人工孵育模擬貯藏條件下高油脂性稀奶油抗氧化工藝篩選

錢時權 馮結(jié)麗 盧河東 石亞中 孫曉俠伍亞華 許 暉 陸兆新

（蚌埠學院生物與食品工程系1，蚌埠 233030）（南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院2，南京 210095）

人工孵育模擬貯藏條件下高油脂性稀奶油抗氧化工藝篩選

錢時權1馮結(jié)麗1盧河東2石亞中1孫曉俠1伍亞華1許 暉1陸兆新2

（蚌埠學院生物與食品工程系1，蚌埠 233030）（南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院2，南京 210095）

通過人工孵育模擬貯藏條件，研究了白藜蘆醇、VA、VE單獨作用于高油脂性稀奶油的抗氧化作用。研究了孵育溫度、孵育時間和不同體積比對油脂抗氧化活性的影響。通過正交試驗對抗油脂氧化工藝條件進行了篩選并在不同條件下對其抗氧化能力進行了比較。結(jié)果表明：白藜蘆醇、VA和VE對稀奶油的油脂氧化均起到不同程度的延緩作用，在白藜蘆醇（0.001 mg/mL）、VA（0.000 3 mg/mL）和 VE（0.000 1 mg/mL）體積比為1∶1∶1時，室溫條件下貯藏到第9天時，稀奶油的過氧化值為0.31 mmol/kg，分別降低了77.1、12、22.2和11.9倍。篩選得到的工藝條件能顯著提高油脂的抗氧化能力，延長了奶油的貨架期。

白藜蘆醇 VA VE 油脂氧化

奶油本身通常含有以脂肪乳形式存在的約35%的油脂。一方面，這些油脂是奶油具有營養(yǎng)和風味價值的重要成分之一［1－2］。將奶油添加到點心、蛋糕、冰淇淋等食品中，可賦予這些食品營養(yǎng)功能和特殊風味［3］。另一方面，由于受到環(huán)境如氧氣、光線等因素影響，油脂很容易被氧化，進而導致奶油的品質(zhì)變差、穩(wěn)定性下降［4－5］。因此，防止奶油油脂氧化，提高奶油的穩(wěn)定性、延長奶油的貨架期具有重要的意義。

目前，普遍使用的抗氧化劑大多是人工合成的，如沒 食 子 酸 丙 酯 （PG）［6］、二 丁 基 羥 基 甲 苯（BHT）［7］、丁基羥基茴香醚（BHA）［8］等。人工合成的食品抗氧化劑雖然具有抗氧化能力較強、質(zhì)量穩(wěn)定、價格適中、生產(chǎn)量大等優(yōu)點，研究證明［9－10］，殘留在食物中的人工合成的抗氧化劑被人體攝入后，對身體具有一定的毒害作用。因此，開發(fā)無毒無害物質(zhì)的抗氧化劑逐漸成為食品添加劑領域的研究熱點。天然抗氧化劑是從植物中提取、分離和純化的一類具有抗氧化性的無毒無害物質(zhì)［11－13］。白藜蘆醇是一類黃酮類物質(zhì)，在植物體內(nèi)廣泛存在，具有抗氧化功能［14］。VA和VE也是天然抗氧化劑。研究［15－16］發(fā)現(xiàn)，它們已經(jīng)在食品工業(yè)中已經(jīng)得到廣泛應用。

本課題以從葡萄渣中提取得到的白藜蘆醇、VA和VE為原料，通過人工孵育模擬奶油貯藏環(huán)境，探索奶油抗氧化工藝，為防止奶油氧化，延長奶油貨架期奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

葡萄、奶油、福臨門玉米油：自購。

1.2 儀器設備

722－紫外分光光度計：上海光學儀器廠；超聲波萃取儀：上海生析超聲儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 白藜蘆醇的制備［17］

將山葡萄皮、籽陰干，先將葡萄皮與葡萄籽的干粉過120目篩，稱取粉末50 g，加入pH 5的鹽酸溶液，在55℃恒溫水浴中處理2 h離心獲得濾渣，再加入95%乙醇提取劑，用超聲波萃取45 min，之后放入恒溫水浴鍋浸提幾小時后離心取上清液，取上清液進行蒸發(fā)濃縮后定容至100 mL，最后在紫外波長為306 nm處測其吸光度。測出其相對含量。標準曲線：白藜蘆醇標準曲線方程為：y＝0.130 8x＋0.003 9（y：濃度/mg/mL；x：吸光度，R2＝0.999 7）。

