高温条件下外源多酚对油茶籽油氧化稳定性的影响

李亚茹 钟海雁 龙奇志

(中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004)

油茶籽油的脂肪酸不饱和程度低且富含活性物质，是良好的煎炸用油，可以赋予食品诱人的风味和良好的口感[1]。但是油脂在加热过程中伴随着水解、氧化、聚合等一系列反应，会产生过氧化物以及醛、酮、酸等一系列次级代谢产物，是导致食用油营养和感官品质恶化的主要原因。目前，国内外已有较多的植物提取物被作为天然抗氧化剂添加到植物油脂中以提高其氧化稳定性，如茶、油橄榄叶等提取物以提高玉米油[2]、大豆油[3]和花生油[4]的煎炸及微波加热稳定性。多酚作为天然抗氧化剂添加到油茶籽油中可以延长油脂的货架寿命[5-6]，但是否能提高高温条件下油茶籽油的稳定性还缺乏研究。

研究拟将没食子酸丙酯、槲皮素、儿茶素、3,4-二羟基苯乙酸和没食子酸5种外源多酚添加于油茶籽油中，通过Rancimat法测定氧化诱导时间，并分析酸值、过氧化值、p-茴香胺值、羰基价等指标在加热过程中的变化，旨在探讨多酚对油茶籽油在高温下氧化的稳定性影响，为外源多酚在高温煎炸用油中的应用提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

精炼油茶籽油：湖南省邵阳县日日恋茶油有限公司；

没食子酸丙酯：纯度>99%，美国Sigma公司；

槲皮素：纯度>95%，美国Sigma公司；

儿茶素、3,4-二羟基苯乙酸、没食子酸：纯度>98%，美国Sigma公司；

电子天平：CP224C型，美国奥豪斯公司；

集热式磁力搅拌器：RTC型，德国IKA公司；

油脂氧化稳定性测定仪：892 Rancimat型，瑞士万通中国有限公司；

自动电位滴定仪：TitRex 2000型，德国Witeg公司；

台式超声波清洗机：B5510E-DTH型，美国Branson公司；

高温鼓风干燥箱：DHG-9070A型，中国上海一恒科学仪器有限公司；

紫外—可见分光光度计：UV-9100型，北京莱伯泰科仪器有限公司；

旋转蒸发仪：RE-2000A型，中国上海比郎仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 样品处理

(1) 添加不同浓度多酚油样的制备:分别准确称取0.005%，0.010%，0.015%，0.020%的没食子酸、儿茶素、槲皮素、没食子酸丙酯、3,4-二羟基苯乙酸5种，多酚于油茶籽油中，用集热式磁力搅拌器加速溶解，温度为50 ℃，时间10 min，待油温冷却后静置过滤，处理好后置于4 ℃冰箱中储存，备用。

(2) 添加多酚的加热油样的制备：分别取0.02%的没食子酸、儿茶素、槲皮素、没食子酸丙酯、3,4-二羟基苯乙酸于油茶籽油中，用集热式磁力搅拌器加速溶解(温度50 ℃，时间10 min)，待油温冷却后静置过滤，置于高温干燥箱在(180±2) ℃下连续加热4 d，每天6 h，每天加热结束并冷却后收集样品并置于4 ℃冰箱贮藏备用。以未添加多酚的油茶籽油作为空白对照组。

1.2.2 Rancimat加速氧化试验 准确称取(5.00±0.01) g 不同多酚浓度的油样于样品瓶中，设置Rancimat氧化稳定测定仪的参数为：温度120 ℃，空气流速10 L/h，蒸馏水60 mL，通过仪器测得的油脂氧化诱导时间来衡量油脂的氧化稳定性。以未添加多酚的油茶籽油作为空白对照组。

