花生与芝麻混合压榨油的氧化稳定性研究

吴克刚 尤腾琦 柴向华

（广东工业大学轻工化工学院食品工程系，广州 510006）

花生与芝麻混合压榨油的氧化稳定性研究

吴克刚 尤腾琦 柴向华

（广东工业大学轻工化工学院食品工程系，广州 510006）

试验采取原料先混合后压榨的方法制备混合压榨油并研究其氧化稳定性，并通过化学方法及高效液相色谱法分析了多酚和木酚素类物质的含量与DPPH·清除能力等，初步分析了其抗氧化机理。结果表明花生芝麻混合压榨油的抗氧化能力优于传统调和油，芝麻中多酚类物质对混合压榨油的氧化稳定性起关键作用，其中白芝麻的效果优于黑芝麻；芝麻中结合多酚的含量约为自由多酚的5倍，自由多酚的DPPH·清除能力约为结合多酚的2倍，白芝麻花生混合压榨油的木酚素类物质比黑芝麻花生的略多20%，较传统压榨油多出30%～50%。

花生 芝麻 压榨油 抗氧化活性

花生和芝麻是我国常用的特种优质油料作物［1］。花生油具有诱人的香气和良好的口感，但由于不饱和脂肪酸含量丰富、维生素E含量低，使其易于氧化酸败、不耐储存［2－3］。芝麻富含芝麻素、芝麻酚等具有良好抗氧化作用的物质，传统型调和油只是将花生油和芝麻油简单地按比例混合调匀，而原料先混合后压榨不仅能避免因二次加工而带来的油脂和抗氧化物质的损失，同时能提高油脂中芝麻素、芝麻酚等具有良好抗氧化作用物质的含量，使其无需额外使用抗氧化剂也能保持良好的氧化稳定性。油脂中存在自由基，会导致油脂自动氧化酸败，长期食用氧化酸败的油脂会对人体健康造成威胁，提高哮喘、衰老、老年性白内障、扩张性心肌病等患病几率［4－6］。刘玉兰等［5］研究了不同芝麻品种和制油工艺对芝麻油的影响，侯滨滨等［7］研究了芝麻中有抗氧化作用的木酚素类物质，吴克刚等［8－9］研究了天然抗氧化剂对花生油的抗氧化作用。本研究将花生、芝麻2种油料混合压榨制取调和油的氧化稳定性，并进一步探讨其中的抗氧化物质对调和油的抗氧化活性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

花生、黑芝麻、白芝麻：广州超市（产地为安徽）；芝麻素、芝麻酚：阿拉丁试剂（上海）有限公司；1，1－二苯基－2－苦苯肼自由基（DPPH·）：美国Sigma公司。

1.2 试验仪器

台式商用小型榨油机：广州市阳光机械有限公司；GC－2010型气相色谱仪：日本岛津公司。

1.3 氧化稳定性试验

采用Schaal烘箱法，将待测油样装入相同大小的棕色细口瓶中，放入（60±0.5）℃恒温箱中加速氧化，定期交换在恒温箱中的放置位置，定期取样测定过氧化值（peroxide value，POV）。

1.4 花生芝麻混合压榨

根据压榨器材的参数及油脂加工厂现行的压榨工艺，按照试验需要取出晒干备用的花生与芝麻进行前处理，处理完成后以芝麻占15%的质量比例适当粉碎并混合均匀，混合原料直接放入榨油机的榨膛中，在250～400℃压榨温度和常压榨膛压力下，压榨约20min，压榨油经静置取上清反复抽滤后油品呈澄清透明状即为样品油。

1.5 DPPH·清除能力的测定

取适量乙醇溶解19.716 mg DPPH·用无水乙醇定容至250mL，配成200μmol／mL的溶液。分别取待测油脂处理样品 0（空白样）、0.5、1.0、1.5、2.0mL，加入无水乙醇稀释定容至10mL，于室温下避光混匀反应30min后，以无水乙醇为参比，用分光光度计于517 nm波长处测量吸光度值，分别记样品管和空白管的吸光值为A s和A o。以反应时的多酚浓度为横坐标，DPPH·的清除率为纵坐标，分别作出相应油样的DPPH·清除率曲线，并求出对应的清除能力（AE）。DPPH·清除率＝（1－AS／AO）×100%。

