复合天然抗氧化剂在贡糖中的抗氧化效果研究

郑佳俐，王文成，郭欣，郭萌

（1.漳州职业技术学院，福建 漳州 363000；2.漳州食品产业研究院，福建 漳州 363000）

贡糖是福建地方民间传统名点，以花生、麦芽糖和蔗糖为原料，制作时需以人力捶捣，敲打成型。因敲击的闽南语发音叫“贡”，更因其口感甜美，食后满口留香，传说是先民敬奉朝圣的精品，因此称之为贡糖。贡糖的主要原料之一是花生，脂肪含量较高，更因工艺中需要加热及破碎等步骤，在贮藏销售过程中容易发生脂肪氧化酸败，产生“哈败味”影响产品风味及口感，甚至会产生过氧化脂质类毒物，影响消费者健康［1-3］。因此，如何防止贡糖中脂肪氧化，对提高产品质量，实现贡糖的生产规模化具有重要意义。

选择使用合适的抗氧化剂是解决贡糖氧化酸败问题、延长保质期简单且实用的方法。研究表明，大部分合成抗氧化剂，如BHA、TBHQ、BHT具有一定的毒副作用，存在潜在的安全风险［4］。因此，选择使用安全性高的天然抗氧化剂不仅能解决贡糖的氧化酸败问题，也能满足消费者对绿色健康产品的要求。现有研究表明，天然抗氧化剂茶多酚、维生素E及迷迭香提取物在防止油脂氧化方面有明显效果［5-7］。茶多酚具有防治心血管疾病、降血压、降血糖、提高免疫能力、抗癌症等功效；维生素E具有延缓衰老、美容护肤、净化血液、保护血管等功效；迷迭香提取物具有抗菌、抗肿瘤、保护肝脏、降血脂、免疫调节、抗血栓等功效。因此，本研究选用茶多酚、维生素E及迷迭香提取物为抗氧化剂，研究3种天然抗氧化剂对贡糖的抗氧化效果，并采用响应面法确定最优复配抗氧化配方，解决贡糖生产，解除加工瓶颈，为今后的贡糖生产提供科学依据，有利于贡糖传统产业的发展。

1 材料与方法

1.1 材料

原料：花生、蔗糖、麦芽糖均为市售；茶多酚、维生素E、迷迭香提取物均为市售食品级；三氯甲烷、硫代硫酸钠、碘化钾、可溶性淀粉、冰醋酸等均为分析纯。

1.2 仪器设备

夹层锅、真空缸、调配罐、压皮机及其他试验室常用设备、仪器。

1.3 试验方法

过氧化值（POV）的测定参照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》。称取2 g样品（称准至0.001 g）于碘量瓶中，加30 mL三氯甲烷-冰乙酸混合液，使样品完全溶解。加入1 mL饱和碘化钾溶液，塞好瓶盖，并轻轻振摇0.5 min，在暗处放置3 min。取出后加100 mL水，摇匀，立即以1 mL淀粉溶液为指示剂，用0.01 mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点。同时做空白（不含样品的反应液）试验，再按以下公式计算过氧化值。

式中，C为硫代硫酸钠标准溶液的浓度（mol/L）；V为试样消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积（mL）；V0为空白消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积（mL）；M为样品质量（g）。

