樟树叶多酚复合抗氧化剂配方的筛选及优化

李文清 李忠海 付湘晋 张 慧 杨海清 黎继烈

（中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004）

樟树 ［Cinnamomum camphora （L.）Presl］是樟树属常绿乔木植物，是中国特产珍贵用材和经济林树种，在生产优质木材、制造香料、油脂、医药、日用化工产品都有应用［1］。樟树叶主要用于提取芳樟叶油，而提油后的残渣没有被充分利用，造成资源的严重浪费。樟树叶中还含有多酚物质、多糖、β－胡萝卜素等对人体有益的物质。目前，对樟树叶片中黄酮、色素以及樟油和樟脑都已有研究［2，3］。

冉晓敏等［4］用双水相体系提取樟树叶多酚，采用二次回归正交旋转法研究得出了樟树叶多酚的最佳提取工艺，并对樟树叶多酚的抗氧化活性进行了研究。孙崇鲁等［5］用烘箱贮存法研究樟树叶中黄酮提取物在猪油中的抗氧化活性，结果表明樟树叶黄酮提取物具有一定的抗氧化效果，且抗氧化性随添加量的增加而增强。曾娟等［6］发现樟多酚与Vc、VE、柠檬酸在抑制油脂氧化过程中起协同抗氧化作用。但是，目前未见樟树叶多酚与其他抗氧化剂复配配方的相关研究，多酚类物质具有减肥、降脂、抗癌等功效，具有促进健康的作用。本试验采用成本较低的樟树叶做主要原料，提取其多酚作为配制复合天然抗氧化剂的主要成分，以GB 2760——2011为参考，与中国批准可以加在食用油里的天然抗氧化剂如迷迭香提取物［7，8］、甘草提取物［9，10］、茶多酚［11，12］、天然竹叶提取物［13，14］进行复配，这几种天然抗氧化剂都具有一定的抗氧化性，而多种天然抗氧化剂的复合使用会使抗氧化效果增强，因此先对这几种抗氧化剂的复配组合进行筛选，然后通过正交试验对筛选出的成分进行优化组合，采用Schaal烘箱法加速氧化，得出一个抗氧化效果相对最好的天然抗氧化剂的组合配方。

1 材料与方法

1.1 材料

猪油：市售猪板油湿法熬制。

樟树叶多酚提取物：采集樟树叶风干后，以60%乙醇作为溶剂在70℃水浴条件下提取2h，得到的提取液转入旋转蒸发仪中，在40～50℃水浴温度下减压浓缩，得樟树叶多酚提取物，提取物中多酚含量1.35%，冷冻干燥36h备用；

茶多酚（儿茶素含量65%）、迷迭香提取物（鼠尾草酸25%）、竹叶提取物（黄酮含量35%）、甘草提取物（黄酮含量25%）：长沙茂森生物科技有限公司；

羟基茴香醚（BHA纯度≥98.5%）、二丁基羟基甲苯（BHT≥99.0%）、叔丁基对苯二酚（TBHQ 纯度97%）：均为粉末状，美国sigma公司；

碘化钾、硫代硫酸钠、可溶性淀粉、异辛烷、冰乙酸等试剂：均为分析纯。

1.2 仪器

分析电子天平：BS224S型，常州诺基仪器有限公司；

电热恒温培养箱：DH6000BⅡ型，广州沪瑞明仪器有限公司；

电子恒温水浴锅：Dzkw－4型，北京中兴伟业仪器有限公司；

旋转蒸发仪：RE－52A型，上海亚荣生化一厂。

1.3 氧化诱导试验

Schaal烘箱法［15］。将50g油样，置于100mL烧杯，敞口，按要求称取各种抗氧化剂组合，40℃水浴，搅拌帮助其溶解，过滤以去除加入抗氧化剂的油样中的不溶性物质，将油样置于（60±0.5）℃恒温箱中，每隔24h测定油样的过氧化值（POV）。当过氧化值达到5.9mmol／kg即可终止试验，这段时间就作为诱导时间。

将复配组合的抗氧化剂添加在猪油中，经氧化诱导试验测定过氧化值，进而计算出诱导时间，以未加入抗氧化剂的猪油及都加入这几种抗氧化剂的油样做对比，用于确定茶多酚、迷迭香提取物、竹叶黄酮、甘草黄酮是否对复合抗氧化剂的抗氧化性起到一定的作用。以对照组为标准，假如加入或去掉某一抗氧化剂对油样的诱导时间没有显著的影响，就表明此种抗氧化剂对这种组合的复合抗氧化剂的整体抗氧化性影响不大，可以除去，反之就可以留下。筛选出复合抗氧化剂的几种组分，再进行正交试验优化配方。

1.4 测定方法

1.4.1 过氧化值的测定 按 GB／T 5538——2005测定。

1.4.2 油样氧化所需的诱导时间 根据文献［15］，在动力学上，油脂的氧化归于一级反应，反应方程经积分推导得：

式中：

C—— 过氧化值，mmol／kg；

k——速度常数；

t—— 时间，h；

C0—— 油样的初始过氧化值，mmol／kg。

根据式（1）就可以求出油样的氧化速率常数k，经过回归计算，得出回归方程，由回归方程能计算出油样的诱导时间，即油样的过氧化值达到5.9mmol／kg时所经历的时间。

2 结果与分析

2.1 樟树叶多酚提取物添加量对猪油的抗氧化作用

由图1可知，随着樟树叶多酚提取物添加量的增大，其对猪油体系中的过氧化值增加的趋势逐渐趋于平缓。当添加量超过0.05%（基于猪油质量计，下同）时，添加樟树叶多酚提取物的猪油的过氧化值变化相对较小；添加量为0.20%时，油样的过氧化值随着时间的变化增长速率比较平缓，即能较好的抑制猪油的氧化进程。

