林 潔

(山東商務(wù)職業(yè)學(xué)院食品工程系，山東 煙臺(tái) 264670)

近年來，隨著生活水平的不斷提高，食用油脂的安全問題受到人們?nèi)找骊P(guān)注和重視[1-2]。食用油脂在儲(chǔ)藏過程中往往會(huì)受到空氣、溫度及微生物等的影響，發(fā)生脂質(zhì)過氧化，這不僅會(huì)造成油脂品質(zhì)、風(fēng)味及營養(yǎng)價(jià)值的降低，而且會(huì)產(chǎn)生對人體有害的自由基和過氧化物，長期食用嚴(yán)重影響人體健康[3-4]。目前，添加抗氧化劑是延緩油脂氧化的最主要的方法，傳統(tǒng)的抗氧化劑主要以人工合成為主，如丁基羥基茴香醚(BHA)、沒食子酸丙酯(PG)等，因其具有潛在毒性，過量使用常導(dǎo)致癌變、畸形，已逐漸被一些國家限制或禁止使用[5-6]。安全、高效、無毒副作用的天然抗氧化劑開發(fā)已成為當(dāng)今食品科學(xué)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和發(fā)展趨勢[7-8]。

天然抗氧化劑主要來源于植物、動(dòng)物、微生物，較合成抗氧化劑在安全方面具有獨(dú)特優(yōu)勢[9]?，F(xiàn)今，已報(bào)道的有助于提高食用油脂抗氧化能力的天然抗氧化劑主要包括茶多酚、維生素E、迷迭香提取物、植物甾醇酯、火棘果黃酮、中草藥提取物等，天然抗氧化劑已逐漸在食用油脂儲(chǔ)藏保鮮中發(fā)揮重要作用[10-14]。柚[Citrusmaxima(Burm) Merr. ]屬于蕓香科柑橘樹常綠喬木，在中國南部廣泛種植，面積和產(chǎn)量均居世界首位。柚皮具有多孔結(jié)構(gòu)，富含黃酮、多糖、膳食纖維、香精油等多種活性成分，已成功應(yīng)用于環(huán)境、制藥和食品等領(lǐng)域[15]。然而，目前關(guān)于柚子皮總黃酮對食品尤其是食用油脂抗氧化性能方面的影響研究尚未見相關(guān)報(bào)道。因此，本研究以柚子皮為原料，研究了柚子皮總黃酮對食用油脂抗氧化作用的影響，對提高柚產(chǎn)業(yè)附加值和減少環(huán)境污染具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

未添加抗氧化劑的紫蘇油和橄欖油購自煙臺(tái)糧油開發(fā)有限公司，翅果油購自山西琪爾康翅果生物制品有限公司。柚子品種為蜜柚，購自煙臺(tái)農(nóng)貿(mào)市場，檸檬酸、茶多酚、維生素E、PG、無水乙醇、無水碳酸鈉及碘化鉀均為分析純，購自上海生工生物工程有限公司。

1.2 試驗(yàn)儀器

本研究的試驗(yàn)儀器主要有： TA-4000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，JK-G-750B2型高速多功能粉碎機(jī)，RE2000-A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，F(xiàn)D-1B-50型冷凍干燥機(jī)，DHG-9030A型電熱恒溫干燥箱，BWS-5恒溫水浴鍋，ESJ200-4A型電子天平。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) (1)柚子皮總黃酮對羥基自由基和超氧陰離子自由基的清除：分別以柚子皮總黃酮、檸檬酸、茶多酚、維生素E及PG(沒食子酸丙酯)為抗氧化劑，添加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0(對照，CK)、0.05%(處理1，T1)、0.10%(處理2，T2)、0.15%(處理3，T3)、0.20%(處理4，T4)和0.30%(處理5，T5)，進(jìn)行羥基自由基和超氧陰離子自由基的清除試驗(yàn)，比較柚子皮總黃酮與其他抗氧化劑的清除效果；(2)柚子皮總黃酮對不同食用油脂的抗氧化作用：以柚子皮總黃酮為抗氧化劑，添加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0.20%，食用油脂為紫蘇油、橄欖油和翅果油，進(jìn)行抗氧化試驗(yàn)，分析柚子皮總黃酮對不同食用油脂的抗氧化效果；(3)不同添加量的柚子皮總黃酮對橄欖油的抗氧化作用：以柚子皮總黃酮為抗氧化劑，添加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.30%，食用油脂為橄欖油，進(jìn)行抗氧化試驗(yàn)，分析柚子皮總黃酮添加量與橄欖油抗氧化強(qiáng)度的關(guān)系；(4)柚子皮總黃酮與其他抗氧化劑的效果比較：分別以柚子皮總黃酮、檸檬酸、茶多酚、維生素E及PG為抗氧化劑，添加量均為0.20%，食用油脂為橄欖油，進(jìn)行抗氧化試驗(yàn)，比較柚子皮總黃酮與其他抗氧化劑對橄欖油的抗氧化效果；(5)柚子皮總黃酮與其他抗氧化劑的協(xié)同增效作用：分別以柚子皮總黃酮、柚子皮總黃酮+檸檬酸(1∶1，質(zhì)量比)、柚子皮總黃酮+茶多酚(1∶1，質(zhì)量比)、柚子皮總黃酮+維生素E(1∶1，質(zhì)量比)和柚子皮總黃酮+PG(1∶1，質(zhì)量比)為抗氧化劑，添加量均為0.20%，食用油脂為橄欖油，進(jìn)行抗氧化試驗(yàn)，分析不同抗氧化劑與柚子皮總黃酮復(fù)配的協(xié)同增效作用。

