生育酚及甾醇含量對大豆油氧化穩定性及貯藏穩定性的影響

方 冰 王瑛瑤 欒 霞 王瑩輝 朱寧科 楊 寧

生育酚及甾醇含量對大豆油氧化穩定性及貯藏穩定性的影響

方 冰 王瑛瑤 欒 霞 王瑩輝 朱寧科 楊 寧

（國家糧食局科學研究院油脂化學與增值加工技術研究組，北京 100037）

植物油是生育酚、甾醇等活性物質的最主要的膳食來源之一，但現有的過度精煉的工藝造成了生育酚和甾醇的大量損失，大大降低了食用植物油的營養價值。隨著人們對營養健康的日益關注，加上行業內對植物油適度精煉工藝的號召，需要提高精煉后植物油中生育酚、甾醇的保留量，但植物油中生育酚和甾醇的最低含量的確定缺乏基礎研究依據。因此，本文分別利用Rancimat法和Schaal烘箱法比較了不同生育酚及甾醇含量的大豆油的氧化穩定性和貯藏穩定性的差異，結果表明，生育酚和甾醇能夠顯著提高大豆油貯藏過程中的穩定性，但并不是劑量越高效果越強。當大豆油中生育酚及甾醇分別保留至0.12%、0.35%時，大豆油的氧化穩定性最強；當大豆油中生育酚及甾醇分別保留至0.12%、1.29%時，大豆油的貯藏穩定性最佳。本研究結果為植物油適度精煉工藝中相應產品標準（草案）的制修定提供基礎數據，為探究以營養物質含量高低作為植物油新分級指標之一的可行性提供借鑒。

γ-生育酚 δ-生育酚 甾醇 大豆油 穩定性 適度精煉

植物油是生育酚、甾醇等活性物質的最主要的膳食來源之一。生育酚是一種天然抗氧化物質，能夠清除自由基，因此，常作為抗氧化劑應用于醫藥、食品、化妝品等領域［1］。植物甾醇能夠抑制膽固醇在肝臟內的生物合成，并抑制膽固醇在腸道內的吸收，降低冠狀動脈硬化、心臟病等心腦血管疾病的發病率［2-3］。同時，也具有一定的抗氧化活性［4-5］。然而，近年來我國油脂精煉過度趨勢明顯，對于植物油的分級標準，主要是依賴于游離脂肪酸、色澤這些質量指標，而忽略了生育酚、甾醇這些營養物質在植物油分級中的作用。課題組前期基于對我國7個代表性大豆油［6］、菜籽油廠家的不同精煉工序段的樣品的分析發現，大豆油和菜籽油精煉后，生育酚損失率分別在11.2%～75.9%和12.3%～74.9%之間，甾醇損失率分別在21.6%～72.6%和18.0%～85.3%之間，大大降低了食用植物油的營養價值。隨著人們對營養健康的日益關注，加之行業內對植物油適度精煉工藝的號召，需要提高精煉后植物油中生育酚、甾醇的保留量。盡管部分廠家也通過外源添加的方式，提高植物油中生育酚和甾醇的含量，但植物油中生育酚和甾醇的最低含量的確定缺乏基礎研究依據。

生育酚和甾醇的損失一方面降低了植物油的營養價值，另一方面也會降低植物油自身對自動氧化的保護作用［7］。然而，這并不意味著植物油中生育酚的含量越高，油脂就越穩定。文獻報道，在玉米油體系中，當α-生育酚的含量超過250 mg／kg時，反而會加速過氧化物的生成［8］，而對于菜籽油體系，α-生育酚的含量僅超過100 mg／kg便會加促甘油三酯的氧化［9］。因此，選取我國大宗植物油——大豆油，根據其生育酚亞型的種類，反添加生育酚和甾醇，模擬適度精煉工藝下提高生育酚和甾醇的保留量后，對大豆油氧化穩定性和貯藏穩定性的影響，為適度精煉的改進工藝提供理論數據支持。

