番茄紅素對核桃油儲藏品質(zhì)的影響

解超男 李 芳 張 磊 楊志攀 謝為峰 孔令明

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院1，烏魯木齊 830052) (新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院2，烏魯木齊 830021)

番茄紅素對核桃油儲藏品質(zhì)的影響

解超男1李 芳2張 磊1楊志攀1謝為峰1孔令明1

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院1，烏魯木齊 830052) (新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院2，烏魯木齊 830021)

番茄紅素具有淬滅單線態(tài)氧和清除過氧化自由基、抑制脂質(zhì)過氧化的功能，在核桃油中添加0.005%的番茄紅素，以同等添加量的TBHQ、BHT、BHA、α-生育酚為陽性對照，以不添加任何抗氧化劑的核桃油為空白對照，測定核桃油在儲藏過程中酸值和過氧化值的變化。結(jié)果表明，同等添加量的抗氧化劑在核桃油中抗氧化能力大小為：TBHQ>番茄紅素>BHA>BHT>α-生育酚。為了進(jìn)一步評價番茄紅素對核桃油儲藏品質(zhì)的影響，測定其在儲藏過程中δ-生育酚、總酚、角鯊烯、脂肪酸的含量變化。結(jié)果表明，在25 ℃避光儲藏150 d后，添加0.005%番茄紅素的核桃油樣中δ-生育酚、總酚和角鯊烯的含量分別降低到33.76 mg/kg、200.54 mgGAE/kg、14.03 mg/kg，而未添加抗氧化劑的核桃油樣中δ-生育酚、總酚和角鯊烯的含量分別降低到30.98 mg/kg、110.75 mgGAE/kg、13.83 mg/kg；5種脂肪酸的含量也發(fā)生了不同程度的變化。研究發(fā)現(xiàn)在核桃油中添加0.005%的番茄紅素，可有效延緩油脂的氧化酸敗，提高油脂中活性成分的保存率，有助于延長其儲藏和貨架期。

番茄紅素 核桃油 儲藏品質(zhì) 穩(wěn)定性

核桃又名胡桃、羌桃，為胡桃科胡桃屬植物。目前核桃在我國分布甚廣，栽培面積居世界之首。截至2015年，已達(dá)501 408 t，新疆核桃產(chǎn)量以喀什、阿克蘇和和田地區(qū)為主，產(chǎn)量分別為184 197、176 498、120 724 t[1]。核桃仁的油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)60%[2]，位居木本油料之首，是豐富的食用油料資源。核桃油是從核桃仁中提取出來的食用油，不飽和脂肪酸含量高達(dá)90%以上，其單不飽和脂肪酸主要以油酸為主，多不飽和脂肪酸主要以亞油酸和亞麻酸為主。此外，還富含總酚、δ-生育酚、角鯊烯等生理活性物質(zhì)，具有極高的營養(yǎng)價值，是純天然、優(yōu)質(zhì)、綠色食用油。經(jīng)常食用具有預(yù)防心腦血管疾病、改善記憶力、抗衰老等功效[3]。但也由于核桃油較高的不飽和脂肪酸含量，在加工和儲藏中易發(fā)生氧化哈敗，從而使其商品價值和營養(yǎng)價值下降[4]，保藏期縮短。

延緩油脂氧化酸敗的一種有效方法是添加抗氧化劑，番茄紅素具有淬滅單線態(tài)氧和清除過氧化自由基，抑制脂質(zhì)過氧化的功能[5]，其清除單線態(tài)氧的能力是VE的100倍，是β-胡蘿卜素的2倍多[6]。將番茄紅素添加到核桃油中，不僅可達(dá)到預(yù)防和延緩油脂氧化的目的，也可提高油脂的營養(yǎng)價值，增強(qiáng)機(jī)體免疫，延緩機(jī)體衰老，降低前列腺癌，動脈硬化和冠心病的發(fā)病率[7-9]等，這也是番茄紅素較叔丁基對苯二酚(TBHQ)、二丁基羥甲基苯(BHA)等人工合成抗氧化劑最大的優(yōu)勢。

番茄紅素對植物油脂的抗氧化作用，目前國內(nèi)外已有較多相關(guān)研究[10-11]，但其片面強(qiáng)調(diào)番茄紅素一種物質(zhì)的抗氧化作用，忽略了植物油組成成分的復(fù)雜性和各種成分之間的相互作用，以及這些作用所引起的對植物油功能的影響。因此以番茄紅素作為抗氧化劑添加到核桃油脂中，在25 ℃避光儲藏150 d后，通過對油樣的酸值、過氧化值、δ-生育酚、總酚、角鯊烯、脂肪酸含量的變化，探究番茄紅素對核桃油品質(zhì)的影響，為番茄紅素在油脂中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

