薛淼 ,于政紅 ,何新益 ,通信作者,王雅芳
(1.天津農(nóng)學(xué)院 食品科學(xué)與生物工程學(xué)院,天津 300392;2.天津農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心,天津 300392)
油脂在儲藏過程中易受環(huán)境及本身脂肪酸組成等條件的影響,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生異味,引起質(zhì)變。因此,有關(guān)油脂儲藏方面的研究都從降低油脂氧化酸敗速率這一方向出發(fā),通過添加抗氧化劑抑制氧化來延長油脂保質(zhì)期[1-2]。目前,在抗油脂氧化中發(fā)揮重要作用的都是人工合成的抗氧化劑,例如,特丁基對苯二酚(TBHQ)、丁基羥基茴香醚(BHA)、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)等,但有些人工合成的抗氧化劑存在一定的毒性和致癌性[3-4]。因此,類黃酮化合物、維生素、多酚類化合物等天然抗氧化劑的開發(fā)越來越受到重視。許多學(xué)者對迷迭香、茶多酚、中草藥等抗氧化能力進(jìn)行了研究。劉耀華等[5]研究發(fā)現(xiàn),添加迷迭香提取物的油茶籽油具有較高的抗氧化性。李曉麗[6]研究了中草藥對食用油脂的抗氧化作用。
辣椒是人類生活中不可或缺的食物和調(diào)味品,富含辣椒素類物質(zhì)[7]。有研究發(fā)現(xiàn),辣椒提取物對大豆油、菜籽油、油茶籽油、豬油均有一定的抗氧化效果。有學(xué)者采用碘量法研究得出辣椒提取物對大豆油、菜籽油的氧化有明顯的抑制作用[8-9]。沈文嬌等[10]對辣椒籽在豬油中的抗氧化作用進(jìn)行了研究,當(dāng)辣椒籽粒添加量為7%、辣椒籽粉添加量為11%、辣椒籽乙醇提取物添加量為0.12%時,對豬油的抗氧化效果最佳。李宇等[11]研究了辣椒素對油茶籽油的抗氧化性能,通過測定樣品的過氧化值來反映樣品的貯藏穩(wěn)定性,發(fā)現(xiàn)辣椒素對抑制油脂氧化方面有明顯的作用。
目前,關(guān)于辣椒素類物質(zhì)對雞油抗氧化性的研究較少。薛淼等[12]通過研究料液比、浸泡時間和溫度等對調(diào)味辣椒雞油的影響,得出了制備調(diào)味辣椒雞油的最佳工藝,制備出的調(diào)味辣椒雞油色紅油亮、黏稠,與植物油脂煎炸的辣椒油相比,具有明顯的動物油脂的特殊香氣和煎炸香氣,辣味醇厚。本研究就不同添加量辣椒素、不同種類抗氧化劑對雞油抗氧化效果的比較,對調(diào)味辣椒雞油產(chǎn)品的抗氧化效果進(jìn)行研究,通過對雞油和調(diào)味辣椒雞油產(chǎn)品過氧化值的測定,比較不同添加量辣椒素類物質(zhì)、不同種類抗氧化劑對雞油的抗氧化效果,以此證明辣椒素作為一種天然的抗氧化劑,可以增加雞油的穩(wěn)定性,以期對企業(yè)生產(chǎn)有指導(dǎo)意義,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)辣椒油加工產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
雞油:由天津市伊興清真食品有限公司提供;調(diào)味辣椒雞油:由天津農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心提供。
磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、氯化鐵、濃鹽酸、硫代硫酸鈉、碘化鉀、三氯甲烷、冰乙酸、無水乙醇、可溶性淀粉,均為分析純;乙腈、甲醇、四氫吠喃,均為色譜級;辣椒素、二氫辣椒素,阿拉丁試劑;DPPH,索萊寶生物科技有限公司;VE,中糧天科生物工程(天津)有限公司;TBHQ(含量>99%)、TBA(含量>99%),鄭州指南針生物科技有限公司;總抗氧化能力(T-AOC)測定試劑盒,南京建成生物工程研究所。