1.6 没食子酸标准曲线的确定

分别配制 40、80、120、160、200μg／mL的没食子酸溶液，用去离子水定容至10mL，采用Folin－Ciocalteu比色法在波长为760 nm处用分光光度计测定吸光值。以没食子酸标准溶液的浓度对吸光度作标准曲线回归方程，绘图得方程y＝0.005 7x＋0.021 5（R2＝0.998 7）。

1.7 多酚物质的提取和测量

自由多酚及结合多酚的提取参考赵旭等［10］的研究方法并稍作修改，提取自由多酚时将芝麻破碎后与80%冷丙酮（1∶2，m／V）混合，充分反应后过滤并回收滤液，滤渣用80%冷丙酮在冰水浴中再次进行搅拌重复提取5次，每次10min。过滤后将滤液合并，10 000 r／min离心10min，用真空旋转蒸发器进行蒸发浓缩直至90%的液体被蒸干为止，以去离子水定容至25 m L。滤渣回收冷藏备用。

提取结合多酚时将芝麻破碎后和80%冷乙醇，80%冷丙酮、冷水（均为 1∶2，m／V）混合，充分反应后过滤并回收滤渣，取 10 g滤渣与 10mL 4mol／L NaOH在室温下震荡水解1 h，震荡过程中离心管内必须充满惰性气体，然后用盐酸滴定溶液至中性，再用60mL乙酸乙酯分别重复提取5次，合并提取溶液于离心机中进行5 000 r／min离心10min，用移液管吸取上层清液（有机层），收集到烧瓶中在45℃下蒸发至干，用去离子水将残余物质定容至10mL冷藏备用。

多酚的测量采用Folin－Ciocalteu比色法测量。取0.5mL多酚待测样品稀释定容至10mL，用分光光度计在波长760 nm处进行测量。

计算公式：多酚含量（10－2mg／g样品）＝C×V×N／m×100

式中：C为由吸光值根据没食子酸标准曲线回归方程计算出来的样品溶液中多酚类物质的质量浓度／μg／mL；V为样品提取液浓缩后定容的体积／mL；N为待测样品的总稀释倍数，20；m为样品的质量／g。

1.8 芝麻素与芝麻酚的检测－高效液相色谱法

1.8.1 标准曲线的绘制

参考刘玉兰等［5］的研究方法并稍作修改，准确称量芝麻素（或芝麻酚）0.01 g，用甲醇溶解后定容到25mL容量瓶中。精确吸取该标样1、2、3、4、5mL于10mL容量瓶中并定容，配制成一系列质量浓度的标准样品溶液。根据不同质量浓度的芝麻素（或芝麻酚）标样与相对的峰面积绘制标准曲线。

1.8.2 样品前处理

将芝麻油皂化后过滤并提取其中的不皂化物溶于正己烷中，在旋转蒸发仪中蒸发直至蒸除90%以上的溶剂，再加入5mL甲醇溶解残留液，静置后取上清液定容至1mL，置于冰箱中备用。

1.8.3 色谱条件

芝麻素、芝麻酚色谱柱：Kromasil C18柱（250mm×4.6mm，5μm），柱温 30℃，流动相 V（甲醇）∶V（水）为70∶30，流速 1.0mL／min，检测波长分别为 287、300 nm，进样量：10μL。总运行时间为30min，根据样品保留时间与标准品对照定性，峰面积外标法定量。重复3次。

2 结果与讨论

2.1 花生与芝麻原料混合压榨油及混合调和油氧化稳定性的比较

单独压榨黑芝麻、白芝麻和花生分别得到纯黑芝麻油、纯白芝麻油和纯花生油，将纯黑芝麻油、纯白芝麻油分别按一定比例和纯花生油调配得到花生黑芝麻调和油、花生白芝麻调和油，将花生和芝麻原料按一定比例混合压榨分别得到花生黑芝麻混合压榨油、花生白芝麻混合压榨油，各种油的氧化稳定性试验结果如图1所示。

