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碣滩茶提取物对油脂抗氧化性能及煎炸稳定性的影响

2018-04-12张海龙龙玲丽何佳玲杜静张维杨凡刘培勇

食品与发酵工业 2018年3期
关键词:碘值抗氧化性茴香

张海龙,龙玲丽,何佳玲,杜静*,张维,杨凡,刘培勇

1(怀化学院 生物与食品工程学院,湖南 怀化,41800) 2(国粮武汉科学研究设计院有限公司,湖北 武汉,430079)3(达州市食品药品检验检测中心,四川 达州,635000)

食用油脂是构成食品的重要组分,也关系到人类的健康,食用油脂在加工和贮藏过程中,会发生氧化反应,导致其品质下降,产生不良风味和有毒有害物质[1]。长期食用氧化酸败的油脂会诱发各种疾病[2],通过添加抗氧化剂可以防止油脂氧化酸败,传统人工合成的抗氧化剂BHT、BHA 及 PG等抗氧化效果显著,但其食品安全性受到质疑,许多国家禁止其使用[3-4]。因此,从天然植物提取物筛选出无毒且抗氧化和煎炸效果好的天然抗氧化剂成为学者研究的热点。

碣滩茶,产自湖南省沅陵县,富含茶多酚类等天然活性物质,赵熙研究表明凤娇碣滩茶中茶多酚含量达到28.76%[5]。学者对其研究报道较少,仅赵熙对其品质成分进行了分析。本文采用不同溶剂提取碣滩茶的有效成分,按一定比例添加到食用油中,采用 Schaal 烘箱法、菜籽油煎炸试验,与人工合成的抗氧化剂BHT、TBHQ对比,研究碣滩茶提取物在食用油中的抗氧化性和煎炸性能。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

碣滩茶,湖南沅陵县官庄茶厂;大豆油(国标一级)、菜籽油(国标一级)、猪油、稻米油(国标二级),均购于超市且无添加人工抗氧化剂;甲醇、三氯甲烷、乙醇、冰乙酸、KI、Na2S2O3、韦氏试剂、可溶性淀粉、无水乙醚、溴甲酚绿、无水Na2CO3、双缩脲试剂、可溶性淀粉均为市售分析纯,购于天津科密欧试剂有限公司;p-茴香胺试剂,购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司;芦丁色谱纯(纯度≥98%)、没食子酸(色谱纯,纯度≥95%),上海源叶生物试剂有限公司。

1.2 主要仪器与设备

实验室冷冻干燥机(ALPHA 132LD型),德国Christ公司;电热恒温鼓风干燥器(DHG-9076A型),上海精宏实验设备有限公司;电子分析天平(AEY1024型),湘仪天平仪器设备有限公司;紫外可见分光光度计(UV-2450型),日本岛津公司;数显多头磁力恒温搅拌器(HJ-6A型),上海浦东物理光学仪器厂;冷冻离心机(5810R型),德国Eppendorf公司;旋转蒸发仪(RE-52A型),上海亚荣生化仪器厂。

1.3 实验方法

1.3.1植物提取物的制备工艺

将碣滩茶放于冷冻干燥机干燥脱水后,用粉碎机粉碎过40目筛得粉,分别称取一定质量的上述碣滩茶粉按料液比1∶5(g∶mL)各加入无水乙醇溶剂、丙酮溶剂、无水乙醚溶剂,在功率90 Hz,浸提温度45 ℃的条件下超声60 min,抽滤得滤液于旋转蒸发浓缩后,冷冻干燥脱水得粉末。

1.3.2提取物粉末黄酮和总酚成分测定

(1)黄酮含量(TFO):采用 NaNO2-Al(Cl)3法(Chang et al. 2002)测定,检测波长510 nm,对照品芦丁[6]。

(2)总酚含量(TP):采用福林-肖卡法(Singleton et al. 1999)测定,检测波长760 nm,对照品没食子酸[7]。

1.3.3食用油过氧化值、碘值、茴香胺值、酸值的测定

(1)过氧化值:按GB/T 5538—2005动植物油脂过氧化值测定。

(2)碘值:按GB/T 5532—2008 动植物油脂碘值的测定。

(3)茴香胺值:按GB/T 24304—2009 动植物油脂茴香胺值的测定。

(4)酸值:按GB/T 5530—2005 动植物油脂酸值和酸度测定。

1.3.4提取物添加方法

提取物添加量按0.2 mg/g食用油,称取30 g食用油,加入6 mg丙酮提取物质,用3 mL丙酮溶解,添加到30 g菜籽油中超声混匀(超声温度50 ℃、时间30 min,频率90 Hz),然后在旋转蒸发脱除丙酮。相应的无水乙醇提取物、无水乙醚提取物也按上述方法添加到植物油中;BHT和TBHQ添加量按0.2 mg/g植物油,直接添加到30 g食用油中超声混匀(超声温度50 ℃、时间30 min,频率90 Hz)即可[8]。