1.3.2 過氧化值測定

采用碘量法，精確稱取固體奶油20 g于小燒杯中，加入植物油脂（以福臨門非轉(zhuǎn)基因玉米油代替）20 mL和去離子水30 mL，混合均勻，制成高油脂性稀奶油樣品。精確量取2 g油樣于碘量瓶中，加入20 mL異辛烷和30 mL冰乙酸混合液，使樣品完全溶解。加入1 mL飽和碘化鉀溶液，緊密塞好瓶蓋，并輕輕振搖0.5 min，然后在暗處放置3min，取出加100 mL水，搖勻，立即以淀粉試液為指示劑，用0.01 mol/L硫代硫酸鈉標準溶液滴定至藍色消失為終點，同時做空白試驗。參照GB/T5538—2005測定過氧化值（POV）。

1.3.3 白藜蘆醇、VA、VE的抗氧化試驗

研究不同濃度的白藜蘆醇（0.000 01、0.000 1、0.001、0.01mg/mL）、VA（0.000 15、0.000 3、0.000 45、0.001 5 mg/mL）和 VE（0.000 15、0.000 3、0.000 45、0.001 5 mg/mL）在不同時間點對稀奶油的抗氧化作用，并作對照。

1.3.4 人工孵育模擬貯藏試驗

先將油樣置于恒溫水浴鍋進行預熱，然后采用設置孵育溫度（30～50℃）和孵育時間（10～30 min）模擬稀奶油貯藏環(huán)境，在不同體積比（白藜蘆醇∶VA∶VE分別為 1∶1∶1、1∶2∶1、2∶1∶1和 1∶1∶2）的條件下，探討上述因素對稀奶油抗氧化性的影響。

1.3.5 抗氧化工藝優(yōu)化

在單因素的基礎上對影響稀奶油抗氧化性的主要因素：A（孵育溫度），B（孵育時間）和C（體積比）進行L9（33）正交試驗，篩選最優(yōu)稀奶油抗氧化工藝并結(jié)合實際對最佳工藝條件進行比較驗證。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析

采用Excel和SPSS 20的One－Way ANOVA過程的Duncan法進行標準誤差、方差分析和顯著性分析。每個試驗重復3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 白藜蘆醇對稀奶油的抗氧化作用

白藜蘆醇對稀奶油的抗氧化作用見圖1，隨著孵育時間的延長，在20～60 min范圍內(nèi)，對照和添加了白藜蘆醇油樣的基本保持不變，當水浴時間超過60 min時，對照的過氧化值增加明顯，而添加了白藜蘆醇油樣的過氧化值略有增加，但不明顯。當白藜蘆醇質(zhì)量濃度為0.000 01 mg/mL時，過氧化值略有增加，但明顯低于對照。而當質(zhì)量濃度為0.000 1、0.001和0.01 mg/mL時，過氧化值基本不變。當白藜蘆醇超過一定濃度抗氧化作用并不增加，質(zhì)量濃度為0.001 mg/mL和0.01 mg/mL的白藜蘆醇處理70 min之后，抗氧化作用卻減小。白藜蘆醇對油脂的抗氧化作用，主要是因為其結(jié)構中的活潑酚羥基能夠清除自由基，并且能與過氧化自由基結(jié)合形成穩(wěn)定的化合物，進而發(fā)揮抗氧化作用。然而隨著白藜蘆醇在發(fā)揮抗氧化作用時，酚類基團沒有被及時還原，這時不但沒有抗氧化效果，反而能夠促進油脂的氧化。圖1表明，沒有添加白藜蘆醇油樣的過氧化值要高于添加了白藜蘆醇的過氧化值，這說明白藜蘆醇對油脂氧化有明顯抑制作用。因此，考慮成本因素，試驗選擇白藜蘆醇質(zhì)量濃度為0.001 mg/mL為宜。

圖1 白藜蘆醇對稀奶油過氧化值的影響

2.2 VA對稀奶油抗氧化性的影響

不同濃度的VA對稀奶油的抗氧化作用見圖2。

圖2 VA對稀奶油抗氧化能力的影響

隨著孵育時間的延長，油樣的過氧化值先維持恒定，當處理時間超過60 min以后，油樣的過氧化值呈增加趨勢。當?shù)蛣┝康腣A（0.000 15 mg/mL）單獨作用于油樣時，過氧化值降低不明顯。當VA質(zhì)量濃度在0.000 3～0.001 5 mg/mL范圍內(nèi)存在明顯的抗氧化效果，當繼續(xù)加大VA濃度時，對油脂的抗氧化作用影響不大。VA對油脂的抗氧化作用是因為其具有雙烯共軛鍵，能夠有效的清除脂質(zhì)過氧化自由基，從而終止脂質(zhì)的過氧化反應。結(jié)合實際，試驗選擇VA質(zhì)量濃度為0.000 3 mg/mL。