核桃油(未加入任何抗氧化劑)：自制；番茄紅素(純度>90%)合肥博美生物科技有限責(zé)任公司。

沒食子酸(GAE) ：天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；Folin-酚試劑：北京索萊寶科技有限公司；軟脂酸(純度>98%)、硬脂酸(純度>98%)、油酸(純度>98%)、亞油酸(純度>98%)、亞麻酸(純度>98%)、α-生育酚(純度>98%)、δ-生育酚(純度>98%)：貴州迪大生物科技有限責(zé)任公司；角鯊烯(純度>99%)∶山東西亞化學(xué)工業(yè)有限公司；特丁基對苯二酚(TBHQ)、2，6-二叔丁基對-甲酚(BHT)、丁基羥基茴香醚(BHA)：海南舒普生物科技有限公司；正庚烷(色譜純) ：上海安普實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent7820氣相色譜儀(配有FID檢測器)、Agilent1220高效液相色譜儀(配有紫外檢測器) ：美國Agilent公司；PL203型電子天平：梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；HH-S4型數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市醫(yī)療儀器廠；TDL-5A型臺式高速冷凍離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；DHG-9140A型電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；KQ-250DE型超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；QL-866渦旋儀：海門市其林貝爾儀器制造有限公司；JB-3A型恒溫磁力加熱攪拌器：雷磁-上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品的前處理

抗氧化劑添加方法：稱取0.10 g番茄紅素、TBHQ、BHT、BHA、α-生育酚，分別加入到10.00 g核桃油中，于25 ℃超聲處理5 min，用恒溫磁力加熱攪拌器攪拌5 min后，裝入棕色廣口瓶中，得到高濃度的母液，然后取1.00 g母液加入到199.00 g核桃油中，使抗氧化劑的添加量為油重的0.005%，為保證試驗(yàn)一致性，試驗(yàn)組與對照組均需經(jīng)過同樣處理過程。

1.3.2 酸值的測定

根據(jù)GB/T 5530—2005《動植物油脂 酸值和酸度測定》[12]方法測定。

1.3.3 過氧化值的測定

根據(jù)GB/T 5538—2005《動植物油脂 過氧化值測定》[13]方法測定。

1.3.4 核桃油中脂肪酸組成的測定

1.3.4.1 脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

分別準(zhǔn)確稱取棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸4 mg，均置于同一只50 mL棕色容量瓶中，加入少許正庚烷，在50 ℃水浴中溶解后取出，冷卻至室溫，用正庚烷定容得到混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液。取0.25、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0 mL標(biāo)準(zhǔn)儲備液分別傾入10 mL棕色容量瓶中，用正庚烷定容，得到不同質(zhì)量濃度的高級脂肪酸混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。以GC色譜圖中脂肪酸的峰面積為橫坐標(biāo)，以脂肪酸的進(jìn)樣質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

1.3.4.2 脂肪酸甲酯化

參照孟阿會等[14]的方法，對油樣進(jìn)行甲酯化處理。

1.3.4.3 GC分析條件

色譜柱：Agilent DB-wax毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，升溫程序：130 ℃(保持1 min)然后以6 ℃/min的升溫速率將溫度升至170 ℃，再以2.75 ℃/min的升溫速率升至215 ℃(保持12 min)最后以4 ℃/min的升溫速率升至230 ℃(保持3 min)。前柱壓：366.3 kPa；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；檢測器溫度：250 ℃；空氣流量：400 mL/min；氫氣流量：40 mL/min；尾吹流量：30 mL/min；分流比50∶1；進(jìn)樣量：1 μL。

1.3.5 總酚含量測定

采用福林-酚比色法[15]，以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品，標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.946 4x+0.011 8(r=0.999 5)。準(zhǔn)確稱取100 mg油樣，加入0.5 mL福林酚試劑和2 mL甲醇，充分混勻，之后加入1.5 mL15%的Na2C03溶液，在渦旋儀上振搖30 s,使其充分混勻。之后用蒸餾水將溶液定容至7 mL，將其放入50 ℃水浴鍋中水浴20 min，取出后以3 000 r/min的速率離心10 min。取其上清液在750 nm下測吸光值。

