牡丹籽油储存过程中抗氧化指标动态与抗氧化剂筛选

刘佳莹　刘阳阳　赵修华　祖元刚　葛云龙　李媛媛　吴茗芳

摘要 [目的]研究不同光照、温度、空气以及抗氧化剂储藏条件对牡丹籽油过氧化值（POV值）影响，通过测定POV值来提高牡丹籽油的贮藏。[方法]利用过氧化值测定试剂来检測牡丹籽油在不同储存条件下的POV值，并添加不同的抗氧化剂来抑制牡丹籽油氧化。[结果]牡丹籽油在4 ℃储藏条件下相对于25和45 ℃的POV值增长较慢，表明在低温时牡丹籽油易于储藏。在密封储藏条件下，牡丹籽油中的不饱和脂肪酸氧化过程会变慢，牡丹籽油保存的时间更长。在25 ℃条件下，设定不同时间对牡丹籽油的POV值分别在见光与避光条件下进行试验，8 d之后，牡丹籽油见光条件下的自由基开始快速生长，加速了氧化过程，因此应采取避光措施来储藏及运输牡丹籽油。添加不同抗氧化剂可以有效地抑制牡丹籽油的氧化速率，选取8种抗氧化剂进行试验，最适宜牡丹籽油贮藏的添加剂是合成抗氧化剂BHA，还有TBHQ，较好的天然抗氧化剂的种类是竹叶黄酮、V C。[结论]牡丹籽油要在低温、密封、避光条件下进行储存。且在选择添加剂时，竹叶黄酮作为一种低价的食品添加剂，可以考虑作为牡丹籽油的一种新型植物源抗氧化剂。

关键词 牡丹籽;牡丹籽油;抗氧化指标;抗氧化剂

中图分类号 TS22文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）16-0212-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.16.060

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Activity of Antioxidant Index and Antioxidant Screening during Storage of Peony Seed Oil

LIU Jia ying，LIU Yang yang，ZHAO Xiu hua et al

（Key Laboratory of Forest Plant Ecology，Northeast Forestry University，Ministry of Education，Harbin，Heilongjiang 150040）

Abstract [Objective]The research aimed to study the effects of different light， temperature， air and antioxidant storage conditions on the peroxide value （POV value） of peony seed oil， and to improve the storage of peony seed oil by measuring POV value.[Method]The peroxidation value of peony seed oil under different storage conditions was detected by using peroxidation value determination reagent， and different antioxidants were added to inhibit the oxidation of peony seed oil. [Result]The POV value of peony seed oil increased slowly when stored at 4 ℃ compared with 25 ℃ and 45 ℃， indicating that peony seed oil was easy to be stored at low temperature. Under sealed storage conditions， the oxidation of unsaturated fatty acids in peony seed oil slows down and peony seed oil lasts longer. Under the condition of 25 ℃， the POV value of peony seed oil was set to be tested under light and dark conditions at different times. After 8 days， the free radicals in the light condition of peony seed oil began to grow rapidly， accelerating the oxidation process. Therefore， measures should be taken to store and transport peony seed oil under dark conditions. Adding different antioxidants could effectively inhibit the oxidation rate of peony seed oil. 8 kinds of antioxidants were selected for the experiment. The most suitable additives for storage of peony seed oil were the synthesis of antioxidant BHA and TBHQ. [Conclusion]Peony seed oil was stored at low temperature， sealed and protected from light. In addition， when selecting additives， bamboo leaf flavonoids， as a low cost food additive， can be considered as a new plant based antioxidant of peony seed oil.

