姜辣素抗氧動(dòng)力學(xué)的研究

中日咪品第5期2005年5月CHINA CONDIMENTMay.2005文章編號:1000—9973(2005)05-0031-05姜辣素抗氧動(dòng)力學(xué)的研究劉成倫12,李樂(lè )1(1.重慶大學(xué)化學(xué)工學(xué)院,重慶400044;2.重慶大學(xué)西南資源開(kāi)發(fā)及環(huán)境災害控制工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗室,重慶40004摘要:考察了姜辣素在油脂中的抗氧性能,通過(guò)測定體系的過(guò)氧化值(POV)和酸價(jià)(AV)及其隨時(shí)間的變化情況,獲得了姜棘素抗氧過(guò)程的動(dòng)力學(xué)方程,并探討了溫度、環(huán)境介質(zhì)等因素對姜辣素抗氧效果的影響。關(guān)鍵詞:姜辣素;油脂;抗氧化性;化學(xué)動(dòng)力學(xué)中圖分類(lèi)號:TS201.2文獻標識碼:AReserarch on antioxidation kinetics of oleoresin to oil and fatLIU Cheng-lun, 2,LI Le'(1. College of Chemisty and Chemical Engineering, ChongqingUniversity, Chongqing400044, China; 2 Key laboratory For the Exploitationof Southwest Resources and Environmental Disaster Control Engineering ofMinistry of Education, Chongqing University, Chongqing 400044, China)Abstract: The antioxidation of oleoresin has been studied in the oil and fat. The chemistry dynam-ics equation is obtained by measuring the change of the systematic POV, AV with the time. Moreover, the influences of temperature and surrounding medium have been studied.Key words: oleoresin, oil and fat, antioxidation, chemistry dynamics油脂氧化是食品變質(zhì)的主要原因之香醚)、BHT(二丁基羥基甲苯)和PG(沒(méi)食它能導致食品產(chǎn)生各種不良氣味,縮短其保子酸丙酯),但近年人們對這類(lèi)合成抗氧劑的質(zhì)期。油脂氧化不僅降低了食品的營(yíng)養價(jià)安全性產(chǎn)生了質(zhì)疑。同時(shí),在崇尚天然營(yíng)養值,某些氧化產(chǎn)物還具有致毒及其他副作用,及回歸大自然的現代飲食文化中,天然食品給人類(lèi)健康帶來(lái)了極大的威脅口,對此,現普添加劑倍受人們青睞。因此,對品質(zhì)優(yōu)良、安遍通過(guò)在油脂類(lèi)食品中添加抗氧化劑以有效全的天然食品抗氧劑進(jìn)行應用研究十分必地預防或抑制氧化反應的發(fā)生。目前,廣泛要。鑒于生姜在我國資源豐富,是傳統的辛應用于食品中的抗氧劑有BHA(丁基羥基茴香類(lèi)調味品,其風(fēng)味符合人們的飲食習慣,以收稿日期:2005-03-10項目來(lái)源:重慶市高等學(xué)校優(yōu)秀中青年骨干教師資助計劃(2002)H中國煤化工CNMHG作者簡(jiǎn)介:劉成倫(1963-),女,漢族重慶南川人,博士后,副教授,土安D切理?；有驼Q品科學(xué)等領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作。中國調味品總第315期此為原料提制的天然食品添加劑具有明顯的同樣方法制備豬油的研究試樣。應用前景。