冬瓜皮提取物對油脂的抗氧化作用研究

吳欣秀1，王海鳳2，李　娜1，王　璐1，王俊斌1，3

(1.天津農(nóng)學(xué)院 基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院，天津　300384；2.天津農(nóng)學(xué)院 農(nóng)業(yè)分析測試中心，天津　300384；3.天津農(nóng)學(xué)院 化學(xué)實驗教學(xué)中心，天津　300384)

摘　要：以冬瓜皮為原料，應(yīng)用超聲波法提取多酚和黃酮類物質(zhì)并進(jìn)行測定，以過氧化值、酸價和丙二醛含量為氧化穩(wěn)定性指標(biāo)，研究冬瓜皮提取物對亞麻油和豬油的抗氧化作用。結(jié)果表明：冬瓜皮提取物可以有效地延緩亞麻油和豬油的氧化，抗氧化能力隨著提取物添加量的增加而增強(qiáng)，但小于同濃度二丁基羥基甲苯的抗氧化能力。

關(guān)鍵詞：冬瓜皮；多酚；黃酮；油脂；抗氧化

食用油脂在儲存期間受光、熱、氧氣和微生物等的影響會發(fā)生氧化變化，導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)流失和品質(zhì)降低，嚴(yán)重的甚至因產(chǎn)生有毒物質(zhì)而無法食用[1]。油脂氧化過程中主要產(chǎn)生氫過氧化物、羥自由基和單線態(tài)氧等產(chǎn)物，食品工業(yè)上通常采用加入抗氧化劑的方法來解決這一問題[2]。目前市場上廣泛使用的是合成抗氧化劑，主要有丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)、叔丁基對苯二酚(TBHQ)等。但一些研究表明合成抗氧化劑可抑制體內(nèi)代謝酶活性，過量食用甚至?xí)禄?、致癌，其安全性越來越受到質(zhì)疑[3-5]。因此，合成抗氧化劑已在許多國家禁止或限制使用。隨著人們健康意識不斷增強(qiáng)，用安全高效的天然抗氧化劑來代替合成抗氧化劑成為必然趨勢。除了抗氧化效率，成本高低也是生產(chǎn)天然抗氧化劑必須要考慮的問題。日常生活中，一些水果和蔬菜的皮、籽、柄等部位因無法食用而成為廢棄物。很多果蔬廢棄物含有黃酮、多酚、生物堿和多糖等物質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗氧化活性。通過加強(qiáng)科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，這些廢棄物將實現(xiàn)變廢為寶，成為有價值的“副產(chǎn)品”。

冬瓜屬于被子植物門、雙子葉植物綱、葫蘆目、葫蘆科，全國各地均有栽培。其果實富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素以及膳食纖維等營養(yǎng)成分，具有產(chǎn)量高、耐貯運、熱量低等特點，而且它還具有利尿、清熱、化痰等功效。長期以來，冬瓜一直被奉為一種價廉物美、藥食兼用的佳品而受到消費者的青睞[6-7]。根據(jù)我國居民的食物加工習(xí)慣，冬瓜皮在烹飪前都會被去掉，最終以餐廚垃圾的形式拋棄。這不僅造成污染和浪費，而且極大地降低了冬瓜的綜合利用價值?？等琮埖?2013)用不同溶劑萃取冬瓜皮中抗氧化物質(zhì)，并測定了這些提取物對自由基的清除能力，證明冬瓜皮具有較強(qiáng)的抗氧化活性[8]。但目前對冬瓜皮抗氧化性能的研究十分有限，冬瓜皮中抗氧化成分及其應(yīng)用價值是亟待闡明的問題。本文對冬瓜皮中抗氧化物質(zhì)進(jìn)行了提取和測定，并初步探討了冬瓜皮粗提物對油脂抗氧化性的影響，以期為冬瓜的深加工利用提供有價值的參考依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　實驗材料

冬瓜購于天津當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場。將表面洗凈晾干，取瓜皮在陰涼處自然干燥后粉碎，過80目篩的粉末待用。未添加抗氧化劑的精煉亞麻油由呼和浩特市和盛園糧油有限責(zé)任公司提供，豬油為市售新鮮豬板油煉制而成。

1.2　主要儀器與試劑

P180H型超聲波提取儀，德國ELMA公司；R-215型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，瑞士BUCHI公司；FD-1B-50 型冷凍干燥機(jī)，北京比朗實驗設(shè)備有限公司；BPH-9042 型恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；UV-1800型紫外可見分光光度計，島津(蘇州)儀器有限公司。

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品和沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品購自中國藥品生物制品檢定所，F(xiàn)olin-酚試劑購自北京鼎國昌盛生物技術(shù)公司，其他試劑均購自天津市北方天醫(yī)試劑公司。

