人工孵育模拟贮藏条件下高油脂性稀奶油抗氧化工艺筛选

钱时权 冯结丽 卢河东 石亚中 孙晓侠伍亚华 许 晖 陆兆新

（蚌埠学院生物与食品工程系1，蚌埠 233030）（南京农业大学食品科技学院2，南京 210095）

人工孵育模拟贮藏条件下高油脂性稀奶油抗氧化工艺筛选

钱时权1冯结丽1卢河东2石亚中1孙晓侠1伍亚华1许 晖1陆兆新2

（蚌埠学院生物与食品工程系1，蚌埠 233030）（南京农业大学食品科技学院2，南京 210095）

通过人工孵育模拟贮藏条件，研究了白藜芦醇、VA、VE单独作用于高油脂性稀奶油的抗氧化作用。研究了孵育温度、孵育时间和不同体积比对油脂抗氧化活性的影响。通过正交试验对抗油脂氧化工艺条件进行了筛选并在不同条件下对其抗氧化能力进行了比较。结果表明：白藜芦醇、VA和VE对稀奶油的油脂氧化均起到不同程度的延缓作用，在白藜芦醇（0.001 mg/mL）、VA（0.000 3 mg/mL）和 VE（0.000 1 mg/mL）体积比为1∶1∶1时，室温条件下贮藏到第9天时，稀奶油的过氧化值为0.31 mmol/kg，分别降低了77.1、12、22.2和11.9倍。筛选得到的工艺条件能显著提高油脂的抗氧化能力，延长了奶油的货架期。

白藜芦醇 VA VE 油脂氧化

奶油本身通常含有以脂肪乳形式存在的约35%的油脂。一方面，这些油脂是奶油具有营养和风味价值的重要成分之一［1－2］。将奶油添加到点心、蛋糕、冰淇淋等食品中，可赋予这些食品营养功能和特殊风味［3］。另一方面，由于受到环境如氧气、光线等因素影响，油脂很容易被氧化，进而导致奶油的品质变差、稳定性下降［4－5］。因此，防止奶油油脂氧化，提高奶油的稳定性、延长奶油的货架期具有重要的意义。

目前，普遍使用的抗氧化剂大多是人工合成的，如没 食 子 酸 丙 酯 （PG）［6］、二 丁 基 羟 基 甲 苯（BHT）［7］、丁基羟基茴香醚（BHA）［8］等。人工合成的食品抗氧化剂虽然具有抗氧化能力较强、质量稳定、价格适中、生产量大等优点，研究证明［9－10］，残留在食物中的人工合成的抗氧化剂被人体摄入后，对身体具有一定的毒害作用。因此，开发无毒无害物质的抗氧化剂逐渐成为食品添加剂领域的研究热点。天然抗氧化剂是从植物中提取、分离和纯化的一类具有抗氧化性的无毒无害物质［11－13］。白藜芦醇是一类黄酮类物质，在植物体内广泛存在，具有抗氧化功能［14］。VA和VE也是天然抗氧化剂。研究［15－16］发现，它们已经在食品工业中已经得到广泛应用。

本课题以从葡萄渣中提取得到的白藜芦醇、VA和VE为原料，通过人工孵育模拟奶油贮藏环境，探索奶油抗氧化工艺，为防止奶油氧化，延长奶油货架期奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

葡萄、奶油、福临门玉米油：自购。

1.2 仪器设备

722－紫外分光光度计：上海光学仪器厂；超声波萃取仪：上海生析超声仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 白藜芦醇的制备［17］

将山葡萄皮、籽阴干，先将葡萄皮与葡萄籽的干粉过120目筛，称取粉末50 g，加入pH 5的盐酸溶液，在55℃恒温水浴中处理2 h离心获得滤渣，再加入95%乙醇提取剂，用超声波萃取45 min，之后放入恒温水浴锅浸提几小时后离心取上清液，取上清液进行蒸发浓缩后定容至100 mL，最后在紫外波长为306 nm处测其吸光度。测出其相对含量。标准曲线：白藜芦醇标准曲线方程为：y＝0.130 8x＋0.003 9（y：浓度/mg/mL；x：吸光度，R2＝0.999 7）。

