沙棘甾醇抗油脂氧化作用评价 ※

薛延团，张晓凤，张育浩，张本印，张得钧*

(1.青海大学医学院，青海 西宁 810016；2.青海大学生态环境工程学院，青海 西宁 810016)

沙棘甾醇是沙棘果实中含有的一类植物甾醇，以环戊烷多氢菲为骨架，因C-3位上有不饱和的羟基基团，产生活泼的电子效应，可以与自由基配对，清除自由基，阻断链式反应，具备抗氧化的功能[1]。目前，对沙棘抗氧化研究仅限于沙棘果油、沙棘籽油、沙棘果粉、沙棘黄酮等成分[2-6]，对沙棘甾醇抗氧化作用研究未见报道。本文旨在探讨沙棘甾醇抗油脂氧化作用，为其作为一种绿色、健康的天然食品抗氧化剂提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仪器与设备

电热鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；SQP电子分析天平：赛多利斯科学仪器有限公司；KQ5200v型超声波清洗器：昆山超声波有限公司。

1.1.2 材料与试剂

沙棘甾醇：实验室自制，采用皂化法从沙棘籽油提取粗沙棘甾醇，经无水乙醇反复重结晶得纯化甾醇(经硫磷铁法测定，总甾醇含量为84.5%)；维生素C：纯度>99%，麦克林公司；维生素E：纯度>97%，麦克林公司；β-胡萝卜素：纯度>96%，麦克林公司；二丁基羟基甲苯：纯度>97%，北京索莱宝公司；β-谷甾醇：纯度>95%，酷尓化学公司；豆甾醇：纯度>95%，酷尓化学公司。菜籽油：青海江河源农牧科技有限发展公司；花生油：山东鲁花集团有限公司；玉米油：益海嘉里食品有限公司。冰乙酸、三氯甲烷：天津市富宇精细化工有限公司；可溶性淀粉、碘化钾：上海光诺化学科技有限公司；硫代硫酸钠标准液：北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司。

1.2 方法

1.2.1 沙棘甾醇不同添加量抗油脂氧化作用的研究方法

精密称取一定量的沙棘甾醇，用无水乙醇溶解。按油脂质量百分比，分别加入到装有80 g菜籽油、花生油和玉米油的棕色广口瓶中超声混匀(超声温度50℃，超声时间10min)，配制成含0.01%、0.02%、0.05%、0.10%和0.20%沙棘甾醇供试油样，以不添加沙棘甾醇的油脂做空白对照油样。采用Schaal 烘箱贮藏实验，将所有样品敞口置于恒温干燥箱[(65±1)℃]中强化保存，每12 h超声(加搅拌混匀)10 min并交换它们在恒温箱中的位置，每个油样隔4天平行测定3次(结果误差≥5%，再平行取样3次)，实验周期为24天。过氧化值测定方法依据GB5009227-2016《食品中过氧化值的测定》的规定，油脂氧化抑制率=(不添加抗氧化剂油样的POV值-添加抗氧化剂油样的POV值)/不添加抗氧化剂油样的POV值×100%。

1.2.2 沙棘甾醇与不同抗氧化剂抗油脂氧化作用的研究方法

精密称取一定量的沙棘甾醇、维生素C、维生素E、二丁基羟基甲苯、β-胡萝卜素、β-谷甾醇和豆甾醇，用无水乙醇溶解。按油脂质量百分比，分别加入到装有80 g的菜籽油、花生油和玉米油的棕色广口瓶中超声混匀(超声温度50℃，超声时间10min)，配制成含抗氧化剂0.02%的供试油样。

