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复合抗氧化剂对亚麻油稳定性的影响



全 文 :作者简介:王劲(1972—),男,常州旅游商贸高等职业技术学校副教
授。E-mail:LYSM_wangjin@126.com
收稿日期:2014-09-28
第31卷第1期
2 0 1 5年1月
OOD&MACHINERY
食 品 与 机 械
Vol.31,No.1
Jan.2 0 1 5
DOI:10.13652/j.issn.1003-5788.2015.01.028
复合抗氧化剂对亚麻油稳定性的影响
Study on efects of antioxidant compounds on stability of linseed oil
王 劲
WANG Jin
(常州旅游商贸高等职业技术学校,江苏 常州 213032)
(Changzhou Technical Institute of Tourism &Commerce,Changzhou,Jiangsu213032,China)
摘要:利用烘箱加速氧化试验,选取酸价和过氧化值两个指
标作为评判标准,采用正交试验研究不同复合配比天然抗氧
化剂与合成抗氧化剂组合对亚麻油稳定性及货架期的影响。
结果表明,复合抗氧化剂的最佳配比为:0.04%迷迭香油+
0.018%叔丁基对甲氧酚+0.018%没食子酸丙酯。通过对
比碱炼前后亚麻油酸价的变化,发现当向4g亚麻油中添加
0.6~0.7g的NaOH反应4h后,酸价降低约80%,对延长
亚麻油货架期的效果较为显著。
关键词:抗氧化剂;亚麻油;稳定性;酸价
Abstract:Using the accelerated oxidation test,this study was conduc-
ted to investigate the effects of different combinations of natural an-
tioxidants with synthetic antioxidants on the stability the shelf-life of
linseed oil by examining the changes in its acid value and peroxide
value.The results showed that a combination of 0.04%oleaginous
rosemary,0.018%butyl hydroxy anisd and 0.018%propyl galate
was found to have the best antioxidant activity.Comparisons of the
changes in acid value of linseed oil before and after alkali refining re-
vealed that adding 0.6or 0.7g of sodium hydroxide to 4g of linseed
oil and alowing them to react for 4hours reduced its acid value by a-
bout 80%and significantly prolonged its shelf-life.The shelf-life of
linseed oil treated with the optimal combination of natural and syn-
thetic antioxidants could be extended.
Keywords:antioxidant;linseed oil;stability;acid value
亚麻又名胡麻,是一种十分重要的食用油[1],在中国,亚
麻的栽培历史悠久,在东北、华北以及西北地区均有种植[2]。
亚麻籽中含有的成分对人体有独特的生理功效[3],可以预防
人眼视力的退化、促进脑部发育以及抵抗人体细胞的衰
老[4]。黄庆德等[5]研究发现亚麻油对于大鼠具有非常明显
的降脂作用。
在亚麻油中,不饱和脂肪酸所占的比例较高,这类不饱
和的脂肪酸在加工以及储存和运输的过程中,极易受到空气
中的氧气、阳光以及水分的影响,产生化学变质,从而影响产
品的质量,甚至酿成食品安全事故[6]。牛艳等[7]研究发现,
空气中的氧气、水分以及自然光照等都会使亚麻油发生氧化
反应,且其氧化值均有较大的变化。
抑制亚麻油氧化最常用的方法就是使用抗氧化剂。但
传统方法中所使用的抗氧化剂,主要包括一些酚类物质,对
防止油的氧化有一定的效果,但单独的酚类物质作用往往不
能达到预期的效果,且成本比较高。所以本试验在几种天然
和合成的传统抗氧化剂的基础上,研究单一抗氧化剂的效
