茶多酚对植物油抗氧化效果的研究

郑言，魏航，李建定，李骞

（1.河南应用技术职业学院，河南 郑州 450042；2.河南大学 天然药物实验室，河南 开封 475001）

茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，它具有抗氧化、提高机体免疫力等作用[1]。我国茶叶资源相当丰富，在世界范围内我国是最大的茶叶产区之一，在2018年我国茶叶产量高达261万t，由于茶叶供大于求的状况，造成产能过剩[2]，这使得从茶叶中提取茶多酚具有广阔的应用前景。茶多酚作为茶叶中最重要的功效成分之一，自发现以来，受到越来越多专家以及学者的关注[3]。近年来，一些研究发现，在食品中添加过多由丁基羟基茴香醚等合成的抗氧化剂会对人体健康带来一些负面效果，严重时可能会导致人体细胞发生癌变或畸变等[4]。随着我国经济的飞速发展，人们消费水平的提高，消费者对油品也有了较高的追求，但由于这些植物油中脂肪酸多为不饱和脂肪酸，存在易氧化的问题[5]。因此，本研究通过将茶多酚、维生素E、特丁基对苯二酚（tert-butylhydroquinone，TBHQ）添加到菜籽油中，对菜籽油的理化指标如过氧化值、酸价、丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量等进行分析，并对茶多酚和维生素C进行自由基清除试验，探讨茶多酚在植物油中的抗氧化效果，对食用植物油的贮藏提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玉米油、菜籽油：福临门食品有限公司；棕榈油：益海嘉里油脂工业有限公司；茶多酚（纯度＞90%）、TBHQ、维生素C、维生素E、MDA测定试剂盒：上海古朵生物科技有限公司；氢氧化钠、百里香酚酞、碘化钾、硫代硫酸钠、单甘油酯、重铬酸钾、异丙醇、乙醚、冰乙酸、三氯甲烷、可溶性淀粉（均为分析纯）：天津科密欧化学试剂有限公司。

1.2 仪器

JY202型电子分析天平：上海蒲春计量仪器有限公司；HH-6型数显恒温水浴锅：金城春兰实验仪器厂；721型分光光度计：上海佑科有限公司；GC-7890A气相色谱仪：美国安捷伦公司；TD5A离心机：凯达科学仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理方法

将棕榈油、菜籽油、玉米油各分为4组，其中1组为空白对照组不添加茶多酚，另外3组分别添加不同浓度的茶多酚。

1.3.2 样品贮藏温度

在温度高于50℃时，考虑到氧化反应的复杂性，温度过高会有一些二级氧化产物（如茴香胺）等物质产生，此时不宜用酸价、过氧化值来衡量油脂品质，在50℃以下时，其反应产物主要是一级氧化产物，因此选择在室温25℃条件下对样品进行贮藏。

1.3.3 抗氧化剂的添加方法

由于茶多酚、维生素E均不能溶解在植物油中，因此需要用单甘油酯来转化[6]。

1.3.4 过氧化值的测定

参照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》测定过氧化值。

1.3.5 酸价的测定

参照GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》测定酸价。

1.3.6 丙二醛含量的测定

MDA含量的测定选用试剂盒，首先用移液枪吸取0.03 mL～0.05 mL植物油于试管中，再向试管中加入混合试剂使其与植物油混匀，该试管为测定管；取1根新的试管作为标准空白对照管，用移液枪吸取0.03 mL～0.05 mL无水乙醇，加入试管中，再将试剂与无水乙醇混匀后转移到试管中，将试管口用薄膜密封后戳几个小孔，设置水浴锅温度为90℃，加热45 min，加热完成后待溶液冷却至25℃，再将溶液转移至离心管，设置离心机转速4 000 r/min，时间8 min，离心完成后用胶头滴管吸取上清液至比色皿中，最后用分光光度计测定其在波长532 nm下的吸光值。

1.3.7 脂肪酸组成分析方法

参照GB 5009.168—2016《食品安全国家标准食品中脂肪酸的测定》。

1.4 统计分析

本试验样品检验重复3次，采用Origin9.1、Excel2016及SPSS对试验数据进行统计及显著分析，用SPSS中Duncan进行平均值比较（显著性差异P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 菜籽油在贮藏过程中过氧化值的变化

