茶多酚對植物油抗氧化效果的研究

鄭言，魏航，李建定，李騫

（1.河南應用技術職業學院，河南 鄭州 450042；2.河南大學 天然藥物實驗室，河南 開封 475001）

茶多酚是茶葉中多酚類物質的總稱，它具有抗氧化、提高機體免疫力等作用[1]。我國茶葉資源相當豐富，在世界范圍內我國是最大的茶葉產區之一，在2018年我國茶葉產量高達261萬t，由于茶葉供大于求的狀況，造成產能過剩[2]，這使得從茶葉中提取茶多酚具有廣闊的應用前景。茶多酚作為茶葉中最重要的功效成分之一，自發現以來，受到越來越多專家以及學者的關注[3]。近年來，一些研究發現，在食品中添加過多由丁基羥基茴香醚等合成的抗氧化劑會對人體健康帶來一些負面效果，嚴重時可能會導致人體細胞發生癌變或畸變等[4]。隨著我國經濟的飛速發展，人們消費水平的提高，消費者對油品也有了較高的追求，但由于這些植物油中脂肪酸多為不飽和脂肪酸，存在易氧化的問題[5]。因此，本研究通過將茶多酚、維生素E、特丁基對苯二酚（tert-butylhydroquinone，TBHQ）添加到菜籽油中，對菜籽油的理化指標如過氧化值、酸價、丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量等進行分析，并對茶多酚和維生素C進行自由基清除試驗，探討茶多酚在植物油中的抗氧化效果，對食用植物油的貯藏提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玉米油、菜籽油：福臨門食品有限公司；棕櫚油：益海嘉里油脂工業有限公司；茶多酚（純度＞90%）、TBHQ、維生素C、維生素E、MDA測定試劑盒：上海古朵生物科技有限公司；氫氧化鈉、百里香酚酞、碘化鉀、硫代硫酸鈉、單甘油酯、重鉻酸鉀、異丙醇、乙醚、冰乙酸、三氯甲烷、可溶性淀粉（均為分析純）：天津科密歐化學試劑有限公司。

1.2 儀器

JY202型電子分析天平：上海蒲春計量儀器有限公司；HH-6型數顯恒溫水浴鍋：金城春蘭實驗儀器廠；721型分光光度計：上海佑科有限公司；GC-7890A氣相色譜儀：美國安捷倫公司；TD5A離心機：凱達科學儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理方法

將棕櫚油、菜籽油、玉米油各分為4組，其中1組為空白對照組不添加茶多酚，另外3組分別添加不同濃度的茶多酚。

1.3.2 樣品貯藏溫度

在溫度高于50℃時，考慮到氧化反應的復雜性，溫度過高會有一些二級氧化產物（如茴香胺）等物質產生，此時不宜用酸價、過氧化值來衡量油脂品質，在50℃以下時，其反應產物主要是一級氧化產物，因此選擇在室溫25℃條件下對樣品進行貯藏。

1.3.3 抗氧化劑的添加方法

由于茶多酚、維生素E均不能溶解在植物油中，因此需要用單甘油酯來轉化[6]。

1.3.4 過氧化值的測定

參照GB 5009.227—2016《食品安全國家標準食品中過氧化值的測定》測定過氧化值。

1.3.5 酸價的測定

參照GB 5009.229—2016《食品安全國家標準食品中酸價的測定》測定酸價。

1.3.6 丙二醛含量的測定

MDA含量的測定選用試劑盒，首先用移液槍吸取0.03 mL～0.05 mL植物油于試管中，再向試管中加入混合試劑使其與植物油混勻，該試管為測定管；取1根新的試管作為標準空白對照管，用移液槍吸取0.03 mL～0.05 mL無水乙醇，加入試管中，再將試劑與無水乙醇混勻后轉移到試管中，將試管口用薄膜密封后戳幾個小孔，設置水浴鍋溫度為90℃，加熱45 min，加熱完成后待溶液冷卻至25℃，再將溶液轉移至離心管，設置離心機轉速4 000 r/min，時間8 min，離心完成后用膠頭滴管吸取上清液至比色皿中，最后用分光光度計測定其在波長532 nm下的吸光值。

