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几种抗氧化剂对亚麻油稳定性的影响



全 文 :※基础研究 食品科学 2014, Vol.35, No.05 75
几种抗氧化剂对亚麻油稳定性的影响
周 正,侯建军,杨菊芳,吴 昊,查梦吟,陈存社*
(北京工商大学食品学院,北京 100048)
摘 要:利用Schaal烘箱加速氧化实验,以酸价、过氧化值为指标,研究天然与合成抗氧化剂在不同复合配比条
件下对亚麻油稳定性及货架期的影响,在100 ℃加速氧化条件下,选出0.04%迷迭香油+0.018%叔丁基对甲氧酚+
0.018%没食子酸丙酯为本实验抗氧化剂的最佳配比。对比碱炼前后亚麻油酸价的变化,当向2 g亚麻油中添加NaOH
的质量为0.30、0.35 g反应4 h后,酸价降低约80%,对延长亚麻油货架期的效果较为显著。根据Arrhenius经验公
式,在60℃加速氧化条件下预测亚麻油在使用最佳抗氧化剂后货架期延长至352 d。
关键词:亚麻油;抗氧化剂;碱炼;货架期
Effects of Different Antioxidants on the Stability of Linseed Oil
ZHOU Zheng, HOU Jian-jun, YANG Ju-fang, WU Hao, ZHA Meng-yin, CHEN Cun-she*
(School of Food and Chemical Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)
Abstract: Using the Schaal accelerated oxidation test, this study was conducted to investigate the effects of different
combinations of natural antioxidants 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 under the condition of accelerated oxidation at 100 ℃, a
combination of 0.04% oleaginous rosemary, 0.018% butyl hydroxy anisd and 0.018% propyl gallate was found to have the
best antioxidant activity. Comparisons of the changes in acid value of linseed oil before and after alkali refining revealed
that adding 0.30 or 0.35 g of sodium hydroxide (NaOH) to 2 g of linseed oil and allowing them to react for 4 hours reduced
its acid value by about 80% and significantly prolonged its shelf-life. According to Arrhenius empirical formula, under the
condition of accelerated oxidation at 60 ℃, the shelf-life of linseed oil treated with the optimal combination of natural and
synthetic antioxidants could be extended to as long as 352 days.
Key words: linseed oil; antioxidant; alkali refining; shelf-life
中图分类号:TS224.8 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2014)05-0075-06
doi:10.7506/spkx1002-6630-201405015
收稿日期:2013-03-22
基金项目:北京市教委科技发展计划重点资助项目(KZ20110011013)
作者简介:周正(1990—),女,硕士研究生,研究方向为功能性油脂。E-mail:zhouzheng_2000@126.com
*通信作者:陈存社(1977—),男,教授,博士,研究方向为微生物发酵。E-mail:chencs@th.btbu.edu.cn
亚麻又名胡麻,为亚麻科亚麻属的一年生或多年生
