陳鑫沛，董穎，楊浩鐸，王東營(yíng)，汪學(xué)德

(河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，鄭州 450001)

植物精油是通過(guò)萃取法或蒸餾法從植物的根、莖、葉中提取的揮發(fā)油，因其含有酚類(lèi)和萜烯類(lèi)等具有生物活性的成分，植物精油可作為天然添加劑使用[1]。鑒于合成防腐劑、合成抗氧化劑存在潛在毒性，植物精油在食品中的應(yīng)用效果值得深入研究[2]。目前，在肉類(lèi)防腐、果蔬保鮮、油脂抗氧化等方面，植物精油均表現(xiàn)出積極作用[3-5]。蕹菜(IpomoeaaquaticaForsskal)是旋花科虎掌藤屬的一年蔓生草本植物，其枝葉翠綠鮮嫩，可食用，莖圓且中空，故蕹菜又名空心菜。蕹菜原產(chǎn)于我國(guó)，據(jù)《本草拾遺》記載，蕹菜味甘性涼，入藥可清熱解毒、止血除濕?，F(xiàn)代研究表明，蕹菜具有一定的抗炎、抗菌、抗癌和抗氧化能力[6]。蕹菜的醇提取物也被證明具有抗氧化作用[7]，而蕹菜精油的研究尚少。

葵花籽油富含人體必需的脂肪酸——亞油酸，同時(shí)含有維生素E、植物固醇、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，是我國(guó)優(yōu)質(zhì)的食用油品；又因其色澤透明、風(fēng)味清淡的特點(diǎn)受到人們喜愛(ài)，近幾年的消費(fèi)呈上升趨勢(shì)[8]。然而，葵花籽油作為食用油脂，在其儲(chǔ)藏過(guò)程中始終存在油脂氧化酸敗問(wèn)題；現(xiàn)有研究將羅勒精油和月桂葉精油等植物精油加入到食用油中，發(fā)現(xiàn)油脂氧化受到不同程度的抑制[9-10]。由此可知，植物精油具有成為食用油天然抗氧化劑的潛力。因此，本文使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)對(duì)蕹菜精油進(jìn)行成分鑒定，然后將精油加入葵花籽油中進(jìn)行儲(chǔ)藏試驗(yàn)；通過(guò)探究蕹菜精油對(duì)葵花籽油氧化穩(wěn)定性的影響，以期拓展天然抗氧化劑范圍，并為蕹菜的多樣化利用提供思路。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

葵花籽油：不添加抗氧化劑，購(gòu)于京東商城線(xiàn)上超市；蕹菜：購(gòu)于當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；特丁基對(duì)苯二酚(TBHQ)：德國(guó)艾普利公司；無(wú)水硫酸鈉、正己烷(分析純)：天津科密歐化學(xué)試劑有限公司。

AL204電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；萬(wàn)能粉碎機(jī) 北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；精油提取器 天長(zhǎng)市千馬設(shè)備有限公司；安捷倫6890N-5973N氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 安捷倫科技(中國(guó))有限公司；恒溫磁力攪拌器 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；DHG-9146A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；超聲波清洗機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司；UV-6000PC型紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司；快速柱層析分離系統(tǒng) 環(huán)球分析儀器有限公司。

1.2 蕹菜精油的提取

1.2.1 蕹菜前處理

蕹菜清洗干凈，置于陰涼干燥處晾至表面無(wú)水分，將其切斷后陰干，然后用粉碎機(jī)粉碎。粉碎得到的蕹菜粉再次陰干，過(guò)篩后裝入密封袋中冷藏儲(chǔ)存。

1.2.2 水蒸氣蒸餾法提取精油

取100 g蕹菜粉置于2000 mL平底燒瓶中，按照1∶15的料液比向平底燒瓶中加入1500 mL的蒸餾水，接著將平底燒瓶置于電熱套中并連接精油提取器與回流冷凝裝置。先打開(kāi)回流冷凝水， 然后設(shè)定電熱套的溫度使料液保持沸騰狀態(tài)，進(jìn)行8 h的持續(xù)蒸餾。蒸餾結(jié)束后，將精油提取器收集管內(nèi)下層的蒸餾水排盡，收集上層的微黃色油狀液體，即為蕹菜精油。向蕹菜精油中加入一定量的無(wú)水硫酸鈉以脫除底部多余水分。稱(chēng)量后，蒸餾所得蕹菜精油質(zhì)量為1.145 g，蕹菜精油的得率為1.145%。精油得率計(jì)算公式如下：

