油樟叶多糖抗油脂氧化作用的研究
2015-04-08敖光辉杜永华魏琴蒋惠李玉杰
敖光辉,杜永华,魏琴,蒋惠,李玉杰
(1.内江师范学院,四川内江641112;2.宜宾学院·香料植物资源开发与利用四川省高校重点实验室,四川宜宾644000;3.宜宾学院生命科学与食品工程学院,四川宜宾644000)
油樟叶多糖抗油脂氧化作用的研究
敖光辉1,杜永华2,*,魏琴2,*,蒋惠3,李玉杰3
(1.内江师范学院,四川内江641112;2.宜宾学院·香料植物资源开发与利用四川省高校重点实验室,四川宜宾644000;3.宜宾学院生命科学与食品工程学院,四川宜宾644000)
采用蒽酮-硫酸法测定油樟叶总多糖含量,采用烘箱贮藏法测定油樟叶总多糖抗猪油和菜籽油氧化作用。结果表明,采用蒽酮-硫酸法测得油樟叶中总多糖含量为24.9mg/g;油樟叶粗多糖对猪油和菜籽油均具有较好抗氧化作用,且呈浓度依赖性;0.20%添加量的油樟叶粗多糖对猪油的抗氧化作用与0.02%BHT相当;0.50%添加量的油樟叶多糖对菜籽油抗氧化作用相当于0.02%BHT;BHT对油樟叶多糖抗猪油和菜籽油氧化作用均有协同增效作用;油樟叶多糖抗猪油氧化作用强于菜籽油。油樟叶多糖具有抗油脂氧化作用,BHT对其有协同增效作用。
油樟;多糖;抗氧化作用;油脂
油樟[Cinnamomum longepaniculatum(Gamble)N. Chao]是我国特有樟科(Lauraceae)樟属(Cinnamomum)香料树种,属国家Ⅱ级重点保护野生植物[1]。油樟叶富含芳香油,其含油量比香樟(C.camp hora(L inn.)Presl)叶高1~2倍,已成为香料、医药、日用和化工产品的重要原料来源[2]。油樟主产地四川宜宾已成为全国三大天然香料油的生产、加工和集散地之一,每年产油樟油近2 000 t,占全国总量70%[3]。然而,目前对油樟叶提取芳香油后残渣的综合利用研究极少,每年有近10万吨油樟叶残渣被随意抛弃,不仅浪费资源,还破坏生态平衡。研究表明油樟叶脱油残渣的粗提取具有一定抗细菌[4]、抗真菌[5]和镇痛抗炎[6-7]等作用。本课题前期研究表明油樟叶中含有较多的多糖类成分,本研究采用蒽酮-硫酸法测定油樟叶中总多糖含量,采用烘箱贮藏法研究油樟叶总多糖抗油脂氧化作用,为油樟叶的综合利用提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
油樟(C.longepaniculatum)叶采自宜宾油樟人工种植基地;新鲜猪板油(经高温湿法熬炼制备猪油)、菜籽油(现场压榨)均不含任何添加剂,购自农贸市场;葡萄糖标准品(含量≥98%)购自于贵州迪大生物有限公司;其它化学试剂均为分析纯。
1.2 仪器
RE-52AA减压旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂;TU-1901双光束紫外可见光分光光度计:北京普析通用仪器有限责任公司;LG-5A真空冷冻干燥机:上海市离心机机械研究所有限公司。
1.3 方法
1.3.1 油樟叶多糖的制备
新鲜油樟叶通过水蒸汽蒸馏去除芳香油后,60℃烘干粉碎,取40目~80目粉末100 g,按料液比1∶20用80%乙醇在85℃水浴回流4 h除去醇溶性物质,过滤,残渣于60℃干燥后按料液比1∶20加水浸泡15 min,100℃水浴回流提取3 h,过滤,滤液减压浓缩至约100mL,加入等体积的氯仿/正丁醇混合溶液(体积比=4∶1)振荡30min,按sevage法去除蛋白质,离心取水相清液,加入乙醇调至含醇量为80%,4℃静置过夜,离心取沉淀,沉淀用无水乙醇、丙酮、乙醚反复洗涤,真空冷冻干燥得油樟叶粗多糖,计算得率。
1.3.2 多糖含量测定
1.3.2.1 检测波长的选择
分别精密吸取 40.0 mg/L葡萄糖标准溶液和80.0 mg/L油樟叶粗多糖溶液各1.0mL于两支5mL具塞试管中,分别加入0.2%蒽酮-硫酸溶液4.0mL,密封试管口,摇匀后置冰浴冷却2min,置沸水浴10min,自来水冷却至室温10min。以1.0mL蒸馏水代替葡萄糖标准溶液为空白对照,在400 nm~800 nm扫描,选择葡萄糖标准溶液和样品溶液的共有最大吸收波长为检测波长。
