全 文 :收稿日期:2013-05-27
基金项目:沈阳市农业科技攻关项目(F12-101-3-00)
作者简介:刘 娜(1986-),女,沈阳农业大学硕士研究生,从事食品生物技术研究。 * 通讯作者 Corresponding author:吕春茂(1970-),男,沈阳农业
大学副教授,博士,从事食品生物技术研究。
沈阳农业大学学报,2014-02,45(1):105-108
Journal of Shenyang Agricultural University,2014-02,45(1):105-108
平欧榛油的氧化稳定性研究
刘 娜 a,吕春茂 a*,陆长颖 a,魏雅静 a,孙俪金 b
(沈阳农业大学 a.食品学院, b.经济管理学院, 沈阳 110161)
摘要:为了解平欧榛油的贮藏特性并延长其货架期,采用烘箱加速氧化法,以过氧化值(POV)为指标,探讨了提取工艺、温度、光照
和抗氧化剂等对平欧榛油氧化稳定性的影响。 结果表明:有机溶剂法提取平欧榛油的氧化稳定性高于水酶法,室温条件下可延长
储藏期 15d;随温度升高平欧榛油氧化稳定性降低较快,低温适于其储藏;光照对平欧榛油的稳定性影响较大,避光利于其保藏;采
用 0.015%特丁基对苯二酚(TBHQ)和 0.005%维生素 C 协同使用对于平欧榛油稳定性效果最佳,储藏期可由 105d 延长至 831d。
关键词:平欧榛油;过氧化值;氧化稳定性
DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2014.01.023
中图分类号:TS225.1;TS205 文献标识码: A 文章编号: 1000-1700(2014)01-0105-04
Oxidation Stability of Flat-European Hybrid Hazelnut Oil
LIU Naa, L譈 Chun-maoa*, LU Chang-yinga, WEI Ya-jinga, SUN Li-jinb
(a. College of Food, b. School of Economics and Management, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China)
Abstract: In order to learn the storage characteristics and extend the shelf-life of Flat-European hazelnut oil, peroxide value
(POV) was used as an index, the effects of different extraction technology, temperature, light conditions, antioxidants on the
oxidation stability of Flat-European hybrid hazelnut oil were studied under accelerated oxidation conditions. The results showed
that the oxidation stability of Flat-European hybrid hazelnut oil extracted by solvent was higher than that by means of aqueous
enzymatic extraction, and using solvent extraction would prolong the storage period of 15d at room temperature. The oxidation
stability of Flat-European hybrid hazelnut oil reduced quickly with the increasing of temperature, low temperature was suitable
for the storage. Light condition affected significantly on oxidation stability of Flat-European hybrid hazelnut oil. Antioxidation of