1.3 蕹菜精油的成分分析

1.3.1 進(jìn)樣前處理

按照1∶50的比例將1.2.2所得蕹菜精油與色譜級(jí)正己烷混合均勻，混合液經(jīng)過(guò)超聲后，通過(guò)微孔濾膜過(guò)濾注入氣相小瓶中，于-20 ℃保存以備GC-MS分析。

1.3.2 氣相色譜-質(zhì)譜進(jìn)樣條件

氣相色譜條件：采用色譜柱型號(hào)為HP-5MS的毛細(xì)管質(zhì)譜柱(30 mm×250 μm×0.25 μm)，載氣為高純氦氣，載氣速度為1 mL/min，分流比為50∶1，進(jìn)樣量為1 μL，進(jìn)樣口溫度為280 ℃。升溫程序：初始溫度為40 ℃，保持1 min后以10 ℃/min的速度升至100 ℃，保持5 min，接著以8 ℃/min的速度升至180 ℃并保持2 min。質(zhì)譜條件：離子源為EI；電離能量為60 eV；離子源溫度為230 ℃；檢測(cè)器溫度為290 ℃。掃描方式為全掃描，掃描范圍為50～550 m/z，檢索數(shù)據(jù)庫(kù)為NIST 2018譜庫(kù)。

1.4 葵花籽油儲(chǔ)藏試驗(yàn)

1.4.1 儲(chǔ)藏油樣的制備

取5份等質(zhì)量的葵花籽油，其中一份葵花籽油以不添加TBHQ與精油作為空白組，其余4份葵花籽油分別加入一定濃度的TBHQ或蕹菜精油作為試驗(yàn)組。5份油樣均通過(guò)磁力攪拌使之混合均勻。油樣添加物信息見(jiàn)表1。

表1 儲(chǔ)藏試驗(yàn)葵花籽油樣添加物Table 1 The storage test for additives of sunflowers seed oil samples

1.4.2 烘箱試驗(yàn)

采用Schaal烘箱法進(jìn)行儲(chǔ)藏試驗(yàn)，通過(guò)增加儲(chǔ)藏溫度使油脂加速氧化，從而實(shí)現(xiàn)短期內(nèi)觀測(cè)油脂氧化過(guò)程中各項(xiàng)指標(biāo)的變化[11]。分別取相同質(zhì)量由1.4.1制備的5種油樣，放入5個(gè)250 mL燒杯中并做好標(biāo)記，置于65 ℃恒溫鼓風(fēng)機(jī)中敞口儲(chǔ)藏。整個(gè)儲(chǔ)藏期設(shè)定為30 d，每隔6 d(第0，6，12，18，24，30天)在相同時(shí)間中取一次儲(chǔ)藏油樣，并于-20 ℃冷凍保存，以備后續(xù)理化指標(biāo)的測(cè)定。

1.5 儲(chǔ)藏油樣理化指標(biāo)的測(cè)定

1.5.1 酸價(jià)

按照食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.229-2016中的冷溶劑指示劑滴定法，分別對(duì)儲(chǔ)藏油樣的酸價(jià)進(jìn)行測(cè)定，每次試驗(yàn)平行5次。

1.5.2 過(guò)氧化值

按照食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.227-2016中的滴定法，分別對(duì)儲(chǔ)藏油樣的過(guò)氧化值進(jìn)行測(cè)定，每次試驗(yàn)平行5次。

1.5.3 茴香胺值

按照食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24304-2009的方法，分別對(duì)儲(chǔ)藏油樣的茴香胺值進(jìn)行測(cè)定，每次試驗(yàn)平行5次。

1.5.4 極性組分

按照食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.202-2016中的制備型快速柱層析法，分別對(duì)儲(chǔ)藏油樣的極性組分進(jìn)行測(cè)定，每次試驗(yàn)平行5次。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所得數(shù)據(jù)使用Excel 2010記錄，進(jìn)行誤差計(jì)算并制作表格，使用GraphPad Prism 8繪制曲線(xiàn)圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 蕹菜精油的化學(xué)成分

由氣相色譜-質(zhì)譜法鑒定出蕹菜精油成分，通過(guò)比對(duì)檢索譜庫(kù)確定各成分的詳細(xì)信息，并使用面積化歸一法運(yùn)算得出蕹菜精油各成分占比，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 蕹菜精油的化學(xué)成分Table 2 The chemical components of Ipomoea aquatica Forsskal essential oils

