彭欢欢,刘小莉,夏秀东,王 荣,周剑忠,刘 源(.江苏省农业科学院农产品加工研究所,江苏南京 004; .上海海洋大学食品学院,上海 006; .泰兴市江之韵科技发展有限公司,江苏泰州 5400)



α-生育酚对河蟹蟹黄油氧化的抑制效果

彭欢欢1,2,刘小莉1,*,夏秀东1,王 荣3,周剑忠1,刘 源2
(1.江苏省农业科学院农产品加工研究所,江苏南京 210014; 2.上海海洋大学食品学院,上海 201306; 3.泰兴市江之韵科技发展有限公司,江苏泰州 225400)

采用Schall 烘箱加速氧化法,以空白和添加BHT处理为对照,研究不同浓度(0.01%、0.015%、0.02%)的α-生育酚和0.02%抗坏血酸增效剂复配对河蟹蟹黄油置于(90±1) ℃的烘箱中的抗氧化效果。结果表明,随着贮藏时间的延长,当α-生育酚添加量为0.015%时,MDA值和POV值增长较为缓慢,贮藏结束后分别为270.375 nmol/mL、15.975 meq/kg,抑制蟹黄油氧化效果最佳;0.02%抗坏血酸与0.015%α-生育酚复配组的MDA值和POV值增长相对缓慢,且与添加BHT组无显著差异(p>0.05),贮藏结束后MDA值为202.5 nmol/mL,POV值为8.052 meq/kg,则抗坏血酸对α-生育酚的增效作用显著(p<0.05),添加增效剂的抗氧化效果明显优于单一天然抗氧化剂,且与合成抗氧化剂BHT抗氧化效果相当。GC-MS检测结果表明抗氧化剂处理对不饱和脂肪酸的氧化或分解保护作用显著,而添加0.02%抗坏血酸与0.015%α-生育酚复配的样品的不饱和脂肪酸含量为78.80%,而添加BHT样品的为78.97%,因此,抗氧化效果最优的是0.015%生育酚+0.02%抗坏血酸。

蟹黄油,α-生育酚,抗坏血酸,抗氧化

河蟹(EriocheirsinensisH.Milne-Edwards),学名中华绒螯蟹,俗称大闸蟹,属名贵淡水产品,是我国传统特色的经济蟹类,味道鲜美,营养丰富,具有很高的经济价值,主要分布在我国东部各海域沿岸及通海的河流湖泊中[1]。河蟹的上市时间比较集中,一般在每年的9～11月份,大部分以鲜活河蟹进行销售,很容易造成供大于求,造成滞销,特别是小规格蟹,严重影响了河蟹产业经济效益的提高。为解决制约河蟹产业发展的瓶颈问题,有必要进行河蟹精深加工的研究。

蟹黄是河蟹的精华所在,小河蟹蟹黄中蟹黄油的含量高达37%左右[2],如果能合理开发利用将具有很大的经济效益。水产品脂肪中多不饱和脂肪酸含量丰富,具有多种生理功能[3-4],但也存在着不耐储存、易氧化哈败等缺点[5-6]。如何延缓或阻止不饱和脂肪酸氧化,是提高水产品脂肪利用空间所要解决的关键问题,通常较为方便、经济而又有效的是添加高效安全的抗氧化剂[7]。20世纪70年代以前,主要用合成抗氧化剂。随着人工合成抗氧化剂的副作用逐渐被研究证实,许多国家对其添加量进行了严格控制,美国、欧盟等国已禁止使用合成抗氧化剂,安全无毒的天然抗氧化剂逐渐成为研究重点[8-9]。α-生育酚是一类普遍存在于植物油脂中的天然抗氧化物质,可释放羟基上的活泼氢,与自由基结合,从而抑制自由基对脂质的攻击,抑制油脂过氧化[10]。

本实验选取不同浓度的α-生育酚及一定量的增效剂抗坏血酸添加到河蟹蟹黄油中,采用 Schall 烘箱加速氧化法[11],考察抗氧化剂对蟹黄油贮藏稳定性的影响,以丙二醛(MDA)含量、过氧化值作为判定蟹黄油氧化程度的指标,并对蟹黄油脂肪酸进行分析,筛选生育酚的适宜添加量,为今后的生产和加工提供理论基础和科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

