3种抗氧化剂对黄粉虫油的氧化抑制作用

王浩然 吴琪 张天宝 郭继虎

摘要 [目的]有效延长黄粉虫油的保质期。[方法]以过氧化值（POV）、酸价（AV）作为油脂品质的评价标准，在黄粉虫油中加入3种抗氧化剂（TBHQ、PG、BHA），探究其对黄粉虫油酸败的抑制效果。[结果]在黄粉虫油中加入不同浓度的单一抗氧化剂均可一定程度地抑制黄粉虫油的酸败，其中添加0.01% TBHQ时抑制效果最好;在真空条件下添加单一抗氧化剂对黄粉虫油酸败的抑制效果显著高于空气条件下。在黄粉虫油中添加复合抗氧化剂，抑制酸败的效果更明显，其中其他条件不变，添加TBHQ∶BHA=3∶1时试验样品AV最低，添加TBHQ∶BHA=1∶3时试验样品的POV最小。[结论]复合抗氧化剂抑制黄粉虫油酸败的效果更佳。

关键词 抗氧化剂;丁基羟基茴香醚;叔丁基对苯二酚;没食子酸丙酯;黄粉虫油

中图分类号 TS 224  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）23-0185-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.23.052

Oxidative Inhibition of Three Antioxidants on  Mealworm Oil

WANG Hao-ran，WU Qi，ZHANG Tian-bao et al

（Foundation Department，Shanxi Agricultural University，Taigu，Shanxi 030801）

Abstract [Objective]To effectively prolong the shelf life of mealworm oil. [Method]Three kinds of antioxidants were added into mealworm oil to investigate their inhibition effects on the rancidity of mealworm oil by using the peroxide value and acid value as the evaluation criteria for oil quality. [Result]The results showed that the rancidity of mealworm oil could be partly inhibited by adding single antioxidant with different concentrations，and the inhibition effect was the best when adding 0.01% TBHQ. The effect of adding single antioxidant on inhibiting rancidity of mealworm oil under vacuum condition was better than that under air condition. The compound antioxidant added to the mealworm oil had a more obvious effect on inhibiting rancidity. When other conditions remained unchanged，the acid value of the test sample was the lowest when TBHQ∶BHA=3∶1，and the peroxide value of the test sample was the lowest when TBHQ∶BHA=1∶3. [Conclusion]The compound antioxidant had a better effect on inhibiting mealworm oil rancidity.

Key words Antioxidant;TBHQ;PG;BHA;Mealworm oil

基金項目 山西省普通高等学校大学生创新创业训练项目（2020140）;山西省重点研发计划项目（201703D221025-3）;山西省重点研发计划（重点）项目（201603D211202）。

作者简介 王浩然（1998—），男，山西长子人，从事应用化学研究。通信作者，副教授，博士，从事农业废弃物生物转化技术研究。

收稿日期 2021-04-07

黄粉虫（Tenebrio molitor.L） 俗称面包虫，属于节肢动物门鞘翅目昆虫纲拟步甲科粉甲属，属于完全变态昆虫。黄粉虫在国内外饲养达100年之久[1]，近年来，随着黄粉虫产业在扶贫工作中的推广，国内黄粉虫的养殖产量也逐年增加。黄粉虫干幼虫油脂含量大于30%，粗蛋白含量大于50%，此外，还含有磷、钾、铁、钠、铝等常量元素和多种微量元素[2]，是一种潜在的资源昆虫[3-5]。黄粉虫油脂中不饱和脂肪酸丰富，含量高达77.7%，其中油酸含量达46.4%，亚油酸含量达26.7%，亚麻酸含量达0.7%[6]。有研究发现，不饱和脂肪酸是人体难以合成而又必需的脂肪酸，具有阻止心肌组织和动脉硬化等功能[7-9]，而黄粉虫油也被报道有很强的抗癌活性[10]，黄粉虫油因其独特作用和价值引起了广泛关注。

黄粉虫油因不饱和脂肪酸含量高，在生产、贮藏、使用过程中受热、光、水分等因素的影响，易引发氧化酸败[11-14]，致使品质下降，产生対人体有害物质。添加抗氧化剂是延长黄粉虫油的保质时间、提高产品品质和延长货架期的有效方法之一。笔者以亚临界法提取、精炼的黄粉虫油为研究对象，选用具有高效、安全、耐高温等特点的丁基羟基茴香醚（BHA）、叔丁基对苯二酚（TBHQ）、没食子酸丙酯（PG）3种抗氧化剂进行单一和复配试验，通过研究黄粉虫油的酸价（AV）和过氧化值（POV）变化，探究抗氧化剂对黄粉虫油的氧化抑制作用。