果,再通过复配组合,研究组合抗氧化剂的抗氧化性能。具
体采用正交试验法,通过代表性强的少数次试验,用于亚麻
油抗氧化稳定性的工艺条件优化方面的研究。
本研究拟选用天然抗氧化剂(茶多酚、迷迭香)、合成抗
氧化剂(叔没食子酸丙酯(PG)、丁基对甲氧酚(BHA)、叔丁
基对二酚(TBHQ)和叔丁基对甲苯酚(BHT))。先分别研究
单一抗氧化剂的作用,再采用正交试验来研究迷迭香粉、
BHA、PG三者的最优条件,最后选择3种条件进行抗氧化试
验。旨在为延长货架期以节约成本和原料,提高经济效益起
参考作用;同时研究碱炼工艺对亚麻油货架期的影响,为亚
麻油的工业化生产及提高货架期提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
亚麻油:福盆德食品有限公司;
TBHQ:郑州天英食品配料有限公司;
BHT、PG:河南宣源食品配料有限公司;
迷迭香粉(粉末状迷迭香脂溶性提取物)、BHA、迷迭香
油(迷迭香精油)、茶多酚:湖北远成药业有限公司。
1.2 仪器与设备
双向磁力搅拌器:78-2型,国华电器有限公司;
数显恒温水浴锅:HH-2型,金坛市杰瑞尔电器有限公
021
司;
电热恒温培养箱:PYX-DH280型,上海一恒科学仪器有
限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 单一抗氧化剂对亚麻油抗氧化活性的影响 0.02%
TBHQ(100g亚麻油中加入0.02g TBHQ,下同),0.02%
BHT,0.04%迷迭香油,0.07%茶多酚,0.05% PG。分别对
5种抗氧化剂作用下的亚麻油进行加速氧化试验,抗氧化活
性通过在对应抗氧化剂下油脂的过氧化值和酸价进行评价。
1.3.2 不同配比下抗氧化剂对亚麻油抗氧化活性的影响
根据单一抗氧化剂的抗氧化效果,选以迷迭香油、BHA、
PG为可变因素,分别配成9组抗氧化剂,设计正交试验。采
用正交试验直观分析法和正交试验直接对比法确定组合效
果。
1.3.3 加速氧化 在100℃或60℃条件下对加入抗氧化
剂的样品进行加速氧化,100℃加热每隔2h测其过氧化值
和酸价,60℃加热每隔24h测其过氧化值和酸价。选出最
佳抗氧化剂配比在100℃加热条件下进行重复试验,并在60
℃条件下加热预测其货架期。
1.3.4 油脂过氧化值和酸价的测定
(1)亚麻油的过氧化值:按GB/T 5538—2005《动植物油
脂 过氧化值测定》执行。
(2)亚麻油酸价:按 GB/T 5530—1998《动植物油脂 酸
价和酸度测定》执行。
1.3.5 油脂碱炼 分别称取0.015,0.20,0.25,0.30,0
.35g NaOH于研钵中研磨成粉末,加入到2g亚麻油中充分
混匀。4,6,8h后取下来分装离心,取上层清液测其酸价。
2 结果与分析
2.1 添加不同抗氧化剂亚麻油的过氧化值变化
2.1.1 单一抗氧化剂对亚麻油抗氧化活性的影响 在亚麻
油中加入适量的抗氧化剂,亚麻油的过氧化值明显降低,其
货架期延长。究其原因,是因为亚麻油在运输和储存的过程
中会发生一定程度的自动氧化反应,产生多种自由基和中间
产物,令新鲜油脂腐败变质,而抗氧化剂与过氧化自由基反
应生成稳定的化合物,从而阻碍自动氧化的继续进行。
根据GB 2760—2011《食品添加剂使用标准》,试验中
TBHQ、BHT、迷迭香油、茶多酚上限分别为0.02%,0.02%,
0.04%,0.07%,复合抗氧化剂的上限为0.05%(TBHQ、
BHT、迷迭香油和茶多酚在国标最大允许添加量下的复合)。
如图1所示,以达到亚麻油过氧化值的上限(6.0mmol/kg)
的时间为标准,比较各单一抗氧化剂对亚麻油抗氧化活性的
影响,可以发现,加入4种抗氧化剂后,与对照样比较,过氧
化值的时间上限均相对延长,这说明抗氧化剂能够延长亚麻
油的保存时间。加入0.02% BHT 后31h时才达到6
.0mmol/kg,时间最长,抗氧化效果最好,其次为0.02%
TBHQ,在29h达到6mmol/kg。另外两种天然抗氧化剂抗

0
1
2
3
4
5




Pe
ro
xi
de
va
lu
e/
(m
m
ol·
kg
-1
)
空白
0.02% TBHQ
0.02% BHT
0.04%迷迭香油
0.07%茶多酚
0.05%复合
0 4 8 12
时间
Time/h
6
7
16 20 24 28 32
图1 单一抗氧化剂对亚麻油抗氧化活性的影响
Figure 1 Effect of individual addition of different natural
and synthetic antioxidants on POV value of
linseed oil
氧化效果相差很小,两者对于亚麻油的抗氧化作用相当,均