鲜活雌性河蟹 购于南京市玄武区孝陵卫菜市场,每只(150±150) g;石油醚、氢氧化钾、甲醇、三氟化硼、乙醚、氯化钠、正己烷、盐酸、三氯甲烷、氯化亚铁、硫氰酸钾、铁、过氧化氢 国产分析纯;二丁基羟基甲苯(BHT)、α-生育酚(α-tocopherol)、抗坏血酸(ascorbic acid) 均为食品级添加剂,郑州思源食品添加剂有限公司;MDA试剂盒 南京建成生物工程研究所。

TSQ 800 Evo气质联用仪 赛默飞世尔科技公司;DHG-9146A电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司;UV-1600PC紫外分光光度计 上海美谱达仪器有限公司;RE-6000旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂;冷冻干燥机 德国CHRIST公司。

1.2 实验方法

1.2.1 材料预处理 将新鲜河蟹剥壳,用镊子取出蟹黄,-40 ℃预冻过夜后冷冻干燥,保存备用。

1.2.2 脂质的提取 称取一定量蟹黄干粉,研磨成粉末,加入20倍体积的石油醚(沸程60～90 ℃)混合,室温振摇40～60 min,收集有机溶剂相。残渣再加入有机溶剂重复提取两次。合并有机相,40 ℃旋转蒸发挥干有机溶剂,得到粗蟹黄油。

1.2.3 不同浓度生育酚及增效剂在蟹黄油中的抗氧化效果 采用烘箱贮存实验法,在提取油中分别添加BHT(0.02%)、α-生育酚(0.01%、0.015%、0.02%)、抗坏血酸(0.02%)以及0.015%α-生育酚与0.02%增效剂抗坏血酸的复合物,以不添加任何抗氧化剂的蟹黄油为空白对照,铝箔包裹,置于(90±1) ℃的烘箱中,每隔12 h取样并分别测定油样的过氧化值(POV)、丙二醛(MDA)含量值。贮藏108 h,测定各组样品的脂肪酸组成。

1.2.4 气质联用分析脂肪酸组成 样品处理:参照Liu等[12]的方法对油脂进行甲酯化处理。取所得蟹黄油0.2 mL,加入2 mL体积分数为5 %的氢氧化钾-甲醇溶液,75 ℃水浴15 min,冷却后加入2 mL体积分数为14%的三氟化硼乙醚-甲醇溶液,75 ℃水浴2 min,加入饱和氯化钠溶液2 mL和正己烷1 mL,混匀后静置,取上清备用。

色谱条件:色谱柱:SLB-5MS毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);升温程序:120 ℃保持6 min,以3 ℃/min升温到250 ℃,保持25 min;载气(He)流速1.2 mL/min,压力2.4 kPa,进样量1.0 μL;分流比30∶1。

质谱条件:电子轰击(EI)离子源;电子能量70 eV;灯丝发射电流为200 μA;离子源温度为200 ℃,接口温度250 ℃;检测器电压350 V;扫描范围m/z 33～800。

1.2.5 丙二醛的测定 取蟹黄油0.03 mL测丙二醛含量,采用MDA试剂盒进行测定。

1.2.6 过氧化值的测定 参照中国食品质量标准GB/T 5009.37-2003食用油卫生标准分析方法,采用比色法。

1.2.7 数据分析 本实验数据为3次重复的平均值。采用SPSS 13.0软件进行数据统计和方差显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度生育酚在蟹黄油中的抗氧化效果

丙二醛(MDA)作为过氧化脂质降解的特征产物,能够反映肉及肉类制品中脂肪氧化变质程度,是肉类食品安全性的重要指标。

由图1可以看出,空白组与添加抗氧化剂组随着贮藏时间的延长,MDA值都呈上升趋势,且72～96 h时,上升比较快。贮藏结束后,空白组、0.01%α-生育酚、0.015%α-生育酚、0.02%α-生育酚组蟹黄油的MDA值分别为316.25、293.125、270.375、279.375 nmol/mL。与空白组比较,添加抗氧化剂组的MDA值上升较为缓慢,说明α-生育酚对蟹黄油有明显的抗氧化作用。但随着抗氧化剂浓度的增大,增效作用反而有所减缓,α-生育酚添加量为0.015%处理组的MDA值比添加量为0.02%时增长缓慢,因此选择适宜浓度的α-生育酚具有较好的抗氧化作用。研究表明,过量α-生育酚在猝灭激发态氧分子的同时,其自身也极易被激发态氧分子所氧化,产生氢过氧化物,从而导致脂氧化自由基或脂过氧自由基的生产,反而起到促氧化的作用[13]。由此可见,α-生育酚对蟹黄油有明显的抗氧化作用,能有效降低脂肪氧化产物MDA的产生,从效果和成本角度来看,本研究中α-生育酚最佳使用的浓度是0.015%。