0.015% Tertiary butylhydroquinone (TBHQ) and 0.005%VC was the best, the storage period was extended from 105 days to 831
days.
Key words: flat-european hybrid hazelnut oil; peroxide value (POV); oxidation stability
平欧大果榛子是欧榛与东北野生平榛杂交选育且已应用于人工栽培的榛子新品种 [1]。 该品种既具有东北
平榛抗寒适应性强、风味独特的特点,又具有欧榛果大、出仁率高、结实量大、丰产的优点[2]。 其果实营养丰富,
富含油脂、蛋白质、碳水化合物、矿物质、维生素(特别是 VE)、β-古甾醇、石炭酸及人体所需的 8 种必需氨基酸。
榛仁中油脂含量高达 55%~65%,其中不饱和脂肪酸量约占 92%,油酸约占 80%,亚油酸约占 15%,这些不饱和
脂肪酸可选择性的影响血液胆固醇量,即降低有害胆固醇如低密度脂蛋白胆固醇量,提高有益胆固醇如高密
度脂蛋白胆固醇量[3]。 长期食用榛油,具有预防血管硬化、降血压、降血脂,保肝护肝、防癌抗癌、润泽肌肤和延
缓衰老等功效[4-5]。 由于平欧榛油中含有大量的不饱和脂肪酸,若贮存方式不当,在有氧、光照、高温下极易发生
过氧化反应,不但失去原有风味、口感及生理功能,更产生一些对人体有害的物质如脂质过氧化产物等[6]。 刘丽
萍等初步预测了榛子油的储存期 [7],但目前还未有对平欧榛油贮藏特性的研究报道,因此,为了了解平欧榛油
的贮藏特性并延长其货架期,本试验对平欧榛油的氧化稳定性进行了理论研究。
1 材料与方法
1.1 材料
平欧大榛子由本溪县三阳大果榛子专业生产合作社提供; 木瓜蛋白酶、α-淀粉酶购自北京鼎国昌盛生物
技术有限公司;TBHQ、PG 均为市售食品级;碘化钾、正己烷、冰乙酸、三氯甲烷、可溶性淀粉、VC、硫代硫酸钠均
第 45卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
为分析纯。 主要仪器为:数显电热恒温干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)、数显恒温水浴锅 HH—6(国华电
器有限公司)、台式离心机 TDL—40B(上海安亭科学仪器厂制造)、数字式 pH 计 PHS—25(上海日岛科学仪器
有限公司)、电子精密天平 ACCULAB VICON(北京赛多利斯仪器系统有限公司)、移液枪(Thermo Company)、
粉碎机(杭州圣亚机械阀业有限公司)、RE-52AA旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂)。
1.2 方法
1.2.1 酶法制取平欧榛油 称取一定质量的平欧榛仁粉于烧杯中,按 1∶5(w/v)料液比向其中加入蒸馏水后,置
于沸水中灭酶 10min。调节 pH值至 6.0,加入 α-淀粉酶和木瓜蛋白酶分别为 6%、4%(w/w)。将样品放入 60℃恒
温水浴锅中加热 4h[8]。反应结束后,以 4000r·min-1离心 30min。用移液枪对上层油脂进行提取,所得试样置于冰
箱中保存,以备后用。
1.2.2 溶剂法制取平欧榛油 [9] 准确称取每份为 20.0g 平欧榛仁粉,加入到 l00mL 正己烷溶剂中,在 70℃条件
下恒温水浴,超声波功率 70%(300W)提取 30min,之后离心分离浸出液,60℃条件下在旋转蒸发仪中回收正己
烷,再放入 105℃烘箱内干燥 2h得到溶剂法所提平欧榛油。 所得样品置于冰箱中保存,以备后用。
1.2.3 酶法和溶剂法所提平欧榛油的自氧化过程比较 分别取酶法所提平欧榛油和溶剂法所提平欧榛油
50g,敞口置于烧杯中,混匀,将试样放入(63±0.5)℃恒温烘箱中,加速氧化,每天测定试样的过氧化值。
1.2.4 温度对平欧榛油氧化稳定性试验 向烧杯中各装入 50g酶法所提平欧榛油,分别敞口置于20,30,40,50 及
(63±0.5)℃恒温烘箱中,每 24h搅拌 1次,每 2d测定试样过氧化值[10-11]。
1.2.5 光照对平欧榛油氧化稳定性试验 将 2份 50g酶法所提平欧榛油放入两个烧杯中, 然后分别存放于室
温避光和室温见光条件下,每隔 2d测定试样的过氧化值[12]。
1.2.6 抗氧化剂对平欧榛油氧化稳定性试验 目前使用较多的抗氧化剂有 BHA、BHT、TBHQ、PG、维生素 C、柠檬酸
等。由于毒性问题,BHT在美国和日本已经禁用,BHA在日本已经禁用[13]。因此,本实验采用 TBHQ、PG为抗氧化剂,