图1 花生芝麻混合压榨油及调和油的氧化稳定性

由图1可见，芝麻油的加入能对油脂的整体氧化稳定性得到显著的提升，其中以花生白芝麻混合压榨油最优，花生白芝麻调和油次之。各种油样在试验的前6 d表现较为稳定，POV普遍在5 mmol／kg以内，第7天开始出现明显的增幅。从试验结果发现，白芝麻的抗氧化效果优于黑芝麻，油料混合压榨油的氧化稳定性优于调和油。白芝麻较黑芝麻含有更多的木酚素类物质和较少的金属离子，使得白芝麻与花生的混合压榨油、调和油的整体氧化稳定性均较高。在压榨过程中，花生原料对芝麻中木酚素类物质起到一定保护作用的同时，提供了大量的糖类和带有自由氨基的含氮化合物（如蛋白质、氨基酸、肽等）发生美拉德反应，反应过程中生成了如类黑精、还原酮类物质、杂环类化合物等反应中间体及后期产物，它们大多具有良好的抗氧化能力，这更进一步有利于芝麻、花生原料混合压榨的油比单独压榨的油及其调和油的氧化稳定性好。

2.2 花生与芝麻原料混合压榨油及混合调和油清除DPPH·能力的比较

从图2可知，纯芝麻油清除DPPH·能力明显优于纯花生油，因此在花生油中带入芝麻油能显著提高花生油清除DPPH·能力，特别是芝麻、花生二者混合压榨油更为有效，其中白芝麻略优于黑芝麻。油脂的自动氧化属于自由基链式反应，清除DPPH·能力反映了油脂自身的抗氧化能力和氧化稳定性，这与前面试验结果十分吻合。

图2 原料混合压榨及油样混合调和油的DPPH·清除率曲线

2.3 芝麻中多酚物质的含量与DPPH·清除能力的比较

前面的试验发现，芝麻油具有优良清除DPPH·能力，使其能提高花生油的氧化稳定性，这与其富含多酚类物质是分不开的，试验进一步提取芝麻中的多酚物质，并比较其清除DPPH·能力，结果如图3和图4所示。

图3 芝麻的自由酚和结合酚的含量

图4 自由酚和结合酚清除自由基能力

从图3中可知，黑芝麻中结合酚含量为（506.3±9.32）μg／g，自由酚的含量则为（102.8±2.06）μg／g；白芝麻中的结合酚含量为（565.8±11.63）μg／g，自由酚的含量则为（117.4±4.45）μg／g。可见，白芝麻中多酚物质的含量比黑芝麻多10%。从多酚的组成比例上来看，不难发现芝麻中多酚的组成形式大多以结合形态为主，这一点与谷类物质相似。结合酚的抗氧化能力比自由酚弱，但是含量较大从而在整体上表现出较强的抗氧化能力。另外，芝麻与花生混合压榨时由于高温、压力等综合因素的作用也会促进结合酚转化为自由酚，从而导致混合压榨油的高氧化稳定性。

2.4 混合压榨油中抗氧化物质的含量分析

芝麻与花生混合压榨油的高效液相色谱如图5和图6所示。

图5 黑芝麻与花生混合压榨油图谱

图6 白芝麻与花生混合压榨油图谱

表1 图谱分析结果／mg／100 g

试验结果表明黑芝麻花生混合压榨油中芝麻素、芝麻林素、芝麻酚的含量分别为78.3、30.5、7.4 mg／100 g，白芝麻花生混合压榨油的芝麻素、芝麻林素、芝麻酚的含量分别是 96.9、38.7、9.7 mg／100 g，混合压榨油按芝麻占15%的质量比例换算，其木酚素类物质较一般芝麻油多出30%～50%，说明原料在混合压榨的过程中花生原料对芝麻中木酚素类物质的确能起到保护和促进生成作用，白芝麻木酚素类物质的含量比黑芝麻的略高，这也和上述研究的现象相一致。

2.5 花生芝麻混合压榨油氧化稳定性的初步机理分析

图7 芝麻素常温反应过程

混合压榨油中含有大量芝麻素、芝麻林素和芝麻酚，其中芝麻酚是起主导作用的抗氧化物质，而芝麻素和芝麻林素则是混合压榨油中众多抗氧化物质的前体物质。芝麻素在压榨和常温保存中容易降解为类儿茶酚体及其反应中间体（图7），前者含有1个酚羟基并在甲氧基的诱导效应下呈现出强抗氧化性，后者含有2个酚羟基并且这2个酚羟基为邻二酚羟基可通过协同作用来稳定和清除自由基，因而整体上表现出强抗氧化性的能力，使混合压榨油的稳定性提高［11］。芝麻林素在压榨和常温保存中首先会发生分子间转化生成芝麻素酚（图8），由于酚羟基的位置不存在空间位阻，使得其有利于与自由基进行电子配对从而提供一定的抗氧化能力，随后热降解为芝麻酚作为直接起主导作用的抗氧化物质［12］。