1.3.5碣滩茶提取物对食用油的抗氧化性

1.3.5.1不同溶剂提取物对食用油抗氧化性

采用Schaal烘箱法,取30 g食用油样,放入100 mL烧杯中,敞口,按1.3.4添加方法加入,混合均匀,将油样放入(60±0.5) ℃恒温箱中保存,每隔24 h搅拌1次,并交换它们在恒温箱中的位置,测定油样的过氧化值(POV),连续放置7 d,检测7次过氧化值。

1.3.5.2碣滩茶提取物不同的添加量对食用油抗氧化性

称取30 g食用油,分别以添加3,6,9,15 mg的提取物按1.3.4方法添加,敞口置于100 mL烧杯中,采用Schaal烘箱法,测定油样的过氧化值(POV),连续放置7 d,检测7次过氧化值。

1.3.5.3碣滩茶提取物对不同品种食用油抗氧化性

分别称取30 g菜籽油、30 g稻米油、30 g大豆油、30 g猪油各置于100 ml烧杯中,按1.3.4方法添加6 mg植物提取物,采用Schaal烘箱法,测定油样的过氧化值(POV),连续放置7 d,检测7次过氧化值。

1.3.6碣滩茶提取物对食用油煎炸性能研究

称取100 g食用油于消化管中,按1.3.4方法添加,添加量为0.2 mg/g置于消化管。放到消化炉中,温度180 ℃,加热8h,期间用油炸猪肉条(猪肉条大小为4.5 cm×1 cm×1 cm)1 h,每块肉条炸5 min,炸完后,收集煎炸物,迅速放到冰箱冷冻,检测过氧化值、茴香胺值、酸价、碘值,连续重复2 d[9-10]。

1.3.7试验数据处理

上述试验均设计了平行实验,数据处理采用SPSS 20.0软件分析。

2 结果与分析

2.1 碣滩茶提取物粉末黄酮和总酚成分

从表1可知,碣滩茶丙酮提取物中黄酮含量最多,这是因为丙酮的极性与碣滩茶中黄酮的极性最接近;总酚含量最大的是碣滩茶无水乙醇提取物,这是因为无水乙醇的极性与碣滩茶中多酚的极性最接近。

表1 提取物粉末黄酮和总酚成分含量单位:mg/g

2.2 碣滩茶提取物对食用油的抗氧化性

2.2.1不同溶剂碣滩茶提取物对食用油抗氧化性

天然抗氧化剂一般由水溶性、两性、脂溶性物质组成,采用无水乙醇、丙酮、无水乙醚3种不同极性的溶剂对碣滩茶粉末进行超声浸提处理,按照溶解度大小不同得到3种不同抗氧化物,丙酮提取物、无水乙醇提取物及无水乙醚提取物,分别添加到菜籽油中比较不同溶剂提取物对食用油抗氧化效果研究,如图1所示。

图1 不同溶剂碣滩茶提取物对食用油抗氧化性Fig.1 The antioxidation of Jietan tea extracts with differentsolutions on edible oil

由图1可知,碣滩茶中不同溶剂的提取物对食用菜籽油都有一定程度的抗氧化性,前3 d,所有试样的过氧化值增长缓慢,这是由于油脂的氧化作用存在一个诱导期,此时对氧气具有较强的抵制作用,过氧化值变化缓慢[11]。随着时间的延长,对照菜籽油过氧化值增长快速,而添加丙酮提取物、无水乙醇提取物和TBHQ的菜籽油过氧化值增长缓慢。从7 d试验期可以看出,无水乙醇提取物的抗氧化作用大于丙酮提取物的,抗氧化作用最弱的是无水乙醚提取物;与人工合成的抗氧化剂比较,无水乙醇提取物抗氧化效果要优于人工合成抗氧化剂BHT,与人工合成抗氧化剂TBHQ效果持平。

2.2.2提取物不同的添加量对食用油抗氧化性

从2.2.1不同溶剂碣滩茶提取物对食用油抗氧化性的结果得出无水乙醇提取物和丙酮提取物的抗氧化效果较好,进一步研究它们不同的添加量对食用油抗氧化性的影响,结果如图2所示。

图2 碣滩提取物不同添加量对食用油抗氧化性Fig.2 Effect of addition of the ethanol extract of Jietantea on the antioxidation of edible oil

由图2可知,无水乙醇提取物和丙酮提取物具有一定剂量效应关系,随着添加量增加对菜籽油的抗氧化效果越明显,从不同添加量可以看出,无水乙醇提取物抗氧化性能要明显优于丙酮提取物。因此后续以无水乙醇提取物为主要研究对象。

2.2.3提取物对不同食用油抗氧化性

无水乙醇碣滩茶提取物分别添加到食用油菜籽油、大豆油、稻米油、猪油中,研究其对不同品种食用油的抗氧化效果,结果如图3所示。

由图3可知,在添加量为0.2 mg /g情况下,无水乙醇提取物对菜籽油、稻米油油、猪油和大豆油都好良好的抗氧化性,对菜籽油和猪油抗氧化作用最为突出;稻米油采购时为二级油,自身含有VE、谷维素、甾醇等天然抗氧化剂,所以对照品和添加无水乙醇提取物的过氧化值增加不是很快,也反映出无水乙醇提取物与VE、谷维素、甾醇有良好的协同抗氧化作用;大豆油由于初始过氧化值偏高,已经过了氧化作用的诱导期,所以过氧化值上升速度较快。

