CN113273606B - 一种坚果用天然抗氧化剂组合 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种油脂，特别是坚果油脂用天然抗氧化剂组合，其包含可选三油酸‑三磷酸肌醇酯的具有自由基清除和螯合能力的天然成分衍生物，以及可选角黄素的具有光氧化抑制能力的天然活性物质。本申请还提供了上述天然抗氧化剂组合的应用及其相应油脂产品。本申请的天然抗氧化剂组合从油脂氧化的多个方面和阶段进行协同控制，可以有效延长坚果油脂的贮存期，且效果优于传统抗氧化剂；同时具有原材料易得，成本低，操作方面的优点。
Description
技术领域
本发明属于食品加工中的保鲜技术领域，特别涉及了一种油脂用天然抗氧化剂组合及其相应应用和油脂产品。
背景技术
坚果是一类具有坚硬外壳的植物籽粒，营养丰富，富含蛋白质、油脂、维生素等营养物质，其中油脂是坚果的主要成分，具有很高的营养价值。坚果油脂由多种甘油三酯(由甘油和多种脂肪酸中的3种组成的分子)组成。脂肪酸通常含有十四，十六或十八个碳原子，但也存在一些其他长链和短链脂肪酸。根据脂肪酸中含有碳-碳双键的个数，可以分为饱和脂肪酸，单不饱和脂肪酸，双不饱和脂肪酸或三不饱和脂肪酸等。含有两个，或更多不饱和双键的脂肪酸被称为多不饱和脂肪酸。由于坚果油脂中含有不饱和双键的脂肪酸存在，在通常的贮存条件或暴露在光线下易发生氧化，进而分解成低分子化合物(醛、酮、酸等)，导致坚果油脂或其产品的感官性质下降、营养价值降低、有害物质的累积及货价期缩短。
通常油脂氧化途径主要包括自动氧化和光氧化。油脂的自动氧化是一个自由基链反应，分为三个基本阶段：起始期(Initiation)、传导期(Chain Propagation)及终止期(Termination)。油脂中不饱和双键旁边亚甲基上氢原子受外界影响(金属离子诱导)后脱落，形成自由基，即开始自动氧化，是油脂在黑暗中发生氧化主要路径。而在光照下，光氧化和自动氧化都可以进行。油脂光氧化是由不饱和脂肪酸的双键氧化引起，其本质可以看作烯烃的光氧化反应，不饱和双键和单线态氧(1O2)经过六元环过渡态，生成烯丙基氢过氧化物，同时发生双键位移。当油脂中含有光敏性物质时，会吸收邻近的可见光或紫外光，将三线态氧(3O2)激发为单线态氧(1O2)并产生光氧化反应。油脂的光氧化由单线态氧参与，与三线态氧参与的自动氧化有着区别。因此，油脂抗氧化要从清除自由基以及清除单线态氧等方面进行控制。
为防止油脂氧化酸败，可通过密封、避光、低温或充入惰性气体等方法保藏油脂，但这些方法不适于日常油脂的销售和使用，因此添加抗氧化剂仍是目前最常用的方法。大多数抗氧化剂通过向过氧自由基、烷氧自由基提供氢原子，来阻断脂质过氧化的传播，从而使这些自由基失活。因此，在破坏了脂质过氧化的链式反应后，抗氧化剂本身就会转化为自由基。一些天然和合成的化合物具有抗氧化的功能，广泛用于油脂的抗氧化过程，目前使用最多的是二叔丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基羟基茴香醚(BHA)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)等化学合成的抗氧化剂。例如申请号为201510874386.3的中国发明专利提供了一种叔丁基对苯二酚(TBHQ)油脂抗氧化剂的添加混合工艺，解决冬季动物性油脂凝固不好混合的问题。申请号为201510168724.1的发明专利提供了一种含有丁基羟基茴香醚，特丁基对苯二酚等组分的液体抗氧化剂及其制备方法。随着人们生活质量和健康意识的提高，对于这些化学合成抗氧化剂的安全性却引起了消费者的普遍重视，从天然化合物中寻找安全高效的抗氧化剂是目前油脂研究领域重点关注的问题。
发明内容
发明人经过对多种天然物质进行研究，针对油脂氧化过程存在的自动氧化、光氧化过程，对比了自由基清除，单线态氧清除等能力，发现植酸，环己六醇磷酸酯，是从谷类植物种籽外皮中提出的一种天然产物，是一种天然含磷化合物。植酸具有良好的抗氧化和螯合作用，具有清除微量的金属离子，减少金属离子对油脂的催化作用，从源头抑制了坚果氧化的发生，是我国目前列入卫生食用标准的天然抗氧化剂之一。但是由于植酸连有6个磷酸基，亲水性极强，在油脂中应用受到限制。本发明通过将植酸部分去磷酸化后，与油酸进行酯化，制备油酸植酸酯，增加其在油脂中的溶解性，提高抗氧化活性。