草本植物,是世界重要的油料作物之一[1],在我国有悠
久的栽培历史,广泛地种植于华北、西北和东北地区[2]。
亚麻籽中含有丰富的营养物质,其α-亚麻酸的含量占到
总脂肪酸含量约45%~55%,在人体的脱饱和酶以及链延
长酶的作用下可生成二十二碳六烯酸(docosahexaenoic
acid,DHA)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,
EPA),而α-亚麻酸、DHA和EPA属于ω-3多不饱和脂肪
酸,对人体有独特的生理功效[3],具有降低心血管疾病的
发病率和猝死率、促进大脑发育、保护视力、抗衰老等
重要作用[4-7]。黄庆德等[8]以成年大鼠为实验对象研究亚
麻籽油降脂作用,发现亚麻籽油对血脂调节作用极其显
著,故亚麻油长期以来都被认为是极为健康的食用油。
由于亚麻油中含较多的不饱和脂肪酸,在加工和运
输过程中如受到氧气、光照、水分等因素的影响,易发
生各种复杂的化学变化,如氧化酸败、水解酸败,从而
影响产品的质量和感官,造成原料的浪费,增加食品的
不安全因素[9]。牛艳等[10]研究发现空气、水分和光照等会
对亚麻油的过氧化值产生较大影响。而抑制亚麻油氧化
最常用的方法是使用抗氧化剂。陈杰等[9]利用Schaal烘箱
法研究抗氧化剂对亚麻油货架期的影响,得出合成抗氧
化剂叔丁基对二酚(tertiary butylhydroquinone,TBHQ)
可使胡麻油货架寿命延长12个月。李书国等[11]以核桃油
为实验原料,研究抗氧化剂对油脂货架期的影响,发现
抗氧化剂TBHQ、没食子酸丙酯(propyl gallate,PG)、
叔丁基对甲苯酚(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol,BHT)
76 2014, Vol.35, No.05 食品科学 ※基础研究
均可对核桃油的货架期产生不同程度的延长作用。本实
验选用的天然抗氧化剂有茶多酚、迷迭香(油状,粉
状),合成抗氧化剂有叔丁基对甲氧酚(butyl hydroxy
anisd,BHA)、PG、BHT和TBHQ,旨在为亚麻油的
工业生产选择最佳抗氧化剂提供理论依据,延长货架期
以节约成本和原料,提高经济效益。同时研究碱炼工艺
对亚麻油货架期的影响,为今后的工业化生产提供理论
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
78-2型双向磁力搅拌器 国华电器有限公司;
HH-2型数显恒温水浴锅 金坛市杰瑞尔电器有限公
司;PYX-DH280型电热恒温培养箱 上海一恒科学仪
器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 不同抗氧化剂对亚麻油抗氧化活性的影响
1.3.1.1 单一抗氧化剂对亚麻油抗氧化活性的影响
不同抗氧化剂配制方法:0 .02% TBHQ(根据
GB 2760—2011《食品添加剂使用标准》,TBHQ的最大
允许添加量为0.2 g/kg,0.02% TBHQ的配制为100 g亚麻
油中加入0.02 g TBHQ),0.02% BHT(根据GB 2760—
2011,BHT的最大允许添加量为0.2 g/kg,0.02% BHT
的配制为100 g亚麻油中加入0.02 g BHT),0.04%迷迭
香油(根据GB 2760—2011,迷迭香的最大允许添加量
为0.7 g/kg,0.04%迷迭香油的配制为57 g亚麻油中加入
0.04 g迷迭香油),0.07%茶多酚(根据GB 2760—2011,
茶多酚的最大允许添加量为0.4 g/kg,0.07%茶多酚的配
制为在175 g亚麻油中加入0.07 g茶多酚),0.05%复合
(TBHQ、BHT、迷迭香油和茶多酚在国标最大允许添加
量下的复合)。对5种抗氧化剂作用下的亚麻油进行加速
氧化实验,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。
1.3.1.2 天然抗氧化剂不同配比下对亚麻油抗氧化活性
的影响
不同抗氧化剂配比为:0.035%茶多酚+0.025%复
合(迷迭香油和茶多酚在国标最大允许添加量下的复
合),0.02%迷迭香油+0.025%复合,0.035%茶多酚+
0.05%复合,0.02%迷迭香油+0.05%复合。对4种抗氧化
剂作用下的亚麻油进行加速氧化实验,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。
1.3.1.3 合成氧化剂BHA和PG对油状迷迭香抗氧化活
性增强作用的影响
抗氧化剂组合为:0.04%迷迭香油+0.018% BHA(根
据GB 2760—2011,BHA的最大允许添加量为0.2 g/kg,