油脂過(guò)氧化值POV及酸值AV的測定研究表明2-31,生姜中的風(fēng)味成分具有參照中華人民共和國《標準食用植物油衛生明顯的抗氧活性;但對其抗氧動(dòng)力學(xué)及相關(guān)標準的分析方法》(GB/T5009.37-1996)應用的研究尚未見(jiàn)報道。本文通過(guò)測試體系的過(guò)氧化值(POV)和酸價(jià)(AV),著(zhù)生探討2結果與討論生姜中提取的姜辣素在油脂中的抗氧動(dòng)力學(xué)2.1姜辣素對油脂的保護率特征,并考察利于其抗氧活性發(fā)揮的適宜外姜辣素對油脂的保護率按方程(1)計算:部條件(溫度和介質(zhì)性質(zhì)等),以期對姜辣素(1)抗氧劑在食品中的使用提供理論和技術(shù)參POV-PO)×100%考式中:姜辣素對油脂的保護率;POV初一未對油脂進(jìn)行強化氧化時(shí)的1材料與方法過(guò)氧化值,meq/kg;1.1材料POV末1添加姜辣素溶液的油脂強化生姜:購自重慶市沙北街農貿市場(chǎng);菜籽氧化后的過(guò)氧化值,meq/kg;油:購自重慶市沙坪壩油脂公司;豬油:以鮮POV末2—未添加姜辣素溶液的油脂塊狀肉熬煉制成清液。強化氧化后的過(guò)氧化值,meq/kg。1.2方法姜辣素不同溫度下對菜籽油的保護率曲1.2.1姜辣素的提制線(xiàn)如圖1。將生姜洗凈,削去表皮,切成薄片,自然風(fēng)干或置于烘箱中40~50℃烘干,粉碎,過(guò)7528℃40℃40~60目篩。用95%食用乙醇以1:3的固50℃60℃液比在50℃分別浸提60mn、30mn,過(guò)濾并套45減壓蒸餾得姜辣素初提濃縮液。殘渣經(jīng)過(guò)干3燥、預處理,將其按適宜的固液比從濃縮液中吸附分離得到姜辣素1.2.2姜辣素抗氧化能力的測定移取3cm3自制姜辣素溶液于200cm3燒杯中,并置于真空干燥箱中,40℃揮發(fā)溶劑圖1姜辣素不同溫度下對菜子油的保護率曲線(xiàn)即得固形物,在燒杯中加入60cm3菜籽油,由圖1可看出,姜辣素在28℃和40℃對即為添加姜辣素的實(shí)驗油脂樣,并按平行條油樣的保護率情況相似,而在50℃和60℃的件準備空白樣。保護效果相近。并可以進(jìn)一步看出,在相同按照美國油脂化學(xué)協(xié)會(huì )(AOCS)推薦的時(shí)間段及較低溫度下,姜辣素對油樣的保烘箱貯存試驗法,將實(shí)驗在70℃加熱攪拌護V凵中國煤化工增大溫度升至0.5h以使體系均質(zhì)化,然后將試樣移至帶瓶50dCNMH(最大;此后溫度塞的三角瓶塞緊瓶口,置于50℃恒溫箱,每升高(如60℃),姜辣素對油樣的保護率迅速隔24h分別搖勻攪拌2min,定期取樣測定。下降,這可能與姜辣素的熱穩定性降低有關(guān)。試驗報告姜辣素抗氧動(dòng)力學(xué)的研究33據此本研究選定50℃作為實(shí)驗條件,這也符姜辣素的熱穩定性未發(fā)生改變時(shí),添加姜辣合食品加工生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況。素液的植物油樣的氧化速率明顯低于空白油2.2油脂的氧化動(dòng)力學(xué)特征樣,這充分顯示出添加液中目標成分的活性2.2.1油脂在不同條件下POV隨時(shí)間的效果。對于豬油樣,鑒于聯(lián)樣時(shí)的較高過(guò)氧變化化值,氧化反應已處于較活躍的自由基傳遞階段,因此該反應的速率呈現單調增大趨勢。(FOV),一(POV)空白油樣與添加姜辣素油樣的測試結果相近t2-t1即兩個(gè)體系具有相近的反應速率,甚至個(gè)別時(shí)間段還表現為空白油樣的氧化反應速率低表150℃油樣氧化速率meq/(kg·d)于添加樣(V2,4),總體上兩反應的進(jìn)程相同項目空白葵籽油落加5%要空白豬油添加05%要由此推知姜辣素對油樣的有效保護主要是通過(guò)阻止油脂氧化過(guò)程中自由基引發(fā)步驟的發(fā)0.950.83生來(lái)實(shí)現的,所以姜辣素作為抗氧劑,與其它vvvvvv3.162.135.97天然抗氧劑一樣,能有效抑制或預防油脂的5.664.456.036.02氧化劣變。6,87.454.9110.298.70為探討油脂氧化的動(dòng)力學(xué)特征,將油脂1.11氧化過(guò)程不同時(shí)間的過(guò)氧化值變化描繪于圖由表1可看出,對于植物油(菜籽油),無(wú)2。