角黄素自然界大部分分布在甲壳类、藻类、禽蛋、动物的血液和肝脏中，在医药、食品和饲料行业，产品可作为品质优良的着色剂使用，可有效改善食品的外观和性能，增加其附加价值。发明人研究发现角黄素分子中有多个共轭双键，分子两端为不饱和酮，这些结构都具有比较活泼的电子效应，能猝灭光氧化过程中单线态氧，阻断坚果油脂自由基链式反应，抑制光氧化发生，从而起到抗氧化作用。通过油酸植酸酯和角黄素的结合，可以同时抑制油脂自动氧化和光氧化两个过程，有效的抑制了氧化，两者的复配使用比单独一种的效果显著。
研究发现，以三磷酸-三油酸肌醇酯和角黄素为主，辅以乳化剂，控制在一个合理配比内，得到的复合抗氧化剂效果优于或接近传统化学抗氧剂的效果。本发明配方中：三磷酸-三油酸肌醇酯以天然物质植酸为核心单元，引入油酸增加了植酸在油脂中的溶解性，提高了抗氧化效果；油酸植酸酯和角黄素浓度过低，起不到抗氧化效果，浓度过高影响使用成本以及溶解性。
一方面，本申请提供了一种用于坚果油脂抗氧化的天然抗氧化剂组合，其特征在于，其包括(1)至少一种具有自由基清除和螯合能力的天然成分衍生物，(2)至少一种具有光氧化抑制能力的天然活性物质。
进一步地，具有自由基清除和螯合能力的天然成分衍生物所占重量百分比为40％-80％，光氧化抑制能力的天然活性物质所占重量百分比为20％-60％。
进一步地，所述自由基清除和螯合能力的天然成分衍生物为三油酸-三磷酸肌醇酯。
进一步地，其中的三油酸-三磷酸肌醇酯为4,5,6-三油酸-1,2,3-三磷酸肌醇酯，3,4,5-三油酸-1,2,6-三磷酸肌醇酯，2,3,6-三油酸-1,4,5-三磷酸肌醇酯等混合物，三油酸-三磷酸肌醇酯通过以下方法制备：植酸钠缓冲溶液中加入植酸酶液，40℃水浴酶解，达到合适酶解度后停止反应，离子交换树脂分离收集三磷酸肌醇，冷冻干燥后与油酸、DCC进行酯化缩合得到相应的三油酸-三磷酸肌醇酯。
进一步地，其中所述光氧化抑制能力的天然活性物质为角黄素。
另一方面，本申请提供了上述天然抗氧化剂组合在坚果油脂抗氧化中的应用。
进一步地，其中所述天然抗氧化剂组合在油脂中的用量，以油脂质量计为0.1％-0.5％。
进一步地，其中将所述天然抗氧化剂组合的两种组分按比例混合后，加入天然抗氧化剂组合5-15％质量的乳化剂，混合均匀后添加到油脂中。
进一步地，其中所述的乳化剂为山梨醇酐单油酸酯，山梨醇酐单硬脂酸酯或其混合物。
另一方面，本申请提供了包含上述天然抗氧化剂组合的坚果油脂抗氧化产品。
本发明中的植酸，油酸均为植物源天然成分，其衍生过程采用绿色制备技术，安全高效。角黄素可以来源自天然动植物提取物，也可以直接购买食品级。山梨醇酐单油酸酯和山梨醇酐单硬脂酸酯为食品级。
抗氧化组合中乳化剂可以增加抗氧化剂在油中的溶解度，便于使用。所用乳化剂在本领域中是常用和已知的，要求乳化剂包括，但不限于山梨醇酐单油酸酯，山梨醇酐单硬脂酸酯。
本发明的优点：
本发明中使用的植酸、油酸、角黄素均采用天然物质，与食品接触后不产生对人体有害物质。三磷酸肌醇酯作为一种新型抗氧化剂，具有抗氧化、金属离子螯合作用的天然物质，在食品中广泛应用，但是由于其极性的限制，在油脂中的溶解性较低。本发明在三磷酸肌醇酯分子中引入油酸，增加其脂溶性，提高抗氧化功能。而且植酸衍生物在人体内水解后产生的物质都是天然物质，安全性高。角黄素是一种动植物来源的活性成分，具有多稀共轭结构，可以有效猝灭单线态氧，可以抑制油脂光氧化发生，通常角黄素在色素添加方面使用，油脂氧化控制方面的应用尚无报道。因此本发明复合抗氧化剂，从油脂氧化的多个方面和阶段进行协同控制，可以有效延长坚果油脂的贮存期，且效果优于传统抗氧化剂。
本发明的复合抗氧化剂可以采用添加、浸泡等使用方式，操作方便，同时具有原材料易得，成本低的优点，适用于各种规模的坚果及相关制品生产。
附图说明