0.018% BHA的配制为在90 g亚麻油中加入0.018 g BHA)+
0.018% PG(根据GB 2760—2011,PG的最大允许添加
量为0.1 g/kg,0.018% PG的配制为在180 g亚麻油中加入
0.018 g PG)、0.04%迷迭香油+0.018% PG。对两种抗氧
化剂作用下的亚麻油进行加速氧化实验,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。
1.3.1.4 迷迭香精油和迷迭香脂溶性提取物对于复合合
成抗氧化剂活性的影响
抗氧化剂组合为:0.04%迷迭香油+0.018% BHA+
0.018% PG,0.03%迷迭香油+0.018% BHA+0.018%
PG,0.02%迷迭香油+0.018% BHA+0.018% PG,0.02%
迷迭香粉+0.018% BHA+0.018% PG,0.03%迷迭香粉+
0.018% BHA+0.018% PG。对5种抗氧化剂作用下的亚麻
油进行加速氧化实验,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。
1.3.1.5 重复实验
选定最佳抗氧化剂组合,在100 ℃条件下进行加速
氧化重复实验。
1.3.2 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2 h测其过氧化值和酸价,
60 ℃加热每隔24 h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实验,并在60 ℃
条件下加热预测其货架期。
1.3.3 油脂过氧化值和酸价的测定
亚麻油的过氧化值严格按照GB/T5538—2005《动植
物油脂 过氧化值测定》[12]方法进行操作。亚麻油酸价
严格按照GB/T5530—1998《动植物油脂 酸价和酸度测
定》[13]的方法进行操作。
1.3.4 油脂碱炼
分别称取0.015、0.20、0.25、0.30、0.35 g NaOH于
研钵中研磨成粉末,加入到2 g亚麻油中充分混匀。4、
6、8 h后取下来分装离心,取上层清液测其酸价。
1.3.5 货架期预测
通过Schaal烘箱加速实验,以过氧化值为指标[14],对
亚麻籽油分别在60、50、40、30、20 ℃的条件下进行加
速氧化实验,根据Arrhenius经验公式[15],推导得到温度
和货架期的换算关系。在60 ℃条件下对使用最佳抗氧化
剂的亚麻油样品进行加速氧化,并预测其货架期,计算
结果按四舍五入取整数。
※基础研究 食品科学 2014, Vol.35, No.05 77
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
7
6
5
4
3
2
1
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
オⲭ
0.02% TBHQ
0.02% BHT
0.04%䘧䘝俉⋩
0.07%㥦ཊ䞊
0.05%༽ਸP
O
V
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m
m
ol
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ᰦ䰤/h
图 1 不同天然及合成抗氧化剂对亚麻油的抗氧化活性的影响
Fig.1 Effect of individual addition of different natural and synthetic
antioxidants on POV value of linseed oil
比较单一抗氧化剂的活性,根据GB/T5538—2005规
定,一级压榨亚麻油过氧化值上限是6.0 mmol/kg。通过
烘箱100 ℃加速实验,测得加入不同抗氧化剂样品的过
氧化值(peroxide value,POV)如图1所示,空白样品在
20 h时POV到达6 mmol/kg。加入抗氧化剂可明显降低亚
麻油POV,延长亚麻油货架期。原因是亚麻油加工贮藏
运输的过程中发生自动氧化[16],产生多种自由基和中间产
物,令新鲜油脂腐败变质[17],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进行[18]。
加入0.02% TBHQ样品的POV在28 h达到6 mmol/kg,
比空白样品达到过氧化值上限的时间有所延长,证明
TBHQ对延长亚麻油货架期有较好的效果。姚云游等[19]利
用强制氧化法对比研究了TBHQ与茶多酚在花生油、花生
大豆调和油中的抗氧化效果,研究结果表明TBHQ无论对
压榨花生油、还是花生大豆调和油都有很好的抗氧化效
果。加入0.02% BHT样品的POV在30 h到达6 mmol/kg,
