三種抗氧化劑對核桃油抗氧化性能的研究

周 俊 劉 磊 何 云

（大理大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，云南 大理 671000）

泡核桃（Juglans sigillata Dode）屬胡桃科胡桃屬植物，分布于中國云南、貴州等地。核桃油中含有大量不飽和脂肪酸，亞油酸含量達(dá)21.53%，亞麻酸7.7%。不飽和脂肪酸能通過酯化膽固醇，使得血中膽固醇和甘油三酯降低，提高腦細(xì)胞的活性，延緩衰老。黃酮類化合物則具有擴(kuò)張冠狀血管、降低高血壓、增強(qiáng)心等作用，核桃油有很強(qiáng)的保健功效，但其不飽和度高，較其他種類的油更不穩(wěn)定，受多種因素的影響，易發(fā)生酸敗哈變。

研究表明，適度的處理能較大程度地使核桃油特征品質(zhì)得到發(fā)揮，同時可以剔除水分等對核桃油抗氧化性有影響的雜質(zhì)，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。

已有相關(guān)研究者探索了一些天然抗氧化劑的抗氧化效果，如梁俊玉等從核桃葉中提取的核桃葉多酚，對核桃油穩(wěn)定性具有一定作用。方曉璞等發(fā)現(xiàn)迷迭香在核桃油中的抗氧化效果隨其加入量的增加而增強(qiáng)。付卓銳等研究了茶葉、竹葉、核桃殼的粗提物在核桃油中具有很好的抗氧化作用。但由于是新種抗氧化劑，要在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮效用還需更多研究支持。

2007 年大理州核桃產(chǎn)量達(dá)11.88 萬噸，2017 年，增加至33.68 萬噸，占全省產(chǎn)量87.5 萬噸的38.7% ，隨著大理本地核桃產(chǎn)量的快速增加，核桃干果的價格不斷下降，直接影響到果農(nóng)的收入，以核桃仁為原料加工成核桃油是延申核桃產(chǎn)業(yè)鏈的重要途經(jīng)之一，但核桃油易發(fā)生酸敗哈變，需要研究適應(yīng)大理本地核桃油的抗氧化劑。

本研究選用應(yīng)用較多的人工合成抗氧化劑，旨在尋找效果最佳的抗氧化劑及其在《GB2760-2014 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》限定范圍內(nèi)的最適添加濃度。延長核桃油的貨架壽命，為大理州精制核桃油產(chǎn)品開拓市場做基礎(chǔ)性探索。

1.材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試材料

泡核桃核桃仁，購于云南省大理市漾濞縣本實(shí)驗擬采用機(jī)械壓榨取油，榨油溫度至80℃。

1.1.2 儀器

EPED-E230TJ 實(shí)驗室級超純水機(jī)，上海龍躍DHG-9123A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，韓皇BOZY-01W家庭榨油機(jī)，于果DL-T22 電陶爐，OHAUSCP214 萬分之一電子天平，250mL 敞口玻璃瓶，溫度計，離心機(jī)。

1.1.3 試劑

無水乙醇，95%乙醇，氫氧化鉀，酚酞，冰醋酸，異辛烷，碘化鉀，硫代硫酸鈉，可溶性淀粉，重鉻酸鉀（以上試劑皆為分析純），硫酸（優(yōu)級純）。抗氧化劑為丁基羥基茴香醚（Butyl hydroxyanisole，BHA）為河南黑森林生物科技有限公司所產(chǎn)食品級，二丁基羥基甲苯（Butylated hydroxytoluene，BHT）春信生物科技有限公司所產(chǎn)食品級，特丁基對苯二酚（Tertiary butylhydroquinone，TBHQ）河南好食光食品配料有限公司生產(chǎn)食品級。

1.2 方法

1.2.1 榨油方法

將核桃經(jīng)去殼、去皮、切碎處理后，用榨油機(jī)在80℃條件下機(jī)械壓榨取油，靜置沉淀后再經(jīng)兩次離心得到實(shí)驗用油。

1.2.2 配制實(shí)驗用油

BHT，BHA，TBHQ 在《GB2760-2014 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定最大使用量為0.2g/kg。設(shè)計加入核桃油中的各抗氧化劑濃度梯度為0，50，100，150，200mg/kg，按照上述配方將抗氧化劑配制為一定濃度的無水乙醇溶液，再添加至核桃油中，設(shè)置對照組不加入任何抗氧化劑。

1.2.3 實(shí)驗方法

采用Schaal 烘箱法，將配制好的實(shí)驗用油置于60±1℃恒溫條件下，過氧化值(POV)和酸值測定頻率為4 天1 次。

以POV、誘導(dǎo)時間、誘導(dǎo)因子（PF）為指標(biāo)，評判抗氧化劑對核桃油的抗氧化性能。

誘導(dǎo)時間為過氧化值達(dá)到12meq/kg 所需時間，氧化因子PF 為添加抗氧化劑油樣誘導(dǎo)時間與對照組誘導(dǎo)時間的比值。

1.2.4 測定方法

酸價：《GB5009.229-2016 食品中酸價測定》

過氧化值：《GB5009.227-2016 食品中過氧化值的測定》

2.結(jié)果與討論

2.1BHA 抗核桃油氧化作用的研究

由圖1 可見，對照組過氧化值上升很快，到第28 天后已趨于穩(wěn)定，此時已處于發(fā)展期中期，氫過氧化物生成和分解達(dá)到平衡，誘導(dǎo)時間為114h。加入150mg/kgBHA的油樣誘導(dǎo)時間為164h，抗氧化因子為1.43.。