1.3.2.2 标准曲线绘制
精密称取100.0mg葡萄糖标准品,蒸馏水定容至100mL,分别吸取2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0mL加入6个100mL容量瓶中定容,分别吸取1.0mL于6支具塞试管中,按“检测波长的选择”项下显色方法显色,在622nm处测定吸光度。以葡萄糖标准溶液浓度(C,mg/L)为横坐标,吸光度(A)为纵坐标,绘制标准曲线,求线性回归方程。
1.3.2.3 精密度试验
精密吸取40.0mg/L葡萄糖标准溶液1.0mL,6份,按“标准曲线绘制”项下方法测定吸光度,计算RSD值。
1.3.2.4 稳定性试验
精密吸取80.0mg/L油樟叶多糖溶液1.0mL,按“标准曲线绘制”项下方法显色后,分别于0、20、40、60、80、100、120min测定吸光度,计算RSD值。
1.3.2.5 加标回收率试验
精密称取油樟叶粗多糖200.0mg,5份,分别精密加入30.0mg葡萄糖标准品,用水溶解并定容至100mL,取4mL稀释至100mL,分别吸取1.0mL,按“标准曲线绘制”项下方法测定吸光度,计算平均回收率和RSD值。
1.3.2.6 样品含量测定
精密称取油樟叶粗多糖200.0mg,5份,用水溶解并定容至100mL,取4mL稀释至100mL,即得80.0mg/L粗多糖溶液,分别吸取1.0mL,按“标准曲线绘制”项下方法测定吸光度,求得油樟叶中多糖平均含量、RSD值和油樟叶粗多糖纯度。
1.3.3 抗油脂氧化作用测定
采用烘箱储藏试验法[8]测定,称取25 g猪油或菜籽油,置于50mL碘量瓶中,按0.02%、0.05%、0.20%、0.50%、1.00%的质量百分比添加油樟叶粗多糖,以0.02%2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)和0.01%抗坏血酸(VC)为阳性对照,以纯猪油或菜油为空白对照,70℃加热搅拌30 min充分混匀,置(70±1)℃烘箱,每隔12小时搅拌1次,并交换在烘箱中的位置,每24小时参照国家标准《食用植物油卫生标准的分析方法》(GB/T 5009.37-2003)测定油样过氧化值(POV)。同时以BHT为协同增效剂,油樟叶粗多糖和BHT分别按油样质量0.2%和0.02%的比例加入油样进行协同抗氧化试验。参考GB 10146-2005和GB/T 5538-2005对猪油和菜籽油POV的规定,设定猪油和菜籽油氧化诱导终点POV为0.2 g/100g。参考文献[9],将油脂的氧化过程归为一级反应,其反应方程为Ln C=-kt+Ln C0(式中C为油脂氧化后的过氧化值,C0为油脂初始过氧化值,k为速率常数,t为时间)根据该方程求出油脂氧化速率常数k,由回归方程计算出油脂POV达到0.2 g/100 g时的氧化诱导时间。
2 结果与分析
2.1 油樟叶总多糖含量测定
采用蒽酮-硫酸法测定油樟叶粗多糖的含量,结果表明葡萄糖标准溶液和油樟叶粗多糖溶液经蒽酮-硫酸法显色后,在400 nm~800 nm范围内的最大吸收波长分别为623 nm和621 nm,选择622 nm为检测波长。在622 nm处绘制葡萄糖标准曲线所得线性回归方程为A=0.012 9C-0.007 6,R2=0.999 7,可见葡萄糖含量在20.0mg/L~70.0mg/L范围内线性良好。精密度试验、稳定性试验、加标回收率试验、样品重复性测定试验的RSD分别为2.02%、2.27%、2.38%和2.12%,可见蒽酮-硫酸法测定油樟叶粗多糖的精密度较好,稳定性,样品显色后在2 h内较稳定,加标平均回收率较高达97.31%,样品含量测定重复性较好。100 g油樟叶中提取到3 124.5mg粗多糖(得率为3.12%),测得油樟叶中总多糖含量为24.9 mg/g,粗多糖纯度较高达79.69%。孙崇鲁[10]通过测定最佳提取工艺条件下提取液中总多糖含量所得香樟叶中总多糖含量为129.41mg/g,高于本试验制备的油樟叶中总多糖含量,可见开展油樟叶总多糖提取工艺研究是必要的。
2.2 油樟叶对猪油的抗氧化作用
