生育酚及甾醇含量对大豆油氧化稳定性及贮藏稳定性的影响

方 冰 王瑛瑶 栾 霞 王莹辉 朱宁科 杨 宁

生育酚及甾醇含量对大豆油氧化稳定性及贮藏稳定性的影响

方 冰 王瑛瑶 栾 霞 王莹辉 朱宁科 杨 宁

（国家粮食局科学研究院油脂化学与增值加工技术研究组，北京 100037）

植物油是生育酚、甾醇等活性物质的最主要的膳食来源之一，但现有的过度精炼的工艺造成了生育酚和甾醇的大量损失，大大降低了食用植物油的营养价值。随着人们对营养健康的日益关注，加上行业内对植物油适度精炼工艺的号召，需要提高精炼后植物油中生育酚、甾醇的保留量，但植物油中生育酚和甾醇的最低含量的确定缺乏基础研究依据。因此，本文分别利用Rancimat法和Schaal烘箱法比较了不同生育酚及甾醇含量的大豆油的氧化稳定性和贮藏稳定性的差异，结果表明，生育酚和甾醇能够显著提高大豆油贮藏过程中的稳定性，但并不是剂量越高效果越强。当大豆油中生育酚及甾醇分别保留至0.12%、0.35%时，大豆油的氧化稳定性最强；当大豆油中生育酚及甾醇分别保留至0.12%、1.29%时，大豆油的贮藏稳定性最佳。本研究结果为植物油适度精炼工艺中相应产品标准（草案）的制修定提供基础数据，为探究以营养物质含量高低作为植物油新分级指标之一的可行性提供借鉴。

γ-生育酚 δ-生育酚 甾醇 大豆油 稳定性 适度精炼

植物油是生育酚、甾醇等活性物质的最主要的膳食来源之一。生育酚是一种天然抗氧化物质，能够清除自由基，因此，常作为抗氧化剂应用于医药、食品、化妆品等领域［1］。植物甾醇能够抑制胆固醇在肝脏内的生物合成，并抑制胆固醇在肠道内的吸收，降低冠状动脉硬化、心脏病等心脑血管疾病的发病率［2-3］。同时，也具有一定的抗氧化活性［4-5］。然而，近年来我国油脂精炼过度趋势明显，对于植物油的分级标准，主要是依赖于游离脂肪酸、色泽这些质量指标，而忽略了生育酚、甾醇这些营养物质在植物油分级中的作用。课题组前期基于对我国7个代表性大豆油［6］、菜籽油厂家的不同精炼工序段的样品的分析发现，大豆油和菜籽油精炼后，生育酚损失率分别在11.2%～75.9%和12.3%～74.9%之间，甾醇损失率分别在21.6%～72.6%和18.0%～85.3%之间，大大降低了食用植物油的营养价值。随着人们对营养健康的日益关注，加之行业内对植物油适度精炼工艺的号召，需要提高精炼后植物油中生育酚、甾醇的保留量。尽管部分厂家也通过外源添加的方式，提高植物油中生育酚和甾醇的含量，但植物油中生育酚和甾醇的最低含量的确定缺乏基础研究依据。

生育酚和甾醇的损失一方面降低了植物油的营养价值，另一方面也会降低植物油自身对自动氧化的保护作用［7］。然而，这并不意味着植物油中生育酚的含量越高，油脂就越稳定。文献报道，在玉米油体系中，当α-生育酚的含量超过250 mg／kg时，反而会加速过氧化物的生成［8］，而对于菜籽油体系，α-生育酚的含量仅超过100 mg／kg便会加促甘油三酯的氧化［9］。因此，选取我国大宗植物油——大豆油，根据其生育酚亚型的种类，反添加生育酚和甾醇，模拟适度精炼工艺下提高生育酚和甾醇的保留量后，对大豆油氧化稳定性和贮藏稳定性的影响，为适度精炼的改进工艺提供理论数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料及设备