圖2中各條曲線(xiàn)的過(guò)氧化值與時(shí)間的關(guān)論空白樣還是實(shí)驗添加樣,V均大于V1,2。系分別采用零級、一級和二級反應動(dòng)力學(xué)方這可解釋為:開(kāi)始反應時(shí),反應物濃度較大,程進(jìn)行擬合,而油脂中自由基引發(fā)步驟的產(chǎn)物濃度較大,其引起的過(guò)氧化值增加幅度明顯超過(guò)體系中自由基引起的過(guò)氧化值增加,因此盡管油脂505的氧化程度小,仍表現出較大的測試值。因此,油脂氧化程度的測試必須控制適宜的恒15定溫度和連續時(shí)間段,不能以單個(gè)測試數據作為指標或質(zhì)量品質(zhì)的結論。觀(guān)察表明,當123456789101產(chǎn)生一定量的自由基后,自由基引發(fā)步驟的空白菜籽油一0.5%姜辣素菜籽油空白豬油一05%姜辣素豬油優(yōu)勢小于自由基參與的油脂氧化反應,致使測試結果(過(guò)氧化值)在一定時(shí)間段內持續增圖250℃油脂氧化的過(guò)氧化值加,即菜籽油樣在前8d的氧化速率逐漸增POV大,可以視為油樣氧化總過(guò)程中自由基引發(fā)Ov)°A+B:(己(3)和傳遞過(guò)程為控制步驟;而8~10d的氧化速I(mǎi)n[(Pov)=A+B(t(4率明顯減小,表明油脂氧化的自由基終止步中國煤化工(5)驟速率較大,自由基數量的顯著(zhù)減少導致消CNMHG耗體積(過(guò)氧化值)減小表1中的測試結果表明,在相同條件下,結果列于表2,用同樣方法分析豬油分中國調味品總第315期別在40℃及60℃條件下添加姜辣素的樣品化過(guò)程中,其成分及環(huán)境溫度對體系酸價(jià)和及相應空白樣的過(guò)氧化值,得到的動(dòng)力學(xué)參過(guò)氧化值的影響情況存在較大的差異,溫度數列于表3對酸價(jià)的影響不大,即使5℃時(shí)酸價(jià)也未出由表2和表3列出的相關(guān)系數來(lái)看,可現顯著(zhù)降低的情況,這表明導致酸價(jià)增加的以認為油脂的氧化反應以零級反應為主。即主要因素是氧或溶解氧的含量。由圖3、圖4容器表面性質(zhì)、介質(zhì)種類(lèi)及其它環(huán)境條件對還可發(fā)現,相同時(shí)間下動(dòng)物油樣的酸價(jià)較植氧化反應的速率有顯著(zhù)影響,這不僅從理論物油樣高,這可由植物油樣中自身含有較多上驗證了油脂氧化的自由基機理,且也符合的維生素E等活性物質(zhì)阻止了酸價(jià)增加予食品加工及貯藏過(guò)程中必須嚴格監控衛生條以解釋。件和選擇器材的實(shí)際。表250℃C時(shí)油脂氧化的動(dòng)力學(xué)參數零級反應級反應二級反應種類(lèi)囊皇白19240:165080981128油加妻辣素01893110.977187021.980284-0.0280.53空白183819211.9010695油加姜辣素809608092025350160.983003-.070.52501234567891011時(shí)間d表3豬油在40℃和60℃氧化的動(dòng)力學(xué)參數40℃空白植物油樣一40°℃添加姜辣素植物油樣零級反應一級反應二級反應50℃空白植物油樣→50℃添加姜辣素植物油樣種類(lèi)5℃空白植物油樣5℃添加姜辣素植物油樣℃空白53781.50.919320.050.9430053-0.03.8796圖3植物油樣(菜籽油)不同溫度時(shí)的酸價(jià)40℃加要萊囊0.490.03509796-0.4080.046.5081.762-005.85389上述研究還表明,姜辣素添加與否及無(wú)論是植物油還是動(dòng)物油,均具有類(lèi)似的氧化邕6動(dòng)力學(xué)規律,這為姜辣素油脂抗氧劑的推廣應用奠定良好的基礎。2.2.2油脂酸價(jià)與溫度和時(shí)間的關(guān)系油脂氧化伴隨過(guò)氧化值和酸價(jià)的變化,0植物油和動(dòng)物油樣在不同條件下的酸價(jià)測試結果如圖3、圖4所示。