第24天花生油的氧化抑制率分別為13.86%、22.77%、12.99%、19.25%、12.45%、12.81%和11.98%；對第24天玉米油的氧化抑制率分別為23.16%、30.57%、22.59%、27.34%、23.10%、22.79%和21.60%，可見對菜籽油、花生油和玉米油的抗氧化強(qiáng)度：維生素C>二丁基羥基甲苯>維生素E>沙棘甾醇>豆甾醇>β-胡蘿卜素>β-谷甾醇?？赡芘c抗氧化劑的特性有關(guān)，維生素C作為一種氧清除劑和金屬離子螯合劑，耐高溫、抗氧化能力極強(qiáng)[5-6]；維生素E清除自由基，終止自由基連鎖反應(yīng)，不溶于水易溶于脂肪及脂肪溶劑，不易被酸、堿、熱破壞，但極易被氧化[7]；二丁基羥基甲苯是一類酚類抗氧化劑，抗氧化作用極強(qiáng)[8]；β-胡蘿卜素作為單線態(tài)氧淬滅劑，防止食品體系氧化，清除自由基，對光、熱敏感，易被降解[9]；植物甾醇對熱穩(wěn)定，具有還原性和清除自由基能力[10]。其抗氧化能力弱于維生素C、維生素E和二丁基羥基甲苯，可能與沙棘甾醇的溶解度有關(guān)，雖然植物甾醇極性非常小，易溶于乙醚、苯、氯仿、石油醚、正己烷等有機(jī)溶劑，但它在油相中的溶解度也相當(dāng)有限，導(dǎo)致其抗氧化作用減弱[11]。

表4 沙棘甾醇與不同抗氧化劑對菜籽油抗氧化作用比較表 Table4 Comparison of antioxidation effects of seabuckthorn sterols and different antioxidants on rapeseed

*：與空白菜籽油比較，P<0.05；#：與沙棘甾醇比較，P<0.05

表5 沙棘甾醇與不同抗氧化劑對花生油抗氧化作用比較表 Table5 Comparison of antioxidation effects of seabuckthorn sterols and different

*：與空白花生油比較，P<0.05；#：與沙棘甾醇比較，P<0.05

表6 沙棘甾醇與不同抗氧化劑對玉米油抗氧化作用比較表 Table6 Comparison of antioxidation effects of seabuckthorn sterols and different antioxidants on corn

*：與空白玉米油比較，P<0.05；#：與沙棘甾醇比較，P<0.05

2.3 沙棘甾醇與維生素C或二丁基羥基甲苯復(fù)配抗油脂氧化作用

表7 沙棘甾醇與維生素C和二丁基羥基甲苯復(fù)配對菜籽油抗氧化作用評價(jià)表 Table7 Evaluation of antioxidation effect of seabuckthorn sterol and vitamin C on rapeseed

*：與空白菜籽油比較，P<0.05；#：與沙棘甾醇比較，P<0.05；Δ：沙棘甾醇與維生素C復(fù)配與維生素C比較，P<0.05；▲：沙棘甾醇與二丁基羥基甲苯復(fù)配與二丁基羥基甲苯比較，P<0.05

表8 沙棘甾醇與維生素C和二丁基羥基甲苯復(fù)配對花生油抗氧化作用評價(jià)表 Table8 Evaluation of antioxidation effect of seabuckthorn sterol and vitamin C in peanut

*：與空白花生油比較，P<0.05；#：與沙棘甾醇比較，P<0.05；Δ：沙棘甾醇與維生素C復(fù)配與維生素C比較，P<0.05；▲：沙棘甾醇與二丁基羥基甲苯復(fù)配與二丁基羥基甲苯比較，P<0.05

表9 沙棘甾醇與維生素C和二丁基羥基甲苯復(fù)配對玉米油抗氧化作用評價(jià)表 Table9 Evaluation of antioxidant effects of seabuckthorn sterol and vitamin C complex on corn

*：與空白玉米油比較，P<0.05；#：與沙棘甾醇比較，P<0.05；Δ：沙棘甾醇與維生素C復(fù)配與維生素C比較，P<0.05；▲：沙棘甾醇與二丁基羥基甲苯復(fù)配與二丁基羥基甲苯比較，P<0.05

3 討論

油脂在加工、貯藏和使用過程中極易受油脂中脂肪酸組成、水分活度、氧氣含量、光照和一些金屬離子等的影響，使中性脂肪分解成甘油和脂肪酸。不飽和脂肪酸鏈斷裂形成過氧化物，依次降解為低級脂肪酸、醛類、酮類物質(zhì)，產(chǎn)生異味，大大降低油脂的品質(zhì)，嚴(yán)重危及食品安全，同時(shí)小分子醛、酮物質(zhì)因含有活性羰基，極有可能參與到美拉德反應(yīng)中，從而影響食品中加工伴生危害物的形成，包括丙烯酰胺(AA)、雜環(huán)胺(HAAs)、5-羥甲基糠醛(HMF)、晚期糖基化末端產(chǎn)物(AGEs)等[12]。食用酸敗油脂致過氧化脂質(zhì)進(jìn)入人體，襲擊細(xì)胞膜或酶發(fā)生一系列連鎖反應(yīng)，諸如癌癥的誘發(fā)、動(dòng)脈粥樣硬化、細(xì)胞的衰老等，同時(shí)引起脂溶性維生素和必需脂肪酸的損失，蛋白質(zhì)消化率降低[13-15]。為保證油脂質(zhì)量，通常采用添加抗氧化劑的方式延緩油脂的酸化變質(zhì)。抗氧化劑分為人工合成的抗氧化劑和天然抗氧化劑。人工合成的抗氧化劑包括丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(二丁基羥基甲苯)和叔丁基對苯乙酚(TBHQ)。天然抗氧化劑包括酚類、天然色素、植酸和蛋白質(zhì)、多肽和氨基酸[16]。近年來，國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)人工合成的抗氧化劑雖然具有價(jià)廉、耐高溫、性能穩(wěn)定和抗氧化強(qiáng)等特點(diǎn)，但存在一定的毒性或潛在的致癌性，且有弱雌激素樣效用，在歐美日等國家已禁用或慎用[17-18]。隨著人們對食品安全意識(shí)的逐步提高，從藥食兩用的動(dòng)植物中提取天然的、無毒無害、綠色環(huán)保、高效的天然抗氧化劑已成為未來食品添加劑領(lǐng)域的研發(fā)重點(diǎn)。如何研究出高效、低毒、安全、經(jīng)濟(jì)、廣泛的天然抗氧化劑已成熱點(diǎn)。