2.3 VE對稀奶油的抗氧化作用

VE對稀奶油的抗氧化作用如圖3所示，隨著孵育時間的延長，VE質(zhì)量濃度在0.000 025～0.000 2 mg/mL內(nèi)，隨著VE的濃度增加，當處理時間超過60 min時，總體來說，高劑量VE對稀奶油的抗氧化作用要優(yōu)于低劑量VE。另外還可以看出，其油樣的過氧化值要低于對照，這說明VE能延緩油脂的氧化作用。VE對油脂的抗氧化性是因為苯環(huán)上羥基的置換，所以，當羥基被結(jié)合生成酯后，就不再具有抗氧化性，當抗氧化自由基濃度的增加到一定值（大于過氧自由基）時，抗氧化劑將會變成促氧化劑。這也是處理時間超過75 min之后為0.000 2 mg/mL VE的抗氧化效果反而減弱的原因。所以，試驗最佳VE質(zhì)量濃度為 0.000 1 mg/mL。

圖3 VE對稀奶油抗氧化的影響

2.4 不同白藜蘆醇、VA和VE體積組合對稀奶油抗氧化作用

在上述單一效應的基礎上，選擇不同體積的白藜蘆醇（0.001 mg/mL）、VA（0.000 3 mg/mL）和 VE（0.000 1 mg/mL）進一步進行進一步篩選，考察它們對稀奶油抗氧化作用的疊加效應，結(jié)果見表1，由表1可知，不同體積比的白藜蘆醇、VA和VE對稀奶油過氧化值的影響差異極顯著（P＜0.01）。當白藜蘆醇、VA和VE配比為1∶1∶1、2∶1∶1和1∶2∶1時，過氧化值較小，其中，當白藜蘆醇、VA和VE配比為1∶1∶1，抗氧化效果更佳。

表1 不同體積比的白藜蘆醇、VA和VE組合對稀奶油抗氧化的影響

2.5 孵育時間對稀奶油的抗氧化作用

在白藜蘆醇、VA和VE配比為1∶1∶1的條件下，孵育溫度為35℃時，孵育時間對稀奶油抗氧化作用如圖4所示。隨著處理時間的延長，稀奶油的過氧化值先慢慢增加，然后維持恒定，當孵育時間超過20 min時，過氧化值迅速增加，孵育時間為20 min時稀奶油的過氧化值與25 min和30 min相比差異顯著（P＜0.01）。這是因為油脂的氧化具有過程性，在一定時間內(nèi)，抗氧化劑能延緩油脂的氧化而并不能阻止其氧化，當超過一定時間，油脂的氧化成都會加劇，從而導致奶油變質(zhì)。所以，在10～20 min范圍內(nèi)，白藜蘆醇、VA和VE組合能對油脂起到較好的抗氧化作用。

圖4 孵育時間對稀奶油抗氧化作用

2.6 孵育溫度對稀奶油的抗氧化作用

在白藜蘆醇、VA和VE配比為1∶1∶1的條件下，時間為20 min時，孵育溫度對稀奶油過氧化值的影響如圖5所示。由圖5可知，在孵育溫度10～35℃時，隨著溫度的升高，稀奶油過氧化值基本不變，超過35℃時，過氧化值隨著溫度的升高而增加迅速，孵育溫度為35℃時稀奶油的過氧化值與40℃和45℃間差異顯著（P＜0.01）。這是因為當超過一定溫度時，白藜蘆醇、VA和VE的活性基團，尤其是與抗氧化活性相關的結(jié)構遭到一定程度的破壞，造成抗氧化活性下降，因而油脂氧化速率加快，過氧化值迅速增加。因此，最佳溫度在30～35℃為宜。

