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        核桃青皮多酚的提取及其對油脂抗酸敗作用的影響

        2021-10-29 03:23:41淦鼎曾志康魏澤民魏霞華楊宏廣李玉峰
        食品安全導(dǎo)刊 2021年10期
        關(guān)鍵詞:油脂

        淦鼎 曾志康 魏澤民 魏霞華 楊宏廣 李玉峰

        摘 要:本文采用酶解法對核桃青皮多酚進(jìn)行提取,研究了不同酶添加量、酶解溫度、酶解時(shí)間、酶解pH對核桃青皮多酚提取的最佳提取條件及其抗油脂酸敗的作用。結(jié)果表明,核桃青皮多酚的最佳提取溫度為60 ℃、最佳提取時(shí)間為

        120 min、最佳提取酶濃度為30 U/mL、最佳提取pH為5.5。核桃青皮對抑制油脂酸敗有一定的積極作用。

        關(guān)鍵詞:核桃青皮;多酚;油脂;抗氧化

        我國是全世界核桃產(chǎn)量最大的國家,截止2015年,占世界總量的51.49%[1]。核桃青皮別名青龍衣,是核桃外部沒有食用價(jià)值的一層很厚的果皮。作為核桃的副產(chǎn)物,核桃青皮長期以來被大量隨意丟棄在田間地頭,不僅非常不美觀,還會造成極大的環(huán)境污染[2-3]。植物的各個(gè)部位都含有豐富的果膠和纖維素,在提取植物多酚時(shí),這些纖維素和果膠會限制多酚的溢出,影響多酚的提取效率。很多研究者采用酶對果膠和纖維素進(jìn)行酶解,增加植物多酚的提取得率[4]。

        油脂是人體所必需的3種營養(yǎng)物質(zhì)之一,是人體最主要的儲能物質(zhì),其參與人體的各項(xiàng)生理活動。油脂氧化是指油脂受到酶、微生物、空氣等外界因素影響,或是自發(fā)性的將油脂氧化成氧化物質(zhì)的過程[6]。這些物質(zhì)中通常含有大量的醛類、酮類物質(zhì),其使油脂散發(fā)出酸臭的氣味,所以油脂的氧化又通常被稱為油脂酸敗。已有研究表明,多酚類物質(zhì)可以與油脂中游離的氫原子相結(jié)合,抑制油脂腐敗菌,能夠達(dá)到延緩油脂氧化酸敗的效果[7]。

        1 材料與方法

        1.1 材料、試劑與儀器

        將市場上購買的核桃青皮曬干粉碎后過40目篩。

        纖維素酶(成都科隆化學(xué)品有限公司);果膠酶(成都科隆化學(xué)品有限公司);碳酸鈉(成都科隆化學(xué)品有限公司);無水乙醇(成都科隆化學(xué)品有限公司);沒食子酸標(biāo)液(成都科隆化學(xué)品有限公司);福林酚標(biāo)液(成都科隆化學(xué)品有限公司)。

        旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(鄭州亞榮生儀器廠);紫外光度儀(成都雙嘉儀器有限公司)。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

        (1)稱取沒食子酸標(biāo)品,分別將沒食子酸溶液加入無水乙醇,容量瓶中配比成0.03 mg/mL、0.04 mg/mL、0.05 mg/mL、0.06 mg/mL和0.07 mg/mL的沒食子酸溶液。

        (2)稱取福林酚溶液標(biāo)品1 mL,加入無水乙醇9 mL,在容量瓶中配比成10%的福林酚溶液。

        (3)稱取各階梯濃度沒食子酸1 mL,加入10%福林酚溶液5 mL,再加入碳酸鈉溶液4 mL,混合后搖勻,靜置

        40 min后,在紫外光度儀中觀察在765 mm的吸光度,以沒食子酸濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

        1.2.2 核桃青皮多酚得率的計(jì)算方法

        核桃青皮多酚的得率計(jì)算采用福林酚法。將酶解后的核桃青皮多酚殘液抽濾后,加入無水乙醇50 mL,充分混合后,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去多余液體,再用紫外光度計(jì)測量余液在765 mm處吸光度確定余液濃度,進(jìn)行計(jì)算。核桃青皮多酚得率的計(jì)算如下:

        其中:Y為核桃青皮多酚的得率,mg/g;C為根據(jù)福林酚法測定的樣液的濃度,mg/mL;V為余液的體積,mL。

        1.3 單因素試驗(yàn)

        1.3.1 酶添加量對核桃青皮多酚得率的影響

        稱取核桃青皮粉末5 g,與果膠酶∶纖維素(1∶1)混合,其中設(shè)置酶濃度梯度為10 U/mL、20 U/mL、30 U/mL、40 U/mL和50 U/mL的溶液50 mL,在50 ℃進(jìn)行酶解100 min后,再加入無水乙醇50 mL,充分混合后進(jìn)行抽濾,得到的混合溶液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去多余液體,采用沈碧寒等人[5]的福林酚法,測量多酚得率。

        1.3.2 酶解溫度對核桃青皮多酚得率的影響

        提取條件同1.3.1,提取溫度設(shè)置為40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃和80 ℃,研究酶解溫度對核桃青皮多酚得率的影響。

        1.3.3 酶解時(shí)間對核桃青皮多酚得率的影響

        提取條件同1.3.1,將提取時(shí)間設(shè)置為60 min、80 min、100 min、120 min和140 min,研究提取時(shí)間對核桃青皮多酚得率的影響。