1.3.2 柚子皮總黃酮提取方法 選擇無明顯發(fā)霉變質(zhì)且色澤油亮的柚子進(jìn)行清洗、剝皮和切塊，然后置于干燥箱中，60 ℃干燥12 h，采用多功能粉碎機(jī)粉碎烘干的柚子皮并過100目篩。參照李志銳等[16]的方法獲取柚子皮總黃酮提取液，并用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮后冷凍干燥，保存、備用。

1.3.3 羥基自由基清除試驗(yàn) 依次向20 ml比色管中加入濃度為2 mol/L的FeSO4溶液3 ml，2 mol/L H2O2溶液3 ml，迅速搖勻后，再加入3 ml濃度為 6 mol/L的水楊酸溶液，迅速搖勻后于37 ℃水浴中恒溫15 min，取出后加入定量的抗氧化劑，最后用蒸餾水將總體積補(bǔ)充至15 ml，繼續(xù)在 37 ℃水浴中恒溫15 min，于波長510 nm下測其吸光值A(chǔ)0、Ax及Ax0，并按如下公式計(jì)算清除率：清除率=[1-(Ax-Ax0)/A0]×100%，其中，A0表示空白對照液吸光值；Ax表示待測樣品液吸光值；Ax0表示本底吸光值。

1.3.4 超氧陰離子自由基清除試驗(yàn) 參照張俊生等[17]的方法，于325 nm下測定反應(yīng)體系的吸光值A(chǔ)、Aj及A0，并按如下公式計(jì)算清除率：清除率=[1-(A-Aj)/A0]×100%，其中，A表示抗氧化劑加入鄰苯三酚及緩沖溶液后的吸光值；Aj表示抗氧化劑加入緩沖溶液后的吸光值；A0為表示緩沖溶液加入鄰苯三酚后的吸光值。

1.3.5 油脂抗氧化性試驗(yàn) 采用烘箱強(qiáng)化儲(chǔ)藏法進(jìn)行油脂抗氧化性能試驗(yàn)，將30 g食用油脂置于100 ml三角燒瓶中，加入定量的抗氧化劑并混勻，以不加抗氧化劑的食用油脂為空白對照。將上述樣品敞口放置于(60.0±0.5) ℃的烘箱中強(qiáng)化儲(chǔ)藏，1 d攪拌1次，并進(jìn)行位置調(diào)整，每隔2 d測定1次各樣品的過氧化值和酸價(jià)值，測定方法分別參照GB/T 5538-2005[18]和GB/T 5009.37-2003[19]中的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)計(jì)算及作圖采用EXCEL 2007進(jìn)行，用SPSS 13.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 柚子皮總黃酮對羥基自由基的清除

由圖1可知，隨著5種抗氧化劑添加量的增大，羥基自由基的清除效果逐漸增強(qiáng)；同一添加量下，5種抗氧化劑對羥基自由基的清除能力由強(qiáng)到弱依次為檸檬酸、柚子皮總黃酮、PG、維生素E及茶多酚。在添加量為0.30%時(shí)，柚子皮總黃酮對溶液中羥基自由基的清除率為31.62%，較檸檬酸低5.96%(P<0.05)，較茶多酚、維生素E和PG分別高12.56%、9.18%和5.37%(P<0.05)。圖1說明，柚子皮總黃酮對羥基自由基的清除能力明顯強(qiáng)于茶多酚、維生素E和PG，且清除能力隨著添加量的增加而逐漸升高，呈明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。