图1为本发明的天然抗氧化剂组合与BHT的效果对比(过氧化值)；
图2为本发明的天然抗氧化剂组合与BHT的效果对比(酸价)。
具体实施方式
下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。若无特别指明，实施例采用的方法为本领域通用技术。
实施例1
三油酸-三磷酸肌醇酯的制备
三油酸-三磷酸肌醇酯通过以下方法制备：植酸钠缓冲溶液中加入植酸酶液，40℃水浴酶解，达到合适酶解度后停止反应，离子交换树脂分离收集部分去磷酸化的三磷酸肌醇中间体，冷冻干燥后与油酸、DCC进行酯化缩合得到三油酸-三磷酸肌醇酯。
实施例2
一种坚果油脂抗氧化的天然抗氧化剂组合，按下述重量百分比备料：
三油酸-三磷酸肌醇酯50％，角黄素50％
本实施例的复合抗氧化剂使用过程为：首先将两种抗氧化剂组分按上述比例混合，加入三油酸-三磷酸肌醇酯和角黄素总质量12％质量的山梨醇酐单油酸酯加热混合后，再按质量比0.5％的比例加入到坚果油脂中。
实施例3
一种坚果油脂抗氧化的天然抗氧化剂组合，按下述重量百分比备料：
三油酸-三磷酸肌醇酯70％，角黄素30％
本实施例的复合抗氧化剂使用过程为：首先将两种抗氧化剂组分按上述比例混合得到，加入三油酸-三磷酸肌醇酯和角黄素总质量10％质量的山梨醇酐单硬脂酸酯加热混合后，再按质量比0.4％的比例加入到坚果油脂中。
实施例4
一种油脂抗氧化的天然抗氧化剂组合，按下述重量百分比备料：
三油酸-三磷酸肌醇酯40％，角黄素60％
本实施例的复合抗氧化剂使用过程为：首先将两种抗氧化剂组分按上述比例混合得到，加入三油酸-三磷酸肌醇酯和角黄素总质量10％质量的山梨醇酐单硬脂酸酯加热混合后，再按质量比0.3％的比例加入到坚果油脂中。
试验例1不同抗氧化剂对坚果油氧化过程中过氧化值、酸价、以及茴香胺值的对比试验
测试方法：过氧化值的测定 按照GB/T 5538—2005测定；
酸价的测定 按照GB/T 5530—2005测定；
试验材料：山核桃原料购于临安创辉食品厂，山核桃油经石油醚提取制得。
试验处理为：1000g山核桃油按实施例2所述配方加入5g复合抗氧化剂，混合均匀后，于60℃下加速氧化，隔一定时间测定过氧化值、酸价，结果如图1、2所示。可以看出，本发明的复合抗氧化剂明显降低了山核桃油脂氧化过程中的过氧化值和酸价的增加，效果与传统BHT效果相当，有效延长了山核桃油贮藏期。
实施例3和4所制得的坚果油脂抗氧化剂按照试验例1所述的方法进行检测，其结果显示可以达到与实施例1抗氧化剂相同的保鲜效果，此处不再一一赘述。
尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域一个熟练的技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本发明精神的实质，本发明中出现的术语用于对本发明技术方案的阐述和理解，并不能构成对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种用于坚果用抗氧化的天然抗氧化剂组合在坚果油脂抗氧化中的应用，其特征在于，所述用于坚果用抗氧化的天然抗氧化剂组合由三油酸-三磷酸肌醇酯40％-80％和角黄素20％-60％组成；其中三油酸-三磷酸肌醇酯通过以下方法制备：植酸钠缓冲溶液中加入植酸酶液，40℃水浴酶解，达到合适酶解度后停止反应，离子交换树脂分离收集三磷酸肌醇，冷冻干燥后与油酸、DCC进行酯化缩合得到相应的三油酸-三磷酸肌醇酯。
2.根据权利要求1所述的应用，其中所述天然抗氧化剂组合在油脂中的用量，以油脂质量计为0.1％-0.5％。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其中将所述天然抗氧化剂组合的两种组分按比例混合后，加入天然抗氧化剂组合5-15％质量的乳化剂，混合均匀后添加到油脂中。
4.根据权利要求3所述的应用，其中所述的乳化剂为山梨醇酐单油酸酯，山梨醇酐单硬脂酸酯或其混合物。
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