采用烘箱法测定油樟叶粗多糖对猪油的抗氧化作用结果见图1。
由表图1可知,猪油经高温加速诱导后,随着氧化时间的增加,各组POV逐渐升高。在猪油中添加不同浓度油樟叶粗多糖后,猪油的POV均低于纯猪油空白组。随着油樟叶粗多糖添加量的增加,POV逐渐降低。可见油樟叶粗多糖对猪油具有抗氧化作用,且呈剂量效应关系。猪油中添加不同浓度油樟叶粗多糖后的氧化诱导时间见表1。
由表1可知,0.01%VC对猪油抗氧化作用最弱,氧化诱导时间为66.36 h,与对照相比诱导时间仅延长了2.60%。这可能是由于VitC属水溶性抗氧化剂,在油脂中溶解能力有限有关。当油樟叶粗多糖添加量达到0.2%时,其抗氧化作用接近0.02%BHT,氧化诱导时间分别延长了9.37%和10.13%,与李文清等[9]关于0.02%BHT使猪油氧化诱导时间延长9.30%的报道一致。添加0.50%和1.00%油樟叶粗多糖后的氧化诱导时间均长于0.02%BHT,其氧化诱导时间分别延长了12.13%和16.05%。0.2%的油樟叶粗多糖与0.02% BHT同时添加到猪油中后,其氧化诱导时间长于单独添加时的诱导时间。可见,0.2%添加量的油樟叶粗多糖抗猪油氧化作用与0.02%BHT相当,0.50%和1.00%添加量油樟叶粗多糖抗猪油氧化作用优于0.02%BHT,BHT对油樟叶粗多糖的抗猪油氧化作用具有协同增效作用。
2.3 油樟叶对菜籽油的抗氧化作用
菜籽油经(70±1)℃高温诱导后,不同时间段POV测定结果见图2。
由图2可知,随着氧化时间的延长,各组POV逐渐增加。纯菜籽油空白组氧化速度最快,各阶段的POV高于其它试验组。随着油樟叶粗多糖添加浓度的增加,菜籽油POV逐渐减小。可见油樟叶粗多糖对菜籽油具有抗氧化作用,其抗氧化作用表现出剂量依赖性。不同添加量的油樟叶粗多糖对菜籽油氧化诱导时间的影响结果见表1。由表1可知,0.02%油樟叶粗多糖和0.01%VC对菜籽油氧化诱导时间均与菜籽油空白接近,其氧化诱导时间仅延长3%左右,可见二者抗菜籽油氧化作用较差。当油樟叶添加量达到0.50%时的菜籽油氧化诱导时间为37.53 h,与0.02%BHT相近(氧化诱导时间为37.22 h)。1.00%添加量的油樟叶粗多糖的抗氧化作用优于0.02%BHT,与对照组相比,其氧化诱导时间分别延长了12.79%和8.63%。在菜籽油中同时添加0.2%的油樟叶粗多糖和0.02%BHT的氧化诱导时间延长了10.81%,高于单独添加时对菜籽油氧化诱导时间的延长百分比。可见,0.50%添加量的油樟叶粗多糖对菜籽油抗氧化作用与0.02%BHT相当,1.00%油樟叶粗多糖的抗氧化作用优于0.02% BHT,BHT对油樟叶粗多糖抗菜籽油氧化作用具有协同增效作用。
实验结果表明,油樟叶粗多糖对猪油的氧化诱导时间延长百分比均高于其对菜籽油的延长百分比,可见油樟叶粗多糖对猪油的抗氧化作用优于菜籽油。GB2760-2011中规定BHT在油脂中最大使用量为油脂质量的0.02%,可见在油脂中添加一定量的油樟叶粗多糖可达到BHT抗氧化效果,具有一定开发利用前景。
3 结论
3.1 蒽酮-硫酸法测定油樟叶总多糖含量
采用蒽酮-硫酸法测定油樟叶中总多糖含量时,测定波长为622 nm,葡萄糖浓度在20.0mg/L~70.0mg/L范围内线性良好,该方法精密度、稳定性、加标平均回收率、重复性均较好,测得油樟叶总多糖含量为24.9mg/g,该方法可用于油樟叶总多糖的含量测定。
3.2 油樟叶粗多糖抗油脂氧化作用
油樟叶粗多糖具有良好的抗油脂氧化作用,且具有剂量依赖性,添加0.2%油樟叶粗多糖的抗猪油氧化作用与0.02%BHT相当,添加量达到0.50%和1.00%时,其抗氧化作用优于0.02%BHT;添加0.50%油樟叶粗多糖抗菜籽油氧化作用相当于0.02%BHT,添加量达到1.00%时,其抗氧化作用优于0.02%BHT。BHT对油樟叶粗多糖抗猪油和菜籽油氧化作用均有协同增效作用。油樟叶多糖属于功能性天然产物,除具有抗氧化作用外,可能还有其它功能作用,在油脂中添加一定量的油樟叶多糖比BHT等合成抗氧化剂更具优势。油樟叶多糖抗猪油氧化作用强于菜籽油,其在猪油的抗氧化剂开发应用中价值更高。