Key words Peony seed;Peony seed oil;Antioxidant index;Antioxidant

牡丹（Paeonia suffruticosa Andr），歸类是毛茛科芍药属植物，是我国特有的、传统的木本名贵花卉，其素有天香国色、雍荣华贵、富丽堂皇之美誉，常被人们称为花中之王。牡丹籽是牡丹植株的精华结晶，其中也包含了自己独特的营养成分和医药价值。目前，在我国河南、安徽、山东等地是油用牡丹的主要产地，种植面积近7万 hm2，据统计，我国年产油用牡丹籽约 6万t[1]。牡丹籽油是以牡丹籽为原料，经过一定的榨取和精炼工艺制成金黄色透明的食用级别油，是世界上唯有我国特有的木本坚果油。 牡丹籽油作为一种新型木本坚果食用油，其油内所含的硬脂酸和软脂酸为饱和脂肪酸，亚油酸、亚麻酸、花生烯酸和油酸为不饱和脂肪酸，其中亚油酸和亚麻酸具有多种生理活性，是对人体健康极为重要的必需脂肪酸[2]。牡丹籽油中的不饱和脂肪酸约占总油量的 82.81%～93.23%，亚油酸的含量为19.09%～34.90%，亚麻酸的含量为32.72%～67.13%，亚油酸含量约为大豆食用油的10倍[3]。因此牡丹籽油所含脂肪酸的构成是相对独特的，其富含的微量成分有很多种是对人体有益的，经研究，牡丹籽油对人体具有降血糖、降血脂、保护肝损伤等作用。牡丹籽油还富含多种矿质元素及活性物质，能促进人体新陈代谢，对提升人体的免疫力有所帮助[4]，对血脂成分、心脑血管健康、免疫系统均有一定的影响，因此，有关专家称其为植物油中的珍品[5]。目前，在我国虽然消费市场已经逐步认定了牡丹籽油为“油中之王”，其开发生产的产品如牡丹籽食用油以及保健食品牡丹籽油软胶囊和用牡丹籽油为原料的各类化妆品等已有了一定的生产规模，但很多牡丹籽油的产品在利用和开发上还处于初级阶段，还存在精深加工能力不足、行业标准没有统一、产品生产规模较小、市场占有率较小等差距[6]。因此，深入研究牡丹籽油的内在生物活性物质和其营养价值，加大对牡丹的种子进行有效开发利用，并在科学研究上进一步提供理论和技术支持，是每个研究牡丹籽油开发利用的科研工作者必须完成的任务。

由于牡丹籽油不饱和程度非常高，所以在销售、储存和运输过程中受金属离子、热和光等外在因素的重要影响，牡丹籽油非常容易导致氧化酸败，影响其口感和营养价值。因此，要使其产业化发展和扩大应用，解决或减缓牡丹籽油的氧化问题是其关键性的作用[7]。初丽君等[8]为测定不同种类油脂的稳定性，采用油脂氧化稳定性测试仪，先后测定了芝麻油、高温焙炒花生油、橄榄油、压榨成品花生油、大豆油、调和油、压榨成品葵花仁油、亚麻籽油，最后测定了牡丹籽油，结果发现，亚麻酸含量高的牡丹籽油，内部能有效抗氧化的天然成分并不含有，导致油脂加速氧化的关键是由于在其生长、加工、储运过程中金属离子的渗入以及光照等导致的。必须重点关注制约油脂储藏时间长短与质量，过长时间的氧化反应，会使油脂风味改变，严重影响和减少货物的销售期，同时还可能会影响人体健康和带来不确定的各种疾病的危害[9]。因此，研究各种油脂的生产、加工、贮藏过程中抗氧化指标动态变化，已成为油脂开发利用的必由之路。

研究牡丹籽油的抗氧化性，会使牡丹籽油开发、利用更加便捷。目前，市场上延长食用油品的贮藏时间最普遍的方法是添加抗氧化剂。人们经常利用的抗氧化剂主要有人工合成抗氧化剂和天然抗氧化剂。人工合成的抗氧化剂有二叔丁基羟基甲苯（BHT）、叔丁基羟基茴香醚（BHA）、 叔丁基对苯二酚（TBHQ）等[10]。天然抗氧化剂包括维生素 E、胡萝卜素、茶多酚、迷迭香等。目前，一些合成抗氧化剂是人们普遍使用且非常有效的主要制剂，而现在在我国市场上销售的天然抗氧化剂其产品效果都比较差、成本相对比较高。随着人们对人体健康意识的逐步提高和重视，合成食品添加剂的安全性引起大家的普遍关注。这样，使用天然的食品添加剂就成为人们普遍追求的目标。因此，研究与开发利用合格的高效天然抗氧化剂势在必行[11]。该试验对牡丹籽油储存过程中抗氧化指标动态以及抗氧化剂的筛选进行了研究。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试材。

凤丹牡丹种子，产自山东省，由山东菏泽市林业局提供;超临界牡丹籽油，东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室自行研制。

1.1.2 试剂。

无水乙醇，天津市天力化学试剂有限公司;DPPH（1-二苯基-2-苦苯肼自由基），上海阿拉丁试剂有限公司;正己烷，北京迪马欧泰科技发展中心;TBHQ（特丁基对苯二酚），上海源叶生物科技有限公司;V E（维生素E），上海源叶生物科技有限公司;竹子提取物（竹叶黄酮≥30%），浙江圣氏生物科技有限公司;BHA（丁基羟基茴香醚），上海源叶生物科技有限公司;二氢杨梅素，宝鸡浩翔生物技术有限公司;V C（维生素C），上海源叶生物科技有限公司;迷迭香提取物（鼠尾草酸≥30%），海南舒普生物科技有限公司;茶多酚，上海源叶生物科技有限公司;过氧化值测定试剂（一）（二）（三），长春吉大小天鹅仪器有限 公司。