圖5 孵育溫度對稀奶油抗氧化的影響

2.7 正交分析及比較驗證

抗氧化劑的篩選正交試驗結(jié)果如表2和表3所示。通過極差分析可知，影響因素的大小順序為C＞A＞B，即不同配比＞溫度＞時間。方差分析表明，3種抗氧化劑的不同配比對稀奶油過氧化值影響顯著（P＜0.05），而溫度和時間影響不顯著。根據(jù)試驗結(jié)果，確定稀奶油抗氧化最佳配方為A2B3C1，即溫度35℃，時間20min，白藜蘆醇（0.001 mg/mL）、VA（0.000 3 mg/mL）和VE（0.000 1 mg/mL）配比為 1∶1∶1。

表2 正交試驗結(jié)果

表3 方差分析

表4 室溫（25℃）貯藏條件下抗氧化效果比較/mmol

結(jié)合實際，選擇上述最佳配比條件下，適當延長時間，在室溫（25℃）貯藏條件下對高油脂性稀奶油的過氧化值進行了測定，結(jié)果見表4，隨著貯藏時間的延長，稀奶油的過氧化值明顯呈上升趨勢，未添加任何抗氧化劑時稀奶油的過氧化值增加的最明顯，從第 1天的2.25 mmol/kg到第9天的24.22 mmol/kg，增加了9.76倍。采用白藜蘆醇（0.001 mg/mL）、VA（0.0003mg/mL）和VE（0.0001mg/mL）體積積比為1∶1∶1于室溫條件下貯藏時，稀奶油的過氧化值增加不明顯，當貯藏到第9天時，過氧化值為僅為0.31 mmol/kg（P＜0.01），與未添加任何抗氧化劑時相比，降低了77.1倍，這說明篩選得到的抗氧化工藝能顯著提高高油脂性稀奶油的抗氧化能力，延長奶油的貨架期。另外，與白藜蘆醇（0.001 mg/mL）、VA（0.000 3 mg/mL）和 VE（0.000 1 mg/mL）單獨作用于稀奶油及未添加任何抗氧化劑時相比，差異顯著（P＜0.01），分別降低了12、22.2和11.9倍，說明白藜蘆醇、VA和VE對油脂的復合抗氧化作用優(yōu)于它們的單一效應，這主要是由于它們本身攜帶的抗氧化活性基團有關，單一作用時這些抗氧化活性基團容易受到損傷，進而導致其抗氧化能力下降。

3 結(jié)論

3.1 當白藜蘆醇、VA和VE單獨作用于高油脂性稀奶油時，三者對油脂氧化均起到抑制作用，白藜蘆醇和VE對油脂的抗氧化較強，而VA對油脂氧化的抑制作用稍弱。

3.2 高油脂性稀奶油在添加體積比為1∶1∶1的白藜蘆醇（0.001 mg/mL）、VA（0.000 3 mg/mL）和 VE（0.000 1 mg/mL），室溫貯藏到第 9天時，得到的過氧化值為0.31 mmol/kg，與未添加任何抗氧化劑及白藜蘆醇（0.001 mg/mL）、V A（0.000 3 mg/mL）和VE（0.000 1 mg/mL）單獨作用于稀奶油時相比，分別降低了77.1、12、22.2和11.9倍。由此可見，篩選得到的工藝條件能顯著降低高油脂性稀奶油油脂的過氧化值，延長奶油的貨架期。

［1］Sajedi M，Nasirpour A，Keramat J，et al.Effect ofmodified whey protein concentrate on physical properties and stability of whipped cream［J］.Food Hydrocolloids，2014，36：93－101

［2］Augustin M A，Puvanenthiran A，Clarke PT，etal.Energy use for alternative full－cream milk powdermanufacturing processes［J］.Journal of Food Engineering，2014，124：191－196

［3］Varela P，Pintor A，F(xiàn)iszman S.How hydrocolloids affect the temporal oral perception of ice cream［J］.Food Hydrocolloids，2014，36：220－228

［4］Westermann S，Brüggemann D A，Olsen K，et al.Lightinduced formation of free radicals in cream cheese［J］.Food Chemistry，2009，116（4）：974－981

［5］Gonzalez S，Duncan SE，O Keefe SF，et al.Oxidation and textural characteristics of butter and ice cream with modified fatty acid profiles［J］.Journal of Dairy Science，2003，86（1）：70－77

［6］Jamshidian M，Tehrany E A，Desobry S.Release of synthetic phenolic antioxidants from extruded poly lactic acid（PLA）film［J］.Food Control，2012，28（2）：445－455

［7］Lorenzo JM，González－Rodríguez R M，Sánchez M，et al.Effects of natural（grape seed and chestnut extract）and synthetic antioxidants（buthylatedhydroxytoluene，BHT）on the physical，chemical，microbiological and sensory characteristics of dry cured sausage“chorizo”［J］.Food Research International，2013，54（1）：611－620