1 材料与方法

1.1 试验材料 黄粉虫油由山西农业大学农业废弃物转化技术中心提供。

1.2 试剂仪器 丁基羟基茴香醚（BHA，98%，WN），叔丁基对苯二酚（TBHQ，98%，阿拉丁），没食子酸丙酯（PG，豫万邦），一氯化碘（ICl，A.R.，麦克林），其他试剂为分析纯（A.R.）。恒温箱（WH-25）。

1.3 试验方法

1.3.1 单一抗氧化剂的抗氧化性。称取50 g虫油置于250 mL锥形瓶中，按油脂质量0.005%、0.010%、0.015%、0.020%添加抗氧化剂，密封后置于恒温箱中。

1.3.2 真空條件下单一抗氧化剂的抗氧化性。称取50 g虫油置于250 mL锥形瓶中，按油脂质量0.01%添加单一氧化剂，抽真空后密封，置于恒温箱中。

1.3.3 复合抗氧化剂的抗氧化性。称取50 g虫油置于250 mL锥形瓶，按油脂质量0.02%添加复合抗氧化剂，复合抗氧化剂组成见表1。密封后置于恒温箱中。

1.4 试验设计 以未加抗氧化剂、未抽真空、密封的油脂作为空白对照（CK）。上述处理在25 ℃恒温箱中放置约60 d，用国标方法测定AV、POV，每个样品平行测定3次。

1.5 测定方法

1.5.1 AV的测定[15]。称取5 g黄粉虫精炼油样品置于250 mL锥形瓶中，加入25 mL 甲苯与乙醇1∶1混合的有机溶剂，摇匀，以酚酞为指示剂，用标准氢氧化钠溶液滴定，滴定至出现微红色，并保持15 s不褪色，即为滴定终点。AV 计算公式为

AV=40×V×cm

式中，AV为试验油样的酸价，mg/g;c为氢氧化钠标准滴定溶液浓度，mol/L;V 为试验油样消耗氢氧化钠标准滴定液的体积，mL;m为试验油的质量，g;40 为氢氧化钠 （NaOH） 的摩尔质量值，g/mol。

1.5.2 POV的测定[16]。称取2 g黄粉虫油样品置于250 mL碘量瓶中，加入30 mL三氯甲烷与冰乙酸2∶3混合的有机溶剂，准确加入1 mL饱和碘化钾溶液，塞紧瓶盖，并轻轻振摇0.5 min，在暗处放置3 min。取出加100 mL蒸馏水，摇匀，立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定，滴至淡黄色时，加1 mL淀粉指示剂，继续滴定并强烈振摇至溶液蓝色消失。同时进行空白试验，空白试验所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积为V0，计算样品的POV值：

POV=12.69×c×（V1-V0）m

式中，POV为试验油样的过氧化值，g/kg;c为滴定液硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/L;V1 为样品消耗硫代硫酸钠标准滴定液的体积，mL;V0为空白溶液消耗硫代硫酸钠标准滴定液的体积，mL;m为试验油样的质量，g。

2 结果与分析

2.1 单一抗氧化剂对黄粉虫油抗氧化性的影响

2.1.1 对AV的影响。由图1可知，添加抗氧化剂后试样的AV均显著低于CK，添加0.020% PG样品的AV最低，为0.250 9 mg/g，与CK（0.329 0 mg/g）相比，AV下降了23.7%。添加3种抗氧化剂的试样，AV均随抗氧化剂用量的增加而降低，其中TBHQ的抑制效率最高，在添加0.005%时AV由0.329 0 mg/g下降到0.257 0 mg/g，且随着浓度的增大，AV趋于稳定。

2.1.2 对POV的影响。从图2可见，添加抗氧化剂后试样的POV均显著低于CK。添加0.010% TBHQ和0.020% BHA样品的POV最低，均为1.192 g/kg，与CK（POV 4.157 g/kg）相比，POV下降了71.3%。添加3种抗氧化剂试样的POV均随抗氧化剂用量的增加而降低，其中TBHQ的抑制效率最高，在添加0.005%时POV由4.157 g/kg下降到1.345 g/kg，且随浓度的增加趋于稳定。

