黑枸杞提取物对油脂抗氧化作用的研究

李佳佳，张 娜，李 阳，徐 晨，王 航

（上海应用技术大学材料科学与工程学院,上海 201418）

食品中的脂质成分氧化反应被称为氧化酸败，其是食品领域主要的变质和影响产品质量的反应之一。油脂在储存期间容易被氧化，而食用变质油脂对人体有害，需要尽量避免氧化酸败反应的发生。目前，合成抗氧化剂常被用于阻止或延缓油脂的氧化。虽效果较好，但对人体却有潜在的副作用，所以不被大众所青睐。植物体中有很多黄酮类、多糖类化合物，它们对人体有很好的保健功能，更重要的是，它们的毒性非常小，所以越来越被人们所关注[1-5]。

黑枸杞中含有多糖、总酚、花青素、黄酮等，它们都有良好的抗氧化作用，可以减少动物体内自由基，有助于延缓衰老。此外，黑枸杞还具有滋补肝脏、改善视力、改善皮肤吸收营养、提高机体免疫力、改善睡眠质量等功效[6]，因此可以广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。

常规食品油脂氧化的途径包括自动氧化、光氧化和酶氧化，防止油脂氧化最直接有效的方法就是添加抗氧化剂[7]。但实验表明，一些合成抗氧化剂有毒性、致癌性，所以其添加量已经被进行了严格的限制[8-9]。而植物来源的天然抗氧化剂可以有效地抑制食物中的氧化，降低患上年龄依赖性疾病的风险，所以越来越多的人开始关注天然、无毒、可降解且有药理作用的天然油脂抗氧化剂[10]，对其进行开发和深入研究已经是大势所趋[11]。吴欣秀等[12]用超声提取冬瓜皮多酚和黄酮类化合物，经研究冬瓜皮提取物对油脂抗氧化后发现，冬瓜皮提取物具有较强的抗油脂氧化性。张勇等[13]对茶籽中的多糖进行了提取，经研究证明了茶籽多糖对食用油脂有一定的抗氧化效果。张海涛等[14]对阳荷总黄酮进行了抗油脂氧化研究，结果表明阳荷总黄酮能有效抑制大豆油的腐败酸化。

以静乐县黑枸杞为原料，采用常见的回流提取法对黑枸杞进行提取，然后用Schaal烘箱法[15]和滴定法研究该提取物对大豆油、菜籽油、花生油及猪油4种油脂的抗氧化作用，同时研究酒石酸、维生素C（vitamin C，Vc）、柠檬酸对4种油脂的抗氧化作用以及其作为增效剂时对油脂的抗氧化作用，从而为黑枸杞产品的深加工与开发提供理论依据，达到提高当地经济的目的。

1.1 仪器和试剂

1.1.1 仪器

RE-52AA旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）；
FD-2B型真空冷冻干燥箱（北京博医康实验仪器有限公司）；
SY101S-2电热鼓风干燥箱（天津市三水科学仪器有限公司）。

1.1.2 试剂和材料

原料：静乐县黑枸杞。

试剂：碘化钾、可溶性淀粉、硫代硫酸钠、Vc、酒石酸、柠檬酸、乙醚、异丙醇、冰乙酸、三氯甲烷等。试剂均为分析纯。

1.2 实验方法

1.2.1 黑枸杞的处理

将黑枸杞洗干净，晾干，摘蒂，磨粉并过筛，贴上标签待用。取适量黑枸杞粉末放入圆底烧瓶中，加入适量70%乙醇（料液比1∶20），水浴锅温度设置为60℃，加热回流120 min，将回流液进行抽滤，然后在旋转蒸发器中将滤液进行浓缩，最后将浓缩液真空冷冻干燥，得到黑枸杞提取物的粉末。

1.2.2 测定油脂的酸价

按照GB 5009.229-2016的要求称取一定量油样，加入乙醚-异丙醇（V∶V=1∶1）混合液50～100 mL和3～4滴的酚酞指示剂，充分振摇溶解试样。再用氢氧化钠标准溶液（0.1 mol/L）对试样溶液进行滴定,当试样溶液初现微红色，且15 s内无明显褪色时，即为滴定终点。此同时进行空白实验，并根据以下公式（1）计算油样的酸价：

式中：XAV为酸价,mg/g；
V为试样测定所消耗的标准溶液的体积,mL；
V0为相应的空白测定所消耗的标准滴定溶液的体积,mL；
C为标准溶液的物质的量浓度,mol/L；
m为油脂样品的称样量,g。