2.2 复合天然抗氧化剂组成的筛选

茶多酚、迷迭香提取物、竹叶黄酮、甘草黄酮的添加量参考中国GB 2760——2011食品添加剂使用标准和购买厂家的建议，樟树叶多酚的添加量占复合抗氧化剂的大部分，筛选组合见表1。

图1 樟树叶多酚提取物添加量对猪油POV的影响Figure 1 Effects of adding different amount of camphor leaves extracts on lard POV

表1 复合天然抗氧化剂组成筛选表†Table 1 Compound scheme of 5natural antioxidants

由表1可知，未加入任何抗氧化剂的油样所需的诱导时间最少，复配组合1～5诱导时间相差不大，且1、4诱导时间几乎相同。试验结果说明，茶多酚、迷迭香提取物、甘草黄酮对复合抗氧化剂整体抗氧化性有明显的贡献作用，而竹叶黄酮对复合抗氧化剂的抗氧化性影响不大，所以筛选茶多酚、迷迭香提取物、甘草黄酮与樟树叶多酚提取物进行复配。

2.3 复合天然抗氧化剂配方的优化

为了找到抗氧化性最好的复合天然抗氧化剂配方，对樟树叶多酚提取物、茶多酚、迷迭香提取物、甘草提取物进行L16（44）正交试验，将各种天然抗氧化剂的复配组合加入自制的猪油中，以诱导时间的长短来评价各种天然抗氧化剂组合的抗氧化性的强弱。4种抗氧化剂在各水平的添加量见表2。

由表3可知，4种天然抗氧化剂的极差大小顺序为A＞C＞B＞D，极差越大，说明该抗氧化剂的水平改变对试验结果的影响越大，因此，复合抗氧化剂中各物质抗氧化作用由强到弱的顺序依次为樟树叶多酚提取物、迷迭香提取物、茶多酚、甘草提取物。由正交试验结果中各因素的每个水平的k值可知，复合抗氧化剂的最优配方为樟树叶多酚提取物0.20%（A4）、茶多酚 0.03%（B3）、迷迭香提取物 0.04%（C4）、甘草提取物0.01%（D1）。

表2 L16（44）因素水平表Table 2 Different levels of the four factors ／%

表3 复合天然抗氧化剂正交试验组合表Table 3 Results of orthogonal test design for optimizing natural antioxidant compound formula

2.4 复合抗氧化剂与合成抗氧化剂的比较

优化得出的复合抗氧化剂（樟树叶多酚提取物0.20%、茶多酚0.03%、迷迭香提取物0.04%、甘草提取物0.01%）在猪油中的诱导时间见表4。各合成抗氧化剂添加量均为0.02%，由试验结果可以看出，各组样品猪油的氧化诱导时间排序依次为TBHQ＞樟树叶多酚复合抗氧化剂＞BHA＞BHT＞空白。樟树叶多酚复合抗氧化剂的抗氧化性高于BHT、BHA，但低于TBHQ。复合抗氧化剂各组分含有多种多酚物质，多酚类物质具有良好的清除自由基的能力，能很好的发挥抗氧化作用。复合天然抗氧化剂在发挥抗氧化作用时，各组分可能表现协同增效的作用，从而大大提高其抗氧化能力。

表4 加入各种抗氧化剂油样的诱导时间Table 4 Oxidation induction time indicated by conductivity of lard oil added with different antioxidants

3 结论

本试验在前人研究樟多酚与其他抗氧化剂协同作用的基础上，将樟树叶多酚与其他几种天然抗氧化剂进行复配，进一步得出抗氧化效果较好的复合天然抗氧化剂。根据正交试验结果得到的抗氧化效果最好的复合天然抗氧化剂的配方为樟多酚提取物0.20%、茶多酚0.03%、迷迭香提取物0.04%、甘草提取物0.01%。且配方对猪油的抗氧化能力强于BHT和BHA，但弱于TBHQ。樟树叶多酚作为复合抗氧化剂的主要成分，可以降低成本，且提取方法操作简单，提高了樟树资源的利用率。本试验为进一步充分应用樟树叶资源提供了一定的参考，但是复合天然抗氧化剂对其他油脂的抗氧化作用还有待研究。

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3 汤青云，李界斌，雷存喜.樟树中樟油和樟脑的提取［J］.益阳师专学报，2000，17（5）：49～50.

4 冉晓敏，李忠海，付湘晋，等.樟树多酚提取工艺的研究［J］.食品与机械，2011，27（2）：51～54.

5 孙崇鲁，黄克瀛，陈丛瑾.香樟叶中黄酮类化合物提取方法和抗氧化性的研究［J］.化学工程师，2006（7）：4～5.

6 曾娟，李会娜.樟树叶多酚对油脂的抗氧化活性研究［J］.现代食品科技，2012，28（8）：949～951.

7 Coler，毕良武，赵振东.欧洲迷迭香的研究状况［J］.生物质化学工程，2006，4（2）：41～44.

8 夏秀芳，孔保华，于长青.几种天然香辛料提取物延长冷却肉货架期的研究［J］.食品与机械，2008，24（3）：55～58.

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11 刘建，孟春丽，杨萍.茶多酚对食用油脂的抗氧化性探讨［J］.河南工业大学学报 （自然科学版），2007，28（4）：37～40.

12 张健希，胡静波，张玉军，等.茶多酚改性及其抗氧化性能的研究［J］.粮食与食品工业，2008，15（2）：33～37.

13 张英.天然功能性竹叶提取物——竹叶黄酮［J］.中国食品添加剂，2002（3）：54～59.

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15 刘书成，李元瑞.大蒜复合抗氧化剂的配方优化及抗氧化机理分析［J］.中国食品添加剂，2007（2）：120～125.