UV-1200型紫外可見分光光度計,上海美譜達(dá)儀器有限公司;pH酸度計,奧豪斯儀器有限公司;HZ-K500C電子天平,上海佑科儀器儀表有限公司;DH-101型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,天津市中環(huán)實(shí)驗電爐有限公司;HWS24型電熱恒溫水浴鍋,上海一恒科技有限公司;ST40R型冷凍離心機(jī),賽默飛世爾科技有限公司。
1.3.1 辣椒素對雞油抗氧化效果的研究
1.3.1.1 不同辣椒素添加量對雞油抗氧化效果的研究
取等量雞油100 mL于6個100 mL的絲口瓶中,分別配制辣椒素質(zhì)量濃度為0、2、4、6、8、10 μg/mL的雞油樣品,置于(70±1)℃的烘箱內(nèi),測定其過氧化值的變化。每隔24 h交換6種處理樣品在烘箱內(nèi)的位置,測定樣品在0、5、10、15、20、25、30 d的過氧化值。
1.3.1.2 不同抗氧化劑對雞油抗氧化效果的研究
取等量雞油100 mL于4個100 mL的絲口瓶中,分別配制質(zhì)量濃度為10 μg/mL的TBHQ、BHT、VE和辣椒素,充分混勻,將樣品置于(70±1)℃烘箱內(nèi),按1.3.1.1中的方法測定樣品過氧化值的變化。
1.3.1.3 辣椒素與VE協(xié)同作用對雞油抗氧化效果的研究
取等量雞油100 mL于5個100 mL的絲口瓶中,分別配制辣椒素質(zhì)量濃度為8 μg/mL和VE濃度為20、50、100、200、400 mg/100g的雞油樣品,充分混勻,并將樣品置于(70±1)℃的烘箱內(nèi),按1.3.1.1中的方法測定樣品過氧化值的變化。
1.3.2 調(diào)味辣椒雞油的體外抗氧化研究
1.3.2.1 辣椒素類物質(zhì)對雞油的體外抗氧化研究
取0.5 mL添加2、4、6、8、10 μg/mL辣椒素與二氫辣椒素的調(diào)味辣椒雞油樣品,與4.5 mL濃度為60 μmol/L的DPPH乙醇溶液充分混勻,靜置0.5 h,注意避光,用乙醇調(diào)零,測定樣品在波長517 nm下的吸光度值。建立回歸方程來反映辣椒素和二氫辣椒素對雞油的DPPH自由基的清除能力。
1.3.2.2 反復(fù)熬煮過程中調(diào)味辣椒雞油的體外抗氧化研究
稱取適量調(diào)味辣椒雞油,放入不銹鋼容器內(nèi),按調(diào)味辣椒雞油與水1∶3的比例加入純凈水,在電磁爐上加熱熬煮24 h,熬煮過程中適時適量添加調(diào)味辣椒雞油和水,保持比例相對穩(wěn)定,每2 h取樣測定過氧化值。
1.3.2.3 貯藏過程中調(diào)味辣椒雞油的體外抗氧化研究
取等量調(diào)味辣椒雞油100 mL于絲口瓶中,置于(70±1)℃的烘箱內(nèi),分別測定調(diào)味辣椒雞油在0、5、10、15、20、25、30 d對DPPH自由基清除能力。
1.3.3 DPPH自由基清除能力測定方法
參照刁文睿[13]測定公丁香油脂的體外抗氧化、抑菌活性及抑菌機(jī)理的研究方法,略微改動。取0.5 mL樣品和4.5 mL 60 μmol/L DPPH乙醇溶液充分混勻,靜置0.5 h,注意避光,用乙醇調(diào)零,測定樣品在517 nm波長下的吸光度值。
DPPH自由基清除率(%)=100×[1-(OD2-OD1)/OD0]
式中:OD0為0.5 mL乙醇和4.5 mL DPPH溶液的吸光度值;OD1為0.5 mL 樣品和4.5 mL乙醇的吸光度值;OD2為0.5 mL樣品和4.5 mL DPPH溶液的吸光度值。
1.3.4 總還原能力測定方法