图1 不同浓度生育酚对蟹黄油的MDA的影响Fig.1 Effects of α-tocopherol with different concentrations on MDA of crab hepatopancreas

过氧化值(POV)是判断油样酸败的重要指标,也是常用来判断油脂是否被氧化或氧化程度的主要指标。孙岩等[14]报道维生素E的添加能有效地抑制烤制鲢鱼过氧化值、硫代巴比妥酸值在贮藏期间的增加。由图2可以看出,随着贮藏时间的增加,过氧化值逐渐上升。空白组的过氧化值增加速度最快,96 h后过氧化值已超过国家食用油脂的标准(POV≤12 meq/kg油)。与空白组相比,添加生育酚组的过氧化值上升较为缓慢,前12 h差异不明显,但后期越来越明显,这与MDA值的变化相一致。贮藏108 h后,空白组的POV值最高,其次为0.01%生育酚组，0.02%α-生育酚组、0.015%α-生育酚组最低,为15.975 meq/kg,说明添加0.015%α-生育酚对蟹黄油的抗氧化效果最好。

图2 不同浓度生育酚对蟹黄油的过氧化值的影响Fig.2 Effects of α-tocopherol with different concentrations on POV of crab hepatopancreas

2.2 添加增效剂对生育酚抗氧化效果的影响

抗坏血酸又称维生素C,多存在于水果蔬菜中,具有和合成抗氧化剂没食子酸丙酯(PG)相类似的抗氧化能力,可以有效地作为PG的替代物,在鲱鱼鱼片上喷涂抗坏血酸可以延缓鱼片的脂质氧化[15]。

某些有机酸与抗氧化剂复配使用时,可以增强其抗氧化效果,如刘书成等[16]研究了VC、柠檬酸和酒石酸对大蒜精油抗氧化效果的影响,发现三种有机酸均有协同增效作用,增效作用的强弱顺序为VC>柠檬酸>酒石酸。本实验研究添加抗坏血酸增效剂对α-生育酚的抗氧化效果,以合成抗氧化剂BHT(0.02%)做阳性对照,从图3可以看出,抗坏血酸与α-生育酚复配组的MDA值上升相对缓慢,可以显著提高α-生育酚的抗氧化效果,贮藏结束后MDA值为202.5 mmol/mL,说明抗坏血酸对α-生育酚的增效作用显著(p<0.05),且随着贮藏时间的延长,抗氧化效果与BHT效果相当。

图3 添加增效剂对蟹黄油MDA值的影响Fig.3 Effects of synergist on MDA of crab hepatopancreas

图4实验结果表明,在相同的贮藏条件下,添加抗氧化剂组的蟹黄油的POV明显低于空白组(p<0.05),由此可见,抗氧化剂可有效延缓蟹黄油的氧化。贮藏72 h后,添加抗坏血酸与生育酚组的鱼油的POV值增长较为缓慢,且与BHT的抗氧化效果相当,贮藏108 h后仍能保持较低的POV为8.052 meq/kg,且使用的是天然抗氧化剂,在安全上要优于合成抗氧化剂,因此α-生育酚和抗坏血酸协同复配可作为蟹黄油理想的抗氧化剂。

图4 添加增效剂对蟹黄油POV的影响Fig.4 Effects of synergist on POV of crab hepatopancreas

2.3 蟹黄油的脂肪酸组成

由表1可知,通过GC-MS从新鲜蟹黄油中分离检测出8种脂肪酸,其中饱和脂肪酸有2种,总含量为15.21%,主要为C15∶0(十五烷酸)。不饱和脂肪酸6种,总含量为84.79%,其中C18∶1(油酸)是蟹黄油中含量最高的脂肪酸。研究表明[17-19],不饱和脂肪酸对人体作用极大,如降低胆固醇和血脂、预防冠心病和脉硬化、提高记忆力等。

表1 贮藏结束后不同处理的蟹黄油中脂肪酸相对含量Table 1 Contents of fatty acids in crab hepatopancreas with different treatment after storage

