介电常数监测天然抗氧化剂抑制煎炸棕榈油劣变

范柳萍 樊之雄 刘元法 李进伟

介电常数监测天然抗氧化剂抑制煎炸棕榈油劣变

范柳萍 樊之雄 刘元法 李进伟

(江南大学食品学院，无锡 214122)

采用介电常数法监测茶多酚(TP)、植酸(PA)、维生素E(VE)抑制煎炸棕榈油劣变效果。测定在3种天然抗氧化剂作用下，煎炸棕榈油过氧化值、酸价、羰基价、p－茴香胺值等化学参数与介电常数值的变化，分析了介电常数值与化学参数值之间的相关性，并进行天然抗氧化剂复合配方的优化。结果表明:介电常数与四种化学参数之间显著相关，可以取代4种化学品质参数衡量煎炸棕榈油品质的劣变，以介电常数为指标得到天然抗氧化剂复配最佳组合为:茶多酚0．04 g/100 g，植酸0．016 g/100 g，维生素E 0．8 g/100 g。

介电常数 棕榈油 天然抗氧化剂

介电常数是介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值。在高温加热时，棕榈油会发生一系列物理化学变化，生成分子质量及极化特性各不相同的复杂成分。新鲜油脂都是弱极性的，其极化成分质量分数一般在3%～5%左右。经过长时间反复加热，极化成分会逐渐增加，介质中极化分子含量直接影响其介电常数值。新鲜的未使用过的油，极化分子含量低，介电常数小;当油中极化分子成分增加时，介电常数随之增大［1－3］。

添加抗氧化剂可以有效抑制煎炸油脂的劣变，但人们对化学合成食品添加剂的怀疑和排斥心理，使这些物质的使用受到限制，许多国家对其添加量都加以严格限制［4－5］，因此使用几种天然抗氧化剂来抑制煎炸棕榈油的劣变。相对于经典的煎炸油化学变化参数，介电常数测定具有实时、在线、连续、无毒以及试验用时较短等优点。因此，试验采用介电常数仪监测天然抗氧化剂抑制煎炸棕榈油的介电常数变化，分析添加了天然抗氧化剂的煎炸棕榈油品质参数与介电常数之间的相关性，以期补充甚至替代传统反映煎炸油化学变化的指标参数，表征天然抗氧化剂抑制煎炸棕榈油劣变的效果。

1 材料和方法

1．1 主要原料和试剂

棕榈油(24℃):当地特种油市场;植酸、维生素E和茶多酚:江苏春之谷生物制品有限公司;无水乙醚、无水乙醇、氢氧化钾、冰乙酸、三氯甲烷、碘化钾、硫代硫酸钠:分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1．2 主要仪器

Mettler Tolledo电子天平:梅特勒－托利多仪器(上海)有限公司;PH030电热恒温干燥箱:上海实验仪器厂;数显恒温油浴锅:金坛市金达仪器制造厂;85070E末端开路的同轴探头、85070E测试软件:Agilent公司。

1．3 试验方法

1．3．1 马铃薯的前处理

马铃薯洗净、削皮、切条后放入80℃的热水中漂烫20 min，然后将其放入0．8%的CaCl2溶液中浸泡1 h，取出后按照马铃薯∶棕榈油=1∶10比例添加到油脂中。

1．3．2 天然抗氧化剂的煎炸试验

将0．004、0．008、0．012、0．016、0．020 g的植酸加入到100 g新鲜的24℃棕榈油中，加热棕榈油，当温度达到(190±3)℃时加入10g处理好的马铃薯片(其中马铃薯片每次油炸10 min，每30 min换一次样品)，8 h后取样，同时用空白管做参比，采用常压加热方式。测定过氧化值、酸价、介电常数、羰基价和p－茴香胺值。

将0．010、0．020、0．025、0．030、0．040 g的茶多酚分别加入到100 g新鲜的24℃棕榈油中，油炸程序同上。测定过氧化值、酸价、介电常数、羰基价和p－茴香胺值。