1.3　實驗方法

1.3.1　提取方法

將樣品干粉末20 g加入到100 mL 65%乙醇中，超聲功率220 W，溫度45 ℃提取30 min后再浸提4 h，對提取液進(jìn)行過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在50 ℃蒸干。提取物經(jīng)冷凍干燥后于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2　總酚含量測定

參考Folin-Ciocalteu 法[9]測定總酚含量。配制0、100、200、300、400、500 μg/mL系列濃度梯度沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。在試管內(nèi)加入沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL和 10% Folin-酚試劑5 mL，反應(yīng)6 min，加入4 mL 7.5% Na2CO3溶液，放置60 min，在765 nm波長下測定吸光度。準(zhǔn)確稱取冬瓜皮粗提物，稀釋適當(dāng)?shù)谋稊?shù)，得到樣品液。用不添加沒食子酸的空白溶液作為參比液，于765 nm處測定吸光度?？偡雍恳悦亢量硕掀ぬ崛∥镏袥]食子酸的微克數(shù)表示，即μg沒食子酸/mg提取物。

1.3.3　總黃酮含量的測定

采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH法測定總黃酮[10]。以蘆丁為對照品，用蘆丁含量作為橫坐標(biāo)，一定濃度下所對應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線。準(zhǔn)確稱取冬瓜皮粗提物，溶解于10 mL的70%乙醇溶液，稀釋適當(dāng)?shù)谋稊?shù)，得到樣品液。用不加蘆丁的空白溶液作為參比液，于510 nm處測定吸光度?？傸S酮含量(mg/g)以每g冬瓜皮提取物中總黃酮mg數(shù)表示。由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得總黃酮含量(mg/g)=萃取物中總黃酮質(zhì)量/原料干重。

1.3.4　抗氧化效果評價

按照油重的0.01%、0.02%、0.04%和0.08%將冬瓜皮提取物加入亞麻油和豬油中，不加提取物的油脂為空白對照組，另一份添加0.02% BHT為對比組。將添加物與油樣混合均勻，置于60 ℃的恒溫箱中避光放置，每隔 24 h攪拌1次，定時取樣檢測。

1.3.5　油脂過氧化值的測定

取油樣2.5 g，按照GB/T 5538—2005[11]方法測定亞麻油和豬油的過氧化值(POV)，POV以mmol/kg表示。

1.3.6　亞麻油酸價的測定

按照GB/T 5009.37—2003[12]，采用堿滴定法測定油樣的酸價(AV)。將5 g油樣溶解在50 mL中性乙醚-乙醇(2∶1，v/v)溶劑中，混合均勻。以酚酞作為指示劑，用0.05 mol/L的KOH滴定。

1.3.7　豬油中丙二醛含量測定

按照GB/T 5009.181—2003方法[13]測定。以吸光度值表示丙二醛(MDA)含量，其值越大，表示氧化程度越嚴(yán)重。

2　結(jié)果與分析

2.1　冬瓜皮提取物中多酚和黃酮含量

多酚和黃酮廣泛存在于植物體內(nèi)，通過抑制自由基的形成、終止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生來發(fā)揮抗氧化作用[14]。利用標(biāo)準(zhǔn)沒食子酸溶液與Folin-酚試劑進(jìn)行反應(yīng)，以吸光度(y)對濃度(x)進(jìn)行線性回歸，得標(biāo)準(zhǔn)回歸方程y=0.000 8 x+0.004 9，R2=0.999 2。據(jù)此計算冬瓜皮總多酚含量是72.36 μg沒食子酸/mg(干基)。以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，得標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=0.005 7x+0.001 8，相關(guān)系數(shù)R2=0.998 6。經(jīng)測定，冬瓜皮總黃酮含量是7.44 mg/g(干基)。

2.2　不同濃度冬瓜皮提取物對油脂POV的影響

不同濃度冬瓜皮粗提物對亞麻油和豬油POV變化的影響如圖1～圖2所示。實驗結(jié)果表明，隨著實驗時間的增加，油樣的POV值一直呈上升趨勢。空白油樣因不添加抗氧化劑，其POV值隨時間增大幅度明顯。添加不同濃度提取物的油樣POV值均比空白樣品的POV值小，表明其氧化程度比空白油樣要小，說明冬瓜皮粗提物能有效地抑制亞麻油和豬油的氧化。由圖1～圖2 可以看出，當(dāng)冬瓜皮粗提物添加量為0.01%～0.02%時，就表現(xiàn)出較明顯的抗氧化作用。冬瓜皮粗提物濃度越大，處理相同天數(shù)時油樣的POV增幅越小，說明其抗氧化性與劑量成正比關(guān)系。冬瓜皮粗提物添加量為0.04%時，對豬油抗氧化作用與添加0.02% BHT的抗氧化作用相近，說明二者的抗氧化能力是相近的。而在亞麻油中，0.02% BHT的抗氧化作用比0.04%冬瓜皮粗提物更強(qiáng)，僅略低于0.08%冬瓜皮粗提物。相比較而言，冬瓜皮粗提物對豬油抗氧化效果好于亞麻油。