证明其抗氧化效果比TBHQ更为明显。两种天然抗氧化剂
0.07%茶多酚和0.04%迷迭香油对亚麻油的抗氧化效果大
致相同,两者都延长了亚麻油的保存时间,但效果不如
合成抗氧化剂明显。毛绍春等[20]研究表明,迷迭香、鼠
尾草具有很强的抗氧化效果。赵声兰等[21]研究茶多酚及
增效剂对核桃油的抗氧化作用,结果发现茶多酚对核桃
油表现出较强的抗氧化能力,抗氧化能力优于VE、VC,
能显著延长核桃油的氧化反应诱导期。0.05%复合抗氧
化剂的效果为本组抗氧化效果最好,这与黄诚等[22]通过
添加复合抗氧化剂提高葵花籽油保质期的研究得出的结
论相似。本组结论证明抗氧化剂复合使用效果会明显变
好,单独使用合成抗氧化剂TBHQ或BHT的效果要好于天
然抗氧化剂迷迭香油或茶多酚。
2.1.2 天然抗氧化剂不同配比下对亚麻油抗氧化活性的
影响
比较天然抗氧化剂不同配比下的活性如图2所示,加
入0.02%迷迭香油+0.025%复合抗氧化剂的样品的POV在
26 h到达6 mmol/kg,而加入0.035%茶多酚+0.025%复合抗
氧化剂的样品POV在24 h达到6 mmol/kg,证明前者效果好
于后者,当复合比例升高至0.05%时,加入0.02%迷迭香
油+0.05%复合抗氧化剂和加入0.035%茶多酚+0.05%复
合抗氧化剂的样品POV几乎同时在30 h到达6 mmol/kg,
但在氧化过程中,加入0.02%迷迭香油+0.05%复合抗
氧化剂样品的POV上升缓慢,是由于它对亚麻油氧化
产生过氧化物的过程具有一定的抑制作用而导致。进而
证明当抗氧化剂中复合比例相同时,迷迭香油的作用效
果好于茶多酚。当天然抗氧化剂配比相同时,随着复合
比例增加则抗氧化剂效果显著增强,抗氧化效果明显增
强,证明复合配比对抗氧化剂的活性影响显著,原因
是抗氧化剂同时使用,相互之间形成游离基产生新的
酚类化合物,对亚麻油有进一步的抗氧化作用。结果
表明,本组抗氧化剂性能顺序依次为0.02%迷迭香油+
0.05%复合>0.035%茶多酚+0.05%复合>0.02%迷迭香
油+0.025%复合>0.035%茶多酚+0.025%复合。
7
6
5
4
3
2
1
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
オⲭ
0.035%㥦ཊ䞊ˇ
0.025%༽ਸ
0.02%䘧䘝俉⋩ˇ
0.025%༽ਸ
0.035%㥦ཊ䞊ˇ
0.05%༽ਸ
0.02%䘧䘝俉⋩ˇ
0.05%༽ਸ
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图 2 天然抗氧化剂不同配比下对亚麻油的抗氧化活性影响
Fig.2 Effects of different mixing proportions of natural antioxidants
on POV value of linseed oil
2.1.3 合成氧化剂BHA和PG对油状迷迭香抗氧化活性
增强作用的影响
オⲭ
0.04%䘧䘝俉⋩ˇ
0.018% BHA+
0.018% PG
0.04%䘧䘝俉⋩ˇ
0.018% PG
8
6
4
2
0
0 4 8 12 16 20 24 28 32
PO
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m
ol
/ k

ᰦ䰤/h
图 3 合成抗氧化剂对BHA和PG对油状迷迭香抗氧化
活性增强作用的影响
Fig.3 Enhancing effect of the synthetic antioxidants BHA and PG on
the antioxidant activity of oil rosemary
合成氧化剂BHA和PG对油状迷迭香抗氧化活性增
强作用的影响如图3所示,加入0.04%迷迭香油+0.018%
BHA+0.018% PG样品的POV显著降低,POV超出标准的
78 2014, Vol.35, No.05 食品科学 ※基础研究
时间比加入0.04%迷迭香油+0.018% PG抗氧化剂的样品
延长了4 h,作用效果明显好于后者,进而证明BHA的加
入可明显增强复合抗氧化剂的活性,推测BHA可与迷迭
香精油和PG发生协同作用[11],并可以明显增强迷迭香精
油和PG的作用效果。
2.1.4 迷迭香油、迷迭香粉对复合合成抗氧化剂的影响
7
6
5
4
3
2
1
0
0 2 4 6 8 10121416182022242628303234
オⲭ
0.03%䘧䘝俉⋩ˇ
0.018% BHA+0.018% PG
0.03%䘧䘝俉㊹ˇ
0.018% BHA+0.018% PG
0.02%䘧䘝俉㊹ˇ
0.018% BHA+0.018% PG
0.04%䘧䘝俉⋩ˇ