将0．20、0．35、0．50、0．65、0．80 g的维生素E，分别加入到100 g新鲜的24℃棕榈油中，油炸程序同上。测定过氧化值、酸价、介电常数、羰基价和p－茴香胺值。

1．4 分析方法

1．4．1 酸价、过氧化值、羰基价、p－ 茴香胺值的测定

酸价、过氧化值、羰基价按照《GB/T 5009．37—2003食用植物油卫生标准的分析方法》进行测定，p－茴香胺值按照《GB/T 24304—2009动植物油脂茴香胺值的测定》进行测定。所得数据使用SPSS软件进行分析。

1．4．2 介电常数的测定方法

在温度为23℃下，将盛有油脂的10 mL烧杯置于直径50 mm的平台上，使探头正对烧杯中心，然后缓慢的升高平台，直至终端开路的同轴探头完全浸入待测的油脂溶液，由计算机控制网络分析仪而完成节电参数的测量。在每次测试时保证同轴探头的断面距离烧杯底部2 cm，以避免因探头浸入溶液深度而对测试结果带来影响。

2 结果与分析

2．1 添加天然抗氧化剂的煎炸棕榈油品质变化

2．1．1 添加植酸的煎炸棕榈油品质变化

添加植酸的煎炸棕榈油过氧化值、酸价、羰基价、p－茴香胺值以及介电常数的变化如表1所示。可以看出，植酸浓度显著性地影响煎炸棕榈油品质的变化(P＜0．05)，添加了植酸的煎炸棕榈油在2．3 GHz处的介电常数与各化学品质参数都随植酸添加浓度的升高而降低。经过8 h煎炸后，棕榈油产生了酮、醛、酸等较多的极性成分，介电常数变大，但是植酸的酸性强，易与游离脂肪酸、过氧化氢以及一些小分子物质相结合，中断或破坏油脂氧化过程的连锁反应，阻止和缓解氧化反应的进行，从而抑制了酸价，过氧化值，羰基价，p －茴香胺值，也降低了介电常数［6－7］。

表1 添加植酸的煎炸棕榈油品质变化

由表1可见，随着植酸添加量的增加5种指标均逐渐变小，当植酸添加量大于0．012 g/100 g时，p－茴香胺值、过氧化值、酸价3个指标的下降速率逐渐变缓;当植酸添加量为0．016 g/100 g时，介电常数和羰基价值最小，之后其值又逐渐升高。这可能是由于一部分小分子物质在植酸强酸性的促进下又结合生成了相对较小极性的大分子物质［8－9］，因此选取0．012、0．016、0．020 g/100 g作为复配时植酸的3个水平。

2．1．2 添加茶多酚的煎炸棕榈油品质变化

添加茶多酚的煎炸棕榈油过氧化值、酸价、羰基价、p－茴香胺值以及介电常数的变化见表2，茶多酚浓度显著性地影响煎炸棕榈油品质的变化(P＜0．05)。添加了茶多酚的煎炸棕榈油的五种指标参数总体上随茶多酚添加浓度的升高而降低，但是酸价和羰基价在茶多酚浓度为0．03 g/100 g处最小。原因可能是油脂生成的初始氧化产物，极不稳定，可以分解成游离脂肪酸和一些醛、酮等小分子物质，他们之间是一个动态复杂的可逆过程［6，10］，在高浓度茶多酚的作用下，抗氧化自由基的生成速度比底物自动氧化的速度要快，抗氧化剂自由基的浓度超过了过氧化自由基或其他自由基时，它就可能分解过氧化物，使抗氧化剂变成了促氧化剂，因此，以茶多酚为抗氧化剂时一定要选择恰当的浓度［11－13］。综合5种指标参数选择抑制劣变效果较好的0．02、0．03、0．04 g/100 g作为复配时茶多酚的3个水平。