圖1　冬瓜皮提取物和BHT對亞麻油POV的影響

圖2　冬瓜皮提取物和BHT對豬油POV的影響

2.3　不同濃度冬瓜皮提取物對亞麻油AV的影響

酸價也稱酸值，用來衡量油脂氧化分解產(chǎn)生游離脂肪酸的多少，通常伴隨油脂氧化所產(chǎn)生的過氧化物的分解產(chǎn)物的增多而升高。不同濃度冬瓜皮粗提物對亞麻油AV的影響見圖3。由圖3可知，在油脂氧化初期，AV不高，隨著氧化持續(xù)加劇，空白油樣AV大幅升高。各濃度冬瓜皮粗提物明顯抑制了亞麻油氧化過程中游離脂肪酸的生成，導(dǎo)致AV升高幅度明顯變緩。0.02% BHT對亞麻油氧化過程中游離脂肪酸生成的抑制作用介于0.04%和0.08%冬瓜皮粗提物之間。

圖3　冬瓜皮提取物和BHT對亞麻油AV的影響

2.4　不同濃度冬瓜皮提取物對豬油中MDA的影響

MDA是油脂被氧化后的產(chǎn)物，它可以與硫代巴比妥酸反應(yīng)生成有色產(chǎn)物，吸光度值表示油脂氧化程度，值越大，氧化程度越嚴(yán)重。不同抗氧化劑對豬油產(chǎn)生MDA的影響見圖4，所有組油樣產(chǎn)生的MDA含量均隨著保溫時間的增加而增加，添加冬瓜皮提取物和BHT可有效抑制MDA產(chǎn)生。處理組和對比組對MDA生成抑制作用均優(yōu)于空白組。圖4結(jié)果表明，在前6 d，添加抗氧化劑的豬油MDA維持較低水平，且各添加組間差別不大。在第9 d以后，0.02% BHT和0.08%冬瓜皮粗提物對豬油氧化的抑制作用相當(dāng)，且抑制作用要明顯優(yōu)于其他處理組。在氧化作用后期，MDA含量增加的趨勢變緩，可能是因為部分MDA被氧化轉(zhuǎn)變成羧酸。

圖4　冬瓜皮提取物和BHT對豬油MDA含量的影響

3　結(jié)論

本研究以超聲波法提取冬瓜皮中的抗氧化物質(zhì)，并測定多酚和黃酮類物質(zhì)含量。將所提取的粗提物以不同濃度應(yīng)用于油脂的抗氧化研究。結(jié)果顯示冬瓜皮粗提物對亞麻油和豬油都有較好的抗氧化作用，在高溫氧化過程中明顯抑制油脂POV、AV和MDA含量的增加速度，并且呈現(xiàn)明顯的濃度效應(yīng)。冬瓜皮提取物和BHT均可延緩油脂氧化，但冬瓜皮提取物的抗氧化效果不及同濃度的BHT，這與提取物的成分、純度和油溶性都有一定關(guān)系。

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Antioxidative effects of extracts from wax gourd peels on oils and fats

WU Xin-xiu1，WANG Hai-feng2，LI Na1，WANG Lu1，WANG Jun-bin1,3

(1.College of Basic Sciences，Tianjin Agricultural University，Tianjin　300384；2.Center for Agricultural Analysis and Measurement，Tianjin Agricultural University，Tianjin　300384；3.Chemistry Experiment Teaching Center，Tianjin Agricultural University，Tianjin　300384)

Abstract：In this paper，total polyphenols and flavanones from wax gourd peels were extracted using ultrasonic extraction method，and the contents were determined.Further，the effect of the wax gourd peels extracts on the antioxidant capacity of flax seed oil and lard were detected with peroxide value，acid value and malonaldehyde content as oxidation stability indexes．The results showed that wax gourd peels extract can effectively delay oxidation of oil and lard，and the antioxidant activity increased with the amount of wax gourd peels extracts increasing.The antioxidant activity of crude extracts was less than butylated hydroxytoluene.Key words：wax gourd peels; polyphenol; flavanone; oils and fats; antioxidation

收稿日期：2015-07-16

基金項目：天津市國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(201410061012)

作者簡介：吳欣秀，1993年出生，女，本科生.

通訊作者：王俊斌，1979年出生，男，副研究員.

中圖分類號：TS 202.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1007-7561(2016)01-0037-03

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