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Antioxidant Activity of Cinnamomum longepaniculatum Leaves Polysaccharide on Edible Oil
AO Guang-hui1,DU Yong-hua2,*,WEI Qin2,*,JIANG Hui3,LI Yu-jie3
(1.Neijiang Normal University,Neijiang 641112,Sichuan,China;2.Key Lab of Aromatic Plant Resources Exploitation and Utilization in Sichuan Higher Education,Yibin University,Yibin 644000,Sichuan,China;3.College of Life Science and Food Engineering,Yibin University,Yibin 644000,Sichuan,China)
The content of Cinnamomum longepaniculatum leaves total polysaccharide was determined by themethod of anthron sulphuric. The antioxidant activities of C. longepaniculatum leaves polysaccharide on lard andcolza oil were investigated by Schaal method. The results showed that the content of polysaccharide in C.longepaniculatum leaves was 24.9 mg/g. The polysaccharide of C. longepaniculatum displayed potentialantioxidant activity against both lard and colza oil with a concentration dependence. The same antioxidant effectson lard were observed between 0.20 % polysaccharide and 0.02 % BHT. The antioxidant effects of 0.50 %polysaccharide on colza oil was similar to 0.02 % BHT. BHT and C. longepaniculatum leaves polysaccharideexhibited obvious synergistic effect against the oxygenation of lard and colza oil. The antioxidant effect ofpolysaccharide on lard was better than that on colza oil. The polysaccharide from C. longepaniculatum showpotential antioxidant properties on edible oil, and BHT has synergistic effect to this polysaccharide.
Cinnamomum longepaniculatum;polysaccharide;antioxidant activity;oil
10.3969/j.issn.1005-6521.2015.07.004
2014-05-10
四川省基础研究项目(2011JY0050);四川省青年科技创新研究团队培育计划项目(2011JTD0035);四川省宜宾市科技局重点科技项(2012ZNY006)
敖光辉(1965—),男(汉),教授,本科,研究方向:植物学。
*通信作者