在27h左右达到过氧化值上限,效果不如合成抗氧化剂明
显,由此可知,单独使用合成抗氧化剂降低亚麻油过氧化值
的效果要优于单独使用天然抗氧化剂。
2.1.2 迷迭香粉和迷迭香油对复合合成抗氧化剂过氧化值
的影响 根据单一抗氧化剂的结果和其他试验中各类抗氧
化剂的抗氧化效果,选以迷迭香油、BHA、PG为可变因素,
分别取以效果较好的3个参照值,如表1,组合配成三因素三
水平的抗氧化剂,设计正交试验[8]。
依据亚麻油抗氧化稳定性平均值,比较正交试验9次试
验结果,确定亚麻油抗氧化较优及较差条件。结果如表2所
示,列出正交试验表达到最大POV的时间值。
由表2可知,对于亚麻油抗氧化稳定性最佳的条件是迷
迭香油0.04%,而对于BHA和PG,水平2的K 值皆为最
大。综合考虑,最优组合应为:0.04%迷迭香油、0.018%
BHA、0.018%PG。根据R值分析,迷迭香油显然其对抗氧
化的时间影响更大些。
在此基础上,进行进一步的迭代试验,试验结果证明,在
迷迭香油含量相同的情况下,0.018% BHA+0.018% PG
能够更有效地延长样品达到最大POV的时间。
基于上述结论,本研究选取了3组不同的抗氧化剂来进
行进一步对比,结果(表3)表明,3组试验组都比对照组延长
了样品达到最大POV的时间。
表1 三因素三水平效应值
Table 1 The effect value of three factors and
three levels %
水平 A迷迭香油 BBHA  CPG
1  0.020  0.016  0.016
2  0.030  0.018  0.018
3  0.040  0.020  0.020
121
贮运与保鲜   2015年第1期
表2 平衡体系正交试验
Table 2 The balance system of orthogonal test
试验号 A  B  C

(空列)
达到最大POV
的时间/h
1  1  1  1  1  21
2  1  2  2  2  27
3  1  3  3  3  26
4  2  1  2  3  25
5  2  2  3  1  28
6  2  3  1  2  25
7  3  1  3  2  27
8  3  2  1  3  29
9  3  3  2  1  32
k1

24.667  24.333  25.000  27.000
k2 26.000  28.000  28.000  26.333
k3 29.333  27.667  27.000  26.667
R  4.666  3.667  3.000  0.667
表3 3组复合抗氧化剂的成分组合
Table 3 Effects of three mixed antioxidants %
组号 迷迭香油 BHA  PG
达到最大POV
的时间/h
1  0.02  0.018  0.018  27
2  0.03  0.018  0.018  28
3  0.04  0.018  0.018  31
  比较成分完全一致的1~3组发现,由于迷迭香油的含
量不同,延长样品POV达到最大值的时间也不同,含量更高
的3号组时间更久,这说明在一定范围内,抗氧化效果与迷
迭香油的含量成正比,迷迭香油浓度的增加可以明显增加亚
麻油的抗氧化效果。因此在实际的使用过程中,可以通过增
加迷迭香油的浓度来调整亚麻油的货架期。试验结果表明,
不同配比的迷迭香油提取物联合BHA和PG对亚麻油抗氧
化性效果顺序依次为0.02%迷迭香油+0.018% BHA+
0.018%PG<0.03%迷迭香油+0.018% BHA+0.018%
PG<0.04%迷迭香油+0.018%BHA+0.018%PG。
根据GB 2760—2011《食品添加剂使用标准》标准,虽然
迷迭香油可以延长寿命,不能够再增加其成份,在该配方下,
目前已经达到了抗氧化的目的。
2.1.3 重复试验 为了确定最佳抗氧化剂组合,将试验在
100℃加热条件下重复进行了一次,结果与常温下试验结果
相同,仍然是0.04%迷迭香油+0.018%BHA+0.018%PG
组更长时间地延迟了POV达到最大值(6mmol/kg)的时间,
再次验证实验中设置的0.04%迷迭香油+0.018% BHA+
0.018%PG这一比例的复合抗氧化剂抗氧化效果最好,能
够最大限度地降低亚麻油过氧化值。
2.2 抗氧化剂与碱炼对亚麻油酸价的影响
为了证实抗氧化剂和碱炼对亚麻油的影响,除比较对过
氧化值的影响之外,还通过比较天然及合成抗氧化剂作用于
亚麻油产生的酸价变化,以进一步证实及筛选抗氧化剂的最
优组合。通过烘箱100℃加速试验,分别在相同分量的样品
中加入不同的抗氧化剂,样品的质量取2g/份,比较其酸价
变化。
空白样品16h之前酸价无明显变化,16h之后酸价缓