1.4 生产工艺

1.4.1 工艺流程花生→挑选清洗→烘烤、冷却→破碎分级→与糖液混合挂糖→冷却压皮做条→切块→成品。

1.4.2 生产要点

1）原料挑选。选用颗粒饱满、无霉烂、虫蛀及成熟的花生仁，清洗。

2）烘烤、冷却。在130～150℃下烘烤30 min，直至果仁呈浅棕黄色并产生花生香气。烘烤后的花生仁立即冷却至45℃以下并脱皮［8，9］。

3）破碎。将冷却后的花生仁破碎后过筛分级得到所需粒度大小的花生颗粒备用。

4）与糖液混合挂糖。将麦芽糖和蔗糖按1∶1的比例（重量比）加少量水混合于熬糖锅中，在100℃下熬制25 min后将花生颗粒混入，充分搅拌均匀。

5）冷却压皮做条。混匀后通过压皮机反复压制成型后做条。

6）切块。做条后的贡糖根据产品要求进行剪切。

1.5 试验方法

1.5.1 单因素试验分别在贡糖中添加不同量的茶多酚、维生素E、迷迭香提取物，三者添加量均为0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 g/kg。应用Schaal烘箱加速法，将样品置于（60±1）℃烘箱中，经过15 d后测定样品的POV，进行单因素试验，并以不加抗氧化剂的贡糖样品作为对照。

1.5.2 响应面试验的因素与水平设计在单因素试验基础上，以茶多酚（A）、维生素E（B）和迷迭香提取物（C）3个因素为自变量，以（60±1）℃贮藏15 d后的POV为响应值，使用Design Expert 10.0.7软件进行三因素三水平的响应面设计。响应面试验设计因素与水平见表1。

表1 试验因素与水平 （单位：g/kg）

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 不同添加量的茶多酚对贡糖氧化稳定性的影响通过空白试验得到不添加茶多酚对照组的POV为7.68 meq/kg，其他试验结果见图1。从图1可以看出，5组添加茶多酚的样品POV均小于对照组，可见添加茶多酚可以对贡糖起到抗氧化效果，原因在于茶多酚可以释放氢质子并与活泼自由基结合，使其变成较稳定的化合物，自身也同时变成稳定的酚氧自由基，从而延缓贡糖的氧化酸败［10，11］。当茶多酚添加量为0.15 g/kg时，POV最低，抗氧化效果最好。当添加量小于0.15 g/kg时，随添加量增加，抗氧化效果明显升高，当添加量大于0.15 g/kg时，其对贡糖的抗氧化功能反而下降。可见茶多酚在贡糖中的添加量并非越大越好。原因可能是茶多酚的加入量增大到一定值后，其抗氧化活性降低，有的甚至出现促氧化作用［12］。因此，在贡糖中使用茶多酚作为抗氧化剂时，其发挥抗氧化作用的适宜添加量为0.15 g/kg。

图1 不同茶多酚添加量对贡糖氧化稳定性的影响

2.1.2 不同添加量的维生素E对贡糖氧化稳定性的影响经测定对照组的POV为7.68 meq/kg，其余添加维生素E各组样品的试验结果见图2。由图2可以看出，添加维生素E的贡糖抗氧化效果均好于对照组，主要原因在于维生素E中的生育酚能与贡糖中花生油脂的过氧自由基和单线态氧反应，破坏油脂氧化反应，从而抑制油脂氧化［13，14］。从图2可以看出，维生素E添加量为0.10 g/kg时抗氧化效果最好，而高添加量的维生素E抗氧化效果逐渐变差，甚至出现促氧化现象，其原因可能是维生素E吸收过氧化物自由基生成氢过氧化物和抗氧化物自由基的过程是可逆的。过高浓度的维生素E使得氢过氧化物被分解而产生了过氧化自由基，从而促进了氧化效果［15］。通过试验，可得维生素E的适宜添加量为0.10 g/kg。

图2 不同维生素E添加量对贡糖氧化稳定性的影响

2.1.3 不同添加量的迷迭香提取物对贡糖氧化稳定性的影响从图3可以看出，添加迷迭香提取物的POV明显小于对照组。迷迭香提取物的抗氧化机理在于其主要成分鼠尾草酸等能结合自由基，从而清除自由基，阻断贡糖中油脂的氧化反应［16，17］。随着迷迭香提取物添加量增加，抗氧化效果提升，添加量为0.20 g/kg时抗氧化效果最好，之后添加量增加抗氧化效果反而变差，其原因可能在于迷迭香提取物中的酚羟基在提供H+的同时，自身也进行着被氧化的反应，其氧化产物邻醌则是一种强氧化剂［18］，所以添加过多的迷迭香提取物不仅抗氧化效果不理想反而会促进贡糖的氧化。故适宜的迭香提取物添加量为0.20 g/kg。