CK、T1、T2、T3、T4、T5分別表示柚子皮總黃酮、檸檬酸、茶多酚、維生素E及PG的添加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為：0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.30%。圖中同一添加量處理下不同小寫字母表示不同抗氧化劑間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。圖1 柚子皮總黃酮對羥基自由基的清除能力Fig.1 The scavenging capacity of shaddock skins total flavonoids on hydroxyl radical

2.2 柚子皮總黃酮對超氧陰離子自由基的清除

如圖2所示，5種抗氧化劑對超氧陰離子自由基的清除能力隨著添加量的增加而呈現(xiàn)先逐漸上升而后趨于平穩(wěn)的趨勢。同一添加量下，5種抗氧化劑對超氧陰離子自由基的清除能力由強(qiáng)到弱依次為檸檬酸、柚子皮總黃酮、PG、維生素E及茶多酚。在添加量為0.20%時(shí)，柚子皮總黃酮對溶液中超氧陰離子自由基的清除率為29.96%，較檸檬酸低3.77%，較茶多酚、維生素E和PG分別高7.39%、5.21%和1.59%。說明，柚子皮總黃酮對超氧陰離子自由基的清除能力明顯強(qiáng)于茶多酚、維生素E和PG，且清除能力隨著添加量的增加而呈現(xiàn)先逐漸升高后趨于平穩(wěn)的趨勢。

CK、T1、T2、T3、T4、T5見圖1注。圖中同一添加量處理下不同小寫字母表示不同抗氧化劑間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。圖2 柚子皮總黃酮對超氧陰離子自由基的清除能力Fig.2 The scavenging capacity of shaddock skins total flavonoids on superoxide anion radical

2.3 柚子皮總黃酮對不同食用油脂的抗氧化作用

由圖3a可知，隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長，3種食用油脂過氧化值均呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢；與空白食用油脂相比，添加0.20%柚子皮總黃酮可明顯降低食用油脂的過氧化值。在試驗(yàn)第12 d，未添加抗氧化劑的紫蘇油、橄欖油和翅果油的過氧化值分別達(dá)到69.28 meq/kg、78.99 meq/kg和51.26 meq/kg，而添加0.20%柚子皮總黃酮的3種食用油脂的過氧化值則分別為55.08 meq/kg、60.58 meq/kg和36.62 meq/kg，其中，橄欖油過氧化值降幅最大，達(dá)到18.41 meq/kg。如圖3b所示，3種食用油脂的酸價(jià)值均隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長而呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢；添加0.20%柚子皮總黃酮的食用油脂的酸價(jià)值較對應(yīng)的空白食用油脂有明顯降低。在試驗(yàn)第12 d，未添加抗氧化劑的紫蘇油、橄欖油和翅果油的酸價(jià)值分別為0.564 mg/g、0.635 mg/g和0.448 mg/g，而添加0.20%柚子皮總黃酮的3種食用油脂的酸價(jià)值則分別達(dá)到0.421 mg/g、0.468 mg/g和0.313 mg/g，其中，橄欖油酸價(jià)值降幅最大，達(dá)到0.167 mg/g。說明，柚子皮總黃酮可明顯提升食用油脂的抗氧化能力，其中，對橄欖油的抗氧化能力提升效果最好。

圖中不同小寫字母表示在相同時(shí)間不同處理間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。圖3 柚子皮總黃酮對不同食用油脂的抗氧化作用Fig.3 The antioxidant activity of shaddock skins total flavonoids on different edible oils and fats

2.4 不同添加量的柚子皮總黃酮對橄欖油的抗氧化作用

如圖4所示，隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長，橄欖油過氧化值及酸價(jià)值呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢；與空白橄欖油相比，添加柚子皮總黃酮可明顯降低其過氧化值和酸價(jià)值，且降低幅度隨著添加量的增加而逐漸增大。在試驗(yàn)第12 d，空白橄欖油的過氧化值和酸價(jià)值分別為78.99 meq/kg和0.635 mg/g，而柚子皮總黃酮添加量為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.30%時(shí)，橄欖油的過氧化值分別達(dá)到69.28 meq/kg、60.58 meq/kg、54.26 meq/kg、49.61 meq/kg和45.58 meq/kg，酸價(jià)值分別達(dá)到0.543 mg/g、0.468 mg/g、0.423 mg/g、0.388 mg/g和0.356 mg/g。這說明，不同添加量的柚子皮總黃酮均可以不同程度地提升橄欖油的抗氧化能力，且隨著添加量的增加，提升效果更顯著，呈現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。

