金银花与叶醇提物对油脂的抗氧化活性比较
2017-07-31南海娟王正荣葛亚明周亚芳
南海娟,王正荣,葛亚明,周亚芳
1(河南科技学院 食品学院,河南 新乡,453003)2(河南科技学院 动物科学学院,河南 新乡,453003)
金银花与叶醇提物对油脂的抗氧化活性比较
南海娟1*,王正荣1,葛亚明2,周亚芳1
1(河南科技学院 食品学院,河南 新乡,453003)2(河南科技学院 动物科学学院,河南 新乡,453003)
以金银花叶和花为原料,将叶与花醇提物添加到食用油脂中,采用Schaal烘箱法,以油脂的过氧化值为评价指标,研究金银花叶与花醇提物对食用油脂的抗氧化作用。结果表明,金银花、叶醇提物能显著抑制玉米油、大豆油、猪油、花生油的氧化,花提取物显著优于叶提取物。对4种油的抗氧化能力由强到弱依次为:大豆油﹥猪油=玉米油﹥花生油。花醇提物的抗氧化活性分别是叶醇提物、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(butylated hydroxytoluene,BHT)、特丁基对苯二酚(tertiary butylhydroquinone ,TBHQ)、柠檬酸、抗坏血酸的1.12、1.33、1.19、2.31、1.40倍,叶醇提物的抗氧化活性和TBHQ相当。花、叶醇提物的抗氧化活性随浓度的增加而增强。花醇提物与TBHQ、柠檬酸、BHT、抗坏血酸协同后,其抗氧化能力分别提高了19%、13%、9%、1%。叶醇提物与柠檬酸、BHT和TBHQ复配后,其抗氧化能力分别提高了18%、12%和27%。
金银花与叶;醇提物;抗氧化活性;食用油脂
金银花是药食同源的一种植物,其提取物的主要成分为绿原酸、总黄酮、酚类物质,可作为天然抗氧化剂应用到食品中,具有很好的应用前景[1-4]。一般情况下,金银花每亩产量很难超过 100 kg干花,金银花叶作为生产金银花的副产品,产量较高,约为花的 10 倍,其一直被视为非药用部位而长期未得到有效利用。本课题组研究发现,金银花叶的主要成分为多糖、绿原酸、总黄酮,有效成分不亚于花,同一时期的金银花叶中绿原酸类成分约为花的 65%,而黄酮类的含量是花的2.78倍,绿原酸、黄酮具有抗氧化,清除自由基的作用,因此可用金银花叶开发天然抗氧化剂。油脂在贮藏保存过程中慢慢氧化导致酸败,影响油脂的品质[5],以往人们将特丁基对苯二酚(tertiary butylhydroquinone,TBHQ)、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(butylated hydroxytoluene,BHT)、柠檬酸、抗坏血酸等合成的抗氧化剂加入油脂中,防止油脂的酸败、氧化和变色等品质劣变,但是这些合成的抗氧化剂对人体存在潜在危害,因此很多研究都集中在对天然抗氧化剂的开发上[6-7]。孙德梅[8]研究发现,金银花叶提取物对豆油有一定的抗氧化活性;石奇[9]研究发现,金银花绿原酸具有较强的抗氧化能力,对·OH的清除率达 61.26%,对O2-·的清除率高达94.81%,对猪油的抗氧化能力优于同浓度下的Vc。朱振宝[10]等研究发现,金银花水提物和醇提物对猪油具有一定的抗氧化活性,且与BHT,TBHQ基本相当。马彦芳[11]研究发现,金银花醇提物对菜籽油、花生油、酥油、色拉油、羊油均有较好的抗氧化作用,对酥油、羊油的抗氧化效果尤为明显。可以看出,对金银花而言,在油脂的抗氧化作用方面,前人的研究主要集中在花,仅对几种油脂的抗氧化效果进行了研究,与其他油脂抗氧化剂的协同效果方面的研究尚未见报道。而对金银花叶的研究更少,且仅对其提取物在豆油中的抗氧化效果进行了研究。本实验在前人研究的基础上,首次详细研究了金银花叶醇提物对猪油、花生油、玉米油等的抗氧化效果,且与金银花及常用的油脂抗氧剂BHT、TBHQ、柠檬酸、抗坏血酸进行了比较,同时研究了花、叶醇提物与这些抗氧化剂的协同作用。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新鲜金银花、叶,采自新乡市封丘金银花GAP基地;新鲜猪板油,自制;花生油、玉米油、大豆油,购自世纪华联超市;BHT、TBHQ、柠檬酸、抗坏血酸,均为食品级。
无水乙醇、KI、冰乙酸、异辛烷,可溶性淀粉、Na2S2O3,均为分析纯。
1.2 仪器与设备