图8 芝麻林素降解过程

3 结论

试验结果表明，原料先混合后压榨的花生芝麻混合压榨油比传统的压榨油氧化稳定性好，其原因是因为这种压榨工艺能够为压榨油中带入更多的木酚素类物质，其中白芝麻的效果优于黑芝麻。内源性抗氧化物的分析显示白芝麻中多酚物质比黑芝麻的略多10%，白芝麻花生混合压榨油的木酚素类物质比黑芝麻花生的略多20%，较传统压榨油多出30%～50%，其氧化稳定性的初步机理分析显示在压榨过程中的物理作用和热力作用能有效地提高芝麻酚的转化率。

［1］赵国志.世界芝麻生产与贸易概况［J］.粮食与油脂，2005（1）：31－32

［2］李娜.芝麻的营养成分与食疗保健作用［J］.中国食物与营养，2008（5）：55－57

［3］Peng X A，Xiong Y C，Kong B A.Antioxidant activity of peptide fractions from whey protein hydrolysates asmeasured by electron spin resonance［J］.Food Chemistry，2009（113）：196－201

［4］Moskovitz J，Yim K A，Choke P B.Free radical and disease［J］.Archives of Biochemistry and Biophysics，2002（397）：354－359

［5］刘玉兰，陈刘杨，汪学德，等.芝麻品种和制油工艺对芝麻油品质的影响［J］.中国油脂，2010，35（2）：6－10

［6］Kafui Kwami Adom，Rui Hai Liu.Antioxidant activity of grains［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2002（50）：6182－6187

［7］侯滨滨，李楠，刘元.芝麻中的木酚素类物质［J］.食品研究与开发，2005，26（6）：137－139

［8］吴克刚，柴向华，李旭日，等.食用香料对花生油抗氧化作用的研究［J］.食品工业科技，2009，30（3）：102－104

［9］吴克刚，柴向华，翟柱成，等.天然抗氧化剂对葵花籽油抗氧化作用的研究［J］.食品工业科技，2009，31（3）：148－150

［10］赵旭，郑必胜，周萌.梨中不同形态酚类化合物的抗氧化活性对比分析［J］.现代食品科技，2013，29（5）：969－972

［11］Yulan Lin.Dietery phytoestrogens and esophageal cancer［D］.Sweden：karolinska institute，2013

［12］陈凤香，曹文明，曹国武，等.芝麻木脂素研究进展［J］.粮食与油脂，2012（6）：1－6.

Oxidation Stability of Mixed
Peanut and Sesame During Pressing Oil

Wu Kegang You Tengqi Chai Xianghua

（Department of Food Science，Institute of Chemical Engineering and Light Industry，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006）

In order to improve the oxidation stability of peanut－sesamemixed pressed oilwithout using the antioxidants，the experiment prepared and analyzed the oxidation stability of peanut－sesamemixed pressed oil which were squeezed bymixing thematerial first.The substances content and DPPH·scavenging ability of polyphenols and lignanswere analyzed by the chemicalmethod and high performance liquid phase chromatography，and the antioxidantmechanism was also studied.The results showed that the antioxidant capacity of peanut－sesamemixed pressed oil were better than that of traditional blending oil.Polyphenols played a key effect in the sessame and white sesame was better than the black one.The content of combined polyphenolswere 5 times of free polyphenols in the sessame and the DPPH· scavenging capacity of the free polyphenols were twice of combined polyphenols，the substances content of lignans in the peanut－sesame mixed pressing oil were 20%more than the black one and 30%to 50%more than the traditional pressed oil.

peanut，sesame，pressing oil，antioxidant activity

TS224

A

1003－0174（2015）06－0057－05

粤港关键领域重点突破项目（2009A020700005），省科技计划（2012B020311007）

2014－01－08

吴克刚，男，1969年出生，教授，农产品保鲜与加工、食品添加剂与质量安全