1.2.3 常规指标的测定

(1) 酸值：按GB 5009.229—2016执行。

(2) 过氧化值：按GB 5009.227—2016执行。

(3)p-茴香胺值：按GB/T 24304—2009执行。

(4) 羰基价：按GB/T 5009.230—2016执行。

1.2.4 数据处理 所有的试验均重复3次，数据采用Excel 2010、SPASS Statistics 17.0和Origin 75分析。

2 结果与分析

2.1 Rancimat氧化稳定性

从表1可以看出：试验中所用的新鲜油茶籽油的氧化诱导时间为2.38 h，添加多酚可以延长油茶籽油的氧化诱导时间。在所选多酚浓度范围内，诱导时间随浓度的增加而增加。添加了5种多酚的油茶籽油的诱导时间由大到小的依次为：没食子酸丙酯>没食子酸>3,4-二羟基苯乙酸>槲皮素>儿茶素。已有研究[7]发现，多酚的抗氧化性与多酚的结构相关，含有邻苯二酚结构的酚类化合物具有较强的抗氧化性，其可以与自由基反应生成邻醌，还可作为金属螯合剂催化痕量反应。没食子酸丙酯和没食子酸均具有3个相邻的羟基，由于酚羟基的供电效应有利于提供氢原子，且苯环上的多个取代基团可形成多位阻空间效应，阻止生成的没食子酸自由基继续反应，因此抗氧化性较强[8]。

没食子酸丙酯所具有的羰基可以稳定中间生成物，且脂溶性优于没食子酸，因此抗氧化性优于没食子酸。此外，多酚的抗氧化性还与酚羟基的数量有关，一般情况下酚羟基越多抗氧活性越高，但是当多酚的酚羟基数量过多时，在酚羟基形成氧自由基之前，氢原子容易与周围电负性较高的原子形成氢键，会影响氢原子释放[9]。3,4-二羟基苯乙酸和槲皮素均具有两个相邻的酚羟基，3,4-二羟基的苯氧自由基的结构较稳定，其抗氧化性较强[10]。儿茶素属于黄烷醇衍生物，具有邻苯三酚的结构，但分子中含有较多酚羟基，且脂溶性较差，因此抗氧化性较弱。

2.2 多酚对主要常规指标的影响

2.2.1 酸值 由图1可知，加热时间为0 h时，油茶籽油的酸值为0.5 mg/kg。随着加热时间的增加，油茶籽油的酸值有增加的趋势，这是由于在高温条件下油脂氧化酸败加剧会生成大量的游离脂肪酸。在加热过程中，添加外源多酚能抑制油茶籽油酸值的增加。这与周旭[11]得出的茶多酚在高温下对葡萄籽油酸值的结果一致。其中，3,4-二羟基苯乙酸对油茶籽油酸值的影响最显著，没食子酸丙酯、没食子酸、槲皮素和儿茶素对抑制油茶籽油酸值增加的作用无显著差异。

表1 不同浓度的多酚对油茶籽油氧化诱导时间的影响†Table 1 Effects of different concentrations of polyphenols on oxidation induction time of camellia oil

† 同列字母不同表示差异显著(P<0.05)。

小写字母不同表示组内在不同时间差异显著(P<0.05)，大写字母不同表示组间差异显著(P<0.05)

2.2.2 过氧化值 由图2可知，加热时间为0 h时，油茶籽油的过氧化值为2.53 mmol/kg，随着加热时间的增加，对照组及添加了多酚的油茶籽油的过氧化值都呈现增长的趋势，但均未超过国际法典委员会规定的标准10 mmol/kg。在同等加热条件下，添加5种多酚的油茶籽油的过氧化值均小于对照组，说明添加的外源多酚在加热过程中能抑制油茶籽油初级氧化产物的生成。其中，加热6 h后的添加了没食子酸丙酯和没食子酸的油茶籽油的过氧化值与未加热时相比没有发生明显的变化，说明这期间由于多酚的抗氧化性质，抑制了氢过氧化物的合成，使得氢过氧化物的分解和挥发速率等于合成速率；之后随着加热时间的增加，5种多酚的油茶籽油的过氧化值逐渐升高，说明该期间氢过氧化物的生成速率大于分解和挥发速率。加热24 h后，与空白组相比过氧化值的减少量以没食子酸丙酯最大，随后为3,4-二羟基苯乙酸、没食子酸、槲皮素、儿茶素。没食子酸丙酯最能体现出对油茶籽油初级氧化产物形成的抑制。