FW-400A倾斜式高速万能粉碎机,北京中兴伟业仪器有限公司制造;60目标准筛,浙江上虞市星星仪器设备有限公司;SHA-C数显水浴恒温振荡器,金坛华峰仪器有限公司;HH-ZK6智能水浴锅,郑州欧卡仪器设备有限公司;SHP-160FE智能生化培养箱,上海三发科学仪器有限公司;ME104E电子天平,梅特勒-托利多仪器有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 处理样品
将金银花与叶在40 ℃烘干,至水分恒定后,将其放入万能粉碎机中粉碎,过60目筛,将粉末收集起来放入自封袋中备用。
1.3.2 醇提物的制备
安装好回流提取装置,将一定量的金银花和叶样品分别置于2个回流装置的圆底烧瓶中,同时加入体积分数为70%的乙醇进行提取,料液比为1∶5(g∶mL),水浴提取温度60 ℃,提取时间3h,然后对提取液真空抽滤,滤液收集到圆底烧瓶中备用,滤渣再继续用同样的方法浸提3 h,重复2次,将所得的滤液合并,经过60 ℃旋转蒸发浓缩后,真空干燥,最后将干燥后固体充分研磨,得棕黄色粉末,分别为金银花叶和花醇提物,放入自封袋中,冰箱中贮藏备用。
1.3.3 猪油的制备
将买回的猪板油冲洗干净,切成小肉丁,放入炒锅中,开中大火煮开后立刻转小火慢熬,整个过程不盖锅盖,并不断搅拌使受热均匀。等板油丁慢慢变成微黄色,体积缩成很小块时即可关火,把油渣捞出,锅中的油倒入一个容器中,室温放凉,封上保鲜膜放入冰箱中冷藏,备用。
1.3.4 油脂抗氧化实验(Schaal烘箱法)[12]
分别取30 g玉米油、花生油、大豆油、猪油,依次置于50 mL小烧杯中。分别将金银花叶与花的醇提物、抗氧化剂、金银花叶与花醇提物和抗氧化剂混合物加入30 g油样中,60 ℃充分溶解混匀,将油样敞口放于60 ℃恒温箱中,使油脂强制氧化,每隔1 d搅拌1次,每次1 min,并且要变换位置,每2 d测1次各个油样的过氧化值,平行测定3次。
1.3.5 油脂过氧化值的测定方法[13]
参照GB/T 5538—2005进行测定。
1.3.6 金银花叶、花醇提物对不同油脂的抗氧化作用
取12个50 mL的小烧杯,将0.05%的金银花叶与花醇提物(以油质量计,下同)分别添加到猪油、花生油、玉米油、大豆油中。同时做猪油、花生油、玉米油、大豆油空白,按1.3.4的方法进行抗氧化实验,按1.3.5的方法测定不同保藏期下油脂的过氧化值,研究金银花叶与花醇提物对不同油脂的抗氧化作用。
1.3.7 金银花叶、花醇提物、其它抗氧化剂对猪油的抗氧化作用
取7个50 mL小烧杯,分别将0.05%金银花醇提物、0.05%金银花叶醇提物、0.05%BHT、0.05%TBHQ、0.05%柠檬酸、0.05%抗坏血酸添加到30 g猪油中,同时做猪油空白,按1.3.4的方法进行抗氧化实验,按1.3.5的方法测定不同保藏期下油脂的过氧化值。
1.3.8 不同添加量的金银花叶与花醇提物对猪油的抗氧化实验
取9个50 mL小烧杯,分别加入0.05%、0.15%、0.30%、0.45%的金银花叶与花醇提物加入30 g猪油中,同时做猪油空白,按1.3.4的方法进行抗氧化实验,按1.3.5的方法测定不同保藏期下油脂的过氧化值,研究金银花叶与花醇提物不同添加量对油脂的抗氧化作用。
1.3.9 金银花叶与花醇提物与其他抗氧化剂的协同增效作用
取11个50 mL小烧杯,分别取0.05%金银花醇提物与0.05%BHT、0.05%TBHQ、0.05%柠檬酸、0.05%抗坏血酸4种复配物,以及0.05%金银花叶醇提物与0.05%BHT、0.05%TBHQ、0.05%柠檬酸、0.05%抗坏血酸4种复配物,将8种复配物分别加入到30g猪油中,按1.3.4的方法进行抗氧化实验,按1.3.5的方法测定不同保藏期下油脂的过氧化值,研究金银花叶与花醇提物与其他抗氧化剂的协同增效作用。
1.3.10 数据处理
采用Excel 2007与SPSS 20软件进行数据处理,采用ANOVA进行方差分析,采用Duncan法检验进行差异显著性分析,P<0.05视为影响显著。
2 结果与分析
2.1 金银花叶、花醇提物对不同油样的抗氧化作用比较
向30g的猪油、花生油、玉米油、大豆油中分别添加0.05%的金银花叶和花醇提物,不同贮藏时间油样的过氧化值见图1~图4,各系列间差异显著性见表1,表2。
图1 花、叶提取物对玉米油的抗氧化结果Fig.1 Antioxidant activity of flowers and leaves extract on corn oil
图2 花、叶提取物对大豆油的抗氧化结果Fig.2 Antioxidant activity of flowers and leaves extract on soybean oil
