茶多酚对猪油在不同热加工条件的抗氧化作用

李秀娟，黄莉，丁波，李姚姚，姜广泽，赵悦，王文秀

（1.日照职业技术学院海洋工程研究中心，山东日照276826；2.滨州学院，山东滨州256603；3.山东省黄河三角洲野生植物资源开发利用工程技术研究中心，山东滨州256603）

猪油是人类膳食中的重要组成部分，因具有独特的风味和良好的起酥性而被广泛应用于中西式烘焙、火锅底料加工、餐饮调味等领域[1]。猪油的主要成分是脂肪酸三甘油酯，并含有少量的磷脂、游离脂肪酸、胆固醇、色素等杂质[2]。猪油中的胆固醇和不饱和脂肪酸，受空气中的氧、光照及酶的作用，使猪油在加工贮运过程中易氧化变质[3]。油脂在氧化的过程中产生醛、短链脂肪酸、酮、脂肪聚合物、过氧化物和烃类等氧化产物[4-5]，不仅使产品具有难闻气味以及苦涩滋味，还降低了油炸食品的风味，影响人们的食欲，长期摄入这种酸败食品还会导致细胞功能减退乃至组织坏死，诱发癌症、心血管病等疾病[6]。为了预防、抑制猪油氧化变质，常使用合成抗氧化剂如：丁基羟基茴香醚（Butylated hydroxyanisole，BHA）和二丁基羟基甲苯（Butylated hydroxytoluene，BHT）来抑制自由基和过氧化。随着人们对食品安全的日益重视及食品工业进步，茶多酚作为一种天然抗氧化剂已成为食品添加剂领域的研究热点。

茶多酚是以儿茶素为主体，由30余种物质组成的羟基酚类化合物，具有很强的抗氧化能力和消除人体自由基的作用，防止脂类氧化的作用，其抗氧化能力可达L-抗坏血酸的100倍[7]。目前在相关行业茶多酚被认为是优良的天然抗脂质过氧化的保鲜剂，在油脂、火腿、方便面等食品工业上广泛应用[8-9]。如崔宇等人将浓度0.1%竹醋液、0.1%茶多酚以及二者复配液添加于猪油中，发现相同浓度下茶多酚的抗氧化效果优于竹醋液，而二者复配液对猪油有抗氧化的协同作用，可以有效降低猪油的酸价和过氧化值[10]。王绍美等将茶多酚与VC添加到猪油体系中，发现在较低浓度下，两者具有协同抗氧化作用[11]。目前对茶多酚的研究多集中在其作为抗氧化剂的应用能力方面，但对其在猪油的不同加工条件下抗氧化作用研究的却较少。因此，本试验主要将茶多酚添加于猪油中，研究其在不同热加工条件下的抗氧化能力，为合理的加工使用猪油奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪油：江苏淮安雨惠农产品电子商务专业合作社；茶多酚：表没食子儿茶素没食子酸酯含量＞90%，滨州市食品添加剂市场；氯仿、冰醋酸、磷酸、碘化钾、磷酸氢二钾、碘酸钾、氯仿、硫代巴比妥酸：均为分析纯，滨州泰达化学试剂公司。

1.2 设备

T6新世纪紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；HWS24电热恒温水浴锅：上海一恒科学仪器有限公司；NORTEX-5漩涡振荡器：海门市其林贝尔仪器制造有限公司；H1650-W台式高速离心机：湘仪离心机仪器有限公司；multivap型氮吹仪：美国organomation公司生产。

1.3 方法

1.3.1 猪油的预处理

1.3.1.1 不同浓度的茶多酚对猪油抗氧化能力的影响

准确称取猪油10.00 g于具塞锥形瓶中，分别向其中添加0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%的茶多酚搅匀后密封，置于100℃恒温箱保温1 h，取出后快速冷却至室温，放在4℃冰箱冷藏备用。

1.3.1.2 茶多酚对猪油在不同加热温度抗氧化能力的影响

准确称取猪油10.00 g于具塞锥形瓶中，向其中添加0.03%的茶多酚，搅匀后密封，分别在60、70、80、90、100℃加热并保温1 h，取出后快速冷却至室温，放在4℃冰箱冷藏备用。

1.3.1.3 茶多酚对反复加热的猪油抗氧化能力的影响

准确称取猪油10.00 g于具塞锥形瓶中，向其中添加0.03%的茶多酚，搅匀后密封，加在100℃加热并保温1 h，冷却至室温，记为1次，如此反复加热冷却进行4次，并将每次冷却试样放在4℃冰箱冷藏备用。

1.3.2 猪油中胆固醇含量的测定

根据陈重文[12]等方法，用移液枪准确取油脂0.2 mL并记录其质量，置于25 mL试管内，加入4 mL无水乙醇，0.5 mL 50%氢氧化钾，在65℃恒温水浴中皂化1 h。皂化时每隔20 min～30 min振摇一次使皂化完全。皂化完毕，取出试管，冷却。加入3 mL 5%氯化钠溶液、10 mL石油醚，盖紧玻璃塞，在漩涡振荡器上振摇2 min，静置分层。取上层石油醚2 mL，置于10 mL具玻璃塞的试管内，在65℃恒温水浴中用氮气吹干，加入4 mL冰乙酸、2 mL铁矾显色液，混匀，放置15 min后，在560 nm下比色，测定相应的胆固醇含量，并作胆固醇的标准曲线。

