α-生育酚在四种植物油中的抗氧化规律研究

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食用植物油在生产、加工及存储过程中易受多种因素影响,发生一系列复杂的反应,不但改变油脂性质,更会产生有毒有害物质。因此,如何有效减缓或抑制油脂氧化是关系人类健康的重要课题。α-生育酚(α-T)作为一种天然的脂溶性抗氧化剂,不仅可以预防油脂氧化,还能提高油脂的营养价值。但近年来的研究发现,当添加量达到一定程度后,α-T可能会作为促氧化剂,加速油脂氧化。为研究α-T在油脂中的实际抗氧化效果,本文选择棕榈油(PO)、葵花籽油(SO)、亚麻籽油(LO)和山茶油(CO)四种植物油,通过建立同步检测α-T及其氧化产物的方法分析α-T的转化规律;同时,通过研究不同浓度α-T对植物油氧化稳定性的影响规律,探究α-T最适添加量,并对其促氧化机理进行初步阐释,旨在为α-T在实际生产中的合理使用提供理论依据。主要研究内容如下:首先,应用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS),同步检测加热过程中α-T及其氧化产物,共鉴定出3种氧化产物。结果表明,经过加热后α-T先转化为α-生育酚醌(α-TQ)及5-甲酰基-γ-生育酚(5-F-γ-T),随后转化为化合物I。该方法简便高效,分离效果佳,适合用于分析α-T的转化规律。其次,以四种脂肪酸差异显著的植物油为研究对象,即高棕榈酸型(PO)、高亚油酸型(SO)、高亚麻酸型(LO)和高油酸型(CO),探究不同浓度α-T对其氧化稳定性的影响规律。结果表明,α-T的加入总体能够延长四种植物油的氧化诱导时间(IP),抑制过氧化值(POV)、茴香胺值(p-AV)及总氧化值(TV)升高,减缓不饱和脂肪酸(UFAs)降解,表现出良好的抗氧化效果。同一添加量下,四种植物油氧化稳定性顺序整体为PO>CO>SO>LO,即高棕榈酸型>高油酸型>高亚油酸型>高亚麻酸型;同时,α-T损耗率呈现PO>CO>LO>SO,主要是由于PO和CO富含饱和脂肪酸(SFAs),LO和SO富含多不饱和脂肪酸(PUFAs),PUFAs比SFAs更易与O2反应,因而加入相同含量α-T后,LO和SO中α-T损耗较少。四种植物油中,α-T最佳抗氧化浓度均为500 ppm,当添加量大于500 ppm后,其抗氧化活性反而减弱,在SO中,1500 ppm下发生促氧化现象。α-T损耗规律表明,高添加量下其损耗加速度变小,α-T降解速率常数k1明显减小,其氧化产物α-TQ生成速率减小,当k1<0.015 h-1时出现促氧化现象。因此,α-T抗氧化作用降低一方面是由于自身损耗变缓,另一方面α-TQ也有一定的抗氧化性,其生成变缓可能也是影响油脂氧化稳定性的原因之一。最后,以SO作为研究体系,对α-T的促氧化机理进行初步阐释。挥发性产物分析表明,低添加量下α-T能够减缓挥发性正构醛损耗并抑制挥发性不饱和醛产生,而高添加量下则产生相反的效果,因而促进SO氧化。电子自旋共振(ESR)结果表明,低添加量下,α-T显著减少体系内烷基自由基和总自由基的生成,而过量的α-T通过将脂质分子氧化为烷基自由基,造成体系内烷基自由基含量增加,使得α-T成为脂质氧化过程中的链传递剂,从而加速油脂氧化。
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