图3 花、叶提取物对花生油的抗氧化结果Fig.3 Antioxidant activity of flowers and leaves extract on peanut oil
图4 花、叶提取物对猪油的抗氧化结果Fig.4 Antioxidant activity of flowers and leaves extract on lard oil
表1 各系列间差异显著性
注:表中字母相同者表示差异不显著,字母不同者表示差异显著(P<0.05)。
表2 各系列间差异显著性
注:表中字母相同者表示差异不显著,字母不同者表示差异显著(P<0.05)。
由图1~图4及表1,表2可知,随着时间的延长,各种油样的过氧化值均不断升高,前8 d升高缓慢,从第10天开始,添加提取物的油样增加缓慢,而空白油样急剧上升,表明金银花和叶醇提物对4种油的氧化酸败都有不同程度的抑制作用,分析原因应该是花、叶醇提物中含较多绿原酸、黄酮,易失去 H·, 自身生成相对稳定的自由基,并将H·提供给油脂氧化过程中产生的ROO·或 R·,延长了脂肪氧化的诱导期, 终止了油脂氧化链式反应的传播,从而不同程度上抑制了油脂的氧化。从图1~图4中还可看出,第2,4,6,8天时,添加花醇提物和叶醇提物的4种油的过氧化值基本上小于4种油样空白,但添加物和空白之间差异不显著,第10天时,添加花醇提物和叶醇提物的4种油的过氧化值明显小于油样空白,花、叶醇提物对玉米油、大豆油、猪油、花生油氧化的抑制率分别为52%和47%、46%和43%、55%和51%、47%和39%,花、叶之间除了猪油外,差异均不显著,但与油样空白的差异均极显著。第12天时,花、叶醇提物对玉米油、大豆油、猪油、花生油氧化的抑制率分别为52%和45%、56%和47%、52%和46%、45%和41%,除了添加花、叶醇提物于花生油外,其余两两之间差异均极显著,说明金银花及叶的醇提物能显著抑制4种油的氧化,花提取物显著优于叶醇提物。对4种油的抗氧化能力由强到弱依次为大豆油﹥猪油=玉米油﹥花生油。
2.2 金银花叶、花醇提物、不同抗氧化剂对猪油的抗氧化作用比较
分别将0.05%金银花、叶醇提物、BHT、TBHQ、柠檬酸、抗坏血酸添加到30g猪油中,保藏不同时间,油样的过氧化值见图5,图6,各系列间差异显著性见表3。
图5 花、叶提取物与其他抗氧化剂比较Fig.5 Flowers and leaves extract compared with other antioxidants
图6 其他抗氧化剂的抗氧化能力Fig.6 Antioxidant activity of other antioxidants
表3 各系列间差异显著性
注:表中字母相同者表示差异不显著,字母不同者表示差异显著(P<0.05)。
由图5,图6及表3可以看出,第2天时,花、叶醇提物并未表现出明显的抗氧化活性,因为此时油脂氧化尚处于诱导期,第4天~第8天,金银花、叶醇提物与猪油空白相比,虽然表现出一定的抗氧化性,但差异不显著,传统的油脂抗氧化剂TBHQ对猪油的抗氧化效果明显优于花、叶醇提物,到第10天时,花、叶醇提物和其他抗氧化剂对猪油均表现出明显的抗氧化活性,且差异极显著,但他们彼此之间差异不显著。到了第12天,金银花、叶醇提物对猪油表现出了极强的抗氧化活性,尤其花醇提物的抗氧化活性最强,对猪油的抗氧化能力分别是叶醇提物、BHT、TBHQ、柠檬酸、抗坏血酸的1.12、1.33、1.19、2.31、1.40倍。叶醇提物对猪油的抗氧化活性已经和TBHQ相当,BHT和抗坏血酸对猪油的抗氧化能力无明显差异,柠檬酸的最弱,但它们对猪油的抗氧花能力均达到了极显著水平。
2.3 不同添加量的金银花叶、花醇提物对猪油的抗氧化作用比较
分别添加0.05%、0.15%、0.3%、0.45%金银花、叶醇提物于30 g猪油中,保藏不同时间,油样的过氧化值见图7,图8,各系列间差异显著性见表4。
图7 叶的抗氧化效果Fig.7 Antioxidant effect of leaves
图8 花的抗氧化效果Fig.8 Antioxidant effect of flowers
表4 各系列间差异显著性
注:表中字母相同者表示差异不显著,字母不同者表示差异显著(P<0.05)。