0.018% BHA+0.018% PG
0.02%䘧䘝俉⋩ˇ
0.018% BHA+0.018% PG
PO
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图 4 迷迭香油、迷迭香粉对复合合成抗氧化剂活性的影响
Fig.4 Effects of combination with different proportions of rosmary oil and
rosemary powder on the antioxidant activities of synthetic antioxidants
比较迷迭香精油和迷迭香脂溶性提取物对于复合合
成抗氧化剂活性的影响如图4所示,加入0.02%迷迭香油+
0.018% BHA+0.018% PG样品的POV到达6 mmol/kg的
时间为27 h,比加入0.02%迷迭香粉+0.018% BHA+
0.018% PG样品延长了4 h。加入0.03%迷迭香油+0.018%
BHA+0.018% PG样品的POV在31 h到达6 mmol/kg,比
加入0.03%迷迭香粉+0.018% BHA+0.018% PG的样品
延长了4 h,证明本组实验中迷迭香精油与合成抗氧化剂
BHA及PG的共同作用效果略好于迷迭香脂溶性提取物
与合成抗氧化剂BHA及PG的共同作用效果。加入0.04%
迷迭香油+0.018% BHA+0.018% PG样品的POV在32 h
时到达6 mmol/kg,证明随着迷迭香精油含量的增加,
抗氧化效果同样有明显的增强。结果得到抗氧化剂的作
用效果依次为0.04%迷迭香油+0.018% BHA+0.018%
PG>0.03%迷迭香油+0.018% BHA+0.018% PG>0.02%
迷迭香油+0.018% BHA+0.018% PG>0.03%迷迭香粉+
0.018% BHA+0.018% PG>0.02%迷迭香粉+0.018%
BHA+0.018% PG。抗氧化剂0.04%迷迭香油+0.018%
BHA+0.018% PG的效果在本实验所有抗氧化剂中效果
最好,样品在100 ℃加速氧化实验中POV在32 h到达极限
6 mmol/kg。
2.1.5 重复实验
确定最佳抗氧化剂组合,在100 ℃加热条件下进行重
复实验如图5所示,加入0.04%迷迭香油+0.018% BHA+
0.018% PG抗氧化剂样品的POV上升平稳缓慢,34 h后到
达6 mmol/kg,再次验证复合抗氧化剂0.04%迷迭香油+
0.018% BHA+0.018% PG为本实验所有抗氧化剂中效果
最为显著的一种,可最大限度地均匀降低亚麻油过氧化
值并延长其货架期。
オⲭ
0.04%䘧䘝俉⋩ˇ
0.018% BHA+
0.018% PG
8
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0 2 64 8 10 1412 16182022242628303234
PO
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ᰦ䰤/h
图 5 100 ℃加速实验条件下最佳配比和添加量的抗氧化剂对
亚麻油的抗氧化效果
Fig.5 Effect of the best combination of natural and synthetic antioxidants
on POV value of linseed oil under accelerated oxidation at 100 ℃
2.2 抗氧化剂与碱炼对亚麻油酸价的影响
通过烘箱100 ℃加速实验,测得加入不同抗氧化剂
2 g样品的酸价。比较天然及合成抗氧化剂对亚麻油酸价
的影响,结果如图6所示,空白样品16 h之前酸价无明显
变化,16 h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。
0.65
0.60
0.55
0.50
0.45
0.40
0.35
0.30
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
オⲭ
0.02% TBHQ
0.02% BHT
0.04%䘧䘝俉⋩
0.07%㥦ཊ䞊
0.05%༽ਸ

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10
0

ᰦ䰤/h
图 6 不同天然及合成抗氧化剂对亚麻油酸价的影响
Fig.6 Effects of individual addition of differentnatural and synthetic
antioxidants on acid value of linoleic acid
0.55
0.45
