番茄红素在核桃油中的抗氧化动力学研究报告

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1、-番茄红素在核桃油中的抗氧化动力学研究璐1 解超男1 芳2 莉12基金工程：番茄红素对核桃油脂抗氧化稳定性影响研究工程*JEDU2021S051磊1*基金工程：*重点研发工程：核桃高质化精深加工技术研究与示*2021B01003-3收稿日期：2021-11-21作者简介：*璐，女，1992年出生，硕士，农产品加工与综合利用通信 孔令明，男，1976年出生，博士，教授，农产品加工与综合利用*孔令明1(1.*农业大学食品科学与药学学院，乌鲁木齐 830052)2.*轻工业职业学院，乌鲁木齐 830021)Study on antio*idant dynamics of lycopene in wa

2、lnut oilLIU Lu1*IE Chao-nan1LI Fang2LIU Li1ZHANG Lei1 KONG Ling-ming11. (College of Food Science and Pharmaceutical Science,*injiang Agricultural University, Urumqi 830052)2. (*injiang Instintulte of Ligth Industry Technology,Urumqi 830021)摘要: 为了探究不同温度条件下番茄红素不同添加量在核桃油中的抗氧化规律。本文采用Schaal烘箱加速氧化法，定期测定番茄

3、红素不同添加量在核桃油中的过氧化值和茴香胺值，并计算总氧化值。运用动力学模型拟合过氧化值、茴香胺值和总氧化值与氧化时间的方程式，符合线性规律，并通过Arrnenus方程进展认证。结果说明：核桃油的氧化速率不仅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。当温度为40、60和80，番茄红素在核桃油中的添加剂量分别为0.0050%，0.0050%和0.0150%时，其核桃油的Ln K与1/T之间线性关系R20.987，且与阿伦尼乌斯Arrhenius定律一致。关键词：番茄红素 核桃油 动力学 抗氧化中图：S377 文献标识码：A 文章1003-0174 Abstr

4、act: The antio*idant activity of different content lycopene in walnut oil under different temperature conditions was investigated in this paper. In this paper, Schaal oven accelerated o*idation method was applied to determine the pero*ide value and anisamine value of different lycopene added in waln

5、ut oil regularly, and the total o*idation value was calculated.The kinetic model was used to fit the fitted values of pero*ide value, anisidine value, total o*idation value and o*idation time, which were in accordance with the linear law and certified by the Arrnenus equation. The result showed that

6、 the o*idation rate of walnut oil is not only related to the amount of lycopene added, but also to the temperature of accelerating o*idation. the higher the temperature, the higher the corresponding o*idation rate.When the temperatures of, 40,60, and80 with the additions of lycopene in walnut oil of

7、,0.005 0%, 0.0050% and 0.0150%, respectively, the linear relationship between Ln Kand 1 / T of walnut oil (R2 0.987) was consistent with the Arrhenius law. Key words: lycopene,walnut oil, kinetics,antio*idation从核桃油的组成来看，核桃油中的不饱和脂肪酸含量较高1-2，在加工、储藏以及销售过程中极易出现氧化酸败现象。因此，衡量核桃油品质的重要质量指标是氧化稳定性3。油脂发生氧化所生成的氧化

8、物会对其营养价值、口感、风味产生影响，且会对癌症等多种疾病产生诱发作用4-7。通常参加抗氧化剂可以延缓油脂的氧化速度，延长油脂的食用寿命8-9。番茄红素是一种天然功能型色素，具有很强的抗氧化能力，也是脂溶性物质10-11，溶解到核桃油中，可以提高其的稳定性，延缓自身的氧化。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

9、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展计算。运用动力学模型拟合过氧化值、茴香胺值和总氧化值与氧化时间的方程式，符合线性规律，并通过Arrnenus方程进展认证。结果说明：核桃油的氧化速率不仅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。1材料与方法1.1 材料市售核桃油： 中粮集团；番茄红素(90%)：博美生物科技；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；-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

10、的番茄红素，将其添加到100 g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5 min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。1.3.2 Schaal18烘箱氧化实验法取油样100 g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(601)，保证烘箱部环境光线暗黑，定时取样。油样的主要指标分析总氧化值(TOTO*)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GB5009.227-2021?动植

11、物油脂 过氧化值测定?方法进展测定；茴香胺值(PAV)按GB/T24304-2021?动植物油脂茴香胺值测定?进展测定。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，6 d之前，番茄红素无明显的抗氧化效果；随着氧化时间的延长，18 d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12 d时，添加量为0.0150%的番茄红素抗氧化性优于其他浓度；贮藏36 d后，0.0050%的番茄红素抗氧化效果最正确。在80条件下，12 d后番茄红素的抗氧化性能逐渐明显，18 d后，添加量为0.00