一级大豆油采自国内厂家，α-生育酚（纯度≥96%）、β-生育酚（50 mg／mL，溶于正己烷中in hexane）、γ-生育酚（纯度≥96%）、δ-生育酚（纯度≥90%）、桦木醇（纯度≥98%）、胆甾醇（纯度≥98%）、N-甲基-N-三甲基硅烷七氟丁酰胺及1-甲基咪唑：sigma公司，植物甾醇：中粮集团（纯度≥95%，中粮天科）；色谱纯正庚烷、四氢呋喃：Fisher公司；其他试剂均为分析纯。

高效液相色谱（e2695）-荧光检测器（2475）：美国Waters公司；气相色谱-氢火焰检测器（6890）：美国Agilent公司。

1.2 生育酚的测定

大豆油样品中，生育酚的种类及含量的测定按照GB／T 26635—2011测定。根据不同浓度的四种生育酚的标准品的出峰时间和出峰面积，建立标准曲线，用于测定大豆油样品中生育酚的种类及含量。生育三烯酚的含量以α-生育酚当量的形式表示。

1.3 甾醇的测定

大豆油样品中甾醇的种类及含量的测定按照GB／T 25223—2010 测定。

1.4 不同生育酚及甾醇含量的大豆油样品配制

根据对采样大豆油中生育酚种类的测定结果，选择最主要的两种生育酚，按照二者比例，添加对应的生育酚标准品。甾醇的反添加则是利用购买的植物甾醇。

1.5 大豆油中生育酚及甾醇的去除

利用硅胶柱对极性物质和非极性物质吸附能力的差异，利用有机试剂将非极性的甘油三酯洗脱下来［10］。选用内径2 cm（直径）长度为60 cm的聚四氟乙烯塞玻璃柱，填充50 g硅胶，加入20 g大豆油样，分段洗脱，前待吸附完全后，用200 mL正己烷洗脱，将收集的洗脱液旋蒸以除去有机试剂，得到较为纯净的大豆油样品。

1.6 不同生育酚、甾醇含量的大豆油样品稳定性测定

油样的氧化稳定性指数（OSI）根据GB／T 21121—2011所述方法测定。贮藏稳定性的测定采用Schaal烘箱法：称取15 g不同生育酚、甾醇含量的大豆油样品置于烧杯中，放入65℃烘箱内，每隔4 d取出测定氧化产物——过氧化值、共轭二烯值和茴香胺值，测定方法分别按照GB／T 5538—2005，AOCS Official Method Ti 1a-64和GB／T 24304—2009中所述方法。

2 结果与讨论

2.1 不同生育酚及甾醇含量的大豆油样品的配制

采集的大豆油样品命名为SO-T1S1，其生育酚、甾醇的含量及组成如表1所示。由表中可以看出，采样大豆油中的生育酚亚型主要为γ-生育酚和δ-生育酚，二者质量比约为7∶3，按照这一比例反添加γ-生育酚和δ-生育酚标准品到采样大豆油中（SO-T1S1），从而得到不同生育酚含量的大豆油样品。其中，SO-T0S0为经过硅胶柱纯化的大豆油样品，部分大豆油样品，按照一定剂量反添加市售高纯度甾醇，综合2种方式获得不同生育酚、甾醇含量的大豆油样品，所有样品的生育酚及甾醇含量均按照国标方法测定、验证，所配制样品及对应的生育酚、甾醇含量如表2所示。

表1 采样一级大豆油中生育酚和甾醇的含量（mg／100 g油）

表2 不同生育酚、甾醇含量的大豆油样品编号及对应含量

2.2 生育酚及甾醇含量对大豆油氧化稳定性的影响

不同生育酚及甾醇含量的大豆油样品110℃下，氧化稳定性指数如图1所示。由图1可以看出，去除了生育酚和甾醇的样品（SO-T0S0），OSI值最低，仅5 h左右，显著低于采样样品SO-T1S1（P＜0.05）。随着生育酚含量的增加，大豆油样品的OSI值显著增加（P＜0.05）。但当生育酚的剂量增加到0.12%后（SO-T3S1），继续提高生育酚或甾醇的浓度，OSI值无显著变化（P＞0.05）。由图1可以看出，大豆油中生育酚、甾醇含量分别为0.12%、0.35%时，其氧化稳定性最强。