1.3.2 过氧化值测定

采用碘量法，精确称取固体奶油20 g于小烧杯中，加入植物油脂（以福临门非转基因玉米油代替）20 mL和去离子水30 mL，混合均匀，制成高油脂性稀奶油样品。精确量取2 g油样于碘量瓶中，加入20 mL异辛烷和30 mL冰乙酸混合液，使样品完全溶解。加入1 mL饱和碘化钾溶液，紧密塞好瓶盖，并轻轻振摇0.5 min，然后在暗处放置3min，取出加100 mL水，摇匀，立即以淀粉试液为指示剂，用0.01 mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点，同时做空白试验。参照GB/T5538—2005测定过氧化值（POV）。

1.3.3 白藜芦醇、VA、VE的抗氧化试验

研究不同浓度的白藜芦醇（0.000 01、0.000 1、0.001、0.01mg/mL）、VA（0.000 15、0.000 3、0.000 45、0.001 5 mg/mL）和 VE（0.000 15、0.000 3、0.000 45、0.001 5 mg/mL）在不同时间点对稀奶油的抗氧化作用，并作对照。

1.3.4 人工孵育模拟贮藏试验

先将油样置于恒温水浴锅进行预热，然后采用设置孵育温度（30～50℃）和孵育时间（10～30 min）模拟稀奶油贮藏环境，在不同体积比（白藜芦醇∶VA∶VE分别为 1∶1∶1、1∶2∶1、2∶1∶1和 1∶1∶2）的条件下，探讨上述因素对稀奶油抗氧化性的影响。

1.3.5 抗氧化工艺优化

在单因素的基础上对影响稀奶油抗氧化性的主要因素：A（孵育温度），B（孵育时间）和C（体积比）进行L9（33）正交试验，筛选最优稀奶油抗氧化工艺并结合实际对最佳工艺条件进行比较验证。

1.3.6 数据分析

采用Excel和SPSS 20的One－Way ANOVA过程的Duncan法进行标准误差、方差分析和显著性分析。每个试验重复3次。

2 结果与分析

2.1 白藜芦醇对稀奶油的抗氧化作用

白藜芦醇对稀奶油的抗氧化作用见图1，随着孵育时间的延长，在20～60 min范围内，对照和添加了白藜芦醇油样的基本保持不变，当水浴时间超过60 min时，对照的过氧化值增加明显，而添加了白藜芦醇油样的过氧化值略有增加，但不明显。当白藜芦醇质量浓度为0.000 01 mg/mL时，过氧化值略有增加，但明显低于对照。而当质量浓度为0.000 1、0.001和0.01 mg/mL时，过氧化值基本不变。当白藜芦醇超过一定浓度抗氧化作用并不增加，质量浓度为0.001 mg/mL和0.01 mg/mL的白藜芦醇处理70 min之后，抗氧化作用却减小。白藜芦醇对油脂的抗氧化作用，主要是因为其结构中的活泼酚羟基能够清除自由基，并且能与过氧化自由基结合形成稳定的化合物，进而发挥抗氧化作用。然而随着白藜芦醇在发挥抗氧化作用时，酚类基团没有被及时还原，这时不但没有抗氧化效果，反而能够促进油脂的氧化。图1表明，没有添加白藜芦醇油样的过氧化值要高于添加了白藜芦醇的过氧化值，这说明白藜芦醇对油脂氧化有明显抑制作用。因此，考虑成本因素，试验选择白藜芦醇质量浓度为0.001 mg/mL为宜。

图1 白藜芦醇对稀奶油过氧化值的影响

2.2 VA对稀奶油抗氧化性的影响

不同浓度的VA对稀奶油的抗氧化作用见图2。

图2 VA对稀奶油抗氧化能力的影响

随着孵育时间的延长，油样的过氧化值先维持恒定，当处理时间超过60 min以后，油样的过氧化值呈增加趋势。当低剂量的VA（0.000 15 mg/mL）单独作用于油样时，过氧化值降低不明显。当VA质量浓度在0.000 3～0.001 5 mg/mL范围内存在明显的抗氧化效果，当继续加大VA浓度时，对油脂的抗氧化作用影响不大。VA对油脂的抗氧化作用是因为其具有双烯共轭键，能够有效的清除脂质过氧化自由基，从而终止脂质的过氧化反应。结合实际，试验选择VA质量浓度为0.000 3 mg/mL。