0.35
0.50
0.40
0.30
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
オⲭ
0.035%㥦ཊ䞊ˇ
0.025%༽ਸ
0.02%䘧䘝俉⋩ˇ
0.025%༽ਸ
0.035%㥦ཊ䞊ˇ
0.05%༽ਸ
0.02%䘧䘝俉⋩ˇ
0.05%༽ਸ

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10
0

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图 7 天然抗氧化剂不同配比下对亚麻油酸价的影响
Fig.7 Effects of different mixing proportions of natural antioxidants
on acid value of linoleic acid
使用天然或合成抗氧化剂后,亚麻油的酸价在
0.4~0.6 g/100 g之间波动,样品的酸价无显著变化。加
入0.02% TBHQ,0.02% BHT和0.07%茶多酚的油脂样品
在实验过程中酸价波动相对明显,加入0.04%迷迭香油和
0.05%复合样品的酸价的波动幅度相对较小,证明相比
之下0.04%迷迭香油和0.05%复合两种抗氧化剂对亚麻油
※基础研究 食品科学 2014, Vol.35, No.05 79
的酸价的影响较稳定。迷迭香是一种天然无害的抗氧化
剂,本实验前部分也证明迷迭香油同BHA以及PG共同使
用对亚麻油的POV降低作用明显,可见其对亚麻油抗氧
化的综合效果较突出。
比较天然抗氧化剂不同配比下对油脂酸价的影响
如图7所示,空白样品和加入不同配比天然抗氧化剂
对亚麻油酸价的影响大致相同,均使亚麻油的酸价在
0.4~0.6 g/100 g之间连续波动。进而证明是否加入抗氧
化剂已对亚麻油酸价几乎无影响,亚麻油的水解酸败程
度明显小于氧化酸败。
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0.15 0.20 0.25 0.30 0.35
࣐⻡䟿/g

ԧ
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g/
10
0
g˅ 4 h
6 h
8 h

图 8 碱炼对亚麻油酸价的影响
Fig.8 Effect of alkali refining on acid value of linoleic acid
碱炼结果如图8所示,在NaOH添加量为0.15、0.20、
0.25 g反应4 h后,油脂酸价迅速降低到0.4~0.5 g/100 g。
油脂原酸价为0.8 g/100 g,酸价降低约50%,降低酸价效
果明显。当NaOH的添加量为0.30、0.35g反应4 h后,油
脂酸价降低到0.2 g/100 g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,NaOH的添加量为
0.15、0.20、0.25 g时,4~6 h酸价降低明显,6~8 h酸价
降低不明显。当NaOH的添加量为0.30、0.35 g,酸价迅
速大幅度降低至0.2 g/100 g后继续小幅度降低。说明随
着时间的推移,酸价降低幅度减小。原因是油脂碱炼的
同时发生着酸败,起初酸败程度很小,所以主要发生的
反应时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,
使得碱炼效果不很明显。
2.3 货架期的预测
测定在不同温度梯度下贮存的亚麻油的POV如图9所
示,随着贮存温度的升高,亚麻油POV随时间的增长大
致呈指数趋势快速增长,油脂氧化速率加快。亚麻油中
含有大量不饱和的α-亚麻酸,对温度较为敏感,温度升
高加速亚麻油的氧化酸败。ln(POV)随时间的变化趋
势大致呈线性增长(图10)。
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0 10 20 30 40 50
PO
V
/ ˄
m
m
ol
/ k

䍞ᆈᵏ/d
20ć
30ć
40ć
50ć
60ć
图 9 不同温度下亚麻油的过氧化值随储存期的变化
Fig.9 Change in linseed oil POV during storage at different temperatures
2
1
0
0 10 20 30 40 50
ln
˄
PO
V
˅
䍞ᆈᵏ/d
20ć
30ć
40ć
50ć
60ć
图 10 不同温度下ln(POV)随贮存期的变化
Fig.10 Change in ln(POV) during storage at different temperatures