1.3.3 过氧化物值（peroxide value，POV）的测定

精确称取猪油混和样品2.5 g，置于10 mL容量瓶内，加氯仿-甲醉混合溶液溶解并定容至刻度。吸取1.0 mL样品溶液于 10 mL干燥的具塞比色管内，加0.05 mL FeCl2溶液，用氯仿-甲醇混合溶液稀释至刻度，加0.05 mL硫氰酸钾溶液，混匀。反应5 min后，以试剂空白为参比，于波长500 nm处测量吸光度，同时做3个平行样。用碘酸钾标准溶液做标准曲线。标准曲线方程为y=0.952 6x+0.012 4，R2=0.999 0。POV值结果计算式为

式中：A为样品测定液中含碘量，μg；POV为样品的过氧化值，μg/kg；m为样品的质量，kg。

1.3.4 硫代巴比妥酸值（thiobarbituric acid-reactive substances，TBARS）值测定

称取1.00 g油样于离心管中，加储备液5 mL（0.375%硫代巴比妥酸和15%三氯乙酸溶于0.25 mol/L的盐酸），沸水浴加热30 min，自来水冷却至室温，取5 mL反应液，加5 mL氯仿用漩涡振荡器混匀，倒入10 mL离心管中，3 000 r/min离心10 min后，在532 nm下测其吸光度，同时做3个平行样。TBARS值以每千克脂质氧化样品溶液中丙二醛的毫克数表示。计算公式如下：

式中：A532为溶液的吸光值；9.48为常数；w为样品的质量，kg。

1.4 数据统计分析

每个试验重复3次，结果表示为平均数±SD。数据统计分析采用Statistix 8.1（分析软件，St Paul，MN）软件包中Linear Models程序进行，采用Sigmaplot11.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 猪油中胆固醇的含量

胆固醇在热加工和贮藏过程中易通过自由基链式反应而发生自氧化，而氧化反应产生的自由基也是引起脂肪氧化的重要起始物，油脂中的不饱和脂肪酸氧化形成大量自由基和过氧化物，也会加速胆固醇的氧化过程[13]。因此，测定猪油中胆固醇的含量有利于分析猪油在热加工过程中的氧化程度。猪油中胆固醇的标准曲线拟合方程为Y=0.004X+0.004 2（R2=0.999 4），胆固醇含量为（99.95±0.25）mg/100 g。这个结果与孟亚娟[14]的肥肉中胆固醇含量为109 mg/kg相接近。油脂中的胆固醇在热处理加工、贮藏、运输等过程中受光、热、氧作用时易发生氧化反应，胆固醇可在A环、B环或支链引起自动氧化反应而生成多种氧化产物。Derewiaka分析在食品热加工条件下胆固醇的氧化产物，主要产物包括：4α、4β-羟基胆固醇，6α、6β-羟基胆固醇，7α、7β-羟基胆固醇，25-羟基胆固醇，5α、6α、5β和6β-环氧基胆固醇以及7-酮基胆固醇。即使在非加热条件下，大约有16.7%的胆固醇氧化产物产生，主要为环氧基胆固醇和7-酮基胆固醇[15]。由于胆固醇在不同的热加工条件下氧化产物不同，因此，本试验中胆固醇的含量仅能从侧面说明富含胆固醇的猪油在热加工条件下的氧化程度，下一步将考虑胆固醇的氧化产物及茶多酚对氧化产物生成量的影响。

2.2 不同浓度的茶多酚对猪油在相同加热温度抗氧化性的影响

不同浓度的茶多酚对加热的猪油的抗氧化作用如图1所示。

图1 茶多酚浓度对猪油的抗氧化作用的影响Fig.1 Effect of different tea polyphenols content on lipid oxidation and antioxidant activity of lard

茶多酚的添加量为0.00、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%时，其 POV 值分别为 9.98、7.89、6.43、5.16、3.01 μg/kg，TBARS 值 分 别 为 5.301、3.300、2.780、2.360、1.440 mg/kg。随着茶多酚浓度的增加，POV值分别下降了20.94%、35.6%、48.3%、69.8%；TBARS值也呈下降趋势，分别降低了37.7%、47.6%、55.5%、72.8%，说明茶多酚对猪油具有显著的抗氧化性，且抗氧化性能随着茶多酚的浓度增加而递增，即茶多酚的抗氧化作用具有剂量效应。刘建[16]等将茶多酚添加于豆油中，发现豆油的POV值随着茶多酚浓度的增加而下降，朱胜华[17]等将茶多酚添加于玉米油中，发现茶多酚的添加量越大，油脂的过氧化值就越小，油脂的抗氧化能力就越强。这个结果与本试验结果具有一致性。