1.3.6 角鯊烯含量的測定

參考鐘冬蓮等[16]的方法，對油樣中的角鯊烯含量進(jìn)行測定。

1.3.7 δ-生育酚含量的測定

主要參考張建書等[17]的方法，并作略微改動。

1.3.7.1 δ-生育酚標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確稱取一定量δ-VE標(biāo)準(zhǔn)品，用無水乙醇溶解、混勻，使其質(zhì)量濃度分別為0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 mg/mL，以峰面積為橫坐標(biāo)，濃度為縱坐標(biāo)作圖，得δ-VE標(biāo)準(zhǔn)品的線性回歸方程。

1.3.7.2 樣品溶液的配置

準(zhǔn)確稱取核桃油5 g，加入30 mL無水乙醇，10 mL氫氧化鉀溶液(1+1)、5 mL10%抗壞血酸溶液，充分混勻后，煮沸回流60 min,用2 mL無水乙醇溶解提取物，將其過0.45 μm濾膜，濾液密封保存用于HPLC測定。

1.3.7.3 δ-生育酚測定色譜條件

色譜柱：ZORBAX SB-C18(4.6 mm×150 mm，5 μm)；流動相：甲醇-水(98:2，V/V)混勻；紫外檢測波長300 nm；進(jìn)樣量20 μL；流速1.2 mL/min；柱溫30 ℃。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)均重復(fù)3次，數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示，使用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，以P<0.05為顯著性試驗(yàn)標(biāo)志，采用Office 2003軟件進(jìn)行圖標(biāo)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 在儲藏過程中番茄紅素對核桃油酸值的影響

酸值是反應(yīng)油脂酸敗的主要指標(biāo)，酸值高表明油脂因水解產(chǎn)生的游離脂肪酸多[18]。由圖1可見，在25 ℃避光儲藏150 d后，空白對照組的酸值由0.098 mg/g上升到0.219 mg/g,試驗(yàn)組與陽性對照組變化幅度均小于此。在第150天時酸值為，空白對照組(0.219 mg/g)>α-生育酚(0.174 mg/g)>BHT(0.163 mg/g)>BHA(0.141 mg/g)>番茄紅素(0.130 mg/g)>TBHQ(0.112 mg/g)。說明番茄紅素能有效延緩核桃油中游離脂肪酸的生成，具有一定的抗氧化作用。

圖1 番茄紅素對核桃油酸值的影響

2.2 在儲藏過程中番茄紅素對核桃油過氧化值的影響

過氧化值常用于衡量油脂以及脂肪中氫過氧化物的量[19]，用來反映初級氧化程度。由圖2可知，在25 ℃避光儲藏150 d后，空白對照組的過氧化值由0.89 mmol/kg上升到8.25 mmol/kg，增加了9.27倍。試驗(yàn)組與陽性對照組變化幅度均小于此。過氧化值從高到低的排序是：空白對照>α-生育酚>BHT>BHA>番茄紅素>TBHQ。過氧化值越低，說明氧化程度越低，所添加的抗氧化能力越強(qiáng)。故抗氧化能力從強(qiáng)到弱的順序是：TBHQ>番茄紅素>BHA>BHT>α-生育酚>空白對照。說明番茄紅素能有效延緩核桃油中氫過氧化物的生成。

圖2 番茄紅素對核桃油過氧化值的影響

2.3 在儲藏過程中番茄紅素對核桃油中δ-生育酚含量的影響

圖3和4分別為δ-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品高效液相色譜圖和δ-生育酚樣品高效液相色譜圖。δ-生育酚的出峰時間為5.127 min，以橫坐標(biāo)為峰面積，縱坐標(biāo)為濃度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，其線性方程為y=(7.309 9e-009)x-0.000 2，相關(guān)系數(shù)為R2=0.999 5。