3种抗氧化剂对菜籽油过氧化值的影响结果如图1所示。

图1 菜籽油贮藏过程中过氧化值的变化Fig.1 Changes in peroxide value during rapeseed oil storage

由图1可知，相同添加量的茶多酚、维生素E、TBHQ，其过氧化值的上升趋势都比空白对照组要平缓，这表明抗氧化剂能有效延缓菜籽油过氧化值的升高，其中过氧化值变化较平缓的是TBHQ，增加较快的是维生素E，茶多酚的过氧化值变化曲线介于两者之间，这可能是由于TBHQ分子中含有两个酚羟基，在抑制油脂的氧化过程中它能提供2个H+从而形成稳定的醌类物质，使得菜籽油的氧化速率变缓[9]。在相同添加量下，维生素E对过氧化值的升高的抑制效果要弱于茶多酚，这可能是由于此浓度下维生素E的抗氧化效果较弱[10]。结果表明，在菜籽油中添加抗氧化剂能延缓一级氧化产物的生成，并且天然抗氧化剂效果较为理想。

2.2 菜籽油在贮藏过程中酸价的变化

3种抗氧化剂对菜籽油酸价的影响如图2所示。

图2 菜籽油贮藏过程中酸价的变化Fig.2 Changes in acid value of rapeseed oil during storage

游离脂肪酸的产生通常是由于油脂产生了氧化反应，其含量的多少可以由酸价反映，图2表明对照组和添加3种抗氧化剂的菜籽油在50℃下放置30 d后，其游离脂肪酸含量都随着时间的延长而增加，在未添加抗氧化剂时，其酸价的增长量是最多的，在15 d后，其酸价的增长速度增加，由此可以推断，植物油在15 d后发生了较大程度的氧化分解。相较于未添加抗氧化剂的菜籽油，3种抗氧化剂对酸价的升高均起到了一定的抑制作用，与对过氧化值升高的抑制效果相同。

2.3 抗氧化能力试验结果

2.3.1 对DPPH自由基的清除作用

茶多酚和VC对DPPH自由基的清除能力如图3所示。

从图3中可以看出，DPPH自由基清除率随着抗氧化剂的浓度增大而升高，浓度在30.1μg/mL～315.3 μg/mL时，两种抗氧化剂的DPPH自由基清除率的增长较快，茶多酚对DPPH自由基的清除率由12.5%增长至52.4%，维生素C对DPPH自由基的清除率由13.2%增长至67.5%，当浓度超过315.3 μg/mL时，两种抗氧化剂的DPPH自由基清除率增长速率开始变缓，其清除率开始趋于稳定，在同一浓度下，茶多酚对DPPH自由基的清除率最高为59.3%，而VC对DPPH自由基的清除率最高为77.2%，试验结果表明维生素C和茶多酚对DPPH自由基都能起到较强的清除作用。

图3 两种抗氧化剂对DPPH自由基的清除能力Fig.3 The scavenging ability of two antioxidants on DPPH free radicals

2.3.2 对·OH的清除作用

两种抗氧化剂对·OH的清除能力如图4所示。

图4 两种抗氧化剂对·OH的清除能力Fig.4 The scavenging ability of two antioxidants on·OH

从图4可以看出，在茶多酚和VC浓度升高时，其对·OH的清除率也随之升高，在抗氧化剂浓度低于433.2 μg/mL时，茶多酚和维生素C对·OH的清除率上升得较快，其中茶多酚的清除率由11.4%上升至78.5%，维生素C对·OH的清除率由10.8%上升至66.3%，说明清除效果较好，表明此浓度下，相较于维生素C，茶多酚对·OH的清除率更高。此后随着抗氧化剂浓度上升，两者对·OH的清除率增长变缓，逐渐趋于平稳。