1.3.7 脂肪酸組成分析方法

參照GB 5009.168—2016《食品安全國家標準食品中脂肪酸的測定》。

1.4 統計分析

本試驗樣品檢驗重復3次，采用Origin9.1、Excel2016及SPSS對試驗數據進行統計及顯著分析，用SPSS中Duncan進行平均值比較（顯著性差異P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 菜籽油在貯藏過程中過氧化值的變化

3種抗氧化劑對菜籽油過氧化值的影響結果如圖1所示。

圖1 菜籽油貯藏過程中過氧化值的變化Fig.1 Changes in peroxide value during rapeseed oil storage

由圖1可知，相同添加量的茶多酚、維生素E、TBHQ，其過氧化值的上升趨勢都比空白對照組要平緩，這表明抗氧化劑能有效延緩菜籽油過氧化值的升高，其中過氧化值變化較平緩的是TBHQ，增加較快的是維生素E，茶多酚的過氧化值變化曲線介于兩者之間，這可能是由于TBHQ分子中含有兩個酚羥基，在抑制油脂的氧化過程中它能提供2個H+從而形成穩定的醌類物質，使得菜籽油的氧化速率變緩[9]。在相同添加量下，維生素E對過氧化值的升高的抑制效果要弱于茶多酚，這可能是由于此濃度下維生素E的抗氧化效果較弱[10]。結果表明，在菜籽油中添加抗氧化劑能延緩一級氧化產物的生成，并且天然抗氧化劑效果較為理想。

2.2 菜籽油在貯藏過程中酸價的變化

3種抗氧化劑對菜籽油酸價的影響如圖2所示。

圖2 菜籽油貯藏過程中酸價的變化Fig.2 Changes in acid value of rapeseed oil during storage

游離脂肪酸的產生通常是由于油脂產生了氧化反應，其含量的多少可以由酸價反映，圖2表明對照組和添加3種抗氧化劑的菜籽油在50℃下放置30 d后，其游離脂肪酸含量都隨著時間的延長而增加，在未添加抗氧化劑時，其酸價的增長量是最多的，在15 d后，其酸價的增長速度增加，由此可以推斷，植物油在15 d后發生了較大程度的氧化分解。相較于未添加抗氧化劑的菜籽油，3種抗氧化劑對酸價的升高均起到了一定的抑制作用，與對過氧化值升高的抑制效果相同。

2.3 抗氧化能力試驗結果

2.3.1 對DPPH自由基的清除作用

茶多酚和VC對DPPH自由基的清除能力如圖3所示。

從圖3中可以看出，DPPH自由基清除率隨著抗氧化劑的濃度增大而升高，濃度在30.1μg/mL～315.3 μg/mL時，兩種抗氧化劑的DPPH自由基清除率的增長較快，茶多酚對DPPH自由基的清除率由12.5%增長至52.4%，維生素C對DPPH自由基的清除率由13.2%增長至67.5%，當濃度超過315.3 μg/mL時，兩種抗氧化劑的DPPH自由基清除率增長速率開始變緩，其清除率開始趨于穩定，在同一濃度下，茶多酚對DPPH自由基的清除率最高為59.3%，而VC對DPPH自由基的清除率最高為77.2%，試驗結果表明維生素C和茶多酚對DPPH自由基都能起到較強的清除作用。

圖3 兩種抗氧化劑對DPPH自由基的清除能力Fig.3 The scavenging ability of two antioxidants on DPPH free radicals

2.3.2 對·OH的清除作用

兩種抗氧化劑對·OH的清除能力如圖4所示。

圖4 兩種抗氧化劑對·OH的清除能力Fig.4 The scavenging ability of two antioxidants on·OH

從圖4可以看出，在茶多酚和VC濃度升高時，其對·OH的清除率也隨之升高，在抗氧化劑濃度低于433.2 μg/mL時，茶多酚和維生素C對·OH的清除率上升得較快，其中茶多酚的清除率由11.4%上升至78.5%，維生素C對·OH的清除率由10.8%上升至66.3%，說明清除效果較好，表明此濃度下，相較于維生素C，茶多酚對·OH的清除率更高。此后隨著抗氧化劑濃度上升，兩者對·OH的清除率增長變緩，逐漸趨于平穩。