由表2可知，蕹菜精油中含量最高的5種成分分別有酮、醇、烯三類(lèi)物質(zhì)，共占蕹菜精油成分的96.48%；其中含量最高的成分是長(zhǎng)葉薄荷酮，含量高達(dá)48.16%，其次是薄荷酮(23.41%)與檸檬烯(12.18%)。這5種成分可作為天然成分應(yīng)用到各類(lèi)食品中，且均設(shè)有限量要求[12]。長(zhǎng)葉薄荷酮、薄荷酮、薄荷腦常見(jiàn)于薄荷、荊芥中，具有一定的抗菌，抗氧化效果。含量占比為12.18%的檸檬烯，常見(jiàn)于檸檬、香橙等植物中，此類(lèi)植物的精油烯類(lèi)成分豐富，大多具有一定的抗氧化能力[13]，這得益于烯烴類(lèi)成分含有的碳碳雙鍵具有還原性。檸檬烯作為烯類(lèi)成分，在研究中也對(duì)葵花籽油展現(xiàn)出了良好的抗氧化能力[14]。芳樟醇則常見(jiàn)于紫蘇中，有著新嫩的花香氣味，具有一定的消炎鎮(zhèn)痛作用。在國(guó)外的研究中，蕹菜精油成分含量最高的為葉綠醇，精油組成也具有較大差異，這大概是國(guó)內(nèi)外蕹菜生長(zhǎng)環(huán)境以及檢測(cè)條件的不同導(dǎo)致的[15]。

2.2 不同油樣儲(chǔ)藏期間酸價(jià)的變化

空白組及試驗(yàn)組油樣在儲(chǔ)藏期間酸價(jià)的變化情況見(jiàn)圖1。

圖1 不同油樣儲(chǔ)藏期間酸價(jià)的比較Fig.1 Comparison of acid values for different oil samples during storage

由圖1可知，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，不同油樣的酸價(jià)均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且在第30天時(shí)都未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。從第0天開(kāi)始，油脂在高溫中不斷水解形成游離脂肪酸，在此過(guò)程中試驗(yàn)組與空白組油樣的酸價(jià)分散趨勢(shì)逐漸明顯，表明試驗(yàn)組中油樣的酸價(jià)增長(zhǎng)都受到了不同程度的抑制。試驗(yàn)組油樣中，隨著蕹菜精油濃度的增加，其對(duì)葵花籽油酸價(jià)的抑制程度上升，證明蕹菜精油具有抑制油脂酸價(jià)增長(zhǎng)的能力。當(dāng)儲(chǔ)藏期達(dá)到30 d時(shí)，空白組的酸價(jià)高達(dá)1.46 mg/g，酸價(jià)過(guò)高會(huì)刺激人體腸胃，帶來(lái)不良影響，而0.08%濃度的油樣與TBHQ油樣的酸價(jià)分別為0.65 mg/g與0.58 mg/g，對(duì)酸價(jià)的抑制率分別達(dá)到55.48%與60.27%，兩種添加物抑制酸價(jià)的能力接近，表明0.08%濃度的蕹菜精油較好抑制了葵花籽油的酸價(jià)增長(zhǎng)，同時(shí)也降低了酸價(jià)的危害程度。

2.3 不同油樣儲(chǔ)藏期間過(guò)氧化值的變化

空白組及試驗(yàn)組油樣在儲(chǔ)藏期間過(guò)氧化值的變化情況見(jiàn)圖2。

圖2 不同油樣儲(chǔ)藏期間過(guò)氧化值的比較Fig.2 Comparison of peroxide values for different oil samples during storage

由圖2可知，在儲(chǔ)藏開(kāi)始后，油脂處于氧化初期，初級(jí)產(chǎn)物過(guò)氧化物大量積累，空白組與試驗(yàn)組中油樣的過(guò)氧化值快速增加。整個(gè)儲(chǔ)藏過(guò)程中，0.02%濃度的蕹菜精油抑制葵花籽油過(guò)氧化值增長(zhǎng)的效果不明顯，0.04%濃度的蕹菜精油油樣在6 d后才開(kāi)始與空白組油樣產(chǎn)生差異，隨著精油濃度進(jìn)一步增加，油樣之間的過(guò)氧化值差值也在逐漸增大，而0.08%濃度的蕹菜精油油樣，其過(guò)氧化值從第0天開(kāi)始的增長(zhǎng)趨勢(shì)幾乎與TBHQ油樣重合，即兩種添加物對(duì)過(guò)氧化值的抑制效果差異不明顯。當(dāng)儲(chǔ)藏時(shí)間達(dá)30 d時(shí)，空白組的過(guò)氧化值增加到2.17 g/100 g，而0.08%濃度的油樣與TBHQ油樣的過(guò)氧化值分別為0.98 g/100 g與0.92 g/100 g，對(duì)過(guò)氧化值的抑制率分別達(dá)到54.84%與57.60%，證明0.08%濃度的蕹菜精油的抗氧化效果較好。