表2 添加茶多酚的煎炸棕榈油品质变化

2．1．3 添加维生素E的煎炸棕榈油品质变化

添加维生素E的煎炸棕榈油过氧化值、酸价、羰基价、p－茴香胺值以及介电常数的变化见表3。维生素E能够显著性地降低油脂的总极性，抑制棕榈油的劣变。从表3可以看出，随着维生素E添加量的增加，介电常数与4种化学品质参数基本呈直线下降的趋势，原因是维生素E在油脂中的溶解性较好，同时具有双重抗氧化效果:第一，通过自身被氧化成生育醌，从而将ROO转变成化学性质不活泼的ROOH，中断脂类过氧化的连锁反应。第二，在不饱和脂肪酸的量和促化因子(如活性氧、铁等的量有关)一定的情况下，维生素E还可以猝灭单线态氧，从而提高油脂的抗氧化能力［14－16］。与茶多酚抑制效果类似，添加了维生素E的煎炸棕榈油酸价和羰基价在VE含量为0．65 g/100 g处最小，综合5种参数选择3种较高浓度的维生素E:0．50、0．65、0．80 g/100 g作为复配时维生素E的3个水平。

表3 添加维生素E的煎炸棕榈油品质变化

2．2 介电常数与4种化学品质参数之间的相关性分析

采用SPSS分析软件对数据进行统计分析和t检验分析，得到了煎炸棕榈油介电常数与过氧化值、酸价、羰基价、p－茴香胺值之间的相关系数(表4)。介电常数与过氧化值等其他4种化学品质参数均具有显著的相关性(r≥0．699，P＜0．05)。这说明在温度为23℃，频率为2．3 GHz的测量条件下，介电常数可以取代4种化学品质参数来反映这几种天然抗氧化剂抑制煎炸棕榈油劣变的效果。

表4 介电常数与4种化学品质参数之间的相关性分析

2．3 复合天然抗氧化剂配方的优化

根据介电常数对复配的天然抗氧化剂进行优化，经极差R值分析得出3种抗氧化剂对介电常数的影响大小顺序为:TP＞VE＞PA(表5)。从极差R值再结合各因素k值，可得到最优复配组合为A3B2D3，即茶多酚0．04 g/100 g，植酸0．016 g/100 g，维生素E0．8 g/100 g。

表5 天然抗氧化剂复配的极差分析

3 结论

在温度为23℃，频率为2．3 GHz的测量条件下，煎炸棕榈油的介电常数与4种化学品质参数之间相关性显著，可以取代4种化学品质参数衡量天然抗氧化剂对煎炸棕榈油劣变的抑制效果，正交试验得到优化复配组合为:茶多酚0．04 g/100 g，植酸0．016 g/100 g，维生素E 0．8 g/100 g。

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Using Dielectric Constant Monitoring Natural Antioxidants to Restrain the Deterioration of Frying Palm Oil

Fan Liuping Fan Zhixiong Liu Yuanfa Li Jinwei
(Collede of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122)

This article uses the dielectric constant to monitor the effects of flying palm oil's deterioration restrained by tea polyphenols(TP)，phytic acid(PA)and vitamin E(VE)．It determines the change between acid value，peroxide value，Carbonyl value，p －anisidine value such kinds of chemical parameters and dielectric constant value in the function of the three natural antioxidants．It analyzes the correlation between dielectric constant value and chemical parameter value，and it also optimizes the filagrinol of natural antioxidants．The result shows that dielectric constant is significantly related to the four chemical parameters，and it can take place of the four chemical parameters of qualities to measure the deterioration of frying palm oil．The best combination of natural antioxidants'filagrinol which uses dielectric constant as index is that:the TPis 0．04 g/100 g;the PA is 0．016 g/100 g;and the VE is 0．8 g/100 g．

dielectric constant，palm oil，natural antioxidants

TQ646

A

1003－0174(2012)07－0106－04

国家自然科学基金(31101361)，国家重点实验室自由探索项目(SKLF－TS－200904)

2011－10－21

范柳萍，女，1972年出生，副教授，食品科学与工程