树莓籽油的自氧化及几种抗氧化剂对其抗氧化性能影响的研究

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(沈阳农业大学食品学院农产品加工与贮藏,辽宁沈阳 110866)

树莓籽油的自氧化及几种抗氧化剂对其抗氧化性能影响的研究

张佰清,吴迪

(沈阳农业大学食品学院农产品加工与贮藏,辽宁沈阳 110866)

以过氧化值(POV)为评价指标,研究了温度、时间对树莓籽油自氧化过程的影响及添加抗氧化剂对树莓籽油抗氧化性能的影响。结果表明：温度、时间对树莓籽油的自氧化过程有显著影响,且温度影响更显著；叔丁基对苯二酚(TBHQ)和原花青素对树莓籽油的氧化有较好的抑制作用,抗坏血酸(VC)和柠檬酸对原花青素均表现出较强的协同抗氧化效应,且VC的协同抗氧化性优于柠檬酸。使用0.02%原花青素+0.02% VC可使树莓籽油在20℃的货架寿命由2～3个月延长到16～17个月。

树莓籽油,自氧化,抗氧化

树莓为蔷薇科悬钩子属植物,富含多种营养成分,在国外普遍种植[1],近年来国内树莓产业也有发展[2]。树莓籽油的含量达14.6%～18%,其中含0.73%～1.10%的植物甾醇[3],不饱和脂肪酸的含量占总量的85.97%,其中以亚油酸(57.42%)和亚麻酸(25.41%)为主[4],因此在加工、贮藏及销售过程中比较容易发生氧化。目前,国内外对树莓籽油的研究主要集中在提取方法、化学成分分析上[4-5],对其抗氧化性能的文献报道较少,特别是添加抗氧化剂提高其抗氧化性能的报道。本文对树莓籽油自氧化和添加抗氧化剂的抗氧化性能进行探讨,并根据Schaal 烘箱法实验结果,对树莓籽油在常温常压下的贮藏时间进行预测,以便为研究树莓籽油的深加工提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

树莓籽 由辽宁今日农业有限公司提供,品种为秋红；TBHQ 上海染料研究所有限公司；维生素E(VE) 郑州鸿祥化工产品有限公司；柠檬酸 沈阳化学试剂厂；VC沈阳市试剂一厂；其他试剂均为分析纯。

电子天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；KQ5200DB型数控超声波清洗器 江苏昆山市超声仪器有限公司；RE-52 型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；SHZ-ⅢB 循环水真空泵 上海华琦科学仪器有限公司；LD-500摇摆式药材粉碎机 长沙常宏药机；真空干燥箱 天津实验仪器厂。

1.2实验方法

1.2.1 超声波辅助提取树莓籽油 取干燥过40目筛的树莓籽粉在超声波功率100W、提取温度30℃、提取时间25min、料液比1∶11(g/mL)的条件下[6]超声提取,得到树莓籽的出油率为10.43%。

1.2.2 原花青素的制备 采用本实验室优化的方法[7],得到纯度大于92%的原花青素。

1.2.3 树莓籽油的自氧化实验 采用Schaal烘箱法,将树莓籽油置于一定温度(20,40,60℃)的恒温箱中,隔一定时间取样分析测定POV[8]。

1.2.4 树莓籽油的抗氧化实验 本实验选取TBHQ、VE和原花青素三种抗氧化剂和增效剂柠檬酸、VC及其复配组合实验,研究其对树莓籽油抗氧化性能的影响。采用Schaal 耐热实验法,以不添加抗氧化剂的油样为对照组,按选定的配方在树莓籽油中分别加入不同的抗氧化剂,在60℃恒温条件下,每隔一定时间取油样测定其POV,以POV为评价指标,探讨不同抗氧化剂对树莓籽油抗氧化性能的影响；为进一步比较抗氧化剂的抗氧化效果，在抗氧化实验中延长实验时间以和自氧化实验形成对比，同时为考查增效剂的时效性，在抗氧化实验中延长添加增效剂组别的天数；参考赵声兰[8]实验以及树莓籽油样自身的POV变化确定实验天数。同时,以POV达10meq/kg 所需时间为诱导时间,计算抗氧化剂的抗氧化因子PF(PF为添加抗氧化剂油样的诱导时间与对照组油样的诱导时间之比[8-9]),以PF为其抗氧化相对性能指标,比较不同抗氧化剂及其组合对树莓籽油的抗氧化效果。

1.2.5 数据分析方法 树莓籽油POV的测定,参照GB/T 5538-2005测定。

1.2.6 树莓籽油货架寿命的预测 由Schaal 耐热实验得出树莓籽油在60℃下的贮藏时间,并根据温度与油脂货架寿命系数的关系,外推得出20℃下树莓籽油的预期贮藏时间,作为树莓籽油的预期货架寿命[8-9]。

2 结果与分析

2.1树莓籽油的自氧化实验

由图1可知,树莓籽油POV在初期变化不是很明显,但随着温度升高及时间延长,变化明显,且温度的影响大于时间的影响,同时树莓籽油在室温20℃下贮藏,自身稳定性及抗氧化性都很强,可能与其本身VE含量丰富有关[10]。