圖3 δ-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品高效液相色譜圖

圖4 δ-生育酚樣品高效液相色譜圖

由圖5可知，在25 ℃避光儲藏150 d后，對照組中δ-VE的含量由44 mg/kg降低到30.98 mg/kg，這是由于隨著儲藏時間的延長，會生成大量的脂質(zhì)自由基，δ-VE作為一種酚類抗氧化劑，通過提供氫質(zhì)子，大量參與到自由基鏈終止中，所以含量會有所降低。試驗(yàn)組中δ-VE的含量由44 mg/kg降低到33.76 mg/kg，試驗(yàn)組與對照組δ-VE含量存在顯著性差異(P<0.05)，原因可能在于番茄紅素和δ-VE之間存在協(xié)同抗氧化作用。由于番茄紅素的抗氧化活性要強(qiáng)于δ-VE，因此番茄紅素作為主要的抗氧化劑通過淬滅單線態(tài)氧抑制油脂氧化。而δ-VE作為次抗氧化劑，很少與油脂中的脂質(zhì)氧化自由基和脂質(zhì)氫過氧自由基相互作用，從而間接地保護(hù)了δ-VE，延緩了δ-VE的損耗[20-22]。

注：*表示在0.05水平下顯著相關(guān)。
圖5 番茄紅素對核桃油中δ-生育酚含量的影響

2.4 在儲藏過程中番茄紅素對核桃油中總酚含量的影響

注：*表示在0.05水平下顯著相關(guān)。
圖6 番茄紅素對核桃油總酚含量的影響

由圖6可知，在25 ℃避光儲藏150 d后，試驗(yàn)組與對照組總酚含量整體呈下降趨勢，兩油樣之間存在顯著性差異(P<0.05)，試驗(yàn)組總酚含量由465.38 mgGAE/kg下降到200.54 mgGAE/kg，對照組總酚含量由465.38 mgGAE/kg下降到110.75 mgGAE/kg。試驗(yàn)組經(jīng)過長時間儲藏后，仍可保留較高含量。可能在于番茄紅素與核桃油中的生育酚存在協(xié)同抗氧化作用，對核桃油中的酚類物質(zhì)起到了保護(hù)作用。

2.5 在儲藏過程中番茄紅素對核桃油中角鯊烯含量的影響

圖7和圖8分別為為角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品氣相色譜圖和角鯊烯樣品氣相色譜圖，角鯊烯的出峰時間為13.803 min，以橫坐標(biāo)為峰面積，縱坐標(biāo)為濃度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，其線性方程為y=(1.008 8e-006)x-0.138 4，相關(guān)系數(shù)為R2=0.999 3。

圖7 角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品氣相色譜圖

圖8 角鯊烯樣品氣相色譜圖

由圖9可知，在25 ℃避光儲藏150 d后，試驗(yàn)組中角鯊烯含量由16.14 mg/kg下降到13.98 mg/kg，對照組由16.14 mg/kg下降到13.73 mg/kg。儲藏前120 d，試驗(yàn)組與對照組角鯊烯含量并未出現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)上的顯著性差異，對比總酚含量和生育酚含量的變化，可以看出總酚和δ-生育酚的降解優(yōu)先于角鯊烯，有可能是因?yàn)榻酋徬┦谴蠓肿游镔|(zhì)，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在參與氧化反應(yīng)的時候，存在一定的空間位阻效應(yīng)[23]。在120 d后，試驗(yàn)組與對照組角鯊烯含量存在顯著性差異(P<0.05),說明隨著生育酚的耗盡，角鯊烯開始氧化。

圖9 番茄紅素對核桃油中角鯊烯含量的影響

2.6 番茄紅素在核桃油儲藏過程中對脂肪酸含量的影響

圖10和圖11分別為5種脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)品氣相色譜圖和樣品氣相色譜圖。表1為核桃油中所含的軟脂酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸5中脂肪酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線，高級脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)性良好。

圖10 5種脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)品氣相色譜圖

圖11 5種脂肪酸樣品氣相色譜圖

表1 5種脂肪酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線

由表2可知，在25 ℃避光儲藏150 d后，試驗(yàn)組中棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸5種脂肪酸的變化率分別為 0.74%、0.52%、0.98%、0.44%、0.05%，對照組分別為2.56%、1.04%、0.49%、0.62%、0.49%，在氧化過程中，飽和脂肪酸會增加而不飽和脂肪酸會減少，油酸屬于單不飽和脂肪酸但卻增加的原因，可能是由于不飽和脂肪酸的變化是處于動態(tài)變化的，多不飽和脂肪酸氧化成單不飽和脂肪酸的速率大于單不飽和脂肪酸氧化成飽和脂肪酸的速率[24]。核桃油中脂肪酸的降解速度明顯低于總酚的降解速度，這與Kamal等[25]的研究是一致的，脂質(zhì)過氧自由基同生育酚反應(yīng)的速率是同不飽和脂肪的100 000倍。

