番茄红素在核桃油中的抗氧化动力学研究Word格式文档下载.docx
- 文档编号:21298725
- 上传时间:2023-01-29
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:153.31KB
番茄红素在核桃油中的抗氧化动力学研究Word格式文档下载.docx
《番茄红素在核桃油中的抗氧化动力学研究Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《番茄红素在核桃油中的抗氧化动力学研究Word格式文档下载.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
目前在油脂的加速试验中,温度是应用最广泛的加速因子[12]。
宋萧萧等[13]人通过Schaal烘箱加速氧化试验研究鼠尾草酸对山茶油抗氧化作用的影响。
许中畅等[14]人通过Schaal烘箱加速氧化实验,研究了葵盘总黄酮对油脂的抗氧化作用,并通过阿伦尼乌斯(Arrhenius)方程[15],预测油脂的货架期[16]。
本文探究不同条件下番茄红素不同添加量对发生氧化过程的核桃油中的过氧化值、茴香胺值[17]之间的差异影响,并通过过氧化值、茴香胺值对总氧化值进行计算。
1材料与方法
1.1材料
市售核桃油:
中粮集团有限公司;
番茄红素(90%):
合肥博美生物科技有限公司;
所用试剂凡未特别说明的均属为分析纯。
1.2仪器与设备
PL203电子天平;
TU-1810紫外可见分光光度计;
JB-3A恒温磁力加热搅拌器。
1.3试验方法
1.3.1样品的制备
准确称取一定量的番茄红素,将其添加到100g核桃油中,使番茄红素添加量为油重的0.0010%、0.0025%、0.0030%、0.0050%、0.0100%、0.0150%。
将油样用恒温磁力加热搅拌器搅拌5min后,装入烧杯中,用铝箔包裹烧杯,备用。
为保证试验一致性,空白油样均需经过以上处理。
1.3.2Schaal[18]烘箱氧化实验法
取油样100g置于烧杯中,烧杯用铝箔包裹,将其放入烘箱中,烘箱中温度保持在(60±
1)℃,保证烘箱内部环境光线暗黑,定时取样。
1.3.3油样的主要指标分析
总氧化值(TOTOX)为衡量油脂氧化的综合指标,总氧化值是2倍的过氧化值与茴香胺值的和;
过氧化值按GB5009.227-2016《动植物油脂过氧化值测定》方法进行测定;
茴香胺值(PAV)按GB/T24304-2009《动植物油脂茴香胺值测定》进行测定。
2结果与分析
2.1过氧化值
油脂的初级氧化产物主要为氢过氧化物,其值越大,表示油脂的氧化程度越严重。
由图1可以看出,在40℃条件下,6d之前,番茄红素无明显的抗氧化效果;
随着氧化时间的延长,18d之后添加量为0.0050%的番茄红素出现明显抗氧化效果。
在60℃条件下,直至12d时,添加量为0.0150%的番茄红素抗氧化性优于其他浓度;
贮藏36d后,0.0050%的番茄红素抗氧化效果最佳。
在80℃条件下,12d后番茄红素的抗氧化性能逐渐明显,18d后,添加量为0.0025%的番茄红素对过氧化值影响不大几乎,贮藏36d后,番茄红素在核桃油中的最适添加量为0.0150%。
图1番茄红素不同添加量对核桃油过氧化值的影响
2.2茴香胺值
茴香胺值(PAV)是油脂中的次级氧化产物,即羰基化合物的含量。
茴香胺值与油样氧化程度呈正比关系,若前者增大后者氧化的也越严重。
由图2可知,在40℃条件下,添加量为0.0050%的番茄红素抑制核桃油中茴香胺值的效果最强,其次为0.0150%,而0.0025%这一浓度抑制茴香胺值的效果最差,在整个氧化过程中未出现促进茴香胺值生成的现象。
在60℃条件下,在24d之前,0.0050%和0.0150%这两个添加量并未出现明显的差异,24d之后,0.0050%这一浓度抑制茴香胺值生成的速率大于0.0150%。
可以看出此时抑制次级氧化产物最适宜的番茄红素添加量为0.0050%。
在80℃条件下,各浓度的番茄红素均具有抑制核桃油中茴香胺值生成的能力,并且随着浓度的增加,番茄红素抑制核桃油中茴香胺值生成的能力越来越强。