根据Arrhenius公式,反应速率常数k与温度T之间的
关系如下:

RT
Ea
k = K0e (1)
RT
Ealnk = ˉ + lnK0 (2)
式中:K0为与温度无关的反应速率常数,前因子;
Ea为活化能/(J/mol);T为热力学温度/K;R为气体常
数,8.314 J/(mol·K)。
2.9 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
1 000/T/˄1/K˅
ln
k
图 11 lnk随温度变化曲线
Fig.11 Change in lnk with temperatures
如图11所示,随着温度升高,氧化反应的程度越
大,反应速率越快。在40~60 ℃,lnk与1/T呈线性关
系,可以计算出亚麻油的活化能Ea=36.1 kJ/mol;在
30~40 ℃,lnk与1/T呈线性关系,Ea=55.42 kJ/mol。在
20~30 ℃,Ea=98.26 kJ/mol。
10Ea
RT˄T + 10˅
lnQ10 = (3)
2
T1−T2
t2 = t1Q10 (4)
80 2014, Vol.35, No.05 食品科学 ※基础研究
公式(4)中T1为烘箱加速实验中加热的温度/℃;
t1为加速氧化下的保存时间/d;t2为待预测的时间/d;
T1待预测时间对应的温度/℃。Q10为每增加10 ℃化学
反应速率增加的倍数。经计算,在40~60 ℃,Q10介于
1.46~1.53;而在30~40 ℃,Q10介于1.53~2.019;在
20~30 ℃,Q10介于3.785~2.019。结果证明Q10不是固定
不变的,而是随温度升高而减小。
经计算,本实验反应速率增加倍数Q10=1.81,在
60 ℃条件下对使用最佳抗氧化剂0.04%迷迭香油+0.018%
BHA+0.018% PG的样品进行加速氧化实验(图12),推
测其货架期,亚麻油通过60 ℃烘箱加速实验得到保存22 d
POV达到过氧化值上限6 mmol/kg,由公式(4)推算出
20 ℃条件下能够保存352 d左右。向油脂中加入抗氧化剂
是阻碍自动氧化的最主要途径之一[18],本实验证明复合抗
氧化剂0.04%迷迭香油+0.018% BHA+0.018% PG对亚麻
油延长货架期效果最佳,可最大程度地延缓亚麻油哈败,
在实际生产中延长亚麻油货架期可节约成本,大大提高原
料利用率,为食品工业可持续发展提供参考。
オⲭ
0.04%䘧䘝俉⋩ˇ
0.018% BHA+
0.018% PG
7
6
5
4
2
3
1
0
1 53 7 9 11 13 15 17 19 21 23
PO
V
/ (
m
m
ol
/ k
g)
ᰦ䰤/d
图 12 60 ℃加速实验最佳抗氧化剂对亚麻油过氧化值的影响
Fig.12 Effect of the best combination of antioxidants on POV value of
linseed oil in accelerated oxidation test at 60 ℃
3 结 论
本实验对天然及合成抗氧化剂在不同配比下的抗氧
化活性进行研究,通过烘箱加速实验测定加入不同抗氧
化剂油脂加速氧化后的过氧化值和酸价,发现天然和合
成抗氧化剂在任何配比下都可不同程度地延缓亚麻油的
氧化酸败,进而延长其保质期。抗氧化剂复合使用效果
更好,单独使用时合成抗氧化剂TBHQ和BHT要略好于
天然抗氧化剂迷迭香油和茶多酚。对于天然抗氧化剂茶
多酚和迷迭香油的抗氧化效果,当抗氧化剂中复合比例
相同时,迷迭香油的作用效果好于茶多酚。当天然抗氧
化剂复合配比不同时,随着复合比例增加则抗氧化剂效
果显著增强,得出抗氧化顺序为0.02%迷迭香油+0.05%
复合>0.035%茶多酚+0.05%复合>0.02%迷迭香油+
0.025%复合>0.035%茶多酚+0.025%复合。
在抗氧化剂0.04%迷迭香油+0.018% PG中加入0.018%
BHA可明显增强其抗氧化效果。复合抗氧化剂中,不同
状态的同一抗氧化剂的作用效果并不相同,迷迭香精油
与合成抗氧化剂BHA及PG的共同作用效果略好于迷迭
香脂溶性提取物与合成抗氧化剂BHA及PG的共同作用
效果。在4组实验中,复合抗氧化剂0.04%迷迭香油+
0.018% BHA+0.018% PG的抗氧化活性最高,在常温下
可延长亚麻油货架期48 d。
同样通过加速氧化实验,发现抗氧化剂对亚麻油
酸价影响很小,对亚麻油进行碱炼,发现加碱量和碱炼
效果成正比,随着碱炼时间的延长,由于酸败的不断进
行,碱炼效果会有所降低。
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] 赵毅. 亚麻籽的功能性成分及其在食品工业中的应用价值[J]. 山西
食品工业, 2005(2): 31-33.