慢上升,但变化不明显,证明油脂发生了水解酸败,且水解酸
败程度很弱,几乎可以忽略不计。
使用天然或合成抗氧化剂后,亚麻油的酸价在0.4~0
.6g/100g波动,样品的酸价无显著变化。加入0.02% TB-
HQ,0.02% BHT和0.07%茶多酚的油脂样品在试验过程
中酸价波动相对明显,加入0.05%复合和0.04%迷迭香油
的亚麻油酸价变动并不明显,相比前三者幅度较小,这说明
亚麻油的酸价受到0.05%复合和0.04%迷迭香油两种抗氧
化剂的影响较小,亚麻油中加入这两种抗氧化剂能够较长时
间的保存,而不至于变质。迷迭香作为一种天然的抗氧化
剂,不仅获取较便捷、廉价,而且对亚麻油的抗氧化作用也较
明显。而从图2可以明显地看出,迷迭香油对亚麻油具有较
为明显的抗氧化效果。

0.0


Ac
id
va
lu
e/
(1
0-
2

g-
1 )
4 h
6 h
8 h
0.15
加碱量
Sodium hydroxide dosage/g
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.20 0.25 0.30 0.35
图2 碱炼对亚麻油酸价的影响
Figure 2 Effects of alkali refining on acid value of
linoleum acid
在4h的条件下,在亚麻油中分别添加0.15,0.20,0
.25g的NaOH进行碱炼试验,结果见图2。由图2可知,油
脂的酸价从1.0g/100g左右快速降至0.4~0.5g/100g,降
低幅度高达50%左右,酸价变化幅度非常明显。而同样在4
h时,分别添加0.30,0.35g的 NaOH,油脂酸价降低到0
.2g/100g左右,酸价降低约为80%,降低酸价效果更为显
著。可见,随着NaOH添加量增加,油脂酸价降低幅度变大,
原因是加入的NaOH中和了反应体系中的游离脂肪酸,随着
碱量的增加,体系中的游离脂肪酸不断被中和,从而不断降
低油脂酸价。对比不同时间下酸价变化发现,当 NaOH
的添加量为小于等于0.25g时,开始阶段(4~6h)亚麻油的
(下转第230页)
221
第31卷第1期 王 劲:复合抗氧化剂对亚麻油稳定性的影响  
3 结论
(1)无籽刺梨酸奶片工艺经优化得到的最佳配比是无
籽刺梨粉末∶木糖醇∶脱脂乳粉为2∶5∶10,硬脂酸镁含量
为2%。
(2)甜味剂是影响酸奶片口味的重要因素。本试验考
虑到一些特殊人群的需要,以功能性甜味剂—木糖醇代替了
蔗糖添加到酸奶片中,不仅可以减少龋齿的发生,也是“三
高”和糖尿病患者可以选择的食品。
(3)无籽刺梨本身作为一种新兴的功能性水果,营养价
值很高,但不易保存,且产地比较偏远,运输难度大,鲜食有
很大的局限性,对其进行深加工不仅能提高水果本身的附加
值,而且对其大范围推广极有裨益。
参考文献
1 韦景枫,陶文丞,张声涛,等.无籽刺梨组培快繁技术研究[J].黑
龙江生态工程职业学院学报,2007(5):24~25.
2 刘松,赵德钢.无籽刺梨研究进展[J].山地农业生物学报,2014,
33(1):76~80.
3 郑元,辛培尧,高健,等.无籽刺梨的研究与应用现状及展望[J].
贵州林业科技,2013(2):62~64.
4 Desai N T,Shepard L,Drake M A.Sensory properties and driv-
ers of liking for Greek yogurts[J].Journal of Dairy Science,2013,
96(2):7 454~7 466.
5 牛生洋,赵瑞香,田宜鑫,等.益生菌活性酸奶片的研制[J].农业
机械,2012(27):90~92.
6 郑泽华.酸奶片的制作[J].农产品加工,2006(11):34~35.
7 周文林,张雨青,沈卫德.天然丝胶蛋白的生物学活性[J].江苏蚕
业,2003(1):1~3.
8 WU Jin-hong,Wang Zhang,Xu Shi-ying.Preparation and charac-
terization of sericin powder extracted from silk industry
wastewater[J].Food Chemistry,2007,103(4):1 255~1 262.
9 Subhas C K,Biraja C D,Rupesh D,et al.Natural protective glue
protein,sericin bioengineered by silkworms:Potential for bio-
medical and biotechnological applications[J].Progress in Polymer
Science,2008,33(10):998~1 012.