1 材料與方法

1.1 材料及設備

一級大豆油采自國內廠家，α-生育酚（純度≥96%）、β-生育酚（50 mg／mL，溶于正己烷中in hexane）、γ-生育酚（純度≥96%）、δ-生育酚（純度≥90%）、樺木醇（純度≥98%）、膽甾醇（純度≥98%）、N-甲基-N-三甲基硅烷七氟丁酰胺及1-甲基咪唑：sigma公司，植物甾醇：中糧集團（純度≥95%，中糧天科）；色譜純正庚烷、四氫呋喃：Fisher公司；其他試劑均為分析純。

高效液相色譜（e2695）-熒光檢測器（2475）：美國Waters公司；氣相色譜-氫火焰檢測器（6890）：美國Agilent公司。

1.2 生育酚的測定

大豆油樣品中，生育酚的種類及含量的測定按照GB／T 26635—2011測定。根據不同濃度的四種生育酚的標準品的出峰時間和出峰面積，建立標準曲線，用于測定大豆油樣品中生育酚的種類及含量。生育三烯酚的含量以α-生育酚當量的形式表示。

1.3 甾醇的測定

大豆油樣品中甾醇的種類及含量的測定按照GB／T 25223—2010 測定。

1.4 不同生育酚及甾醇含量的大豆油樣品配制

根據對采樣大豆油中生育酚種類的測定結果，選擇最主要的兩種生育酚，按照二者比例，添加對應的生育酚標準品。甾醇的反添加則是利用購買的植物甾醇。

1.5 大豆油中生育酚及甾醇的去除

利用硅膠柱對極性物質和非極性物質吸附能力的差異，利用有機試劑將非極性的甘油三酯洗脫下來［10］。選用內徑2 cm（直徑）長度為60 cm的聚四氟乙烯塞玻璃柱，填充50 g硅膠，加入20 g大豆油樣，分段洗脫，前待吸附完全后，用200 mL正己烷洗脫，將收集的洗脫液旋蒸以除去有機試劑，得到較為純凈的大豆油樣品。

1.6 不同生育酚、甾醇含量的大豆油樣品穩定性測定

油樣的氧化穩定性指數（OSI）根據GB／T 21121—2011所述方法測定。貯藏穩定性的測定采用Schaal烘箱法：稱取15 g不同生育酚、甾醇含量的大豆油樣品置于燒杯中，放入65℃烘箱內，每隔4 d取出測定氧化產物——過氧化值、共軛二烯值和茴香胺值，測定方法分別按照GB／T 5538—2005，AOCS Official Method Ti 1a-64和GB／T 24304—2009中所述方法。

2 結果與討論

2.1 不同生育酚及甾醇含量的大豆油樣品的配制

采集的大豆油樣品命名為SO-T1S1，其生育酚、甾醇的含量及組成如表1所示。由表中可以看出，采樣大豆油中的生育酚亞型主要為γ-生育酚和δ-生育酚，二者質量比約為7∶3，按照這一比例反添加γ-生育酚和δ-生育酚標準品到采樣大豆油中（SO-T1S1），從而得到不同生育酚含量的大豆油樣品。其中，SO-T0S0為經過硅膠柱純化的大豆油樣品，部分大豆油樣品，按照一定劑量反添加市售高純度甾醇，綜合2種方式獲得不同生育酚、甾醇含量的大豆油樣品，所有樣品的生育酚及甾醇含量均按照國標方法測定、驗證，所配制樣品及對應的生育酚、甾醇含量如表2所示。

表1 采樣一級大豆油中生育酚和甾醇的含量（mg／100 g油）

表2 不同生育酚、甾醇含量的大豆油樣品編號及對應含量

2.2 生育酚及甾醇含量對大豆油氧化穩定性的影響

不同生育酚及甾醇含量的大豆油樣品110℃下，氧化穩定性指數如圖1所示。由圖1可以看出，去除了生育酚和甾醇的樣品（SO-T0S0），OSI值最低，僅5 h左右，顯著低于采樣樣品SO-T1S1（P＜0.05）。隨著生育酚含量的增加，大豆油樣品的OSI值顯著增加（P＜0.05）。但當生育酚的劑量增加到0.12%后（SO-T3S1），繼續提高生育酚或甾醇的濃度，OSI值無顯著變化（P＞0.05）。由圖1可以看出，大豆油中生育酚、甾醇含量分別為0.12%、0.35%時，其氧化穩定性最強。