1.1.3 仪器。

FA-2004电子分析天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司;HA121-50-06 型超临界萃取装置，江苏南通华安超临界设备公司;电热恒温鼓风干燥箱，天津市泰斯特仪器有限公司;KQ250DB型数控超声波仪，上海精密仪器生产有限公司;过氧化值测定仪，长春吉大小天鹅仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 牡丹籽油自氧化试验。

对7份质量均为100 g的牡丹籽油放置于玻璃瓶中，分别置于室温条件下避光、4 ℃冷库中避光、45 ℃烘箱中避光、室溫条件下密封、25 ℃敞口、25 ℃条件下避光、室温条件下见光保存。每间隔24 h用搅拌棒搅拌一次，每次摇晃均匀后都检测这7份牡丹籽油的过氧化值（POV值），每组样品试验重复3次，以保证准确性，取3次平均值，用作检测温度、光照、空气3个因素对牡丹籽油氧化稳定性的影响[12]。

1.2.2 牡丹籽油抗氧化试验。根据国标GB 2760—2011的相关规定，食品添加剂的最大允许使用量为0.02%，因此该研究中所有抗氧化剂的用量均按照0.02%的比例进行 添加[13]。

在玻璃瓶中称量9份100 g的牡丹籽油，分别向其中加入0.02%的迷迭香提取物、V E、TBHQ、V C、二氢杨梅素、竹叶黄酮（纯度30%）、茶多酚、BHA，并以未添加任何抗氧化剂的相同牡丹籽油作为空白对照，用于对比。其他8种添加抗氧化剂的玻璃瓶用超声仪超声30 min，使各种抗氧化剂充分溶解于牡丹籽油中，将上述8种试验品置于60 ℃烘箱中保存，每隔24 h均匀搅拌一次，使其受热均匀。固定一段时间测定其经过烘烤处理的牡丹籽油的POV值。从而在相同浓度及条件下，可以比较不同抗氧化剂对牡丹籽油的作用。当8种样品组过氧化值都达到10 mmol/kg时结束试验，考察在相同浓度下，不同的抗氧化剂在牡丹籽油中的抗氧化效果。以上每一样品组试验重复检测3次，以确保其准确性，并取其平均值。

2 结果与分析

2.1 温度对牡丹籽油POV值的影响

油脂氧化程度最有效的和最直接的评价方法是检测其过氧化值，脂类物质内过氧化物的含量用过氧化值的大小来体现，过氧化值也是作为油脂理化性质检测的不可缺少的一项重要指标，且大小是通过以单位质量内检测其油脂的过氧化物的质量来衡量，单位为mmol/kg[14]。

根据天数的增长，温度不同的条件下考察牡丹籽油的最佳抗氧化温度，结果发现（图1），牡丹籽油的POV值表现均呈逐渐上升趋势，表明牡丹籽油POV值相差非常大。在 4 ℃条件时POV值较小，随着时间的变化相对较为平缓，表明影响不是很大。在25与45 ℃条件时，POV值增幅比较大，明显高于在低温储藏条件下牡丹籽油的POV值。因此随着温度条件升高，牡丹籽油氧化的速度就会越快，为了能够保证牡丹籽油的营养价值及品质，需要选择在相对低温的条件下对牡丹籽油进行储藏、加工和运输。

2.2 空气对牡丹籽油POV值的影响

考察空气对牡丹籽油过氧化值的影响时，需要2个等量瓶子，把牡丹籽油分别装入外壁用锡箔纸遮盖的瓶子里，一个敞口，一个密封，置放到室温下进行对比。如图2所示，在相同温度下无论是敞口还是密封，牡丹籽油的POV值均呈上升趋势。但牡丹籽油的POV值在敞口条件下要大于密封条件下的。由于在密封条件下，油脂接触不到大量的氧气，就不会发生氧化反应，这在相当程度上减弱了油脂中不饱和脂肪酸的氧化过程[15-16]。因此，为延长食用的牡丹籽油优质的口味，应当在运输过程中充氮并密封，减少与氧气的接触，以此达到减缓其氧化变质的目的。

