芝麻木酚素对植物油模拟脱臭及煎炸过程中缩水甘油酯的抑制研究

发布时间：2020-04-12 00:45

【摘要】：缩水甘油酯(Glycidyl Esters,GEs)作为一种新型油脂热加工的伴生化学危害物,主要形成于食用油脂精炼过程,特别是高温脱臭环节。除此之外,煎炸等高温条件也会促使GEs的形成。随着GEs的生成和抑制研究的深入,已经获悉抗氧化剂的加入能够有效抑制油脂精炼脱臭以及高温煎炸过程中GEs的生成,而芝麻木酚素是芝麻油中天然存在的一类油溶性抗氧化剂,不仅具有强的抗氧化作用,并且更加安全,具有替代人工合成抗氧化剂的潜力。同时在精炼脱臭或者高温加热下,芝麻木酚素中的芝麻林素转化为芝麻酚将可以提供更好的抗氧化作用。因此,本文首先通过建立超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用法实现对GEs的高效检测以及准确定量,然后研究芝麻林素和芝麻酚,以及富含芝麻林素的冷榨芝麻油的添加对植物油模拟脱臭以及高温煎炸过程中GEs的抑制作用,为使用天然芝麻木酚素及冷榨芝麻油来抑制植物油在脱臭及煎炸过程中GEs的产生提供理论基础和技术指导。主要研究结果如下:(1)超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用法测定植物油中GEs的方法建立在现有研究基础上,建立超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用法检测GEs的方法。通过提高前处理上样量,增加目标物的分析浓度,满足对GEs含量更低的样品的检测要求;优化流动相梯度洗脱程序,避免流动相对色谱柱造成损耗,减少有机溶剂的使用,整个流动相梯度洗脱程序只需15.2 min,比现有方法至少节约了31%的时间,更加高效;通过子离子模式优化了5种GEs的定量离子对和碰撞能,利用质荷比为313.2071、341.3071、339.3095、337.2095、335.2095等离子对分别作为C16:0-GE、C18:0-GE、C18:1-GE、C18:2-GE、C18:3-GE的定量离子对,采用多反应监测模式(MRM)进行定量使得5种GEs的检测更具特异性。本方法中5种GEs的检出限为0.0045~0.023mg/kg,平均回收率为96.16%~107.02%,相对标准偏差(RSD)为1.98%~5.74%。这说明,此方法可操作性强,具有较高的灵敏度和准确度,重现性好,能够满足实际食用植物油样品中微量GEs的高效准确定量检测。(2)芝麻木酚素以及冷榨芝麻油的添加对模型油模拟脱臭过程中GEs的抑制作用的研究芝麻木酚素(芝麻林素和芝麻酚)的添加能够抑制模型棕榈油(Model palm oil,MPO)、模型玉米油(Model corn oil,MCO)以及模型米糠油(Model rice bran oil,MRO)三种模型植物油中GEs的生成,且随着其添加量的增加,GEs的抑制率逐渐提高,在芝麻林素最大添加量(0.10%)时,三种模型油中GEs抑制率大小依次为MCO(19.84%)MRO(17.34%)MPO(15.65%);在芝麻酚最大添加量(0.050%)时,GEs抑制率大小依次为MPO(28.99%)MRO(19.00%)MCO(17.48%)。根据芝麻林素和芝麻酚对GEs的抑制效果以及芝麻林素和芝麻酚之间的含量变化分析得到,芝麻酚的抑制效果明显高于芝麻林素。通过傅里叶变换红外光谱的检测结果表明,芝麻酚的加入可能通过捕获自由基的方式来抑制环酰氧摀自由基中间体的产生,或者直接作用于环酰氧摀自由基中间体的产生,从而抑制GEs的生成。而添加冷榨芝麻油不仅是通过芝麻林素和芝麻酚的抑制作用而减少GEs的生成,还能够通过显著减少模型油中所含有的GEs生成前体物质DAG的含量从而使GEs的含量显著降低,并且DAG前体物质含量的降低对调配油样中GEs的含量变化起到主要的作用(P0.05)。另外,冷榨芝麻油还能够提高模型油中的不饱和脂肪酸含量以及改善初始的油脂品质,同时提高MCO和MRO的氧化稳定性,但是会降低MPO的氧化稳定性(P0.05)(3)芝麻酚的添加对连续煎炸棕榈油油样中GEs的抑制作用的研究芝麻酚的添加能够有效降低煎炸过程中GEs的含量,但对于抑制煎炸过程中GEs生成从而降低GEs含量的作用主要表现在初始的升温阶段(由25~°C升至180±2~°C)及第一次煎炸(5min)。经第一次煎炸(5 min)后,与新鲜棕榈油中的GEs含量相比,空白对照(未添加芝麻酚)油样中所含的GEs含量降低了14.45%,随着芝麻酚添加量由0.025%增加至0.10%,油样中的GEs含量分别降低了16.92%、20.30%、22.35%、26.25%,这表明由于煎炸过程而导致的油样中GEs含量的降幅将随着芝麻酚添加量的增加而变大(P0.05),而在第一次煎炸(5 min)随后的8 h连续煎炸过程中含有不同添加量芝麻酚的油样中的GEs含量变化差异不大(P0.05)。同时,通过对油脂的品质指标进行测定发现,在煎炸过程中芝麻酚的添加能够发挥抗氧化作用,以及清除自由基能力,减缓煎炸油样氧化、聚合、分解等反应的发生,延缓了煎炸过程油脂的氧化变质,提高棕榈油的煎炸稳定性。
【图文】：

缩水甘油,缩水甘油酯,绪论

第一章绪论第一章绪论酯的研究进展油酯简介肪酸酯（简称缩水甘油酯，Glycidyl Esters，GE 或 GE伴生化学危害物，是缩水甘油和脂肪酸反应的酯化产物基团，但由于脂肪酸种类的不同，存在多种不同的 GE包括棕榈酸缩水甘油酯（Glycidyl Palmitate，C16:0-GEylStearate，，C18:0-GE）、油酸缩水甘油酯（GlycidylOlea酯（Glycidyl Linoleate，C18:2-GE）、亚麻酸缩水甘8:3-GE）等 5 种 GEs，5 种 GEs 的结构见图 1-1 所示。

自由基,机制,前体物质,链终止阶段

第一章绪论的温度和时间[5,18]等因素的影响，因此可以通过减少前体物质的含量[33]34-37]，以及吸附脱除[38-40]等方法减少缩水甘油酯的生成及最终含量。从 GEs 的生成机制中可以发现，在高温的作用下，前体物质 MAG 和 D介导的作用脱去脂肪酸或羟基形成环酰氧摀自由基中间体（Cyclic Acyical，CAI），CAI 迅速进行分子内重排生成 GEs 并释放出自由基，释放到油脂自动氧化的链终止阶段[33,41]，见图 1-2 所示。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS221

【参考文献】