表2 番茄紅素對核桃油脂肪酸含量的影響

注：同行小寫字母不同表示差異顯著。

3 結(jié)論

將BHT、BHA、TBHQ、α-生育酚以0.005%的量添加到核桃油中，同樣添加量的抗氧化劑在核桃油中的抗氧化能力大小為：TBHQ>番茄紅素>BHA>BHT>α-生育酚。與化學(xué)合成抗氧化劑相比，在核桃油中，番茄紅素抗氧化能力優(yōu)于BHA、BHT，與天然抗氧化劑相比，番茄紅素在核桃油中的抗氧化能力優(yōu)于α-生育酚。

δ-生育酚、總酚、角鯊烯均屬于核桃油中的生物活性成分，在25 ℃避光儲藏150 d后，添加0.005%番茄紅素的核桃油中3種活性成分的下降率分別為23.27%、56.90%、13.07%，而未添加番茄紅素的核桃油中3種活性成分的下降率分別為29.59%、76.20%、14.31%。試驗(yàn)組下降率均低于空白對照組，因此番茄紅素能提高核桃油中活性成分的保存率。

在25 ℃避光儲藏150 d后，棕櫚酸、硬脂酸、油酸含量有所提高，試驗(yàn)組中上升率分別為0.74%、0.52%、0.98%，空白對照組中上升率分別為2.56%、1.04%、0.49%。亞油酸、亞麻酸含量有所降低，試驗(yàn)組中下降率分別為0.44%、0.05%，空白對照組中下降率分別為0.62%，0.49%。所以番茄紅素能夠延緩核桃油中脂肪酸的氧化。在氧化過程中，飽和脂肪酸會增加而不飽和脂肪酸會減少，油酸屬于單不飽和脂肪酸但卻增加的原因，可能是由于不飽和脂肪酸的變化是處于動態(tài)變化的，多不飽和脂肪酸氧化成單不飽和脂肪酸的速率大于單不飽和脂肪酸氧化成飽和脂肪酸的速率。這與潘娜[24]等的研究是一致的。

在核桃油中添加0.005%的番茄紅素即可有效延緩油脂的氧化酸敗，提高油脂中活性成分的保存率，有助于延長其儲藏和貨架期。

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Effect of Lycopene on Storage Quality of Walnut Oil

Xie Chaonan1Li Fang2Zhang Lei Yang Zhipan1Xie Weifeng1Kong Lingming1
(College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Agricultural University1, Wulumuqi 830052) (College of Food and Biotechnology, Xinjiang Institute of Light Industry Technology, Wulumuqi 830021)

Lycopene had the ability of quenching singlet oxygen, scavenging free radicals and inhibiting lipid peroxidation. The aim of this study was to determine the changes of acid value and peroxide value during the storage process. Walnut oil added with 0.005% lycopene was compared with walnut oil added with similar amount of TBHQ, BHT, BHA, α-tocopherol as a positive control, while walnut oil without adding any antioxidant was labelled as a blank control. Study results showed that the antioxidant capacity of antioxidant in the walnut oil was TBHQ>lycopene>BHA>BHT>α-tocopherol. In order to further evaluate the effect of lycopene onstorage quality of walnut oil, the content changes of δ-tocopherol, total phenol, squalene and fatty acids during storage were assessed. Study results showed that after 150 days storage at 25 ℃, the contents of δ-tocopherol, total phenol and squalene in walnut oil added with lycopene were reduced to 33.76 mg/kg, 200.54 mgGAE/kg, and 14.03 mg/kg respectively. While the contents of δ-tocopherol, total phenol and squalene in the walnut oil without antioxidant were reduced to 30.98 mg/kg, 110.75 mgGAE/kg and 13.83 mg/kg, respectively. There were also varying degrees of changes in the contents of five different types of fatty acids. In conclusion, adding 0.005% lycopene in walnut oil can effectively delay the oxidative rancidity of fat and improve the preservation rate of the active ingredient in the walnut oil, which can prolong its storage and shelf life.

lycopene, walnut oil, storage quality, stability

TS225.1

A

1003-0174(2017)12-0063-07

新疆維吾爾自治區(qū)科技計劃(201411107)，自治區(qū)高校科研計劃(XJEDU2016S051)

2016-11-26

解超男，女，1992年出生，碩士，農(nóng)產(chǎn)品儲藏加工

孔令明，男，1976年出生，教授，農(nóng)產(chǎn)品儲藏加工