由图7,图8及表4可以看出,随着贮藏时间的延长,添加提取物的猪油的过氧化值逐渐增加。当添加不同量的金银花叶与花醇提物后,与图3相比,加样猪油的过氧化值均比空白组的要低,说明各浓度的提取物对猪油均具有一定的抗氧化活性。在相同的贮藏时间内,同一添加物的不同添加水平,在第12天时,0.05%、0.15%的添加量之间差异不显著,而高浓度的添加量0.3%、0.45%的抗氧化能力明显优于2个低浓度,且它们之间的差异达到了显著水平。同时也可看出,相同添加量的叶与花醇提物,从第10天开始,各浓度花醇提物的抗氧化活性均显著高于叶醇提物。
2.4 金银花叶、花醇提物与其它抗氧化剂的协同增效作用
取30g猪油,向其中分别加入猪油量0.05%的金银花、叶醇提物、BHT、TBHQ、柠檬酸、抗坏血酸的两两组合物,保藏不同时间,油样的过氧化值见图9,图10,各系列间差异显著性见表5。
图9 花、叶提取物与BHT、TBHQ的协同作用Fig.9 Synergistic effect of flower and leaf extract and BHT,TBHQ
图10 花、叶提取物与柠檬酸、抗坏血酸的协同作用Fig.10 Synergistic effect of flower and leaf extract and citric acid,ascorbic acid
由图9,图10及表5可以看出,对于花醇提物来说,与其他抗氧化剂协同后,发生一系列复杂的反应,表现出协同增效的作用。对猪油的抗氧化能力由强到弱依次为TBHQ>柠檬酸>BHT>抗坏血酸,且第12天时,差异均达到了显著水平,与猪油空白的过氧化值数据相比,此时金银花醇提物与TBHQ、柠檬酸、BHT、抗坏血酸协同使用后,对猪油的抗氧化能力分别提高了19%、13%、9%、1%,说明花醇提物与TBHQ和柠檬酸的复配效果很好,与抗坏血酸复配后效果不显著。
表5 各系列间差异显著性
注:表中字母相同者表示差异不显著,字母不同者表示差异显著(P<0.05)。
对于叶醇提物来说,与抗坏血酸复配后,对猪油的抗氧化能力不升反降,与柠檬酸复配后,前8d复配效果不明显,8d后协同效果才显现出来,第12天时抗氧化能力提高了18%。与BHT和TBHQ复配后,抗氧化能力明显提高,第12天时,抗氧化能力分别提高了12%和27%。在实验时间范围内,与相同抗氧化剂协同时,金银花醇提物的抗氧化能力均高于叶醇提物,而且基本上差异都达到了显著水平。
3 结论
(1)金银花、叶醇提物能显著抑制玉米油、大豆油、猪油、花生油的氧化作用,花醇提物显著优于叶醇提物。贮藏12d时,花、叶醇提物对4种油氧化的抑制率分别为52%和45%、56%和47%、52%和46%、45%和41%,对4种油的抗氧化能力由强到弱依次为大豆油﹥猪油=玉米油﹥花生油。
(2) 金银花醇提物对猪油表现出了极强的抗氧化活性,贮藏12d时,其抗氧化能力分别是叶醇提物、BHT、TBHQ、柠檬酸、抗坏血酸的1.12、1.33、1.19、2.31、1.40倍。叶醇提物对猪油的抗氧化活性不及花醇提物,但和TBHQ相当,因此可进一步开发金银花、叶醇提物做为油脂抗氧化剂。
(3)金银花、叶醇提物的抗氧化活性随着浓度的增加而增强,低浓度时抗氧化效果不明显,当添加量高于0.15%时,随着浓度的增加,抗氧化能力显著提高。从第10天开始,各浓度花醇提物的抗氧化活性均显著高于叶醇提物。
(4)花醇提物与其他抗氧化剂表现出协同增效的作用。协同增效作用由强到弱依次为:与TBHQ协同>与柠檬酸协同>与BHT协同>与抗坏血酸协同,且第12天时,差异均达到了显著水平,且与这4种抗氧化剂协同后,其抗氧化能力分别提高了19%、13%、9%、1%。
(5)叶醇提物与抗坏血酸复配后,对猪油的抗氧化能力不升反降,与柠檬酸、BHT和TBHQ复配后,表现出很好的协同增效作用,其抗氧化能力分别提高了18%、12%和27%。与相同抗氧化剂协同时,金银花醇提物的抗氧化能力均高于叶醇提物,且差异显著。
(6)金银花醇提物对油脂的抗氧化活性优于叶醇提物,虽然目前尚没有对其机理的研究报道,推断其可能原因,首先:尽管金银花醇提物中黄酮类物质含量低于叶醇提物,但其绿原酸含量是叶的1.54倍,绿原酸及其衍生物具有比抗坏血酸、BHA、咖啡酸和VE更强的自由基清除效果,绿原酸结构中的多羟基使它具有特殊的清除自由基能力和抗氧化活性,与黄酮类相比,其结构上特有的邻二羟基极大地增强了其抗氧化活性,甚至可以认为这是它的高效抗氧化性的结构基础。由于邻位羟基可形成分子内氢键,因而降低了体系能量,使自由基较稳定,说明绿原酸更易生成自由基,抗氧化活性更高[14]。其次:金银花和叶醇提物属于混合物,各抗氧化活性成分之间的协同增效作用也可能是原因之一,其构效关系也将是下一步研究的方向。金银花和叶醇提物是潜在的优良油脂抗氧化剂,值得进一步开发利用。