1.2.3 油脂过氧化值的测定方法

油脂的过氧化值（peroxide value,POV）采用Schaal烘箱法测定[15]。称取一定油量（约30 g）于150 mL锥形瓶中，分别加入不同抗氧化剂，摇匀后将形成的悬浊液放入60℃恒温烘箱中，每隔24 h测POV。称取油样2～3 g，置于250 mL碘量瓶中，加入30 mL三氯甲烷-冰乙酸（V∶V=2∶3）混合液,轻轻振摇使试样完全溶解。准确加入1.00 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去离子水，摇匀后立即用硫代硫酸钠标准溶液（0.002 mol/L）滴定析出的碘，滴定至淡黄色时,加1 mL淀粉指示剂，继续滴定并强烈振摇至溶液蓝色消失为终点。同时进行空白试验作为对照，并根据式（2）计算油样的POV：

式中：X为POV，单位为mmol/kg；
V为试样消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，单位为mL；
V0为空白试验消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，单位为mL；
C为硫代硫酸钠标准溶液的浓度，单位为mol/L；
m为试样质量，单位为g。

2.1 酸价

我国食用油分级管理的酸价卫生标准为：一级大豆油酸价≤0.2 mg·g-1，压榨成品菜籽油和压榨成品花生油酸价为一级≤1.0 mg·g-1，二级≤2.5 mg·g-1，食用猪油酸价≤1.5 mg·g-1。由本次实验结果可得，大豆油酸价为0.120 mg·g-1，菜籽油为0.308 mg·g-1，花生油为0.699 mg·g-1，猪油为0.500 mg·g-1。综上所述，本次实验所测定的4种油脂的酸价均在合格范围内。

2.2 不同抗氧化剂对油脂的抗氧化作用

2.2.1 不同浓度黑枸杞提取物对油脂的抗氧化作用

如图1所示，在4种油脂的高温氧化过程中，黑枸杞提取物对其均有一定的抗氧化作用，且随着提取物浓度增加，抗氧化性增强，对油脂的抗氧化能力具有浓度效应的关系。通过对图1(a)分析可以看出，在大豆油中加入黑枸杞提取物后，其POV都明显降低，且随着时间的增加，其POV增长都很缓慢，说明黑枸杞提取物对大豆油有很好的抗氧化作用。

图1 不同浓度黑枸杞提取物对油脂的抗氧化作用Fig. 1 Antioxidant effects of different concentrations of Lycium ruthenicum extract on oilsand fats

如图1(b)所示，第4 天之后添加黑枸杞提取物菜籽油的POV显著降低，该提取物对其抗氧化作用明显增强，第7天之后3组添加黑枸杞提取物的菜籽油POV升高，但比原油的低，说明该提取物对其抗氧化能力有所减弱。总体来说，黑枸杞提取物对菜籽油有较好的抗氧化作用。

如图1(c)所示，在花生油中加入黑枸杞提取物后，第5天之前，不同浓度黑枸杞提取物对花生油的抗氧化作用没有呈现出明显的区别；
从第5天开始，该提取物对油脂的抗氧化作用逐渐呈现区别，随着提取物浓度的增加，抗氧化性增强。

如图1(d)所示，添加黑枸杞提取物的猪油POV都远低于原油，在反应前7天，其POV增长缓慢，从第8天开始POV增长速度稍有增加，但仍远低于原油，说明黑枸杞提取物对猪油有良好的抗氧化作用。

综上所述，通过不同浓度黑枸杞提取物对4种油脂的抗氧化作用比较可以得出：黑枸杞提取物对大豆油的抗氧化效果最好，猪油次之，对菜籽油的抗氧化作用稍差，对花生油的抗氧化作用一般。

2.2.2 与其他抗氧化剂对油脂的抗氧化作用比较

通过对图2(a)的分析可以看出，加入不同抗氧化剂后，大豆油的氧化被明显抑制。其中，加入柠檬酸的大豆油POV最小，Vc次之，反应中前期加黑枸杞提取物的大豆油POV最大，后期酒石酸组POV最大，说明柠檬酸对大豆油的抗氧化效果最好，Vc次之，而黑枸杞提取物和酒石酸对该油的抗氧化效果较差。

图2 不同抗氧化剂对油脂抗氧化作用Fig.2 Antioxidant effectsof different antioxidantson oils and fats

如图2(b)所示，加入不同抗氧化剂后，菜籽油的氧化均能被抑制。在反应前期和反应后期加入Vc的菜籽油的POV最小，柠檬酸次之；
在反应中期加柠檬酸的菜籽油的POV最小，Vc次之。综上所述，Vc和柠檬酸对菜籽油的抗氧化作用比较稳定，且抗氧化效果较好，而黑枸杞提取物和酒石酸对菜籽油的抗氧化效果不如Vc和柠檬酸。