2.2.3p-茴香胺值 由图3可知：随着加热时间的增加，对照组和添加了多酚的油茶籽油的p-茴香胺值均呈现增长的趋势。加热6 h后，对照组油茶籽油的p-茴香胺值从7.74增加到了31.44。这可以解释为油茶籽油的初级氧化产物在高温下极其不稳定，在加热初期会进一步分解为二次氧化产物，醛类化合物高速累积；加热6～24 h期间，醛类化合物的分解速度增加导致p-茴香胺值增加缓慢[12]。加热24 h时，添加了没食子酸丙酯的油茶籽油又有减少的趋势(P<0.05)，可能是由于醛、酮类次级氧化产物的分解速率大于合成速率。

在加热过程中，添加外源多酚的油茶籽油与对照组油茶籽油相比，p-茴香胺值均明显减少(P<0.05)，说明多酚抑制了油茶籽油初级氧化产物的进一步分解。加热6 h时，添加5种多酚的油茶籽油的p-茴香胺值与对照组相比都有显著性的减小；加热24 h后，添加了没食子酸丙酯、没食子酸、槲皮素、3,4-二羟基苯乙酸、儿茶素的油茶籽油的p-茴香胺值分别增加了0.84，5.45，8.45，3.85，9.05。说明多酚在高温加热条件下能发挥其抗氧化活性，抑制次级氧化产物的形成[13]。其中，没食子酸丙酯对油茶籽油次级氧化产物的生成起到了较强的抑制作用，儿茶素对油茶籽油次级氧化产物的生成的抑制作用最弱。

小写字母不同表示组内在不同时间差异显著(P<0.05)，大写字母不同表示组间差异显著(P<0.05)

小写字母不同表示组内在不同时间差异显著(P<0.05)，大写字母不同表示组间差异显著(P<0.05)

2.2.4 羰基价 由图4可知：加热时间为0 h时，油茶籽油的羰基价为6.22 meq/kg，随着加热时间的增加，油茶籽油的羰基价呈增长的趋势，但均未超过GB 7102.1—2003规定羰基价最大值50 meq/kg。添加多酚可以抑制羰基化合物的生成，因此在不同的加热条件下添加5种多酚的油茶籽油的羰基价与对照组相比均有不同程度的减小。加热0～18 h，3,4-二羟基苯乙酸抑制羰基化合物生成的能力优于其他4种多酚；加热18～24 h，没食子酸抑制羰基化合物的生成能力优于其他4种多酚。加热24 h时，添加了没食子酸丙酯、没食子酸、槲皮素、3,4-二羟基苯乙酸、儿茶素的油茶籽油的羰基价分别增加了23.01，13.52，29.53，15.73，28.94 meq/kg。因此，3，4-二羟基苯乙酸和没食子酸对羰基化合物的抑制作用较强，儿茶素和槲皮素对羰基化合物的抑制能力较弱。

小写字母不同表示组内在不同时间差异显著(P<0.05)，大写字母不同表示组间差异显著(P<0.05)

3 结论

添加多酚的油茶籽油的诱导时间随浓度的增加而延长，5种外源多酚的抗氧化性强弱依次是：没食子酸丙酯>没食子酸>3,4-二羟基苯乙酸>槲皮素>儿茶素。多酚的抗氧化性可能与多酚的结构、酚羟基的数量、多酚的用量、在油脂中的溶解性等因素有关。在油茶籽油加热过程中，添加了5种多酚的油茶籽油的酸值、过氧化值，p-茴香胺值，羰基价均与对照组相比均发生了明显的减少(P<0.05)，说明添加多酚可以抑制油茶籽油酸值、过氧化值、p-茴香胺值、羰基价的增加。由于过氧化值和羰基价随加热时间的增加有较明显的增加，可以作为衡量加热油和煎炸油质量的重要指标，因此，5种酚类物质均可以提高加热油的品质，延缓油脂氧化。但在高温条件下多酚延缓油茶籽油氧化的机制还有待进一步研究。