2.3 VE对稀奶油的抗氧化作用

VE对稀奶油的抗氧化作用如图3所示，随着孵育时间的延长，VE质量浓度在0.000 025～0.000 2 mg/mL内，随着VE的浓度增加，当处理时间超过60 min时，总体来说，高剂量VE对稀奶油的抗氧化作用要优于低剂量VE。另外还可以看出，其油样的过氧化值要低于对照，这说明VE能延缓油脂的氧化作用。VE对油脂的抗氧化性是因为苯环上羟基的置换，所以，当羟基被结合生成酯后，就不再具有抗氧化性，当抗氧化自由基浓度的增加到一定值（大于过氧自由基）时，抗氧化剂将会变成促氧化剂。这也是处理时间超过75 min之后为0.000 2 mg/mL VE的抗氧化效果反而减弱的原因。所以，试验最佳VE质量浓度为 0.000 1 mg/mL。

图3 VE对稀奶油抗氧化的影响

2.4 不同白藜芦醇、VA和VE体积组合对稀奶油抗氧化作用

在上述单一效应的基础上，选择不同体积的白藜芦醇（0.001 mg/mL）、VA（0.000 3 mg/mL）和 VE（0.000 1 mg/mL）进一步进行进一步筛选，考察它们对稀奶油抗氧化作用的叠加效应，结果见表1，由表1可知，不同体积比的白藜芦醇、VA和VE对稀奶油过氧化值的影响差异极显著（P＜0.01）。当白藜芦醇、VA和VE配比为1∶1∶1、2∶1∶1和1∶2∶1时，过氧化值较小，其中，当白藜芦醇、VA和VE配比为1∶1∶1，抗氧化效果更佳。

表1 不同体积比的白藜芦醇、VA和VE组合对稀奶油抗氧化的影响

2.5 孵育时间对稀奶油的抗氧化作用

在白藜芦醇、VA和VE配比为1∶1∶1的条件下，孵育温度为35℃时，孵育时间对稀奶油抗氧化作用如图4所示。随着处理时间的延长，稀奶油的过氧化值先慢慢增加，然后维持恒定，当孵育时间超过20 min时，过氧化值迅速增加，孵育时间为20 min时稀奶油的过氧化值与25 min和30 min相比差异显著（P＜0.01）。这是因为油脂的氧化具有过程性，在一定时间内，抗氧化剂能延缓油脂的氧化而并不能阻止其氧化，当超过一定时间，油脂的氧化成都会加剧，从而导致奶油变质。所以，在10～20 min范围内，白藜芦醇、VA和VE组合能对油脂起到较好的抗氧化作用。

图4 孵育时间对稀奶油抗氧化作用

2.6 孵育温度对稀奶油的抗氧化作用

在白藜芦醇、VA和VE配比为1∶1∶1的条件下，时间为20 min时，孵育温度对稀奶油过氧化值的影响如图5所示。由图5可知，在孵育温度10～35℃时，随着温度的升高，稀奶油过氧化值基本不变，超过35℃时，过氧化值随着温度的升高而增加迅速，孵育温度为35℃时稀奶油的过氧化值与40℃和45℃间差异显著（P＜0.01）。这是因为当超过一定温度时，白藜芦醇、VA和VE的活性基团，尤其是与抗氧化活性相关的结构遭到一定程度的破坏，造成抗氧化活性下降，因而油脂氧化速率加快，过氧化值迅速增加。因此，最佳温度在30～35℃为宜。

图5 孵育温度对稀奶油抗氧化的影响

2.7 正交分析及比较验证

抗氧化剂的筛选正交试验结果如表2和表3所示。通过极差分析可知，影响因素的大小顺序为C＞A＞B，即不同配比＞温度＞时间。方差分析表明，3种抗氧化剂的不同配比对稀奶油过氧化值影响显著（P＜0.05），而温度和时间影响不显著。根据试验结果，确定稀奶油抗氧化最佳配方为A2B3C1，即温度35℃，时间20min，白藜芦醇（0.001 mg/mL）、VA（0.000 3 mg/mL）和VE（0.000 1 mg/mL）配比为 1∶1∶1。