2.2 真空条件下单一抗氧化剂对黄粉虫油抗氧化性的影响

2.2.1 对AV的影响。

由图3可知，同一处理在真空条件下黄粉虫油的AV均低于空气中，其中不加抗氧化剂时，真空条件下样品的AV（0.277 6 mg/g）比空气条件下（0.329 0 mg/g）降低15.6%;添加0.01%抗氧化剂真空条件处理与空气条件处理相比，AV分别下降了16.3%（BHA）、4.6%（TBHQ）和8.5%（PG）;真空条件下添加0.01% BHA样品的AV（0.235 5 mg/g）低于空气条件下添加0.01% BHA样品的AV（0.281 3 mg/g），说明真空条件下更有利于抑制黄粉虫油的酸败。而添加0.01%抗氧化剂真空条件处理与不加抗氧化剂空气条件处理相比，样品AV分别下降了28.4%（BHA）、25.7%（TBHQ）和21.9%（PG），下降幅度均高于抗氧化剂用量相同空气条件下处理和未加抗氧化剂真空条件下处理的样品，说明真空条件和抗氧化剂配合使用抑制黄粉虫油AV的效果更加明显。

2.2.2 对POV的影响。由图4可知，真空条件对黄粉虫油POV的影响与对AV的影响相似。相同处理真空条件下黄粉虫油的POV均低于空气条件下，且真空条件与抗氧化剂相结合更有利于抑制黄粉虫油脂POV的升高。其中真空条件下，抗氧化剂TBHQ用量为0.01%时，样品的POV最低，为1.095 g/kg，低于空气条件下样品的POV（1.192 g/kg），远低于空气条件下未添加抗氧化剂样品的POV（4.157 g/kg）。

2.3 复合抗氧化剂对黄粉虫油抗氧化性的影响

2.3.1 对AV的影响。由图5可知，所有复合抗氧化剂的加入均不同程度降低了黄粉虫油的AV，在使用量均为0.02%的条件下，绝大多数复合抗氧化剂对AV升高的抑制作用明显强于单一抗氧化剂。其中TBHQ∶BHA=3∶1时样品AV最低，为0.230 6 mg/g，比单一使用TBHQ（AV 0.266 1 mg/g）和BHA（AV 0.263 3 mg/g）时分别下降了13.3%和12.4%，比单一抗氧化剂效果较好的PG（0.250 9 mg/g）也下降了8.1%。说明复合抗氧化剂能更有效抑制黄粉虫油AV的升高。

2.3.2 对POV的影响。图6表明，复合抗氧化剂未显著抑制黄粉虫油POV的升高。抗氧化剂使用量相同的情况下，复合抗氧化剂对黄粉虫油POV升高的抑制作用介于2种单一抗氧化剂之间。例如在PG中加入不同比例 TBHQ和BHA时，添加复合抗氧化剂样品的POV均高于单一使用 TBHQ和BHA时，而低于单一使用PG时样品的POV。其中添加TBHQ∶BHA=1∶3的复合抗氧化剂时样品POV最低，为1.167 g/kg，抑制效果最好，优于单一抗氧化剂，与单一抗氧化剂中效果最好的BHA（POV 1.192 g/kg）相比，下降了2.1%。

3 结论与讨论

该研究选择TBHQ、BHA和PG 3种脂溶性抗氧化剂，探究其对黄粉虫油的抗氧化效果。结果表明，3种抗氧化剂均能不同程度地抑制黄粉虫油放置过程中酸价（AV）、过氧化值（PCV）的升高，提高黄粉虫油的氧化稳定性。单一使用时，3种抗氧化剂的最佳使用量分别为0.01% TBHQ和0.02% BHA或PG，其中TBHQ效率高。真空条件有利于黄粉虫油脂的保存，真空条件与抗氧化剂配合使用可显著抑制黄粉虫油的酸败，其中真空条件下BHA抑制效果最佳。使用复合抗氧化剂可有效抑制黄粉虫氧化，其中添加TBHQ∶BHA=3∶1时黄粉虫油的AV最低;而添加TBHQ∶BHA=1∶3时黄粉虫油POV最低。原因可能在于抗氧化剂在发挥抗氧化作用的同时，其相互之间产生的游离基生成了新的酚类化合物，可进一步与过氧化自由基结合而成为相对稳定的物质，继续发挥抗氧化作用，使其抗氧化性能得以增强[17]。

试验所用的黄粉虫油在试验前AV为0.204 6 mg/g，试验中所有处理试样的AV检测值均大于黄粉虫油初始AV，且远远小于空白AV，说明添加抗氧化剂可以减缓氧化酸败，但难以完全阻止黄粉虫油的酸败。后续研究将进一步考察抗氧化剂、包装方式协同对黄粉虫油的抗氧化作用，以期为延长黄粉虫油的货架保质期提供科学依据。

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