2.3 茶多酚对不同加热温度下猪油抗氧化性的影响

将猪油在不同温度下加热模拟日常食品加工中常用的温度，分析茶多酚对其抗氧化作用，结果见图2。

图2茶多酚对不同加热温度猪油的抗氧化作用的影响Fig.2 Effect of tea polyphenols on lipid oxidation and antioxidant activity of lard at different heating temperature

图3 茶多酚对反复加热的猪油抗氧化作用的影响Fig.3 Effect of tea polyphenols on lipid oxidation and antioxidant activity of lard at different heating circles

由图2可知，随着加热温度增加，POV值和TBARS值曲线总体呈上升趋势，且添加茶多酚显著降低了猪油的POV值和TBARS值，使POV值下降了27.0%～44.1%，TBARS值下降了30.7%～42.0%。温度对于油脂氧化起着重要作用。温度是影响油脂氧化反应的一个重要因素，油脂的氧化速度会随着加热温度的升高而加快。一般来说，温度每升高10℃，氧化反应速度约增加1倍[18]。因此，油脂的POV值和TBARS值呈上升趋势。

2.4 茶多酚对反复加热的猪油抗氧化性的影响

在生产油脂及加工含油脂的食品过程中，会经常反复加热油脂，如提炼猪油后，再将猪油作为辅料加到焙烤食品中。图3为经反复加热猪油的氧化变化及茶多酚对其抗氧化作用。由图3可知，随着加热次数的增加，POV值和TBARS值呈明显上升趋势，且随着加热次数增加，POV值和TBARS值的增加的速率也在加快。TBARS值增加速率高于POV值。添加茶多酚后，茶多酚使POV值降低了25.0%～47.1%，TBARS值降低了17.4%～35.6%。反复加热可加速猪油的氧化反应速度，王煜晴[19]等对红烧肉进行反复加热，发现其POV值显著增加，王罡[20]对大豆油等3种植物油反复加热，发现其TBARS值也显著增加，这和本试验的结果具有一致性。

3 讨论

油脂受到光、热、酶、金属离子等作用而发生氧化酸败，特别是在高温加热时，易发生激烈的氧化反应，并伴随着聚合和分解。反应机制依然是自由基引发的链式连锁反应，但比自动氧化要激烈得多，饱和与不饱和脂肪酸都会进行快速的氧化反应，活性氧攻击不饱和脂肪酸双键位置的氢原子，生成过氧化物，过氧化物分解的自由基又作用于不饱和双键，使反应连锁进行[21]。氧化反应要经过诱导期和氧化期，诱导期生成油脂氧化的初级产物过氧化物，主要包括自由基、氢过氧化物、共轭二烯和游离脂肪酸等；诱导期后是反应剧烈的氧化期，在这个时期生成次级产物，主要包括醛、酮、酸、环氧化物以及一些烷烃物质。从试验结果可以看出，随着加热温度升高和反复加热次数的增加，油脂的过氧化物值（POV）和次级产物（TBARS）都显著增加，说明在高温条件下，油脂的自由基链式反应速度非常快，过氧化物的生成速度和醛、酮等次级产物的生成速度几乎相等，所以曲线呈一致的上升趋势。向猪油中添加茶多酚后，POV值和TBARS值显著降低，这与茶多酚的结构有关。茶多酚是以儿茶素为主体，由30余种物质组成的羟基酚类化合物。茶多酚的活性酚羟基作为供氢体与脂肪酸中的游离基结合，可中断脂肪酸氧化的连锁反应，从而抑制氢过氧化物的形成[22]。茶多酚因抑制猪油氧化反应的初级产物的生成，可以淬灭自由基，阻断自由基的链式反应，从而也抑制了油脂氧化的次级产物的形成，因此，随着茶多酚的加入，猪油的POV值和TBARS值下降了25.0%～47.1%和17.4%～35.6%。此外，油脂在加工和运输过程中使用的运输罐车、储油罐等金属材料，如含铁、铜是强助氧化剂，能促进氢过氧化物分解速度，表现出强烈促进氧化酸败作用。茶多酚具有较强的络合金属离子的性能，可以络合 Ca2+、Cu2+、Fe3+及 Fe2+等 10 种金属离子[23]，因此茶多酚表现出较强的抗氧化能力。

4 结论

猪油在高温热加工处理过程中发生了较剧烈的氧化反应，添加茶多酚对猪油的抗氧化作用呈现出剂量效应关系，因此，在国标允许的范围内，可以通过增加茶多酚的添加量提高其抗氧化作用。对猪油采取不同温度的加工处理和反复加热处理，加入茶多酚，猪油的氧化产物POV值和TBARS值分别下降了25.0%～47.1%，TBARS值降低了17.4%～42.0%，说明茶多酚对猪油在热加工具有较好的抗氧化作用。下一步试验将继续研究加入茶多酚对猪油的色泽和风味等感官性状变化的影响，以及茶多酚对胆固醇氧化的抑制作用。

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