姜油树脂对油脂的抗氧化性及其稳定性研究

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摘要 以姜油树脂为原料，研究其对油脂的抗氧化作用及其稳定性。结果表明：油脂中添加一定量的姜油树脂后，油脂的抗氧化能力得到了提高，但随着添加量的增大，体系过氧化值减小的幅度减少，添加量在100～150 mg/kg较为适宜。姜油树脂稳定性较好，在100 ℃，太阳光照射、酸性条件下呈现良好的稳定性，并可长期常温存储，但其在碱性溶液中不稳定。

关键词 姜油树脂；姜辣素；抗氧化性；稳定性

中图分类号 TS202.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）02-0280-02

研究表明，生姜中的辣味成分具有很强的抗氧化活性[1]。当前研究的抗氧化剂多为黄酮类物质，包括VE、姜辣素、茶多酚等。姜油树脂是指以生姜根茎为原料，用有机溶剂萃取得到的深琥珀色至深棕色黏稠液体，其最主要的成分为姜辣素，它具有显著的抗氧化作用[2]。其抗氧化效果强于VE和丁基羟基茴香醚，能明显清除生物体中羟基自由基和超氧自由基（·HO和·O2），降低肝脑组织中的脂质过氧化物。另外，它还被广泛地应用于鲜肉、油脂等的贮藏和保鲜中。同时，姜辣素还具有良好的着色性和分散性，其着色力大于其他天然色素和合成柠檬黄等，尤其对蛋白质等有很强的着色能力，且无毒、无副作用，是国内外允许使用的重要天然食用色素之一。因此，采用姜辣素作食品添加剂时，具有着色、抗氧双重效果。生姜抗氧化剂具有良好的热稳定性，安全性强，有芳香味，可广泛应用于油脂、肉制品、水产品、饼干、饮料等食品中。因此，它是一种值得研究开发的天然抗氧化剂[3]。该文通过美国油脂化学协会（AOCS）官方推荐的烘箱贮存试验法测定姜油树脂提取物对油脂的抗氧化性能，并初步探讨其稳定性能，以为其在食品中的推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为鲜生姜，于农贸市场购买；一级大豆油，由振华油脂公司提供。猪油，新鲜小火熬制而成。试验试剂为硫代硫酸钠溶液，上海晖创化学仪器有限公司生产。乙醇，上海苏化学试剂厂生产；试验主要仪器为：超声波清洗器，上海易净超声波仪器有限公司生产。紫外分光光度计UV 2300，上海天美科学仪器有限公司生产。其他均为实验室常规器材。

1.2 试验方法

1.2.1 姜油树脂的制备。取鲜生姜去皮洗净，并切成薄片，用恒温干燥箱烘干8 h，温度控制在60 ℃。用粉碎机粉碎姜片，取5 g粒度为40目的姜粉，置于250 mL锥形瓶中，加入体积浓度60%的乙醇，料液比1∶15，旋紧瓶塞，置于超声波清洗器中，水浴温度45 ℃，浸泡50 min。用滤纸真空抽滤，得到澄清滤液，水浴至溶剂完全挥发，然后烘箱干燥，得到姜油树脂提取物。称重并计算姜油树脂提取率为31.65%，利用香草醛标准曲线法测得此次姜油树脂中姜辣素含量为4.28%[4-5]。

1.2.2 姜油树脂对油脂的抗氧化能力测定。①油样的制备。分别移取1.95、2.93、3.90 mL自制姜油树脂溶液于3个250 mL烧杯中，每个烧杯中加入10 g大豆油，作为试验样，其样品中姜辣素的添加量分别为100、150、200 mg/kg。另取1个250 mL烧杯，加入10 g大豆油，不添加任何物质，作空白样。采用AOCS烘箱存储试验法，试验样加热至68 ℃并充分搅拌，放入烘箱中强制氧化，间隔12 h摇匀样品，并交换样品位置。猪油样品采用相同的方法制备。②测定方法。取适量油样（1～2 g）加入250 mL锥形瓶中，加入50 mL冰乙酸-异辛烷（比例3∶2），盖上塞子用力摇匀，以确保油样溶解完全。添加饱和碘化钾溶液0.5 mL，摇匀后反应60 s，期间每隔20 s摇匀1次。然后立即加入30 mL蒸馏水，再用0.01 mol/L硫代硫酸钠标准滴定溶液进行滴定，一边滴定一边搅动使其混合均匀，滴定至溶液黄色几乎消失，添加5 g/L淀粉溶液0.5 mL，继续滴定，临近终点时，不断摇动并逐滴添加滴定液，直至蓝色消失，即为终点。过氧化值的计算公式如下：

POV=C×1000×（V2-V1）/2 m

式中：POV—过氧化值（mmol/kg）；C—硫代硫酸钠标准溶液的浓度（mol/L）；V1—用于空白的硫代硫酸钠标准溶液的体积（mL）；V2—用于测定的硫代硫酸钠标准溶液的体积（mL）；m—油样的质量（g）。