图1 不同温度下树莓籽油自氧化过程POV 随时间的变化情况

2.2树莓籽油抗氧化性能实验

2.2.1 不同抗氧化剂对树莓籽油的抗氧化效果 根据GB 2760-2007可知,我国允许TBHQ最大添加量为0.02%,因此本实验选择3种抗氧化剂的添加量均为0.02%。由图2可知,在60℃下,TBHQ、VE、原花青素实验组的POV均低于对照组,尤其是TBHQ组和原花青素组的POV远低于对照组。3种抗氧化剂抗氧化作用的大小顺序为：TBHQ>原花青素>VE。考虑到原花青素为天然抗氧化剂,因此选取原花青素为树莓籽油比较理想的抗氧化剂。

图2 不同抗氧化剂对树莓籽油抗氧化效果的影响

2.2.2 不同剂量原花青素对树莓籽油抗氧化效果 由图3可知,添加原花青素的树莓籽油其POV均比对照组有所下降,尤其是添加0.02%原花青素和0.03%原花青素的树莓籽油,但是这两组之间差异不明显。考虑到经济性与有效性,应选择添加0. 02%原花青素。

图3 不同剂量抗氧化剂对树莓籽油抗氧化效果的影响

2.2.3 增效剂对抗氧化剂的增效作用 由图4可知,柠檬酸和VC都对原花青素表现出一定的抗氧化协同作用,但VC的效果要优于柠檬酸,可能是在酸性加热条件下,有抗氧化功能的原花青素转化为花青素使抗氧化能力下降所致。原花青素与VC之间协同增效作用更强,可能与VC较强的还原能力有关,VC及原花青素都很容易被氧化且其氧化产物又易被还原,因此VC与原花青素之间可以互相还原、互相保护,在作用过程中能够互相维持还原状态,从而保证二者较强的抗氧化能力[11]。

图4 不同增效剂对原花青素的增效作用

2.2.4 不同抗氧化剂对树莓籽油抗氧化效果的比较 在60℃,常压条件下,对不同抗氧化剂抗氧化性能进行比较,结果见表1。

由表1抗氧化因子PF值大小可知,抗氧化剂TBHQ和原花青素都具有良好的抗氧化性能,且以0.02%原花青素+0.02% VC复合抗氧化剂的作用效果比较理想。

表1 不同抗氧化剂对树莓籽油抗氧化效果比较

2.3树莓籽油货架寿命的预测根据

油脂的货架寿命是指在通常储藏条件下,油脂开始劣变的时间。食用油卫生标准POV的最高允许限量为10meq/kg。利用烘箱法预测油脂在60℃下POV达到10meq/kg(诱导期)的时间,利用外推法计算出室温下POV达到10meq/kg的时间,此时即为该油脂的货架寿命。大多数食品的质量与时间的关系表现出动力学零级或一级反应。根据Arrhenius 经验公式,对于常规化学反应,反应温度每升高10℃反应速度升高1倍,而反应速度常数(K)与食品货架寿命(Q)成反比,即K值愈大,食品的货架寿命愈小,因此,有表2相关数据[8]。

表2 温度与油脂货架寿命系数的关系

由表2可知,Schaal 耐热实验在60℃条件下贮藏1d相当于20℃下贮藏16d。按国标规定,油脂POV上限为10meq/kg,由表1和表2的数据可得出Schaal耐热实验的贮藏时间及外推到20℃的贮藏时间,计算结果见表3。

表3 树莓籽油添加抗氧化剂的货架寿命预测(d)

由表3可知,在树莓籽油中添加0.02%原花青素+0.02% VC,在60℃下可使树莓籽油的货架寿命由5d延长到31d,而在20℃下可使树莓籽油的货架寿命由2到3个月(80d)延长到16到17个月(496d)。

3 结论

3.1 温度、时间对树莓籽油的自氧化过程均有一定程度的影响,温度影响更显著,因而树莓籽油在贮藏或加工过程中应避免高温。

3.2 添加抗氧化剂能有效提高树莓籽油的抗氧化能力,其中TBHQ和原花青素效果最好,VE次之。VC和柠檬酸对原花青素在抑制树莓籽油的抗氧化过程中表现出抗氧化协同作用,VC的效果要明显优于柠檬酸。

3.3 使用0.02%原花青素+0.02%VC为树莓籽油的抗氧化剂时,可使树莓籽油在20℃的货架寿命由2到3个月延长到16到17个月。

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Study on auto-oxidation and several antioxidants on antioxidation performance of raspberry seed oil

ZHANGBai-qing,WUDi

(Food Science College of Shenyang Agricultural University,Shenyang,110866,China)

The effects of temperature and time on the auto-oxidation of raspberry seed oil and antioxidantion performance of several antioxidants in raspberry seed oil were studied according to peroxide value(POV)of raspberry seed oil. The results showed that temperature and time had a remarkable effect during the oil self-oxidation process,and the effect of temperature was greater than that of time. Tertiary butyl hydroquinone(TBHQ)and proanthocyanidins had good antioxidantion ability for the oil,proanthocyanidins with ascorbic acid(VC)or with citric acid exhibited remarkable antioxidant activity and synergistic effect in the raspberry oil,VCwas better than citric acid. When 0.02% proanthocyanidins with 0.02% VCwas used in the oil,the shelf life of the oil was prolonged from 2～3 months to 16～17 months in 20℃.

Raspberry seed oil;auto-oxidation;antioxidantion

2013-06-25

张佰清(1966-)，男，博士，教授，主要从事农产品加工贮藏保鲜技术方向的研究。

TS202.3

：A

：1002-0306(2014)01-0125-04