表3 不同生育酚及甾醇含量的大豆油65℃烘箱加速貯藏過程中過氧化值的變化

圖1 不同生育酚及甾醇含量的大豆油樣品110℃下OSI值的變化

2.3 生育酚及甾醇含量對大豆油貯藏穩定性的影響

不同生育酚、甾醇含量的大豆油樣品在65℃烘箱加速貯藏過程中過氧化值的變化如表3所示。相比于SO-T0S0，添加生育酚和甾醇后，貯藏過程中大豆油過氧化值顯著降低（P＜0.05），即貯藏穩定性顯著增強。根據目前植物油衛生指標中規定的過氧化值5 mmol／kg的安全限定值，去除了生育酚和甾醇的樣品SO-T0S0，貯藏僅12 h其過氧化值即超過此值，達到6.75 mmol／kg（結果未列出），隨著生育酚含量的增加，達到安全限定值所需時間逐漸延長，如生育酚含量為0.07%的樣品組，貯藏4 d過氧化值方超過限定值，生育酚含量達到0.12%后，樣品可在65℃條件下貯藏8 d以上。在這8 d的貯藏過程中，若繼續提高生育酚含量至0.22%、0.30%，各生育酚含量的大豆油樣品間，過氧化值無顯著差異（P＞0.05）。從第10天開始，添加了生育酚和甾醇的大豆油樣品的過氧化值均超過5 mmol／kg，進入加速氧化期，此時，過氧化物的生成和降解均加速，故過氧化值的數值并無明顯規律，故需結合不同貯藏時間內不同生育酚、甾醇含量的大豆油樣品的共軛二烯值（圖2）、茴香胺值（圖3）討論生育酚和甾醇對大豆油的貯藏穩定性的作用。

由圖2可以看出，在過氧化值未超過5 mmol／kg的貯藏時間（前8 d）內，相對于去除了生育酚和甾醇的純凈油樣SO-T0S0和采樣樣品S0-T1S1，反添加生育酚和甾醇后，二級氧化產物共軛二烯顯著降低（P＜0.05），但各反添加劑量組間，共軛二烯值無顯著差異（P＞0.05）。繼續貯藏至第10天后，生育酚含量越高，共軛二烯含量越低，當生育酚含量達到0.22%后，繼續提高生育酚或甾醇含量，共軛二烯含量無顯著差異（P＞0.05），但當生育酚和甾醇的含量均為最高值時，即SO-T5S3（0.30%+1.29%），共軛二烯的含量顯著上升（P＜0.05）。

圖2 不同生育酚及甾醇含量的大豆油65℃烘箱加速貯藏過程中共軛二烯的變化

類似的，由圖3可以看出，前8 d內，相對于去除了生育酚和甾醇的純凈油樣SO-T0S0，反添加生育酚和甾醇后，二級氧化產物茴香胺值隨生育酚含量的增加而顯著降低（P＜0.05），當生育酚含量增加至0.12%后，各劑量組間的茴香胺值無顯著差異（P＞0.05）。當各大豆油樣品的過氧化值超過安全限定值5 mmol／kg進入加速氧化階段后，在甾醇含量較低的樣品中（0.35%），茴香胺值隨生育酚含量的增加而顯著降低（P＜0.05），當生育酚含量增加至0.12%后，各劑量組間的茴香胺值無顯著差異（P＞0.05），然而，對于高甾醇含量的樣品組（1.29%），即SO-T3S3、T4S3和T5S3，茴香胺值隨生育酚含量的增加而顯著升高（P ＜0.05）。此外，通過比較SO-T3S1、SOT3S2和SO-T3S3可以看出，在此生育酚劑量下，甾醇增加到1.29%時，茴香胺值最低（P ＜0.05）。