根據(jù)刁文睿[13]測定公丁香油脂的體外抗氧化、抑菌活性及抑菌機(jī)理的研究方法,略微改動。取0.5 mL樣品于試管中,將0.2 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH 6.6)2.5 mL、1%鐵氰化鉀1 mL依次加入,充分混勻,50 ℃反應(yīng)20 min,快速冷卻,再加入2.5 mL10%的TCA搖勻,3 500 r/min離心10 min。將2.5 mL上清液轉(zhuǎn)移至試管中,與2.5 mL雙蒸水和0.45 mL 0.1% FeCl3充分混合,靜置10 min,測定樣品在700 nm波長下的吸光值。
1.3.5 總抗氧化能力測定方法
1.3.5.1 試劑盒的組成及配制
試劑一:無色液體60 mL,2~8 ℃保存;試劑二:白色晶體,2~8 ℃保存,每支粉劑加120 mL充分溶解;試劑三:黃色儲備液3 mL,2~8 ℃避光保存;稀釋液,30 mL,2~8 ℃保存,使用前取儲備液用稀釋液以 1∶19稀釋,現(xiàn)用現(xiàn)配;試劑四:無色黏稠液體12 mL,室溫保存;試劑五:無色透明液體12 mL,室溫保存,使用前37 ℃水浴溶解直至澄清透亮方可使用。
1.3.5.2 測定方法
取2只試管分別標(biāo)記為測定管和對照管,測定管中加入1 mL試劑一、0.1 mL樣品、2 mL試劑二應(yīng)用液和0.5 mL試劑三應(yīng)用液。對照管中加入1 mL試劑一、2 mL試劑二應(yīng)用液和0.5 mL試劑三應(yīng)用液。將測定管和對照管用旋渦混勻器充分混勻,37 ℃水浴30 min,測定管中加入0.1 mL試劑四,對照管中加入0.1 mL試劑四和0.1 mL樣品,充分混勻,放置10 min,設(shè)定波長520 nm,1 cm光徑,雙蒸水調(diào)零,測定各管樣品的吸光值。
1.3.6 過氧化值的測定
按照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) GB 5009.227—2016《食品中過氧化值的測定》執(zhí)行。
1.3.7 統(tǒng)計學(xué)分析
數(shù)據(jù)趨勢圖采用Excel 2010制作,數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用SPSS17.0進(jìn)行分析。
2.1.1 辣椒素添加量對雞油抗氧化效果的影響
不同辣椒素添加量對雞油抗氧化效果的影響如圖1所示。由圖1可知,不同辣椒素添加量的雞油樣品的過氧化值在0~10 d內(nèi)的變化趨勢一致,10~20 d時,各樣品的過氧化值變化幅度相對較小,從第20天開始,過氧化值的變化發(fā)生明顯差異(P<0.05)。第25天時,辣椒素添加量為0、2、6、10 μg/mL的雞油樣品的過氧化值已經(jīng)超過國家標(biāo)準(zhǔn)限量(7.5 mmol/kg)。添加量為 4、6、8、10 μg/mL樣品的抗氧化效果差異較小,質(zhì)量濃度越大,雞油在后期過氧化值升高的越緩慢,但最終的抗氧化值與其他質(zhì)量濃度的差異較小(P>0.05)。辣椒素添加量為4 μg/mL時,樣品的過氧化值在第20天時就已經(jīng)接近國家標(biāo)準(zhǔn)。綜合抗氧化效果、品質(zhì)安全以及企業(yè)成本,在實(shí)際生產(chǎn)中辣椒素添加量宜采用 8 μg/mL。
圖1 不同辣椒素添加量對雞油抗氧化效果的影響
2.1.2 不同抗氧化劑對雞油抗氧化效果的影響
比較4種抗氧化劑對雞油的抗氧化效果,結(jié)果如圖2所示。
圖2 不同抗氧化劑對雞油抗氧化效果的影響