图3 不同迷迭香提取物添加量对贡糖氧化稳定性的影响

2.2 响应面结果及讨论

2.2.1 响应面试验通过Design Expert 10.0.7软件，用茶多酚（A）、维生素E（B）、迷迭香提取物（C）3个因素作为自变量，应用Schaal烘箱加速法测得贮藏后贡糖的POV为响应值，进行响应面分析。试验结果见表2，方差分析见表3。回归方程为Y=3.96-0.24A-0.097B-0.19C+0.10AB+0.13AC-0.095BC+0.61A2+0.67B2+0.67C2。

表2 Box-Behnken试验结果

从表3中可看出，回归模型P＜0.000 1，表示该试验采用的回归模型极显著。失拟项P=0.346 0＞0.05，差异不显著，说明本模型可靠。而r2=0.988 1，radj2=0.952 3，表明回归模型拟合度高，可解释95.23%的响应值变化，可用于配方的分析与预测。从分析结果可看出，一次项A、B、C、交互项AC、二次项A2、B2、C2为极显著项（P＜0.01），交互项AB、BC为显著项（P＜0.05）。由3个因素的F判断影响贡糖POV的主次顺序为A＞C＞B，即茶多酚对贡糖POV的影响最大，其次是迷迭香提取物，影响最小的是维生素E。

表3 方差分析结果

2.2.2 响应面交互作用分析应用Design Expert 10.0.7软件对数据进行分析，并绘制出响应曲面图4、图5、图6。从响应曲面图可直观反映出茶多酚、维生素E、迷迭香提取物两两因素交互作用的显著性。若响应曲面图中的等高线为圆形，则表明2个因素交互作用不显著；若等高线呈椭圆形，表明两者有交互作用，且等高线越接近椭圆说明因素间相互作用越强［19，20］。从图4、图5、图6可以看出，3张图中的等高线均为椭圆，可见AB、AC、BC两两因素间均存在交互作用，表明3种抗氧化剂两两之间存在协同增效的作用。相比之下，图5中的曲面坡度更陡，其等高线更趋近于椭圆，表明AC即茶多酚和迷迭香提取物2个因素间交互作用较强，二者之间的协同增效效果更好，对贡糖的POV影响更显著，各因素之间的相互作用与模型方差的分析结果相一致。

图4 茶多酚与维生素E对贡糖POV的响应曲面

图5 茶多酚与迷迭香提取物对贡糖POV的响应曲面

图6 维生素E与迷迭香提取物对贡糖POV的响应曲面

2.2.3 优化后参数的确定与验证根据回归模型分析，得到贡糖加工的最优抗氧化配方为茶多酚0.159 g/kg、维 生 素E 0.103 g/kg、迷 迭香 提 取 物0.206 g/kg。该条件下贡糖的POV理论预测值为3.928 meq/kg。为检测回归方程的可靠性，并考虑到实际生产操作的方便性，最终将最优配方参数修正为茶多酚0.16 g/kg、维生素E 0.10 g/kg、迷迭香提取物0.20 g/kg。3次重复验证试验得到贡糖的POV平均值为3.91 meq/kg，与预测值的相对误差为0.46%，验证该回归方程预测贡糖POV的可靠性，具有实际应用性。

3 小结

贡糖在贮藏销售过程中容易发生脂肪氧化变质，本研究探讨通过添加茶多酚、维生素E、迷迭香提取物3种天然抗氧化剂的方法来提高贡糖的抗氧化稳定性。研究应用Box-Behnken响应面试验设计对抗氧化剂配方进行优化，最终得出最优配方参数为茶多酚0.16 g/kg、维生素E 0.10 g/kg、迷迭香提取物0.20 g/kg。应用此配方可以较好地解决贡糖的氧化酸败问题，延长保质期，该研究为贡糖的产业化提供了一定的理论依据。