圖中不同小寫字母表示在相同時(shí)間不同添加量柚子皮總黃酮間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。圖4 不同添加量柚子皮總黃酮對橄欖油的抗氧化作用Fig.4 The antioxidant activity of different amount of shaddock skins total flavonoids on olive oil

2.5 柚子皮總黃酮與其他抗氧化劑的抗氧化作用比較

由圖5可知，與空白橄欖油相比，添加柚子皮總黃酮及其他抗氧化劑均可明顯降低橄欖油的過氧化值和酸價(jià)值。在試驗(yàn)第12 d，空白橄欖油的過氧化值和酸價(jià)值分別為78.99 meq/kg和0.635 mg/g，而添加0.20%檸檬酸、0.20%茶多酚、0.20%柚子皮總黃酮、0.20%維生素E及0.20%PG的橄欖油的氧化值分別達(dá)到49.61 meq/kg、72.17 meq/kg、56.26 meq/kg、66.31 meq/kg和62.19 meq/kg，酸價(jià)值分別達(dá)到0.388 mg/g、0.568 mg/g、0.425 mg/g、0.521 mg/g和0.463 mg/g。這說明，不同抗氧化劑對橄欖油的抗氧化作用存在差異，其中，0.20%檸檬酸抗氧化作用最強(qiáng)，其次為0.20%柚子皮總黃酮、0.20%PG、0.20%維生素E和0.20%茶多酚。

圖中不同小寫字母表示在相同時(shí)間不同抗氧化劑間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。圖5 柚子皮總黃酮與其他抗氧化劑的抗氧化作用比較Fig.5 Antioxidant activity comparison of shaddock skins total flavonoids and other antioxidants

2.6 柚子皮總黃酮與其他抗氧化劑的協(xié)同增效作用

不同抗氧化劑復(fù)配時(shí)，各組分之間往往會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，致使抗氧化能力增強(qiáng)，表現(xiàn)出一定的協(xié)同增效作用[20]。由圖6可知，與空白橄欖油和添加0.20%柚子皮總黃酮的橄欖油相比，添加復(fù)配抗氧劑可明顯降低橄欖油的過氧化值和酸價(jià)值。在試驗(yàn)第12 d，空白橄欖油和添加0.20%柚子皮總黃酮的橄欖油的過氧化值分別為78.99 meq/kg和56.26 meq/kg，酸價(jià)值分別為0.635 mg/g和0.425 mg/g，而添加0.10%柚子皮總黃酮+0.10%檸檬酸、0.10%柚子皮總黃酮+0.10%茶多酚、0.10%柚子皮總黃酮+0.10%維生素E和0.10%柚子皮總黃酮+0.10%PG的橄欖油的過氧化值分別達(dá)到43.53 meq/kg、59.88 meq/kg、51.08 meq/kg和46.29 meq/kg，酸價(jià)值分別達(dá)到0.368 mg/g、0.446 mg/g、0.406 mg/g和0.382 mg/g。這說明，柚子皮總黃酮分別與檸檬酸、維生素E及PG復(fù)配均可提升其抗氧化性能，其中，檸檬酸與柚子皮總黃酮的協(xié)同增效作用最強(qiáng)。

圖中不同小寫字母表示在相同時(shí)間不同抗氧化劑組合間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。圖6 柚子皮總黃酮與其他抗氧化劑的協(xié)同增效作用Fig.6 Synergistic interaction between shaddock skins total flavonoids and other antioxidants

3 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，柚子皮總黃酮對羥基自由基和超氧陰離子自由基的清除能力明顯強(qiáng)于茶多酚、維生素E和PG；柚子皮總黃酮可明顯提升食用油脂的抗氧化能力，其中，對橄欖油的抗氧化能力提升效果最強(qiáng)；隨著柚子皮總黃酮添加量的增加，橄欖油的抗氧化能力越強(qiáng)，呈現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系；柚子皮總黃酮分別與檸檬酸、維生素E及PG復(fù)配均具有協(xié)同增效作用，其中，與檸檬酸的協(xié)同增效作用最強(qiáng)。

綜上所述，柚子皮總黃酮可提升食用油脂的抗氧化能力，明顯延緩油脂氧化變質(zhì)。本結(jié)果可以為柚子皮總黃酮新型天然抗氧化劑開發(fā)提供一定的參考，對提高柚產(chǎn)業(yè)附加值和減少環(huán)境污染具有重要意義。