VC为协同增效剂对平欧榛油进行氧化稳定性研究[14]。 将不同抗氧化剂组合(总含量为样品的 0.02%)分别加入 50.0g
的平欧榛油中,混合均匀,敞口置于(63±0.5)℃恒温烘箱中,每 24h搅拌 1次,每 4d测定试样过氧化值[15-18]。
1.2.7 过氧化值的测定(GB/T5538-2005) 过氧化值(POV)是反映油脂自动氧化进行程度的指标,用碘的百
分数或千克样中含过氧化物的毫摩尔数表示。称取样品(2.0±0.2)g,置于 250mL碘量瓶中,加入 30mL三氯甲烷
与冰乙酸(2∶3)的混合液,摇匀,再加入 1mL饱和碘化钾溶液,立即加塞,轻轻振荡摇匀,放置暗处 3min。 取出后
加入 100mL蒸馏水, 摇匀, 立即用 0.02mol·L-1的标准硫代硫酸钠溶液进行滴定至溶液变淡黄色时加 1mL 的
1%可溶性淀粉溶液显色,滴定至蓝色消失为滴定终点。所有试验进行 3次平行试验,数据采用 Excel 2003统计
分析,结果用平均值±标准差表示。 Schaal烘箱加速氧化法的 1d相当于室温 30d[19]。 其计算公式为:
POV= 1000(V-V0)C2m
(1)
式中:V为用于测定硫代硫酸钠溶液的体积(mL);V0为用于空白的硫代硫酸钠溶液的体积(mL);C 为硫代硫酸
钠溶液的浓度(mol·L-1);m为试样的质量(g)。
油脂氧化反应在动力学上是属于一级反应[20-21],反应方程式为:-dc/dt=kc,进行积分推导得方程:
lnc=-kt+lnc0 (2)
式中:c为过氧化值(mmol·kg-1);k为速度常数;t为时间(d);c0为原始过氧化值。
以 lnc 对 t 进行回归计算,可得各个条件下的回归方程。 根据回归方程可求出 5mmol·kg-1所需时间,即为
诱导时间。 采用 Excel软件进行数据分析。
2 结果与分析
2.1 不同方法提取的平欧榛油自氧化过程比较
对试验结果进行回归计算,得到水酶法提取榛油氧化反应的线性回归方程为:lnc=0.347t+0.4028,相关系数
为 0.95。 当 t=3.5d,即室温下 105d时,POV达到 5mmol·kg-1。 有机溶剂法提取平欧榛油氧化反应的线性回归方
程为:lnc=0.3296t+0.3148,相关系数 0.97,当 t=3.9d,即室温下 117d时,POV达到 5mmol·kg-1。
由图 1 可知,随时间延长,两种方法制备的榛油过氧化值均有升高的趋势,但有机溶剂法较水酶法要缓慢
一些,室温下所得样品 POV超过 5mmol·kg-1分别需要 105d和 117d。
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刘 娜等:平欧榛油的氧化稳定性研究第 1期
图 1 水酶法和有机溶剂法所提平欧榛油的自氧化过程比较
Figure 1 Comparison of aqueous enzymatic and solvent
extraction on autoxidation process
图 2 温度对平欧榛油稳定性的影响
Figure 2 Effect of temperature on oxidation stability
of Flat-European hybrid hazelnut oil
2.2 温度对平欧榛油稳定性的影响
由图 2可知,随着处理时间的延长,不同温度条件下平欧榛油的过氧化值均呈上升趋势,且温度越高,上升
速度越快。25℃储藏的榛油较稳定,过氧化值变化不明显;40℃条件下储藏的榛油 12d过氧化值达到 5.64mmol·
kg-1;50℃条件下储藏的榛油 5d 过氧化值就达到 6.65mmol·kg-1;(63±0.5)℃条件下储藏的平欧榛油的氧化速度
更快,过氧化值从初始 1.11mmol·kg-1到超过国家安全标准(5mmol·kg-1)的 5.37mmol·kg-1,仅用 4d 时间。 表明
温度对油脂氧化稳定性的影响较大,低温有利于延长平欧榛油的储藏时间。
图 3 光照对平欧榛油稳定性的影响
Figure 3 Effect of light on oxidation stability of Flat-
European hybrid hazelnut oil
图 4 抗氧化剂对平欧榛油稳定性的影响
Figure 4 Effect of antioxidant on oxidation stability
of Flat-European hybrid hazelnut oil