1.2.3 姜油树脂的稳定性试验。油脂抗氧化剂在改善油脂质量、提高稳定性，利于包装、储存、运输的同时，其自身稳定性也至关重要，现就油脂加工中不同常见的温度、酸碱性、光照、时间等条件下，对姜油树脂的稳定性进行探讨。①高温下姜油树脂稳定性。油脂加工过程中经常处于高温条件下，为了考察姜油树脂的稳定性，将其放在沸水浴中加热0、10、30、60、120 min，然后测定其在280 nm处的吸光度，检测姜辣素含量的变化，从而判断姜油树脂的稳定性。②不同pH值条件下姜油树脂稳定性。将适量姜油树脂加入到pH为1、4、7、9、14的溶液中，静置后在280 nm处进行吸光度分析，检测姜辣素含量的变化，从而判断姜油树脂的稳定性。③不同光照条件下姜油树脂稳定性。将适量姜油树脂经过太阳光照射0、10、30、60、120 min后，测定其在280 nm处的吸光度，检测姜辣素含量的变化，判断姜油树脂的稳定性。④不同存储时间条件下姜油树脂稳定性。将姜油树脂常温避光保存1、20、45、55、60 d，然后测定其在280 nm处的吸光度，检测姜辣素含量的变化，判断姜油树脂的稳定性。

2 结果与分析

2.1 提取物对油脂的抗氧化能力测定

从图1、2可以看出，姜油树脂（姜辣素）对油脂具有一定的抗氧化性能，添加量越多，抗氧化性能越强。大豆油和猪油空白样POV值分别为1.12、1.30 mmol/L，并且分别出现在第7天和第5天，油样POV值超过国家食用油卫生标准限值5 mmol/L，而添加150 mg/kg姜辣素的大豆油和猪油的油样分别在第11天和第5天符合国家标准。姜辣素对油脂的抗氧化性能在油脂氧化初期表现显著，可能与其对油脂氧化阻碍能力主要在油脂氧化的自由基引发有关[6]。综合考虑到成本、溶解度等因素，建议姜辣素的添加量为100～150 mg/kg。

2.2 姜油树脂的稳定性

2.2.1 高温下姜油树脂稳定性。从表1可以看出，姜油树脂经过沸水浴10 min，吸光度减小0.158，计算得知姜辣素含量降低22.9%；沸水浴30 min，吸光度减小0.217，即姜辣素含量降低31.4%，继续延长加热时间则吸光度变化值不大，趋于稳定。可见姜油树脂在高温条件下比较稳定，损失量不超过35%。

2.2.2 不同pH值条件下姜油树脂稳定性。从表2可以看出，姜油树脂在pH值为7的条件下很稳定，在pH值为1、4的条件下比较稳定，但在pH值为9、14的条件下不稳定，有浑浊或沉淀现象出现。可能是因为姜辣素结构中的共轭体系中的酮基和酚羟基在强碱性条件下遭到破坏或发生离解所致。所以油脂加工中，添加姜油树脂需避免和碱水同时加入。

2.2.3 不同光照条件下姜油树脂稳定性。从表3可以看出，姜油树脂经过阳光照射30 min后，吸光度减小0.072，计算得知姜辣素含量降低10.4%；持续照射60、120 min后吸光度变化甚微，姜辣素含量基本不变。可以看出，姜油树脂在阳光照射下可以保持较好的稳定性，有效成分可保留89%以上。

2.2.4 不同存储时间条件下姜油树脂稳定性。从表4可以看出，姜油树脂在常温条件下存储45 d后，吸光度减小0.217，计算得知姜辣素含量下降31.4%，延长存储时间其吸光度变化不大，60 d后姜辣素含量仍可达到64.7%，所以姜油树脂可以长时间常温存储，稳定性较好。

3 结论

试验结果表明，在油脂中添加适量姜油树脂，可以增强油脂抗氧化能力，延长保质期，有利于包装、运输、销售、存储等，姜油树脂的添加量越多，则其抗氧化性能越强，综合考虑成本及其溶解性，建议添加量为100～150 mg/kg。姜油树脂不仅可以作为油脂单体抗氧化剂添加使用，还可以和其他化学合成抗氧化剂如BHA、BHT、TBHQ等复配，达到协同增效作用，加强油脂抗氧化效果。姜油树脂在高温、阳光照射、酸性条件下均具有良好的稳定性，在碱性条件中稳定性较差。姜油树脂由保健食物生姜提取，具有天然安全、环保卫生等优点，作为油脂抗氧化剂添加使用，符合我国食用油质量及卫生标准要求，是未来一种值得推荐的新型油脂抗氧化剂[7-8]。

4 参考文献

[1] 吴贾峰，张晓鸣.生姜风味物质的研究进展[J].食品与发酵工业，2005（4）：100-104.

[2] 宋明军，汪志君，顾林.均匀设计法姜油树脂提取工艺的优化研究[J].中国酿造，2009（7）：44-46.

[3] 徐淑英.生姜的抗氧化性及其在肉制品中的应用食品科学[J].食品科学期刊，1987（9）：49-52.

[4] 张美霞.超临界CO2萃取及β-环糊精微胶囊化姜油树脂的研究[J].农产品加工及贮藏杂志，2003（7）：38-41.

[5] 张克勤.姜辣素的测定方法[J].山东农业科学杂志，1991（6）：11-14.

[6] 胡建蓉.酚类物质在食用油脂抗氧化过程中的应用[J].新疆化工，2006（3）：29-32.

[7] 李霞，杜爱玲，王艳，等.姜油树脂中主要活性成分的GC/MS检测条件研究[J].中国调味品，2012，37（10）：88-92，97.

[8] 张艳霞.生姜有效成分的提取分离分析技术研究进展[J].中国食品工业，2011（11）：50.