以不添加抗氧化剂的相应油脂做空白对照油样。

油脂加速实验按1.2.1所述方法。

1.2.3 沙棘甾醇与维生素C或二丁基羟基甲苯复配抗油脂氧化作用的研究方法

以不添加抗氧化剂的相应油脂做空白对照油样。

油脂加速实验按1.2.1所述方法。

1.2.4 统计学方法

2 结果

2.1 沙棘甾醇抗油脂氧化作用

表1～3显示，随着时间的延长，各种供试油样的POV值逐步升高，添加沙棘甾醇的油样增加缓慢，而空白油样则显著增加，表明沙棘甾醇对菜籽油、花生油和玉米油的氧化均具有不同程度的抑制作用。0.01%、0.02%、0.05%、0.10%和0.20%沙棘甾醇对菜籽油的氧化抑制率第8天分别为14.67%、15.84%、16.32%、16.95%和21.85%；第16天分别为12.02%、16.96%、21.73%、35.76%和37.54%；第24天分别为16.49%、18.25%、19.61%、20.47%和21.81%。对花生油的氧化抑制率第8天分别为19.52%、25.54%、29.68%、32.02%和34.97%；第16天分别为5.22%、10.09%、14.06%、16.99%和18.62%；第24天分别为10.79%、13.86%、18.01%、19.24%和22.36%。对玉米油的氧化抑制率第8天分别为15.86%、18.86%、18.93%、19.35%和21.21%；第16天分别为11.83%、13.83%、19.57%、22.82%和29.26%；第24天分别为18.09%、23.16%、26.05%、27.81%和30.41%，说明沙棘甾醇抗氧化强度随着剂量的增加而明显递增，呈正相关的剂量依赖效应，且沙棘甾醇对玉米油和菜籽油的抗氧化效果略优于花生油。

表1 沙棘甾醇不同添加量对菜籽油抗氧化作用表 Table1 Antioxidant effect of different amounts of seabuckthorn sterol on rapeseed

*：与空白菜籽油比较，P<0.05

表2 沙棘甾醇不同添加量对花生油抗氧化作用表 Table2 Antioxidant effect of different amounts of seabuckthorn sterol on peanut

*：与空白花生油比较，P<0.05

表3 沙棘甾醇不同添加量对玉米油抗氧化作用表 Table3 Antioxidant effects of different amounts of seabuckthorn sterol on corn

*：与空白玉米油比较，P<0.05

2.2 沙棘甾醇与不同抗氧化剂抗油脂氧化作用

表4～6显示，沙棘甾醇、维生素C、维生素E、二丁基羟基甲苯、β-胡萝卜素、β-谷甾醇和豆甾醇对菜籽油、花生油和玉米油的氧化均具有不同程度的抑制作用。对第24天菜籽油的氧化抑制率分别为18.25%、29.91%、34.35%、32.91%、17.66%、17.35%和17.84%；对第24天花生油的氧化抑制率分别为13.86%、22.77%、12.99%、19.25%、12.45%、12.81%和11.98%；对第24天玉米油的氧化抑制率分别为23.16%、30.57%、22.59%、27.34%、23.10%、22.79%和21.60%，可见对菜籽油、花生油和玉米油的抗氧化强度：维生素C>二丁基羟基甲苯>维生素E>沙棘甾醇>豆甾醇>β-胡萝卜素>β-谷甾醇。可能与抗氧化剂的特性有关，维生素C作为一种氧清除剂和金属离子螯合剂，耐高温、抗氧化能力极强[5-6]；维生素E清除自由基，终止自由基连锁反应，不溶于水易溶于脂肪及脂肪溶剂，不易被酸、碱、热破坏，但极易被氧化[7]；二丁基羟基甲苯是一类酚类抗氧化剂，抗氧化作用极强[8]；β-胡萝卜素作为单线态氧淬灭剂，防止食品体系氧化，清除自由基，对光、热敏感，易被降解[9]；植物甾醇对热稳定，具有还原性和清除自由基能力[10]。其抗氧化能力弱于维生素C、维生素E和二丁基羟基甲苯，可能与沙棘甾醇的溶解度有关，虽然植物甾醇极性非常小，易溶于乙醚、苯、氯仿、石油醚、正己烷等有机溶剂，但它在油相中的溶解度也相当有限，导致其抗氧化作用减弱[11]。

表4 沙棘甾醇与不同抗氧化剂对菜籽油抗氧化作用比较表 Table4 Comparison of antioxidation effects of seabuckthorn sterols and different antioxidants on rapeseed