表3 不同生育酚及甾醇含量的大豆油65℃烘箱加速贮藏过程中过氧化值的变化

图1 不同生育酚及甾醇含量的大豆油样品110℃下OSI值的变化

2.3 生育酚及甾醇含量对大豆油贮藏稳定性的影响

不同生育酚、甾醇含量的大豆油样品在65℃烘箱加速贮藏过程中过氧化值的变化如表3所示。相比于SO-T0S0，添加生育酚和甾醇后，贮藏过程中大豆油过氧化值显著降低（P＜0.05），即贮藏稳定性显著增强。根据目前植物油卫生指标中规定的过氧化值5 mmol／kg的安全限定值，去除了生育酚和甾醇的样品SO-T0S0，贮藏仅12 h其过氧化值即超过此值，达到6.75 mmol／kg（结果未列出），随着生育酚含量的增加，达到安全限定值所需时间逐渐延长，如生育酚含量为0.07%的样品组，贮藏4 d过氧化值方超过限定值，生育酚含量达到0.12%后，样品可在65℃条件下贮藏8 d以上。在这8 d的贮藏过程中，若继续提高生育酚含量至0.22%、0.30%，各生育酚含量的大豆油样品间，过氧化值无显著差异（P＞0.05）。从第10天开始，添加了生育酚和甾醇的大豆油样品的过氧化值均超过5 mmol／kg，进入加速氧化期，此时，过氧化物的生成和降解均加速，故过氧化值的数值并无明显规律，故需结合不同贮藏时间内不同生育酚、甾醇含量的大豆油样品的共轭二烯值（图2）、茴香胺值（图3）讨论生育酚和甾醇对大豆油的贮藏稳定性的作用。

由图2可以看出，在过氧化值未超过5 mmol／kg的贮藏时间（前8 d）内，相对于去除了生育酚和甾醇的纯净油样SO-T0S0和采样样品S0-T1S1，反添加生育酚和甾醇后，二级氧化产物共轭二烯显著降低（P＜0.05），但各反添加剂量组间，共轭二烯值无显著差异（P＞0.05）。继续贮藏至第10天后，生育酚含量越高，共轭二烯含量越低，当生育酚含量达到0.22%后，继续提高生育酚或甾醇含量，共轭二烯含量无显著差异（P＞0.05），但当生育酚和甾醇的含量均为最高值时，即SO-T5S3（0.30%+1.29%），共轭二烯的含量显著上升（P＜0.05）。

图2 不同生育酚及甾醇含量的大豆油65℃烘箱加速贮藏过程中共轭二烯的变化

类似的，由图3可以看出，前8 d内，相对于去除了生育酚和甾醇的纯净油样SO-T0S0，反添加生育酚和甾醇后，二级氧化产物茴香胺值随生育酚含量的增加而显著降低（P＜0.05），当生育酚含量增加至0.12%后，各剂量组间的茴香胺值无显著差异（P＞0.05）。当各大豆油样品的过氧化值超过安全限定值5 mmol／kg进入加速氧化阶段后，在甾醇含量较低的样品中（0.35%），茴香胺值随生育酚含量的增加而显著降低（P＜0.05），当生育酚含量增加至0.12%后，各剂量组间的茴香胺值无显著差异（P＞0.05），然而，对于高甾醇含量的样品组（1.29%），即SO-T3S3、T4S3和T5S3，茴香胺值随生育酚含量的增加而显著升高（P ＜0.05）。此外，通过比较SO-T3S1、SOT3S2和SO-T3S3可以看出，在此生育酚剂量下，甾醇增加到1.29%时，茴香胺值最低（P ＜0.05）。