不同抗氧化剂处理的蟹黄油脂中脂肪酸含量不同。未经抗氧化剂处理的空白样品中不饱和脂肪酸,包括C18∶1(油酸)、C20∶1(花生油酸)、C20∶2(二十碳二烯酸)、C20∶3(8.11.14-二十碳三烯酸)、C21∶5(6,9,12,15,18-二十一碳五烯酸)、C22∶6(4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸),占总脂肪酸的53.44%,添加0.01%、0.015%、0.02%α-生育酚的样品中不饱和脂肪酸含量分别为78.34%、78.37%、74.85%,添加0.015%α-生育酚和0.02%抗坏血酸样品的不饱和脂肪酸含量为78.80%,添加BHT样品的为78.97%。抗氧化剂处理对不饱和脂肪酸的氧化或分解保护作用明显,抗氧化效果最优的是0.015%α-生育酚+0.02%抗坏血酸处理。

3 结论

随着贮藏时间的延长,当添加量为0.015%时,MDA值和POV值增长较为缓慢,置于(90±1) ℃的烘箱贮藏108 h后分别为270.375 nmol/mL、15.975 meq/kg,蟹黄油的抗氧化效果最佳;随着贮藏时间的延长,抗坏血酸与α-生育酚复配组的MDA值和POV值增长相对缓慢,且与添加BHT组无显著差异(p>0.05),贮藏结束后MDA为202.5 nmol/mL,POV值为8.052 meq/kg,结果表明抗坏血酸对α-生育酚的增效作用显著(p<0.05),添加增效剂的抗氧化效果明显优于单一天然抗氧化剂,且与合成抗氧化剂BHT抗氧化效果相当。抗氧化剂处理对不饱和脂肪酸的氧化或分解保护作用明显,而添加增效剂复配的样品的不饱和脂肪酸含量为78.80%,而添加BHT样品的为78.97%。因此,抗氧化效果最优的是0.015%α-生育酚+0.02%抗坏血酸。

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Antioxidative effect ofα-tocopherol on the crab hepatopancreas

PENG Huan-huan1,2,LIU Xiao-li1,*,XIA Xiu-dong1,WANG Rong3,ZHOU Jian-zhong1,LIU Yuan2

(1.Institute of Agricultural Products Processing,Jiangsu Academy of Agricultural Science,Nanjing 210014,China; 2.College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China; 3.Taixing Jiangzhiyun Science & Technology Development Co.,Ltd.,Taizhou 225400,China)

The antioxidative effect ofα-tocopherol and related synergistic agent on the crab hepatopancreas was evaluated in this paper through Schall oven oxidation at (90±1) ℃.α-tocopherol at different concentrations,0.01%,0.015%and 0.02%,as well as synergistic agent ascorbic acid,were used,compared with blank sample and sample added with BHT. The result showed that when the amount ofα-tocopherol was 0.015%,the MDA value and POV value increased more slowly with the prolongation of storage time.After storage,the MDA value was 270.375 nmol/mL and the POV value was 15.975 meq/kg respectively. And 0.015%α-tocopherol had the best antioxidant effect on the crab hepatopancreas. The MDA value and POV value of 0.015%α-tocopherol and 0.02% ascorbic acid increased more slowly,which were not significantly different from those of BHT(p>0.05). After storage,the MDA value was 202.5 nmol/mL and the POV value was 8.052 meq/kg respectively. Ascorbic acid had a significant synergistic effect withα-tocopherol(p<0.05),showing better antioxidant activity than the single antioxidantα-tocopherol,which was equivalent with synthetic antioxidant BHT. GC-MS analysis showed that antioxidant treatment had significant protective effect on the oxidation or decomposition of unsaturated fatty acid. While unsaturated fatty acid content of the addition of 0.015%α-tocopherol and 0.02% ascorbic acid compound sample was 78.80%,and the addition of BHT sample was 78.97%.Therefore the optimized antioxidant formula was 0.015%α-tocopherol combined with 0.02%ascorbic acid.

crab hepatopancreas;α-tocopherol;ascorbic acid;antioxidation

2016-12-20

彭欢欢(1991-)，女，硕士研究生，研究方向：水产品加工与贮藏，E-mail:lovelylixiao@163.com。

*通讯作者:刘小莉(1981-),女，博士，研究员，研究方向:食品科学，E-mail:liuxljaas@hotmail.com。

江苏省农业科技自主创新资金项目(CX(15)1011)。

TS254.1

A

1002-0306(2017)14-0254-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.14.049