由圖2可知,添加辣椒素的雞油樣品從第20天開始過氧化值增長速度加快,在20~25 d之間達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)限量,第30天達(dá)到15.6 mmol/kg;添加VE的雞油樣品從第15天開始過氧化值增加明顯加快,在12~20 d之間達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)限量,在第30天達(dá)到13.3 mmol/kg;添加TBHQ的雞油樣品到第 25天仍未達(dá)到國家限量,過氧化值為 7.9 mmol/kg;添加BHT的雞油樣品在第30天剛剛達(dá)到國家限量,過氧化值為7.9 mmol/kg。不同抗氧化劑抗氧化效果從大到小的排列順序為:BHT>TBHQ>VE>辣椒素,但在20 d內(nèi),辣椒素和TBHQ、BHT的過氧化值均未超過國家標(biāo)準(zhǔn)限量,抗氧化效果沒有明顯差異(P>0.05)。綜上可知,4種抗氧化劑對雞油抗氧化效果大小依次為:BHT>TBHQ>VE>辣椒素。
2.1.3 辣椒素與 VE協(xié)同作用對雞油抗氧化效果的影響
由圖3可知,VE含量為400 mg/100g的雞油樣品的過氧化值在第10天時接近國家標(biāo)準(zhǔn)限量,而VE含量為50 mg/100g的雞油樣品在第25天過氧化值仍未達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)限量,可能是由于在對應(yīng)的濃度組合下,其中個別抗氧化劑的活性表現(xiàn)較高所致[14]。其他濃度的雞油樣品的過氧化值在第25天均超過國家標(biāo)準(zhǔn)限量。因此可知,添加量為50 mg/100g的VE與辣椒素協(xié)同作用,可提高抗氧化效果,延長雞油保存期限。本試驗結(jié)果與0.01%迷迭香提取物、0.02%VE、0.01%茶多酚復(fù)合添加可使雞油成品獲得10個月的貨架期相似[15]。復(fù)合添加抗氧化劑具有協(xié)同增效作用,其抗氧化活性優(yōu)于單一成分的抗氧化活性。
2.2.1 辣椒素類物質(zhì)對雞油的體外抗氧化研究
辣椒素和二氫辣椒素對雞油的DPPH自由基清除能力結(jié)果見表1,總還原能力結(jié)果見圖4,總抗氧化能力結(jié)果見圖5。
表1 辣椒素類物質(zhì)對雞油的DPPH自由基清除能力
圖4 辣椒素類物質(zhì)對雞油的總還原能力的影響
圖5 辣椒素類物質(zhì)對雞油的總抗氧化能力的影響
由表1可知,在試驗所測得的質(zhì)量濃度范圍內(nèi),辣椒素對雞油的DPPH自由基清除能力提高了55.5%,二氫辣椒素對雞油的DPPH自由基清除能力提高了64%,辣椒素對DPPH自由基清除能力高于二氫辣椒素。由圖4可知,辣椒素和二氫辣椒素的總還原能力均隨質(zhì)量濃度的升高而增強(qiáng),在試驗所測定的質(zhì)量濃度范圍內(nèi),辣椒素和二氫辣椒素在 700 nm下的吸光度值分別增加了0.066和 0.071,二氫辣椒素的增長幅度大于辣椒素。在質(zhì)量濃度小于4 μg/mL時,辣椒素的總還原能力高于二氫辣椒素,但質(zhì)量濃度大于 6 μg/mL時,二氫辣椒素的總還原能力高于辣椒素。由圖5可知,辣椒素和二氫辣椒素的總抗氧化能力隨著質(zhì)量濃度的升高而增強(qiáng),在試驗所測定的質(zhì)量濃度范圍內(nèi),辣椒素和二氫辣椒素的總抗氧化能力分別增加了9.32 U/mg和5.56 U/ mg,辣椒素的增長幅度大于二氫辣椒素,在相同質(zhì)量濃度下,辣椒素的總抗氧化能力明顯高于二氫辣椒素。與ZEWDIE[16]研究得出的辣椒素對DPPH自由基清除能力高于二氫辣椒素的結(jié)論一致。
2.2.2 反復(fù)熬煮過程中調(diào)味辣椒雞油的體外抗氧化研究
反復(fù)熬煮過程中調(diào)味辣椒雞油的DPPH自由基清除能力的變化結(jié)果見圖6,總還原能力的變化結(jié)果見圖7,總抗氧化能力的變化結(jié)果見圖8。