圖1 不同濃度BHA核桃油過氧化值-時間曲線

2.2BHT 抗核桃油氧化作用的研究

由圖2 可見，加入不同濃度BHT 的核桃油過氧化值都遠(yuǎn)低于對照組。加入150mg/kg 的油樣誘導(dǎo)時間為310h，抗氧化因子為2.71。

圖2 不同濃度BHT核桃油過氧化值-時間曲線

2.3TBHQ 抗核桃油氧化作用的研究

由圖3 可見，含有不同濃度TBHQ 的核桃油過氧化值與對照組的差別不大。TBHQ 在核桃油中加入量為150mg/kg，此時油樣誘導(dǎo)時間為183h，抗氧化因子為1.60。

圖3 不同濃度TBHQ給核桃油過氧化值-時間曲線

2.4 3 種抗氧化劑抗氧化性能的比較

通過圖1-3，BHA 的最適加入量為200mg/kg，BHT為150mg/kg，TBHQ 為150mg/kg。

按150mg/kg 的濃度在和核桃油中分別加入3 種抗氧化劑，由圖1-3 可以看出，各種抗氧化劑對核桃油都有一定的抗氧化效果，其中BHT 的效果最為明顯，其過氧化值一直低于其他各組。BHT 在核桃油中抗氧化性能優(yōu)越。同時可以看到各組過氧化值在某些階段上升速率有所波動，可能是由于氫過氧化物在油脂酸敗初期快速產(chǎn)生，但隨著抗氧化劑發(fā)揮效用，促進(jìn)氧化的因素減少，氫過氧化物分解，故上升變緩，出現(xiàn)波動。

2.5 添加抗氧化劑的核桃油酸值

對 分 別 加 入 了0，50，100，150，200mg/kgBHA、BHT、TBHQ 的核桃油于60±1℃條件下加速氧化的核桃油每隔4 天測定一次酸值。實(shí)驗結(jié)果表明，除BHT50mg/kg 和100mg/kg 連續(xù)兩次測定酸值小于對照組，其余樣品酸值均大于空白。但所有樣品酸值都符合《GB2716-2018食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)植物油》的規(guī)定（規(guī)定植物原油的酸價≤4mg（KOH）/g）及《SB/T10292-1998 食用調(diào)和油》的要求（規(guī)定酸價≤1.0mg（KOH）/g）。酸值的變化幅度很小，酸值總體呈上升趨勢。

2.6 貨架壽命預(yù)測

根據(jù)Arrhenius 公式，化學(xué)反應(yīng)溫度升高10℃，則反應(yīng)速度增加1 倍，即KT+10℃/KT =2 ， 反應(yīng)速度常數(shù)與貨架壽命成反比。故有Q（T）/Q(T+10℃) =2（Q 為貨架壽命）。

表1 溫度與貨架壽命系數(shù)關(guān)系

可得表1。可知60℃條件下1 天相當(dāng)于20℃下16 天。

《SB/T10292-1998 食用調(diào)和油》規(guī)定，食用油過氧化值≤12meq/kg，可根據(jù)實(shí)驗獲得的過氧化值—時間關(guān)系推算20℃時的貨架壽命。

表2為添加不同濃度的3 種抗氧化劑后的核桃油在20℃的貨架壽命，BHT 的抗氧化效果優(yōu)于其余兩種抗氧化劑，且核桃油的貨架壽命隨加入的BHT 濃度增加而增加，至150mg/kg 時貨架壽命達(dá)到最大值，而后呈下降趨勢。

表2 添加不同濃度的抗氧化劑后核桃油貨架壽命（20℃）

BHA 加入量為50mg/kg 時貨架壽命最長，為114.8 天，BHT 加入150mg/kg 時貨架壽命最長為206.5 天，TBHQ 加入150mg/kg 時貨架壽命最長為122 天，分別是對照組的1.5 倍、2.7 倍、1.6 倍。

本次實(shí)驗得到三種抗氧化劑的貨架壽命與文獻(xiàn)[6]、[9]略有差異，這可能一方面因考慮《GB2760-2014 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定食品添加劑最大使用量為0.2g/kg，本次研究只是單一的抗氧化劑沒有考慮復(fù)配，文獻(xiàn)中[6]、[9]復(fù)配后總濃度超過0.2g/kg，無法實(shí)際投入生產(chǎn)使用；另一方面核桃油中飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸種類和含量的差異同時受到基因型和產(chǎn)地的顯著影響，本次研究是以云南大理本地核桃為原料榨取的核桃油，其成分組成比例可能與文獻(xiàn)[6]、[9]中核桃油存在差異而導(dǎo)致貨架壽命不同。

3.結(jié)論

實(shí)驗所研究3 種抗氧化劑在大理泡核桃核桃油中均具有抗氧化作用，其作用效果BHT＞TBHQ＞BHA。添加了3種抗氧化劑的核桃油酸值均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

效果最佳的BHT 添加量以150mg/kg 最適宜，核桃油的誘導(dǎo)時間為12.9 天，抗氧化因子為2.71，貨架壽命可由76.3 天延長至206.5 天，是對照組的2.7 倍。