結果表明,不同油脂40℃空白動(dòng)物油樣40℃添加姜辣素動(dòng)物油樣50℃空白動(dòng)物油樣50℃添加姜辣素動(dòng)物油樣在40℃、50℃條件下,空白樣及試驗樣的酸價(jià)均表現為先逐漸增大,在第4d出現最大值圖4動(dòng)物油樣(豬油)不同溫度下的酸價(jià)峰值),然后漸減的趨勢,這與文獻報道的食上述研究成果可為姜辣素作為有效食品品中硝酸鹽在細菌作用下還原為亞硝酸鹽引抗氧添加劑應嚴格規定添加時(shí)間注重隔絕起劣變程度增加趨勢類(lèi)似。。動(dòng)物油樣缺少氧△V凵中國煤化工論依據。5℃的測試數據,是因為該溫度下樣品呈固態(tài)3CNMHG而無(wú)法測量。酸價(jià)隨時(shí)間的變化情況明顯不同于過(guò)氧化值的單調增大趨勢,說(shuō)明油脂氧本文研究了將姜辣素添加于動(dòng)物油中過(guò)第5期試驗報告姜辣素抗氧動(dòng)力學(xué)的研究氧化值及酸價(jià)隨時(shí)間和溫度的變化規律,分國食品工業(yè).1997,(2):18-22析了其動(dòng)力學(xué)特征,為姜辣素用作食品添加2]鄭立紅生姜乙醇提取物在豬油中的抗氧化性劑提供了一定的指導作用。的實(shí)驗研究[J].中國食品添加劑.2001(5):393.1姜辣素對油脂的保護率在較低溫度范圍內隨體系溫度的升高而逐漸增大,50℃時(shí)3]文震,余德順,呂晴姜油對濃縮魚(yú)油抗氧化性的實(shí)驗研究[J].中國油脂.2001,26(4):58達到最大3.2姜辣素對油脂氧化有效保護發(fā)生在油[4]劉成倫,李樂(lè ),鄧新華姜渣從姜黃分離純化姜脂氧化的初期,因此姜辣素作為抗氧劑應在黃油[J].重慶學(xué)學(xué)報.200427(6):110-113食品制備過(guò)程或成品生成的前期加入,才具[5] American Oil Chemist Society. Official Meth有預防和抑制氧化作用ods and Recommended Practices of the Ameri33油脂氧化反應具有零級反應動(dòng)力學(xué)特can Oil Chemist Society. Official Methods and征Recommended Practices of the American Oil3.4溫度對油脂酸價(jià)影響不大,酸價(jià)與時(shí)間Chemist Society[M]. 4th ed. Chicago: AOCS的關(guān)系表現為先逐漸增大、第4d達到最大值、隨后又呈減小的趨勢[6]張艷鉤,楊云,食品中硝酸鹽及亞硝酸鹽測定方參考文獻:法改進(jìn)[J].山西醫科大學(xué)學(xué)報.200,31(1):93[1]李炎油脂稱(chēng)定性與抗氧化方法的研究[J].中上接第50頁(yè))面體和調味粉的營(yíng)養強化處理。在面體中可粉15,白糖8,I+G0.8酵母粉2,香菇粉2,以應用雜糧面來(lái)均稀奇各種營(yíng)養成分,并在黑胡椒粉0.8白胡椒粉0.4,丁香粉0.01。生產(chǎn)時(shí)采用非油炸工藝,以最大限度保存其菜包:脫水雞肉粒,脫水香蔥,脫水香菇中的營(yíng)養成分。在調味粉中,可以強化添加粒等。一些受熱容易發(fā)生分解的營(yíng)養素如vc、VE3.3.3珍珠翡翠白玉湯風(fēng)味VB2等維生素和賴(lài)氨酸、鈣粉、骨粉等。在調珍珠翡翠白玉湯”得名于朱元璋,所用味粉中添加骨湯精粉或高湯粉不僅可以賦予的料極為普通:以魚(yú)龍為珍珠、以紅柿子椒切面湯濃郁的湯汁感和滲延感,還可以提供豐條為紅玉,以菠菜為綠玉,以豆腐為白玉。其富的無(wú)機鹽、氨基酸呈味多肽和膠原蛋白等鮮美的口感主要由“湯”來(lái)體現。豐富的營(yíng)養物質(zhì),保障消費者的身體健康,增粉包:鹽56,味精8高湯粉18,白糖8,I強體質(zhì)。十G0.8,姜粉0.4,蒜粉0.5,蝦粉2,蟹粉3。參考文獻:菜包:干貝辣椒片、脫水菠菜,脫水豆腐1陳釗,杜厚三.方便面的營(yíng)養強化[J食品科塊等。技,2002,6:55-57[2]唐榮健談?wù)劮奖忝鏍I(yíng)養價(jià)值的強化[J.食品4結論中國煤化工在營(yíng)養型方便面的研發(fā)時(shí),要同時(shí)注意CNMHG