        1.3.4 酶解pH對核桃青皮多酚得率的影響

        其他提取條件同1.3.1,將酶解的pH設(shè)置為4、4.5、5、5.5和6,研究酶解pH對核桃青皮多酚得率的影響。

        1.4 核桃青皮多酚對油脂酸敗的影響。

        1.4.1 核桃青皮多酚對豬油儲存過程中過氧化值的影響

        取提取得到的核桃青皮多酚0.1 mg,加入豬油中混合均勻,并設(shè)置空白對照組,為了加速豬油酸敗,將豬油置于37 ℃恒溫箱中保存,觀察豬油在第5 d、10 d、15 d、20 d和25 d的過氧化值的變化。

        1.4.2 核桃青皮多酚對豬油儲存過程中酸值的影響

        取提取得到的核桃青皮多酚0.1 mg,加入豬油中混合均勻,并設(shè)置空白對照組,為了加速豬油酸敗,將豬油置于37 ℃恒溫箱中保存,觀察豬油在第5 d、10 d、15 d、20 d和25 d的酸值的變化。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

        沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立見圖1。

        圖1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線

        2.2 酶添加量對核桃青皮多酚得率的影響

        由圖2可知,在10~30 U/mL的酶濃度范圍內(nèi),多酚得率隨著酶添加量的增加,具有良好的線性關(guān)系。在酶添加量為30 U/mL時(shí),多酚的酶解效果達(dá)到最好,后隨著酶添加量的增加多酚得率顯著降低,這可能是隨著酶添加量的增加,過多的酶之間產(chǎn)生拮抗作用,抑制果膠與纖維素的分解。

        圖2 酶添加量對核桃青皮多酚得率的影響

        2.3 酶解溫度對核桃青皮多酚得率的影響

        如圖3所示,多酚得率隨著酶解溫度升高而增加,在酶解溫度達(dá)到60 ℃時(shí),多酚得率達(dá)到最大。這可能是因?yàn)殡p酶活性的最佳酶解溫度為60 ℃,在60 ℃后,隨著酶解溫度的增加,酶活性降低,導(dǎo)致多酚得率降低。

        圖3 酶解溫度對核桃青皮多酚得率的影響

        2.4 酶解時(shí)間對核桃青皮多酚得率的影響

        如圖4所示,核桃青皮多酚余液在酶解時(shí)間120 min時(shí),多酚得率達(dá)到最大,這可能是當(dāng)酶解時(shí)間小于120 min時(shí),酶解不完全,隨著酶解時(shí)間的增加,纖維素與果膠逐漸溶解,釋放更多的核桃青皮多酚,在120 min以后,由于部分多酚氧化,使多酚得率降低。

        圖4 酶解時(shí)間對核桃青皮多酚得率的影響

        2.5 酶解pH對核桃青皮多酚得率的影響

        由圖5可知,當(dāng)pH達(dá)到5.5時(shí),多酚得率達(dá)到最大,這可能是因?yàn)樵诖藀H時(shí),果膠酶和纖維素酶的活性最高。當(dāng)pH高過5.5時(shí),可能因?yàn)槊富钚噪S著pH的繼續(xù)增高而活性降低,核桃青皮多酚得率逐漸降低。

        2.6 核桃青皮多酚對豬油儲存過程中過氧化值的影響

        由圖6可知,在豬油儲存過程中,核桃青皮多酚添加組與未添加組相比較,前者豬油的過氧化值明顯降低,并且當(dāng)豬油儲存時(shí)間在15 d時(shí),油脂氧化速度明顯減緩,對油脂的氧化酸敗有較好效果。

        圖5 酶解pH對核桃青皮多酚得率的影響

        圖6 核桃青皮多酚對大豆儲藏過程中過氧化值的影響

        2.7 核桃青皮多酚對豬油儲存過程中酸值的影響

        如圖7所示,添加核桃青皮多酚組對比未添加組,前者豬油酸值明顯降低,在豬油儲存20 d時(shí),豬油酸值增加速率明顯降低,對抑制豬油酸敗有明顯效果。

        3 結(jié)論

        本文探究了酶解核桃青皮多酚提取的最佳外界條件,并將核桃青皮多酚添加進(jìn)豬油中,經(jīng)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),核桃青皮多酚的最佳提取溫度為60 ℃、最佳提取時(shí)間為120 min、

        最佳提取酶濃度為30 U/mL、最佳提取pH為5.5。核桃青皮多酚對豬油儲存具有良好的抑制酸敗的效果,為作為農(nóng)業(yè)垃圾丟棄的核桃青皮多酚提供了一條新的資源化利

        用方式。

        參考文獻(xiàn)

        [1]傅本重,鄒路路,朱潔倩,等.中國核桃生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展思路[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2018,46(18):5-8.

        [2]婁麗,楊霞,朱佳敏.核桃青皮主要活性物質(zhì)及提取工藝研究進(jìn)展[J].貴州科學(xué),2020,38(2):17-20.

        [3]左瑞庭,王西彬.胡桃醌對類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)成纖維樣滑膜細(xì)胞增殖和凋亡的影響[J].中成藥,2019,41(10):2334-2339.

        [4]劉昕皓,魏粉菊,王學(xué)順,等.多酚類化合物的生物活性研究進(jìn)展[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2021,52(4):471-483.

        [5]沈碧寒,陳嘉穎,李治康,等.響應(yīng)面法優(yōu)化核桃青皮多酚提取工藝及其自由基清除活力的研究[J].糧食與油脂,2020,33(10):117-120.

        [6]谷利偉,翁新楚.食用天然抗氧化劑研究進(jìn)展[J].中國油脂,1997,22(3):37-40.

        [7]GIOVANNA CV,JOSHUA S,JULI?N V,et al.Insights from combining techno-economic and life cycle assessment–a case study of polyphenol extraction from red wine pomace[J].Resources,Conservation and Recycling,2021,167:105318.

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