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Comparison of antioxidant activity of honeysuckle's flowers and leaves alcohol extract on edible oils and fats
NAN Hai-juan1*,WANG Zheng-rong1,GE Ya-ming2,ZHOU Ya-fang1
1(College of Food,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China)2(College of Animal Science, Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China)
Honeysuckle's leaves and flowers alcohol extracts were added into edible oil and fats. The antioxidant effects were investigated by Schaal oven method and the peroxide value was used as an evaluation index. The results showed that the alcohol extract from honeysuckle’s leaves and flowers had a great antioxidant effects on corn oil, soybean oil, lard oil, peanut oil, flowers extract significantly better than that of leaves extract. Antioxidant effects on four edible oils and fats from strong to weak was: soybean oil﹥lard oil= corn oil﹥peanut oil. Antioxidant ability of honeysuckle’s flowers extract was 1.12, 1.33, 1.19, 2.31, 1.40 times higher than that of leaves; BHT, TBHQ; the antioxidant activity of leaves ethanol extract was the same as TBHQ. Antioxidant activity of flowers and leaves extracts enhanced with the increase of the concentration. When flowers alcohol extract combined with TBHQ, citric acid, BHT, ascorbic acid separately, its antioxidant capacity increased by 19%, 13%, 9% and 1% respectively. When leaves alcohol extract combined with citric acid, BHT, TBHQ separately, its antioxidant capacity increased by 18%, 12% and 27% respectively.
honeysuckle's flowers and leaves; alcohol extract; antioxidant activity;edible oils and fats
硕士,副教授(本文通讯作者,E-mail:nanhaijuan1@163.com)。
河南省高等学校重点科研项目基金(16A550009);新乡市科技创新发展专项项目基金(CXGG16028);河南省基础与前沿技术研究计划自然科学基金(132300410353)
2016-06-15,改回日期:2016-11-21
10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201706029