表2 正交试验结果

表3 方差分析

表4 室温（25℃）贮藏条件下抗氧化效果比较/mmol

结合实际，选择上述最佳配比条件下，适当延长时间，在室温（25℃）贮藏条件下对高油脂性稀奶油的过氧化值进行了测定，结果见表4，随着贮藏时间的延长，稀奶油的过氧化值明显呈上升趋势，未添加任何抗氧化剂时稀奶油的过氧化值增加的最明显，从第 1天的2.25 mmol/kg到第9天的24.22 mmol/kg，增加了9.76倍。采用白藜芦醇（0.001 mg/mL）、VA（0.0003mg/mL）和VE（0.0001mg/mL）体积积比为1∶1∶1于室温条件下贮藏时，稀奶油的过氧化值增加不明显，当贮藏到第9天时，过氧化值为仅为0.31 mmol/kg（P＜0.01），与未添加任何抗氧化剂时相比，降低了77.1倍，这说明筛选得到的抗氧化工艺能显著提高高油脂性稀奶油的抗氧化能力，延长奶油的货架期。另外，与白藜芦醇（0.001 mg/mL）、VA（0.000 3 mg/mL）和 VE（0.000 1 mg/mL）单独作用于稀奶油及未添加任何抗氧化剂时相比，差异显著（P＜0.01），分别降低了12、22.2和11.9倍，说明白藜芦醇、VA和VE对油脂的复合抗氧化作用优于它们的单一效应，这主要是由于它们本身携带的抗氧化活性基团有关，单一作用时这些抗氧化活性基团容易受到损伤，进而导致其抗氧化能力下降。

3 结论

3.1 当白藜芦醇、VA和VE单独作用于高油脂性稀奶油时，三者对油脂氧化均起到抑制作用，白藜芦醇和VE对油脂的抗氧化较强，而VA对油脂氧化的抑制作用稍弱。

3.2 高油脂性稀奶油在添加体积比为1∶1∶1的白藜芦醇（0.001 mg/mL）、VA（0.000 3 mg/mL）和 VE（0.000 1 mg/mL），室温贮藏到第 9天时，得到的过氧化值为0.31 mmol/kg，与未添加任何抗氧化剂及白藜芦醇（0.001 mg/mL）、V A（0.000 3 mg/mL）和VE（0.000 1 mg/mL）单独作用于稀奶油时相比，分别降低了77.1、12、22.2和11.9倍。由此可见，筛选得到的工艺条件能显著降低高油脂性稀奶油油脂的过氧化值，延长奶油的货架期。

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The Screening of the Oxidation Resistance Process of High－fat Cream Under Manual Simulation of Incubation Storage Conditions

Qian Shiquan1Feng Jieli1Lu Hedong2Shi Yazhong1Sun Xiaoxia1Wu Yahua1Xu Hui1Lu Zhaoxin2
（Department of Biological and Food Engineering，Bengbu University1，Bengbu 233030）（College of Food Science and Technology，Nanjing Agricultural University2，Nanjing 210095）

The oxidation resistance of high－fat cream were investigated under manual simulated incubation storage conditions，when resveratrol，vitamin A（VA）and vitamin E（VE）alone acting on high－fat cream.Subsequently，the effects of incubation temperature，incubation time and different volume ratio on antioxidation of fatwere also studied.Meanwhile，the protective effect against lipid oxidation process was screened through orthogonal test；compare the antioxidant capacity based on different conditions.The results showed that，to some extent，the resveratrol，VA and VE had a big impact on delaying oxidation of fat.The peroxide value of the high－fat cream was finally determined to be 0.31 mmol/kgwhen incubating at the room temperature for9 dayswith the volume ratio（1∶1∶1）of the resveratrol（0.001mg/mL）∶VA（0.000 3mg/mL）∶VE（0.000 1mg/mL）.The average reduced valueswere respectively 77.1，12，22.2 and 11.9 times than those of the control and the single action of the resveratrol，VA and VE on the high－fat cream.Therefore，whenmaking experimental studies on the screening conditions，the ability of oxidation resistance of fat significantly increased and prolonged the shelf life of high－fat cream.

resveratrol，VA，VE，oil oxidation

TS221

A

1003－0174（2015）08－0068－06

安徽省高等学校省级自然科学研究项目（KJ2013 Z196），安徽省高等学校省级食品科学与工程特色专业建设点资助（20101091），安徽省食品科学与工程教学团队项目资助（20101094）

2014－02－24

钱时权，男，1979年出生，讲师，天然产物开发与食品生物技术