图3 不同生育酚及甾醇含量的大豆油65℃烘箱加速贮藏过程中茴香胺值的变化

3 讨论

由不同生育酚及甾醇含量的大豆油样品的稳定性可以看出，通过适度精炼提高成品油中生育酚和甾醇的保留量能够显著增强其氧化稳定性和贮藏稳定性，然而并不是二者的保留量越高，油越稳定。

生育酚中的酚羟基极易失去H，结合到过氧化物上，中断氧化反应的链式过程。尽管大豆油中起到抗氧化作用的主要是生育酚，但在同等生育酚的剂量下，增加甾醇能够提高样品的稳定性，这是由于甾醇可以作为生育酚的增效剂作用。甾醇中也含有酚羟基，其失去的H能够结合到生育酚自由基上，起到重生生育酚的增效作用［5，11］。然而，过高剂量的生育酚和甾醇（0.30%+1.29%）会促进大豆油的氧化劣变，这是由于过高剂量下，生育酚及甾醇失去H形成的自由基较多，根据化学平衡的原理，反应物浓度较高时，化学反应会向生成物方向进行，从而使得生育酚、甾醇自由基与氧气反应生成过氧化物，导致生育酚及甾醇这2种抗氧化剂的含量急剧降低，对大豆油体系的保护作用也急剧降低。

4 结论

通过研究不同生育酚及甾醇含量对大豆油氧化稳定性和贮藏稳定性的影响，发现生育酚和甾醇的存在能够显著提高其贮藏过程中的稳定性，甾醇本身并不具备显著改变油脂氧化稳定性的效果，但对生育酚的抗氧化效果具有协同增效的作用。研究发现，并不是大豆油中生育酚及甾醇的含量越高则油样就越稳定，对于以γ-生育酚和δ-生育酚为主要组成的大豆油而言，精炼过程中若将生育酚和甾醇分别保留至0.12%和1.29%，样品的稳定性最好。

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Effect of Tocopherol and Sterol Content on the Oxidation Stability and Storage Stability of Soybean Oil

Fang Bing Wang Yingyao Luan Xia Wang Yinghui Zhu Ningke Yang Ning
（Academy of State Administration of Grain，Oil Chemistry and Value-added Processing Technology Research Group，Beijing 100037）

The vegetable oil was one of the main dietary sources of tocopherol and sterol，however，the existing excessive refining technology caused a large loss of tocopherol and sterol，which greatly reduced the nutrition value of vegetable oil.As the increasing attention to nutrition and health，combined with the call of moderate refining，the retained dose of tocopherol and sterol in the vegetable oil after refining needed to be improved，however，determination of minimum content of tocopherol and sterol in the vegetable oil lacked fundamental research basis.Therefore，this paper contracted difference of the oxidation stability and storage stability of soybean oil with different contents of tocopherol and sterol by using the Rancimat method and Schaal oven method respectively.It was found that tocopherol and sterol could significantly improve the stability of soybean oil during storage，however，it did not mean the higher the dosage was，the stronger the effect was.When the retention content of tocopherol and sterol reached 0.12% ，0.35%and 0.12%，1.29%，respectively，the soybean oil had the best oxidation stability and storage stability.This study provided an essential data for the making or revising of the product standard （draft）related to the moderate refining technology，and laid a theoretical foundation for the feasibility exploration of taking the content of nutrient as one of new classification indexes of vegetable oil.

γ -tocopherol，δ -tocopherol，sterol，soybean oil，stability，moderate refining

TS221

A

1003-0174（2016）11-0069-05

2013年粮食公益性行业科研专项（201313011-7），中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（ZX1403）

2015-04-01

方冰，女，1987年出生，助理研究员，油脂加工与营养