可以看出此条件下抑制次级氧化产物最适宜的番茄红素添加量为0.0150%。
图2番茄红素不同添加量对核桃油茴香胺值的影响
2.3总氧化值
总氧化值(TOTOX)中包括了有初级氧化产物过氧化值的含量和、次级氧化产物茴香胺值的含量,因此这一指标可以更加客观的了解油脂的发生氧化的程度。
根据由图3可知,在核桃油中所含的TOTOX的增长趋势与过氧化值(POV之间)的增长的趋势大体相同基本一致,初级氧化产物是核桃油中主要的氧化产物。
在40℃条件下,番茄红素添加量为0.0050%和0.0150%时,番茄红素均显现出明显的抗氧化能力,此时最适宜的番茄红素添加量为0.0050%;
在60℃条件下,在18d之前,番茄红素添加量为0.0050%和0.0150%时,对核桃油的抗氧化能力并未出现明显的差异,在18d之后,0.0050%番茄红素添加量对核桃油的抗氧化能力略大于0.0150%;
在80℃条件下,最适宜的番茄红素添加量为0.0150%。
图3番茄红素不同添加量对核桃油总氧化值的影响
2.4不同温度下过氧化值、茴香胺值、总氧化值与氧化时间模型的建立
刘建平等[19]研究表明猪油的氧化符合一级动力学反应,而添加辣椒籽甲醇提取物后,反应转变为零级动力学反应。
本文主要研究番茄红素对核桃油的抗氧化规律,因此假设其符合零级动力学反应,进行分析。
由表1~表3可以看出,在油脂氧化初期阶段,油脂的氧化指标与氧化时间之间具有一定的线性关系。
由线性方程可以推测出油脂在某一时期具体的过氧化值、茴香胺值、总氧化值[20]。
表140℃条件下总氧化值、过氧化值、茴香胺值(y)与氧化时间(x)之间的拟合方程
番茄红素
过氧化值
茴香胺值
总氧化值
添加量(%)
拟合方程
R2
0.0025
0.0050
0.0100
0.0150
y=0.7707x-0.2514
y=0.7346x-0.2071
y=0.2904x+0.3
y=0.685x-0.2
y=0.3711x+0.2429
0.9830
0.9710
0.9296
0.9422
0.9628
y=0.6004x-0.0671y=0.3589x+0.0071y=0.0921x+0.3557
y=0.2275x+0.2y=0.1314x+0.2914
0.9871
0.9108
0.9280
0.9842
0.9567
y=2.1418x-0.57y=1.8282x-0.4071y=0.6729x+0.9557y=1.5975x-0.2
y=0.8736x+0.7771
0.99210.9660
0.9344
0.9513
0.9640
表260℃条件下总氧化值、过氧化值、茴香胺值(y)与氧化时间(x)之间的拟合方程
y=4.2982x-2.4057y=3.3739x-2.1543y=2.2871x-3.1914y=3.1614x-2.5057
y=2.89x-4.4257
0.9181
0.9765
0.9077
0.9939
0.9147
y=3.4136x-4.6129y=3.1104x-4.2829y=0.8725x-0.9371y=2.1764x-2.7271y=1.1208x-1.5031
0.9734
0.9702
0.9472
0.9599
0.9288
y=12.01x-9.4243
y=9.9582x-8.5914
y=5.4468x-7.32
y=8.4993x-7.7386
y=6.9008x-10.355
0.9549
0.9874
0.9194
0.9956
0.9175
表380℃条件下总氧化值、过氧化值、茴香胺值(y)与氧化时间(x)之间的拟合方程
y=33.008x-2.5929
0.9358
y=12.428x-15.986
0.9860
y=77.661x-21.603
0.9616
y=31.474x-0.5943
0.9388
y=12.175x-17.313
0.9751
y=75.122x-27.501
0.9627
y=22.877x-2.5743
y=29.773x-4.6557