［8］Tomá?kováM，Ch y＇lkováJ，Jehlicˇka V，et al.Simultaneous determination of BHT and BHA in mineral and synthetic oils using linear scan voltammetry with a gold disc electrode［J］.Fuel，2014，123：107－112

［9］Mendanha Da Cunha C R，Mendanha Neto S A，Carlos Da Silva C，et al.4－Nerolidylcatechol and its synthetic analogues：Antioxidant activity and toxicity evaluation［J］.European Journal of Medicinal Chemistry，2013，62（4）：371－378

［10］Pattono D，Battaglini LM，Barberio A，et al.Presence of synthetic antioxidants in organic and conventionalmilk［J］.Food Chemistry，2009，115（1）：285－289

［11］Ahn J，Kim Y，Kim H.Effectofnaturalantioxidants on the lipid oxidation ofmicroencapsulated seed oil［J］.Food Control，2012，23（2）：528－534

［12］Shi C，Cui J，Yin X，et al.Grape seed and clove bud extracts as natural antioxidants in silver carp（Hypophthalmichthysmolitrix）fillets during chilled storage：Effect on lipid and protein oxidation［J］.Food Control，2014，40（6）：134－139

［13］TaghvaeiM，Jafari SM，Mahoonak A S，et al.The effect of natural antioxidants extracted from plant and animal resources on the oxidative stability of soybean oil［J］.LWTFood Science and Technology，2014，56（1）：124－130

［14］Gül?inī.Antioxidant properties of resveratrol：A structure－activity insight［J］.Innovative Food Science＆Emerging Technologies，2010，11（1）：210－218

［15］Karami M，Alimon A R，Goh Y M.Effect of vitamin E，Andrographis paniculata and turmeric as dietary antioxidant supplementation on lipid and color stability of goat meat［J］.Small Ruminant Research，2011，97（1－3）：67－71

［16］Zhou C，Zhang C.Protective effects of antioxidant vitamins on Aroclor 1254－induced toxicity in cultured chicken embryo hepatocytes［J］.Toxicology in Vitro，2005，19（5）：665－673

［17］錢時權，石亞中，伍亞華，等.纖維素酶－超聲波輔助有機溶劑提取山葡萄渣中白藜蘆醇的研究［J］.食品工業(yè)科技，2012，33（3）：210－213.

The Screening of the Oxidation Resistance Process of High－fat Cream Under Manual Simulation of Incubation Storage Conditions

Qian Shiquan1Feng Jieli1Lu Hedong2Shi Yazhong1Sun Xiaoxia1Wu Yahua1Xu Hui1Lu Zhaoxin2
（Department of Biological and Food Engineering，Bengbu University1，Bengbu 233030）（College of Food Science and Technology，Nanjing Agricultural University2，Nanjing 210095）

The oxidation resistance of high－fat cream were investigated under manual simulated incubation storage conditions，when resveratrol，vitamin A（VA）and vitamin E（VE）alone acting on high－fat cream.Subsequently，the effects of incubation temperature，incubation time and different volume ratio on antioxidation of fatwere also studied.Meanwhile，the protective effect against lipid oxidation process was screened through orthogonal test；compare the antioxidant capacity based on different conditions.The results showed that，to some extent，the resveratrol，VA and VE had a big impact on delaying oxidation of fat.The peroxide value of the high－fat cream was finally determined to be 0.31 mmol/kgwhen incubating at the room temperature for9 dayswith the volume ratio（1∶1∶1）of the resveratrol（0.001mg/mL）∶VA（0.000 3mg/mL）∶VE（0.000 1mg/mL）.The average reduced valueswere respectively 77.1，12，22.2 and 11.9 times than those of the control and the single action of the resveratrol，VA and VE on the high－fat cream.Therefore，whenmaking experimental studies on the screening conditions，the ability of oxidation resistance of fat significantly increased and prolonged the shelf life of high－fat cream.

resveratrol，VA，VE，oil oxidation

TS221

A

1003－0174（2015）08－0068－06

安徽省高等學校省級自然科學研究項目（KJ2013 Z196），安徽省高等學校省級食品科學與工程特色專業(yè)建設點資助（20101091），安徽省食品科學與工程教學團隊項目資助（20101094）

2014－02－24

錢時權，男，1979年出生，講師，天然產(chǎn)物開發(fā)與食品生物技術