2.4 不同植物油的脂肪酸組成

3種植物油的脂肪酸組成如圖5所示。

由圖 5可知，棕櫚油（palm oil，PO）、玉米油（corn oil，CO）、菜籽油（rapeseed oil，RO）的脂肪酸組成存在著一定的差異。棕櫚油中的飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）與單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）含量較多，ω-6脂肪酸的含量較少，為9.08%；而玉米油是一種典型的ω-6脂肪酸（含量為53.26%）植物油，適用于高溫烹飪和煎炸使用；菜籽油中的油酸含量較高，除此之外，菜籽油還含有19.12% 的ω-6脂肪酸和5.96%的ω-3脂肪酸。

圖5 不同植物油的脂肪酸組成Fig.5 Fatty acid composition of different vegetable oils

2.5 添加茶多酚后植物油儲藏過程中MDA的含量變化

添加茶多酚后植物油在貯藏過程中MDA含量變化如圖6所示。

圖6 植物油貯藏過程中的MDA含量變化Fig.6 Changes in MDA content of vegetable oil during storage

在貯藏過程中，植物油發生劣變主要是由于油脂中多不飽和脂肪酸發生了自動氧化，會產生一些醛類物質。由圖6可知，通過Schaal模擬貯藏過程，丙二醛的含量隨著時間的延長而顯著增加（P＜0.05）。在新鮮的植物油中均檢測到了丙二醛，其中棕櫚油和菜籽油屬于ω-9型植物油，其丙二醛含量的增長量要小于屬于ω-6型植物油的玉米油，菜籽油中含有更多的亞麻酸，在貯藏過程中亞麻酸極易氧化，會產生丙二醛，玉米油中含有較多的亞油酸，一些研究發現亞油酸不是導致MDA生成的主要的前驅物質[11]，同時，玉米油中的生育酚含量要高于其它植物油，生育酚可以通過清除自由基來起到一定的抗氧化效果[12]，因此玉米油中的MDA含量少于其它植物油。

2.6 茶多酚添加量對植物油過氧化值、酸價的影響

茶多酚添加量對植物油過氧化值（peroxide value，POV）、酸價（acid value，AV）的影響如表 1所示。

表1 茶多酚添加量對植物油過氧化值、酸價的影響（50℃，30 d）Table 1 The influence of the added amount of tea polyphenols on the peroxide value and acid value of vegetable oil（50 ℃，30 d）

由表1可知，添加了茶多酚的3種植物油在50℃下恒溫放置30 d后，其酸價和過氧化值的結果都低于空白對照組，這表明添加量為0.1%～0.7%的茶多酚，都會增加植物油的抗氧化能力，在茶多酚的添加量為0%～0.5%時，3種植物油的酸價和過氧化值整體上都隨添加量增大呈減小的趨勢，在茶多酚添加量為0.4%～0.5%時，其酸價和過氧化值的結果處于較低水平，當茶多酚添加量超過0.5%時，酸價和過氧化值反而升高，這表明茶多酚的添加量在0.4%～0.5%時，對植物油的抗氧化效果最強，添加量超過0.5%時，對植物油的抗氧化效果反而減弱，這可能是因為茶多酚分子中更多的氫離子與自由基發生反應，產生穩定的化合物[7]。與此同時，茶多酚自身的氧化還原電位發生改變，即茶多酚自身被氧化生成氧化產物鄰醌，而其是一類強氧化劑[8]，因此，當茶多酚的添加量過高時，其抗氧化能力開始減弱。

3 結論

棕櫚油的SFA與MUFA含量相近，ω-6脂肪酸的含量較少；而玉米油是一種典型的ω-6脂肪酸植物油，含量較高為53.26%，適用于高溫烹飪和煎炸使用，在貯藏過程中，玉米油中檢測到了含量較少的丙二醛，這表明玉米油中的生育酚使其具有一定的抗氧化效果。

在菜籽油中添加3種不同抗氧化劑后，放置30 d，其酸價、過氧化值的變化較小，其中TBHQ對AV和POV升高的抑制效果優于維生素E和茶多酚，而維生素E效果并不理想，但茶多酚對DPPH自由基有一定的清除效果、對·OH的清除率高于VC，在茶多酚添加量為0.4%～0.5%時，3種植物油的酸價和過氧化值均處于較低水平，表明此濃度下對油脂起到的抗氧化效果最佳，因此茶多酚是一種適合作為植物油抗氧化劑的物質。