y=25.493x-3.4529
0.9510
0.9431
0.9529
y=2.8275x-3.8957
y=11.063x-20.596
y=1.8236x-2.6229
0.9451
0.9105
0.9445
y=53.813x-10.801
y=70.608x-29.907
y=47.577x-7.7714
0.9596
0.9679
0.9566
2.5不同温度下番茄红素对核桃油氧化速率常数的影响
通过建立过氧化值、总氧化值与时间的拟合方程,由拟合方程得到不同番茄红素浓度下生成过氧化值、总氧化值的速率常数,即油脂的氧化速率常数[21]。
表440℃条件下氢过氧化物、羰基化合物、总氧化值的速率常数
番茄红素的添加量(%)
40℃速率常数(K)/10-5[mol·
(L·
s)-1]
氢过氧化物
羰基化合物
1.27
1.24
0.49
1.16
0.61
0.87
0.69
0.15
0.37
0.21
3.52
3.15
1.06
2.71
1.42
表560℃条件下氢过氧化物、羰基化合物、总氧化值的速率常数
60℃速率常数(K)/10-5[mol·
6.38
5.43
4.03
5.24
4.88
5.25
4.68
1.41
2.92
1.87
18.02
15.55
9.44
13.60
11.64
表680℃条件下氢过氧化物、羰基化合物、总氧化值的速率常数
80℃速率常数(K)/10-5[mol·
59.69
58.32
46.91
53.86
42.18
20.9
20.37
4.93
18.69
2.83
137.57
137.03
98.75
126.44
87.20
由表4~表6可以看出,在不同温度下,番茄红素在核桃油中的最适添加量不同,形成氢过氧化物、羰基化合物和总氧化值的速率也不同。
在40℃和60℃条件下,番茄红素添加量为0.0050%时,氢过氧化物、羰基化合物和总氧化值的速率常数明显低于其他添加量。
在40℃条件下,速率常数分别为0.49、0.15、1.06×
10-5mol·
L-1·
s-1;
在60℃条件下速率常数分别为4.03、1.41、9.44×
s-1。
在80℃条件下,随着番茄红素添加量的不断增加,氢过氧化物、羰基化合物、总氧化值的速率常数呈现递减趋势,即番茄红素在核桃油中的添加量为0.0150%,速率常数分别为42.18、2.83、87.20×
2.6番茄红素不同添加量在核桃油中的Arrheninus模型的建立
图3温度对核桃油氧化速率的影响
表7番茄红素不同添加量核桃油的相关氧化动力学数据
动力学参数
LnA
Ea/R
-5.60
-1925K
0.991
0.0025%
-5.59
-1985K
0.987
0.0050%
-5.43
-2285K
0.998
0.0100%
-5.64
-1995K
0.990
0.0150%
-5.66
-2120K
0.999
由图3和表7可以看出油样速率常数的对数LnK与温度倒数1/T之间的存在较好的线性关系(R2>
0.987),与Arrhenius定律一致。
温度的差异对番茄红素在核桃油中添加量有显著影响,当温度为40、60、80℃时,番茄红素在核桃油中添加量分别为0.0050%、0.0050%、0.0150%。
当番茄红素添加量相同时,随着氧化温度越的升高,其速率常数K值就随之会随之增大,说明则番茄红素的抗氧化的效能将会随之降低[22-24]。
由表7可得,添加番茄红素后核桃油的活化能与气体常数均比未添加番茄红素的核桃油高,说明添加番茄红素后核桃油的氧化反应较难进行。
番茄红素不同添加量对核桃油的活化能与气体常数从高到低依次分别为0.0050%(2285K)>
0.0150%(2120K)>
0.0100%(1995K)>
0.0025%(1985K)>
0(1925K)。
由表7可知,在核桃油中番茄红素添加量为0、0.0025、0.0050、0.0100、0.0150%时所对应Arrhenius方程分别为lnK=-1925/T-5.60,lnK=-1985/T-5.59,lnK=-2285/T-5.43,lnK=-1995/T-5.64,lnK=-2120/T-5.66。