圖3 不同生育酚及甾醇含量的大豆油65℃烘箱加速貯藏過程中茴香胺值的變化

3 討論

由不同生育酚及甾醇含量的大豆油樣品的穩定性可以看出，通過適度精煉提高成品油中生育酚和甾醇的保留量能夠顯著增強其氧化穩定性和貯藏穩定性，然而并不是二者的保留量越高，油越穩定。

生育酚中的酚羥基極易失去H，結合到過氧化物上，中斷氧化反應的鏈式過程。盡管大豆油中起到抗氧化作用的主要是生育酚，但在同等生育酚的劑量下，增加甾醇能夠提高樣品的穩定性，這是由于甾醇可以作為生育酚的增效劑作用。甾醇中也含有酚羥基，其失去的H能夠結合到生育酚自由基上，起到重生生育酚的增效作用［5，11］。然而，過高劑量的生育酚和甾醇（0.30%+1.29%）會促進大豆油的氧化劣變，這是由于過高劑量下，生育酚及甾醇失去H形成的自由基較多，根據化學平衡的原理，反應物濃度較高時，化學反應會向生成物方向進行，從而使得生育酚、甾醇自由基與氧氣反應生成過氧化物，導致生育酚及甾醇這2種抗氧化劑的含量急劇降低，對大豆油體系的保護作用也急劇降低。

4 結論

通過研究不同生育酚及甾醇含量對大豆油氧化穩定性和貯藏穩定性的影響，發現生育酚和甾醇的存在能夠顯著提高其貯藏過程中的穩定性，甾醇本身并不具備顯著改變油脂氧化穩定性的效果，但對生育酚的抗氧化效果具有協同增效的作用。研究發現，并不是大豆油中生育酚及甾醇的含量越高則油樣就越穩定，對于以γ-生育酚和δ-生育酚為主要組成的大豆油而言，精煉過程中若將生育酚和甾醇分別保留至0.12%和1.29%，樣品的穩定性最好。

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Effect of Tocopherol and Sterol Content on the Oxidation Stability and Storage Stability of Soybean Oil

Fang Bing Wang Yingyao Luan Xia Wang Yinghui Zhu Ningke Yang Ning
（Academy of State Administration of Grain，Oil Chemistry and Value-added Processing Technology Research Group，Beijing 100037）

The vegetable oil was one of the main dietary sources of tocopherol and sterol，however，the existing excessive refining technology caused a large loss of tocopherol and sterol，which greatly reduced the nutrition value of vegetable oil.As the increasing attention to nutrition and health，combined with the call of moderate refining，the retained dose of tocopherol and sterol in the vegetable oil after refining needed to be improved，however，determination of minimum content of tocopherol and sterol in the vegetable oil lacked fundamental research basis.Therefore，this paper contracted difference of the oxidation stability and storage stability of soybean oil with different contents of tocopherol and sterol by using the Rancimat method and Schaal oven method respectively.It was found that tocopherol and sterol could significantly improve the stability of soybean oil during storage，however，it did not mean the higher the dosage was，the stronger the effect was.When the retention content of tocopherol and sterol reached 0.12% ，0.35%and 0.12%，1.29%，respectively，the soybean oil had the best oxidation stability and storage stability.This study provided an essential data for the making or revising of the product standard （draft）related to the moderate refining technology，and laid a theoretical foundation for the feasibility exploration of taking the content of nutrient as one of new classification indexes of vegetable oil.

γ -tocopherol，δ -tocopherol，sterol，soybean oil，stability，moderate refining

TS221

A

1003-0174（2016）11-0069-05

2013年糧食公益性行業科研專項（201313011-7），中央級公益性科研院所基本科研業務費專項（ZX1403）

2015-04-01

方冰，女，1987年出生，助理研究員，油脂加工與營養