图3 无水乙醇碣滩茶提取物对不同食用油抗氧化性Fig.3 The antioxidation of the ethanol extract ofJietan tea on different edible oils

2.3 提取物对食用油煎炸性能研究

食用油经过高温煎炸处理后发生了热分解、缩合、氧化酸败反应,其品质都会下降,食用油的过氧化值上升,酸价增大,碘值变小,黏度增大等现象,严重影响其食用。

2.3.1无水乙醇提取物对煎炸食用油酸价和过氧化值的影响

食用油加工和贮藏不当,就会发生氧化酸败反应,酸价越高游离脂肪酸含量越多,食用油品质越差。由表2可知,对照菜籽油酸价上升幅度较大,从煎炸前的0.45 KOH mg/g上升到2.16 KOH mg/g,添加人工合成抗氧化剂TBHQ和无水乙醇提取物的菜籽油经过煎炸处理后,酸价上升缓慢,酸价仅为1.52 KOH mg/g和1.22 KOH mg/g,添加人工合成抗氧化剂BHT酸价上升较快,酸价为1.82 KOH mg/g。

表2 煎炸处理过的菜籽油酸价Table 2 The acid value of the frying presulfided rapeseed oil

注:a~d每一行中有相同字母的数值表明数据间无显著性差异(p>0.05)。

由表3可知,在煎炸试验中,添加抗氧化剂都能有效抑制过氧化值的上升,添加无水乙醇提取物的菜籽油过氧化值最小,仅为2.45 mmol/kg,远低于对照菜籽油过氧化值6.65 mmol/kg。从煎炸试验的酸价和过氧化值结果得出,BHT的效果远逊于其他2种抗氧化剂,可能是由于BHT分子质量小,易挥发,在高温煎炸的条件下,挥发出一部分BHT,所以效果不是很理想[12]。

表3 煎炸菜籽油过氧化值Table 3 The peroxide value of the frying presulfided rapeseed oil

注:a~c每一行中有相同字母的数值表明数据间无显著性差异(p>0.05)。

2.3.2无水乙醇提取物对炸食用油茴香胺值的影响

茴香胺值是指食用油脂中油脂降解成醛类化合物的含量,其数值越大,油脂的劣变程度越严重。精炼加工新鲜食用油茴香胺值很低,处理方式不当如:包装打开后放置时间过长和反复煎炸的食用油,茴香胺值都会明显上升,从表4可知,未煎炸处理的新鲜菜籽油茴香胺值仅为9.63,而煎炸过的对照菜籽油茴香胺值上升到58.05,添加抗氧化剂都可以有效抑制茴香胺值上升,但无水乙醇提取物抑制效果最好,2次茴香胺值仅上升了0.35,且茴香胺值为36.55远低于添加BHT和TBHQ的菜籽油56.34和50.80,这可能是由于BHT和TBHQ在煎炸过程中,由于高温造成BHT和TBHQ容易挥发出来,抑制油脂分解的效果降低[9]。

表4 煎炸处理过的菜籽油茴香胺值Table 4 The p-anisidine value of the frying presulfided rapeseed oil

注:a~d每一行中有相同字母的数值表明数据间无显著性差异(p>0.05)。

2.3.3无水乙醇提取物对煎炸食用油碘值的影响

碘值可以衡量油脂中双键数含量,碘值大,双键数多,不饱和脂肪酸含量高,当食用油经过煎炸后,发生氧化分解等一系列反应,碘值下降,食用油品质下降。从表5可知,添加抗氧化剂的菜籽油在一定程度抑制了碘值的下降,对照菜籽油的碘值从煎炸试验前的126.6 g/100 g到煎炸后的109.9 g/100 g,而添加无水乙醇提取物的菜籽油则下降到113.2 g/100 g。

表5 煎炸处理过的菜籽油碘值Table 5 The iodine value of the frying presulfided rapeseed oil

注:a-b每一行中有相同字母的数值表明数据间无显著性差异(p>0.05)。

从以上试验可以得出,无水乙醇碣滩茶提取物无论从过氧化值、酸价、茴香胺值还是碘值都明显好于人工合成抗氧化剂BHT和TBHQ,添加无水乙醇碣滩茶提取物能有效地抑制在高温煎炸过程中食用油的氧化反应,延缓食用油的热降解,改善食用油煎炸性能,提升食用油煎炸品质,为开发合适的煎炸油提供新思路。

3 结论

从目前Schaal 烘箱法和煎炸性能试验可以看出,无水乙醇碣滩茶提取物抗氧化效果均优于人工合成抗氧化剂BHT,某些方面(茴香胺值、酸价、碘值)优于人工合成抗氧化剂TBHQ。结合目前的试验进展,下一步可对无水乙醇碣滩茶提取物质具体组成,其添加到食用油中对油脂的感官评价有何影响,以及烹煮煎炸过程中是否产生毒害物质进行研究。

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