2.4 不同油樣儲(chǔ)藏期間茴香胺值的變化

空白組及試驗(yàn)組油樣在儲(chǔ)藏期間茴香胺值的變化情況見(jiàn)圖3。

由圖3可知，茴香胺值是油脂氧化過(guò)程中衡量次級(jí)氧化產(chǎn)物的指標(biāo)。由于次級(jí)氧化產(chǎn)物是由初級(jí)氧化產(chǎn)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化而成，所以可以看出葵花籽油儲(chǔ)藏過(guò)程中不同油樣茴香胺值的增長(zhǎng)趨勢(shì)與過(guò)氧化值相似。在儲(chǔ)藏的整個(gè)過(guò)程中，0.02%濃度的TBHQ油樣抑制葵花籽油茴香胺值增加的能力最強(qiáng)；在添加蕹菜精油的油樣中，0.08%濃度的精油抑制油脂氧化的能力最好，0.04%濃度的精油次之，而0.02%濃度的精油最差。在儲(chǔ)藏至30 d時(shí)，空白組油樣的茴香胺值達(dá)到了20.5，而0.08%濃度的精油油樣茴香胺值為8.4，TBHQ油樣的茴香胺值為7.5，兩種添加物對(duì)茴香胺值的抑制率分別達(dá)到了59.02%與63.41%，由此可知0.08%濃度的蕹菜精油抗氧化能力稍弱于0.02%濃度的TBHQ，能夠較好地增強(qiáng)葵花籽油的氧化穩(wěn)定性。

圖3 不同油樣儲(chǔ)藏期間茴香胺值的比較Fig.3 Comparison of anisidine values for different oil samples during storage

2.5 不同油樣儲(chǔ)藏期間極性組分的變化

空白組及試驗(yàn)組油樣在儲(chǔ)藏期間極性組分的變化情況見(jiàn)圖4。

圖4 不同油樣儲(chǔ)藏期間極性組分的比較Fig.4 Comparison of polar components for different oil samples during storage

由圖4可知，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，油脂經(jīng)過(guò)氧化酸敗產(chǎn)生一系列極性物質(zhì)，而油脂的主要成分甘油三酯大部分極性較弱或沒(méi)有極性，因此在此過(guò)程中空白組與試驗(yàn)組油樣的極性組分的占比不斷上升，同時(shí)均未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在儲(chǔ)藏期為0～12 d時(shí)，0.02%和0.04%濃度的蕹菜精油油樣的極性組分差異不大，兩者與空白組的差異分別在18 d與12 d后開(kāi)始明顯。而0.08%濃度的蕹菜精油油樣與TBHQ油樣與空白組則有顯著差異，兩種油樣的極性組分分別為5.49%與4.66%，抑制率分別達(dá)到53.44%與60.47%，可知0.08%濃度的蕹菜精油對(duì)葵花籽油極性組分的抑制效果與0.02%濃度的TBHQ相近，能夠較好抑制葵花籽油極性組分的增長(zhǎng)。

3 結(jié)論

以水蒸氣蒸餾法提取蕹菜精油，通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)鑒定其主要成分為長(zhǎng)葉薄荷酮(48.16%)、薄荷酮(23.41%)與檸檬烯(12.18%)。通過(guò)30 d的儲(chǔ)藏試驗(yàn)，對(duì)不同油樣的酸價(jià)、過(guò)氧化值、茴香胺值與極性組分進(jìn)行測(cè)定，探究蕹菜精油對(duì)葵花籽油的抗氧化能力。結(jié)果顯示不同添加物對(duì)葵花籽油的抗氧化效果大小排序?yàn)椋?.02%TBHQ>0.08%蕹菜精油>0.04%蕹菜精油>0.02%蕹菜精油。其中，0.08%濃度的蕹菜精油對(duì)葵花籽油的過(guò)氧化值與茴香胺值的抑制程度與0.02%濃度的TBHQ接近，第30天時(shí)對(duì)4種指標(biāo)的抑制率均在50%以上?？芍?.08%濃度的蕹菜精油抗油脂氧化的能力較好，能夠提高葵花籽油的氧化穩(wěn)定性。因此，蕹菜精油具有成為天然抗氧化劑的潛力，能夠?yàn)槭称房寡趸瘎┑拈_(kāi)發(fā)拓展思路。