圖6 反復(fù)熬煮過程中對DPPH自由基清除能力變化
圖7 反復(fù)熬煮過程中總還原能力變化
圖8 反復(fù)熬煮過程中總抗氧化能力變化
由圖6可知,調(diào)味辣椒雞油的DPPH自由基清除能力隨著熬煮時間的延長而降低,熬煮24 h后,對DPPH自由基清除能力降低了76.49%。由圖7可知,調(diào)味辣椒雞油的總還原能力隨著熬煮時間的延長而降低,熬煮24 h后,調(diào)味辣椒雞油在700 nm下的吸光度值降低了0.56。0~10 h內(nèi)調(diào)味辣椒雞油在700 nm下的吸光度值降速較快,10 h之后,吸光度值的降低速率減慢。由圖8可知,調(diào)味辣椒雞油的總抗氧化能力隨著熬煮時間的延長而降低,熬煮24 h后,調(diào)味辣椒雞油的總抗氧化能力降低了69.67 U/mg,在1 h內(nèi)總抗氧化能力降低速率較為緩慢,在1 h之后,總抗氧化能力急速下降。
2.2.3 貯藏過程中調(diào)味辣椒雞油的體外抗氧化研究
貯藏過程中調(diào)味辣椒雞油DPPH自由基清除能力變化結(jié)果如圖9,總還原能力的變化結(jié)果如圖10,總抗氧化能力的變化結(jié)果如圖11。
圖9 貯藏過程中對DPPH自由基清除能力變化
圖10 貯藏過程中總還原能力變化
圖11 貯藏過程中總抗氧化能力變化
由圖9可知,調(diào)味辣椒雞油的DPPH自由基清除能力隨貯藏時間的增加而降低,貯藏30 d后,對 DPPH自由基清除能力降低了 45%。10~30 d對DPPH自由基清除能力的降低速率高于0~10 d,說明0~10 d內(nèi)調(diào)味辣椒雞油的DPPH自由基清除能力較強(qiáng)。由圖10可知,調(diào)味辣椒雞油的總還原能力隨著貯藏時間的增加而降低,貯藏30 d后,調(diào)味辣椒雞油在700 nm下的吸光度值降低了0.167,0~15 d內(nèi)調(diào)味辣椒雞油在700 nm下的吸光度值降低速度較快,在15 d之后,吸光度值的降低速率減慢。由圖11可知,調(diào)味辣椒雞油的總抗氧化能力隨著貯藏時間的增加而降低,貯藏30 d后,總抗氧化能力降低了55.05 U/mg。在10 d內(nèi)總抗氧化能力下降趨勢明顯,在10~30 d內(nèi),總抗氧化能力緩慢下降。
辣椒素添加量為8 μg/mL時,抗氧化效果好、成本較低,相同添加量下,人工合成抗氧化劑抗氧化效果為 BHT>TBHQ>VE>辣椒素;當(dāng)辣椒素類物質(zhì)質(zhì)量濃度不變時,添加量為50 mg/100g的VE可與8 μg/mL辣椒素協(xié)同作用,提高抗氧化效果。相同質(zhì)量濃度下,辣椒素和二氫辣椒素的體外抗氧化能力、對DPPH自由基清除能力均隨質(zhì)量濃度的增大而增高,辣椒素的DPPH自由基清除能力高于二氫辣椒素;在相同質(zhì)量濃度下,質(zhì)量濃度越高,二氫辣椒素的總還原能力越高于辣椒素;辣椒素的總抗氧化能力遠(yuǎn)高于二氫辣椒素。
反復(fù)熬煮過程中調(diào)味辣椒雞油的DPPH自由基清除能力隨著熬煮時間的延長而降低,總還原能力、總抗氧化能力隨著熬煮時間的延長而降低,因為在l h內(nèi),抗氧化物質(zhì)沒有發(fā)生明顯減少,抗氧化作用較強(qiáng),1 h后,抗氧化物質(zhì)快速減少。70 ℃高溫貯藏過程中調(diào)味辣椒雞油的DPPH自由基清除能力、總還原能力和總抗氧化能力均隨貯藏時間的延長而減弱。辣椒中含有維生素B、胡蘿卜、辣椒素類物質(zhì)以及礦物質(zhì)等豐富的營養(yǎng)物質(zhì),在辣椒雞油的制備過程中,辣椒中的營養(yǎng)物質(zhì)融入油脂中,為油脂提供了天然的抗氧化劑,使得雞油的穩(wěn)定性增加。