*：与空白菜籽油比较，P<0.05；#：与沙棘甾醇比较，P<0.05

表5 沙棘甾醇与不同抗氧化剂对花生油抗氧化作用比较表 Table5 Comparison of antioxidation effects of seabuckthorn sterols and different

*：与空白花生油比较，P<0.05；#：与沙棘甾醇比较，P<0.05

表6 沙棘甾醇与不同抗氧化剂对玉米油抗氧化作用比较表 Table6 Comparison of antioxidation effects of seabuckthorn sterols and different antioxidants on corn

*：与空白玉米油比较，P<0.05；#：与沙棘甾醇比较，P<0.05

2.3 沙棘甾醇与维生素C或二丁基羟基甲苯复配抗油脂氧化作用

表7 沙棘甾醇与维生素C和二丁基羟基甲苯复配对菜籽油抗氧化作用评价表 Table7 Evaluation of antioxidation effect of seabuckthorn sterol and vitamin C on rapeseed

*：与空白菜籽油比较，P<0.05；#：与沙棘甾醇比较，P<0.05；Δ：沙棘甾醇与维生素C复配与维生素C比较，P<0.05；▲：沙棘甾醇与二丁基羟基甲苯复配与二丁基羟基甲苯比较，P<0.05

表8 沙棘甾醇与维生素C和二丁基羟基甲苯复配对花生油抗氧化作用评价表 Table8 Evaluation of antioxidation effect of seabuckthorn sterol and vitamin C in peanut

*：与空白花生油比较，P<0.05；#：与沙棘甾醇比较，P<0.05；Δ：沙棘甾醇与维生素C复配与维生素C比较，P<0.05；▲：沙棘甾醇与二丁基羟基甲苯复配与二丁基羟基甲苯比较，P<0.05

表9 沙棘甾醇与维生素C和二丁基羟基甲苯复配对玉米油抗氧化作用评价表 Table9 Evaluation of antioxidant effects of seabuckthorn sterol and vitamin C complex on corn

*：与空白玉米油比较，P<0.05；#：与沙棘甾醇比较，P<0.05；Δ：沙棘甾醇与维生素C复配与维生素C比较，P<0.05；▲：沙棘甾醇与二丁基羟基甲苯复配与二丁基羟基甲苯比较，P<0.05

3 讨论

油脂在加工、贮藏和使用过程中极易受油脂中脂肪酸组成、水分活度、氧气含量、光照和一些金属离子等的影响，使中性脂肪分解成甘油和脂肪酸。不饱和脂肪酸链断裂形成过氧化物，依次降解为低级脂肪酸、醛类、酮类物质，产生异味，大大降低油脂的品质，严重危及食品安全，同时小分子醛、酮物质因含有活性羰基，极有可能参与到美拉德反应中，从而影响食品中加工伴生危害物的形成，包括丙烯酰胺(AA)、杂环胺(HAAs)、5-羟甲基糠醛(HMF)、晚期糖基化末端产物(AGEs)等[12]。食用酸败油脂致过氧化脂质进入人体，袭击细胞膜或酶发生一系列连锁反应，诸如癌症的诱发、动脉粥样硬化、细胞的衰老等，同时引起脂溶性维生素和必需脂肪酸的损失，蛋白质消化率降低[13-15]。为保证油脂质量，通常采用添加抗氧化剂的方式延缓油脂的酸化变质。抗氧化剂分为人工合成的抗氧化剂和天然抗氧化剂。人工合成的抗氧化剂包括丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(二丁基羟基甲苯)和叔丁基对苯乙酚(TBHQ)。天然抗氧化剂包括酚类、天然色素、植酸和蛋白质、多肽和氨基酸[16]。近年来，国内外研究发现人工合成的抗氧化剂虽然具有价廉、耐高温、性能稳定和抗氧化强等特点，但存在一定的毒性或潜在的致癌性，且有弱雌激素样效用，在欧美日等国家已禁用或慎用[17-18]。随着人们对食品安全意识的逐步提高，从药食两用的动植物中提取天然的、无毒无害、绿色环保、高效的天然抗氧化剂已成为未来食品添加剂领域的研发重点。如何研究出高效、低毒、安全、经济、广泛的天然抗氧化剂已成热点。