2.4 不同植物油的脂肪酸组成

3种植物油的脂肪酸组成如图5所示。

由图 5可知，棕榈油（palm oil，PO）、玉米油（corn oil，CO）、菜籽油（rapeseed oil，RO）的脂肪酸组成存在着一定的差异。棕榈油中的饱和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）与单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）含量较多，ω-6脂肪酸的含量较少，为9.08%；而玉米油是一种典型的ω-6脂肪酸（含量为53.26%）植物油，适用于高温烹饪和煎炸使用；菜籽油中的油酸含量较高，除此之外，菜籽油还含有19.12% 的ω-6脂肪酸和5.96%的ω-3脂肪酸。

图5 不同植物油的脂肪酸组成Fig.5 Fatty acid composition of different vegetable oils

2.5 添加茶多酚后植物油储藏过程中MDA的含量变化

添加茶多酚后植物油在贮藏过程中MDA含量变化如图6所示。

图6 植物油贮藏过程中的MDA含量变化Fig.6 Changes in MDA content of vegetable oil during storage

在贮藏过程中，植物油发生劣变主要是由于油脂中多不饱和脂肪酸发生了自动氧化，会产生一些醛类物质。由图6可知，通过Schaal模拟贮藏过程，丙二醛的含量随着时间的延长而显著增加（P＜0.05）。在新鲜的植物油中均检测到了丙二醛，其中棕榈油和菜籽油属于ω-9型植物油，其丙二醛含量的增长量要小于属于ω-6型植物油的玉米油，菜籽油中含有更多的亚麻酸，在贮藏过程中亚麻酸极易氧化，会产生丙二醛，玉米油中含有较多的亚油酸，一些研究发现亚油酸不是导致MDA生成的主要的前驱物质[11]，同时，玉米油中的生育酚含量要高于其它植物油，生育酚可以通过清除自由基来起到一定的抗氧化效果[12]，因此玉米油中的MDA含量少于其它植物油。

2.6 茶多酚添加量对植物油过氧化值、酸价的影响

茶多酚添加量对植物油过氧化值（peroxide value，POV）、酸价（acid value，AV）的影响如表 1所示。

表1 茶多酚添加量对植物油过氧化值、酸价的影响（50℃，30 d）Table 1 The influence of the added amount of tea polyphenols on the peroxide value and acid value of vegetable oil（50 ℃，30 d）

由表1可知，添加了茶多酚的3种植物油在50℃下恒温放置30 d后，其酸价和过氧化值的结果都低于空白对照组，这表明添加量为0.1%～0.7%的茶多酚，都会增加植物油的抗氧化能力，在茶多酚的添加量为0%～0.5%时，3种植物油的酸价和过氧化值整体上都随添加量增大呈减小的趋势，在茶多酚添加量为0.4%～0.5%时，其酸价和过氧化值的结果处于较低水平，当茶多酚添加量超过0.5%时，酸价和过氧化值反而升高，这表明茶多酚的添加量在0.4%～0.5%时，对植物油的抗氧化效果最强，添加量超过0.5%时，对植物油的抗氧化效果反而减弱，这可能是因为茶多酚分子中更多的氢离子与自由基发生反应，产生稳定的化合物[7]。与此同时，茶多酚自身的氧化还原电位发生改变，即茶多酚自身被氧化生成氧化产物邻醌，而其是一类强氧化剂[8]，因此，当茶多酚的添加量过高时，其抗氧化能力开始减弱。

3 结论

棕榈油的SFA与MUFA含量相近，ω-6脂肪酸的含量较少；而玉米油是一种典型的ω-6脂肪酸植物油，含量较高为53.26%，适用于高温烹饪和煎炸使用，在贮藏过程中，玉米油中检测到了含量较少的丙二醛，这表明玉米油中的生育酚使其具有一定的抗氧化效果。

在菜籽油中添加3种不同抗氧化剂后，放置30 d，其酸价、过氧化值的变化较小，其中TBHQ对AV和POV升高的抑制效果优于维生素E和茶多酚，而维生素E效果并不理想，但茶多酚对DPPH自由基有一定的清除效果、对·OH的清除率高于VC，在茶多酚添加量为0.4%～0.5%时，3种植物油的酸价和过氧化值均处于较低水平，表明此浓度下对油脂起到的抗氧化效果最佳，因此茶多酚是一种适合作为植物油抗氧化剂的物质。