12、25%的番茄红素对过氧化值影响不大几乎，贮藏36 d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，假设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24 d之前，0.0050%和0.0150%这两个添加量并未出现明显的差异，24 d

13、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(TOTO*)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TOTO*的增长趋

14、势与过氧化值(POV之间)的增长的趋势大体一样根本一致，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18 d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18 d 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

15、型的建立建平等19研究说明猪油的氧化符合一级动力学反响，而添加辣椒籽甲醇提取物后，反响转变为零级动力学反响。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响，进展分析。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*一时期具体的过氧化值、茴香胺值、总氧化值20。表1 40条件下总氧化值、过氧化值、茴香胺值(y)与氧化时间(*)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拟合方程R2拟合方程R200.00250.00500.01000.0150y=0.7707*-0.2514y=0.7

16、346*-0.2071y=0.2904*+0.3y=0.685*-0.2y=0.3711*+0.24290.98300.97100.92960.94220.9628y=0.6004*-0.0671 y=0.3589*+0.0071 y=0.0921*+0.3557y=0.2275*+0.2 y=0.1314*+0.29140.98710.91080.92800.98420.9567y=2.1418*-0.57 y=1.8282*-0.4071 y=0.6729*+0.9557 y=1.5975*-0.2y=0.8736*+0.77710.9921 0.96600.93440.95130.964

17、0表2 60条件下总氧化值、过氧化值、茴香胺值(y)与氧化时间(*)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拟合方程R2拟合方程R200.00250.00500.01000.0150y=4.2982*-2.4057 y=3.3739*-2.1543 y=2.2871*-3.1914 y=3.1614*-2.5057y=2.89*-4.42570.91810.97650.90770.99390.9147y=3.4136*-4.6129 y=3.1104*-4.2829 y=0.8725*-0.9371 y=2.1764*-2.7271 y=1.1208*-1.50310

18、.97340.97020.94720.95990.9288y=12.01*-9.4243y=9.9582*-8.5914y=5.4468*-7.32y=8.4993*-7.7386y=6.9008*-10.355 0.95490.98740.9194 0.99560.9175表3 80条件下总氧化值、过氧化值、茴香胺值(y)与氧化时间(*)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拟合方程R2拟合方程R20y=33.008*-2.59290.9358y=12.428*-15.9860.9860y=77.661*-21.6030.96160.0025y=31.474*

19、-0.59430.9388y=12.175*-17.3130.9751y=75.122*-27.5010.96270.00500.01000.0150y=22.877*-2.5743y=29.773*-4.6557y=25.493*-3.45290.95100.94310.9529y=2.8275*-3.8957y=11.063*-20.596y=1.8236*-2.62290.94510.91050.9445y=53.813*-10.801y=70.608*-29.907y=47.577*-7.77140.95960.96790.95662.5 不同温度下番茄红素对核桃油氧化速率常数的影响通

20、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4 40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/10-5molLs)-1氢过氧化物羰基化合物总氧化值00.00250.00500.01000.01501.271.240.491.160.610.870.690.150.370.213.523.151.062.711.42表5 60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%60速率常数K/10-5molLs)-1氢过氧化物羰基化合物总氧化值00.0

21、0250.00500.01000.01506.385.434.035.244.885.254.681.412.921.8718.0215.559.4413.6011.64表6 80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%80速率常数K/10-5 molLs)-1氢过氧化物羰基化合物总氧化值00.00250.00500.01000.015059.6958.3246.9153.8642.1820.920.374.9318.692.83137.57137.0398.75126.4487.20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

22、、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、1.0610-5 molL-1s-1；在60条件下速率常数分别为4.03、1.41、9.4410-5 molL-1s-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、87.2010-5 molL-1s-1。2.6 番茄红素不同添加量在核桃油中的Arrheninu

23、s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番茄红素的添加量%动力学参数LnAEa/RR20-5.60-1925K0.9910.0025%-5.59-1985K0.9870.0050%-5.43-2285K0.9980.0100%-5.64-1995K0.9900.0150%-5.66-2120K0.999由图3和表7可以看出油样速率常数的对数Ln K与温度倒数1/T之间的存在较好的线性关系R20.987，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.

24、0050%、0.0050%、0.0150%。当番茄红素添加量一样时，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响较难进展。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Ar

25、rhenius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，进展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

26、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的研究说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：1ZHAI M Z, WANG D, TAO * D, et al. Fatty acid positions and tocop

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