2.3 光照对牡丹籽油POV值的影响

为研究光照对牡丹籽油氧化速度的影响，建立2个试验组，分别为室温密封避光试验组与室温密封2 500 lx光照强度试验组，同时比较不同时间内牡丹籽油的POV值[17]。如图3所示，随着天数的不断增加，避光试验组和不避光试验组所得出的数值相比较而言，牡丹籽油的POV值都有很明显的增加，避光试验组的POV值增长趋势相对较慢，从第6天的0.45 mmol/kg上升至第18天的3.26 mmol/kg。而不避光组的POV值上升加快，第18天的POV值为5.46 mmol/kg，比避光组的最后得出的POV值高出近1.6倍。在36 d之后，不避光组的牡丹籽油试验数值大大高于避光试验组牡丹籽油试验数值。光照能够促进牡丹籽油自由基的生成，进而加速了其氧化过程。因此，要尽量采取适当的避光措施来进行牡丹籽油的储藏、加工和运输，即可以用深色的容器进行包装牡丹籽油，以减少光照对牡丹籽油品质的影响[18]。

2.4 不同抗氧化剂对牡丹籽油POV值的影响

不饱和脂肪酸在牡丹籽油中含量丰富[19]。由于牡丹籽食用油贮藏条件苛刻，因此适当添加有效的抗氧化剂，可以更好地延缓牡丹籽油的氧化速度。添加不同类型的抗氧化剂，不同的抗氧化剂还有不同的作用机理[20]。主要作用机理是氧化剂可以利用自身的还原性，降低油脂中的含氧浓度，可以供给 [H]阻断链传递，并且以形成络合物的方式衰减油脂氧化催化剂的活性等。

如图4所示，试验时选用的几种抗氧化剂都在不同程度上提高了牡丹籽油在生产、储运过程中的氧化稳定性能。经过添加不同氧化剂进行试验后，结果发现TBHQ对于牡丹籽油的氧化稳定性的影响最为显著，与空白试验的POV值相比表现出抗氧化性最强;而加入V E的牡丹籽油的氧化稳定性，与空白对照试验组最为接近，说明V E抗氧化的效果最弱。虽然V E这种添加剂本身具有很高的抗氧化能力，但由于对抗氧化添加量有严格的控制，因此适当浓度的V E是具有很好抗氧化活性的，但是如果V E加入量没有严格控制的话，反而会进一步加快油脂的氧化[21]。由于V E的浓度与添加量很难控制，因此选择其他的抗氧化剂来控制牡丹籽油的氧化速率。在试验测试的8种抗氧化剂中，对牡丹籽油中丙二醛产生抑制效果最为明显的抗氧化剂是TBHQ，V C、BHA、二氢杨梅素、竹叶黄酮对于提高牡丹籽油氧化稳定性也存在一定效果。随着氧化时间的不断增加和延长，空白对照组的POV值从0.11 mmol/kg上升至10.25 mmol/kg，而到12 d时，TBHQ、V C、竹叶黄酮、二氢杨梅素的POV值分别为1.09、 1.92、 2.43 和2.67 mmol/kg，表明TBHQ、V C、竹叶黄酮、二氢杨梅素这4种抗氧化剂能够有效提高牡丹籽油的抗氧化活性，在牡丹籽油的生产、贮藏和运输过程中起着重要的作用。在添加了V C、竹叶黄酮、二氢杨梅素的牡丹籽油，这几种天然抗氧化剂的POV值也较低，也能够展示较强的抗氧化性能[22]。其中，竹叶黄酮作为一种低价的食品添加剂，可以考虑在牡丹籽油生产、储运过程中作为一种新型植物源抗氧 化剂。

3 结论

油脂在其生产、储运过程中自动氧化是其变质的主要原因。人体食用变质的油脂后，会给身体带来很大的伤害，会导致心脑血管形成动脉粥样硬化，会增加患癌症等病症的机率，并会加速人体老化、降低免疫力。因此，寻找安全、高效又经济实用的抗氧化剂，已成为食品领域的一个热点[23]。经过较长时间对牡丹籽油保质等方面的试验研究，探究其光照、温度和密闭性对牡丹籽油品质的影响，通过对牡丹籽油在不同贮藏条件下过氧化值的试验探索，结果表明，在不接触光照、温度不高和密封的条件下储存牡丹籽油的过氧化值较低，这种条件是非常有利于牡丹籽油的贮藏。通过对牡丹籽油在不同抗氧化剂条件下对过氧化值的试验研究，结果表明，适当地添加抗氧化剂的剂量，能够有助于减缓牡丹籽油的氧化速率。牡丹籽油贮藏添加的合成抗氧化剂较优的为TBHQ和BHA，天然抗氧化剂中V C、竹叶黄酮和二氢杨梅素这3种抗氧化剂的效果最好。竹叶黄酮作为一种低价的食品添加剂，可以成为添加在牡丹籽油里的一种新型植物源抗氧化剂。该研究结果可为牡丹籽油的生产加工、储运及开发新产品提供理论参考。

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