2.3 光照对平欧榛油稳定性的影响
由图 3 可知,光照对平欧榛油的稳定性有很大的影响。 在室温见光条件下,随着处理时间的延长,POV 上
升的较快,处理 6d时的 POV已经达到 7.94mmol·kg-1,超过了国家安全标准的 5mmol·kg-1。 而室温避光条件下
储存的平欧榛油的氧化稳定性极高,POV 的变化非常平缓,处理 12d 时,仍未超过国家安全标准。 表明有光照
存在可加速平欧榛油的氧化;而避光可有效地延缓平欧榛油的氧化,提高油脂的食用价值。
2.4 抗氧化剂对平欧榛油稳定性的影响
由表 1可知, 添加 0.02%TBHQ 试样的诱导时间
为 21.1d, 添加 0.02%PG 试样的诱导时间为 18.8d,
0.015%TBHQ+0.005%VC 组合的诱导时间是 27.7d,
0.015%PG+0.005%VC协调作用的诱导时间是 24.3d。
由图 4可知, 添加不同抗氧化剂对平欧榛油稳定
性的影响有所差别, 且加入协同增效剂后抗氧化效果
更好。 对照在处理 4d时 POV为 5.37mmol·kg-1,而添加
0.02%TBHQ和添加 0.02%PG的榛油处理 20d时 POV分别为 4.93mmol·kg-1和 6.31mmol·kg-1,由此可见,添加两
种抗氧化剂都可有效增强平欧榛油的稳定性,TBHQ的效果更好。 在两种抗氧化剂中添加增效剂 VC对平欧榛油
表 1 抗氧化剂对平欧榛油稳定性影响的回归方程
Table 1 Regression equation of different antioxidant
effect
试样号
Sample number
A
B
C
D
回归方程
Regression equation
lnc=0.0761t+0.0014
lnc =0.0816t+0.0769
lnc =0.0607t-0.0735
lnc =0.0658t+0.0105
诱导时间/d
Induction time
21.1
18.8
27.7
24.3
相关系数
Correlation coefficient
0.97
0.98
0.98
0.98
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第 45卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
稳定性有协同增效的作用,且 0.015%TBHQ+0.005%VC的效果最佳,储藏期可由 120d延长至 831d。
3 结论与讨论
研究结果表明,有机溶剂法提取平欧榛油的氧化稳定性要高于水酶法提取的平欧榛油,室温条件下可延长
储藏期 15d。 温度对平欧榛油的稳定性有明显影响,随着储藏温度的升高,氧化酸败的速率加快,低温有利于平
欧榛油的储藏。 光照对平欧榛油的氧化稳定性有较大影响,室温见光易造成油脂腐败变质,因此应对平欧榛油
避光储藏。抗氧化剂和增效剂对平欧榛油氧化稳定性的影响显著,抗氧化效果为 TBHQ+VC>PG+VC>TBHQ>PG。
其中 0.015%TBHQ+0.005%VC组合效果最佳,储藏期可由 120d延长至 831d。
榛子油的营养价值丰富,不饱和脂肪酸含量高达 90%以上,其中油酸约占 82%。油酸能够有效保护心血管系
统,还会降低胰岛素、拮抗性糖尿病三类因代谢而引起的疾病的出现率。 此外,榛子油是 VE的良好来源,VE具有
抗氧化作用,能有效地延缓衰老、防治血管硬化、润泽肌肤[22]。 榛子油的市场前景非常广阔。 通过研究氧化稳定性
来了解平欧榛油的贮藏特性并延长其货架期,为平欧榛油的开发利用奠定了理论基础。 平欧榛油的氧化稳定性
因提取方式不同而略有差异, 这可能是由于有机溶剂法提取的油脂中脂溶性维生素 E的含量要高于水酶法,而
VE是一种抗氧化物质,从而造成了有机溶剂法提取平欧榛油氧化稳定性高于水酶法。 VC协同抗氧化剂具有增效
作用,可能一方面利用了 VC对金属离子的螯合作用,螯合了油脂中的金属离子,从而阻止了金属离子的促酯类
氧化反应。 另一方面 VC本身具有抗氧化性,两者共同使得抗氧化效果更佳。 本试验从提取方式、温度、光照和抗
氧化剂四个方面方面对平欧榛油的氧化稳定性进行了研究,而包装方式对货架期的影响还有待研究。
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[责任编辑 亓 国]
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