如图2(c)所示，在加入不同的抗氧化剂后，花生油的氧化都能被抑制。其中，在前3天，加入Vc的花生油POV最低，从第4天开始加入酒石酸的花生油POV最低，所以酒石酸对花生油的抗氧化效果最好，Vc次之，柠檬酸稍差，但都比黑枸杞提取物对花生油的抗氧化效果好。

如图2(d)所示，加入不同抗氧化剂后，猪油的氧化能够被明显抑制。其中加入黑枸杞提取物和加柠檬酸的猪油POV较小，而加酒石酸和加Vc的猪油的POV较大，说明黑枸杞提取物和柠檬酸对猪油的抗氧化效果较好，而酒石酸和Vc对猪油的抗氧化效果较差。

2.2.3 不同增效剂对黑枸杞提取物在油脂中抗氧化作用的影响

通过对图3(a)的分析可以看出，在前5天，大豆油中加入增效剂后，氧化速度明显降低，说明黑枸杞提取物加增效剂的抗氧化效果优于单独使用黑枸杞提取物的效果。但从第6天开始，单独加黑枸杞提取物的大豆油的POV明显低于加增效剂的大豆油，说明此后单独使用黑枸杞提取物的抗氧化效果较好。

如图3(b)所示，在反应前4天，只加入黑枸杞提取物组以及添加增效剂组的菜籽油POV增长缓慢，说明其对菜籽油有明显的抗氧化作用。从第4天后4组添加抗氧化剂的菜籽油POV增长速度明显加快，黑枸杞提取物以及增效剂对菜籽油的抗氧化作用有所减弱。总的来说，单独加入黑枸杞提取物的菜籽油POV最低，说明单独使用黑枸杞提取物对菜籽油的抗氧化效果最好。

图3 不同增效剂对黑枸杞提取物在油脂中抗氧化作用的影响Fig.3 The effect of different synergistson the antioxidant effect of Lycium ruthenicum extract in oilsand fats

如图3(c)所示，黑枸杞提取物+增效剂组对花生油的抗氧化作用明显增强。其中，黑枸杞提取物+Vc组的花生油的POV最低，抗氧化效果最好，黑枸杞提取物+柠檬酸组次之，黑枸杞提取物+酒石酸组对花生油的抗氧化效果稍差，只加入黑枸杞提取物组的花生油的POV最大（但仍小于原油），说明其对花生油的抗氧化效果最差。

如图3(d)所示，当猪油中只加入黑枸杞提取物时，其POV最小，其次是黑枸杞提取物+Vc组，另外2组增效剂抗氧化效果相差不大，说明单独使用黑枸杞提取物对猪油的抗氧化效果更好。

2.3 抗氧化机理的研究

油脂发生氧化的方式之一是油脂的自动氧化[16]，脂类分子会与氧气发生反应形成氢过氧化物ROOH，由此引发链式反应生成自由基。简单反应式如下（ROO·、H·、R·、RO·代表自由基）:

本次实验提取的黑枸杞提取物中含有黄酮、多糖、总酚、花青素等，其中黄酮类抗氧化剂可提供氢与脂肪酸自由基结合，使自由基转变为更稳定的产物，中止自由基的连锁反应，从而防止油脂自动氧化。

反应历程如下（AH代表黄酮类抗氧化剂）：

同时，A·形成共振稳定的半醌式自由基。

以回流提取法提取黑枸杞中的抗氧化物质，并用提取出来的粗提物研究其对油脂的抗氧化作用。结果显示，对4种油脂来说，在油脂高温氧化的过程中黑枸杞提取物能较明显的抑制其POV的增加速度，且黑枸杞提取物浓度越高，抗氧化作用越强。在对比其他抗氧化剂对油脂的抗氧化作用实验中，对于豆油，柠檬酸抗氧化效果最好；
对于菜籽油，前期Vc对其抗氧化作用较好，后期柠檬酸对其抗氧化效果较好；
对于花生油，前期Vc抗氧化效果较好，中后期酒石酸抗氧化效果最好；
对于猪油，黑枸杞提取物的抗氧化效果最好，优于其他抗氧化剂。在增效剂实验中，对于豆油，前期添加增效剂组抗氧化效果好，后期黑枸杞提取物抗氧化效果好；
对于菜籽油和猪油，黑枸杞提取物的抗氧化效果最好，优于添加增效剂组；
对于花生油，黑枸杞提取物+Vc组抗氧化效果最好。综上所述，本次实验提取的黑枸杞提取物更加适用于对猪油的抗氧化应用。此外，本次实验还对4种油脂的酸价进行了测定，结果显示，4种油脂的酸价均在正常范围内，油的品质较好。