[3] LIU J C, CONKLIN S M, MANUCK S B, et al. Long-chain omega-3
fatty acids and blood pressure[J]. American Journal of Hypertension,
2011, 24(10): 1121-1126.
[4] ALBERT C M, CAMPOS H, STAMPFER M J, et al. Blood levels
of long-chain n–3 fatty acids and the risk of sudden death[J]. New
England Journal of Medicine, 2002, 346(15): 1113-1118.
[5] ERKKIL� A T, LICHTENSTEIN A H, MOZAFFARIAN D, et
al. Fish intake is associated with a reduced progression of coronary
artery atherosclerosis in postmenopausal women with coronary artery
disease[J]. The American Journal of Clinical Nutrition, 2004, 80(3):
626-632.
[6] KRIS-ETHERTON P M, HARRIS W S, APPEL L J, et al. Fish
consumption, fish oil, omega-3 fatty acids, and cardiovascular
disease[J]. Circulation, 2002, 106(21): 2747-2757.
[7] UESHIMA H, STAMLER J, ELLIOTT P, et al. Food omega-3 fatty acid
intake of individuals (total, linolenic acid, long-chain) and their blood
pressure: INTERMAP study[J]. Hypertension, 2007, 50(2): 313-319.
[8] 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.
[9] 陈杰, 邹树丹, 李一聪, 等. 胡麻油的抗氧化性研究[J]. 现代食品科
技, 2010(9): 942-943.
[10] 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.
[11] 李书国, 李雪梅, 陈辉, 等. 油脂复合抗氧化剂抗氧化协同增效作用
的研究[J]. 粮油加工与食品机械, 2004(4): 42-44.
[12] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管
理委员会. GB/T5538—2005 动植物油脂 过氧化值测定[S]. 北京:
中国标准出版社, 2005.
[13] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管
理委员会. GB/T5530—1998 动植物油脂 酸价和酸度测定[S]. 北
京: 中国标准出版社, 1998.
[14] 王雪洁, 陆佳平. 温度对大豆油氧化特性的影响及其保质期预测[J].
中国油脂, 2010(10): 42-44.
[15] 廖惠珍,张镜源,朱萍萍. 植物油恒温加速贮存实验的酸价变化
及保质期预测[J]. 中国公共卫生, 1995(12): 554-556.
[16] 孙丽芹, 董新伟, 刘玉鹏, 等. 脂类的自动氧化机理[J]. 中国油脂,
1998(5): 56-57.
[17] 穆同娜, 张惠, 景全荣. 油脂的氧化机理及天然抗氧化物的简介[J].
食品科学, 2004, 25(增刊1): 243-246.
[18] 杨春燕, 厉重先, 荣瑞芬. 植物油脂的氧化酸败机制及其预防研究[J].
农产品加工: 学刊, 2010(12): 85-88.
[19] 姚云游, 于辉. 茶多酚和TBHQ对花生油、花生大豆调和油抗氧化
作用的对比研究[J]. 粮食与食品工业, 2004(4): 19-21.
[20] 毛绍春, 李竹英. 迷迭香抗氧化剂在食用油脂中的应用[J]. 保鲜与
加工, 2006(5): 31-32.
[21] 赵声兰, 陈朝银, 赵宁, 等. 茶多酚对核桃油抗氧化作用的试验研究[J].
粮油加工与食品机械, 2003(1): 40-41; 44.
[22] 黄诚, 傅伟昌, 黄群, 等. 复合抗氧化剂对葵花籽油贮存期的影响[J].
食品研究与开发, 2010(2): 79-83.