3结论
在Schaal烘箱加速氧化实验中,通过分别对番茄红素的添加量和以及氧化温度为变量化温度两个变量的设置,进行Schaal加速氧化实验,运用动力学方程,在油脂氧化初期,拟合氧化时间与过氧化值、茴香胺值、总氧化值之间的拟合方程,可以预测油脂的货架期。
在核桃油氧化过程中,初级氧化产物生成速率的对数与加速氧化的绝对温度的倒数之间存在较好的线性关系(R2>
0.987),符合Arrnenus方程规律。
同时核桃油的氧化速率不光和番茄红素添加量有关,也和加速氧化的温度有关,温度越高,其对应的氧化速率就越大。
通过比较不同添加量的番茄红素对核桃油过氧化值及氢过氧化物生成的速率常数得出,在40℃和60℃条件下,番茄红素在核桃油中的添加量为0.0050%。
在80℃条件下,番茄红素在核桃油中的添加量为0.0150%。
与邱伟芬等[10]的研究表明番茄红素在菜籽油中的最适添加量0.0050%相符,而在猪油中的最适添加量为0.0025%,出现这一现象的原因在于核桃油、菜籽油与猪油的成分不同。
参考文献:
[1]ZHAIMZ,WANGD,TAOXD,etal.Fattyacidcompositionsandtocopherolconcentrationsintheoilsof11varietiesofwalnut(JuglansregiaL.)grownatXinjiang,China[J].JournalofHorticulturalScience&
Biotechnology,2015,90(6):
715-718.DOI:
10.1080/14620316.2015.11668736
[2]于敏,徐宏化,王正加,等.薄壳山核桃油成分及抗氧化性研究[J].中国粮油学报,2016,31(9):
86-90.
YUMin,XUHonghua,WangZhengjia,etal.Studyofoilycompositionsandantioxidantcapacityinapocarya[J].JournaloftheChineseCerealsandOilsAssociation,2016,31(9):
86-90.
[3]朱振宝,刘梦颖,易建华.2种方法测定核桃油脂氧化稳定性相关性[J].中国粮油学报,2016,31(04):
85-88.DOI:
10.3969/j.issn.1003-0174.2016.04.017
ZHUZhenbao,LIUMengying,YIJianhua,Determinationofoxidationstabilityofwalnutoilusingtwokindsofmethod[J].JournaloftheChineseCerealsandOilsAssociation,2016,31(04):
[4]郑诗超,张锐利,汪学荣,等.天然抗氧化剂在油脂中的应用研究[J].中国食品添加剂,2003(5):
77-79.DOI:
10.13652/j.issn.1003-5788.2003.05.003
ZHENGShichao,ZHANGRuili,WANGXuerong,etal.Studyonapplicationofnaturalantioxidantsinlipids[J].FoodadditivesinChina,2003(5):
[5]谈娜,蹇华丽,黄静敏,等.即食客家咸菜中油脂氧化稳定性研究[J].食品与机械,2012,28(06):
63-66.DOI:
10.3969/j.issn.1003-5788.2012.06.015
TANNa,JIANHuali,HUANGJingmin,etal.OxidationstabilityofoilsoftheininstantHakkapickles[J].FoodandmachineryFoodandmachinery,2012,28(06):
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 番茄 核桃 中的 氧化 动力学 研究