10 陈华,朱良均,闵思佳,等.蚕丝丝胶蛋白的结构、性能及利用
[J].功能高分子学报,2001(3):344~348.
11 Zhou Yan-fu,Wu jin-hong,Wang Shao-yun,et al.Rapid spec-
trophotometric determination of hypothermia protection activity
of sericin peptides on Lactobacilus bulgaricus[J].Advanced
Materials Research,2013(634~638):1 287~1 293.
12 孙芝杨.南瓜、山药复合型无糖酸奶的研究[J].食品工业,2013
(1):92~95.
13 朱建荣,胡颖,朱秋劲.蓝莓搅拌酸奶的研制[J].贵州畜牧兽医,
2012(5):57~59.
14 成晓霞.搅拌型果酱、蔬菜汁复合酸奶加工工艺的研究[D].北
京:中国农业大学,2006.
15 付红军.木瓜酸奶的加工工艺[J].湖北农业科学,2011,50(14):
2 927~2 929.
16 周焱富,汪少芸,王文龙,等.丝胶肽对乳酸菌冷藏及冷冻干燥的
保护作用[J].中国食品学报,2014(7):150~154.
17 杨月欣,王光亚,潘兴昌.中国食物成分表2002[M].北京:北京
大学医学出版社,2002:24~33.
18 马嵬,金素钰,郑玉才,等.酸奶中游离氨基酸含量及乳清蛋白组
成分析[J].中国乳品工业,2006,34(6):20~22,39.
(上接第122页)
酸价明显降低,但到后期(6~8h)时其酸价变化不明显。而
当NaOH的添加量增大到0.30,0.35g时,亚麻油的酸价短
时间内大幅降低后仍小幅度地持续降低。根据以上分析可
知:在亚麻油中加入一定量的NaOH,随着时间推移,亚麻油
的酸价变化趋势愈来愈慢。分析其原因,是由于亚麻油中油
脂在碱炼的同时,也拌随酸败的发生,一开始酸败程度较轻,
原因是主要发生的反应是碱中和游离脂肪酸使得酸价降低。
随着时间的推移,油脂酸败的程度逐渐升高,对酸价产生一
定影响,使得碱炼效果不是很明显。
3 结论
本试验研究天然的氧化剂和人工合成的氧化剂在不同
的配比比率下其氧化活性的差异。在烘箱加速试验环境下,
分别加入不同配比的天然和人工抗氧化剂,对其加速氧化过
以后的酸价和过氧化值进行测定,发现:无论使用天然的还
是人工合成的抗氧化剂,在氧化试验中都会不同程度改变亚
麻油的酸价。当天然抗氧化剂复合配比不同时,抗氧化效果
随着复合比例的增加而显著增强,试验数据得出0.04%迷
迭香油+0.018%BHA+0.018%PG为最佳组合。加速氧
化试验同样得到如下结论:抗氧化剂对亚麻油酸价的影响程
度十分有限;而对亚麻油进行碱炼试验,碱炼的效果是由含
碱量的高低所决定的,在一定时间范围内,碱炼时间越长,亚
麻油酸败时间越缓慢,相反碱炼效果反而会有所降低。
参考文献
1 梁慧锋.胡麻油的营养成分及其保健作用[J].企业导报,2010
(2):243~244.
2 武晓红.亚麻油对肉仔鸡肉品质和脂肪代谢的影响及调控[D].
西安:西北农林科技大学,2012.
3 杨宏志,毛志怀.脱毒亚麻油和亚麻籽粉的制备[J].农业工程学
报,2003,19(11):199~201.
4 薛宁,徐卡秋,赵俊.亚麻油改性不饱和聚酯腻子的性能和工艺研
究[J].四川化工,2008,25(3):162~165.
5 黄庆德,刘列刚,郭萍梅,等.亚麻籽油降脂作用的实验研究
[J].食品科学,2004,25(3):162~165.
6 王洪宇,王德宁.脱脂腰果壳液酸改性聚氨酯/亚麻油复合涂料
[J].林产化学与工业,2005(9):942~943.
7 牛艳,王彩艳,左忠,等.不同存放条件对胡麻油过氧化值的影响
[J].食品科技,2010(1):179~180,185.
8 刘瑞江,张业旺,闻崇炜,等.正交试验设计和分析方法研究[J].
实验技术与管理,2010,27(9):52~55.
032
第31卷第1期 严晓月等:无籽刺梨酸奶含片工艺研究