一种基于理化指标快速评价压榨核桃油抗氧化能力的方法

技术领域

本发明涉及食品领域，主要涉及一种基于理化指标快速评价压榨核桃油抗氧化能力的方法。

背景技术

核桃树是胡桃属的多年生落叶树，与杏仁、腰果和榛子并称为“四大干果”。目前共有21种核桃，广泛分布在南美西部、北美、中美洲、亚洲、南欧和西印度群岛。2017年世界核桃年总产量为3,829,626吨，其中中国为1,925,403吨，其次是非洲(36,992吨)，美洲(820,129吨)，亚洲(2,622,993吨)，欧洲(346,862吨)，大洋洲(2650吨)(粮农组织统计数据库，http：//www.fao.org/faostat/)。中国核桃的主要产区包括云南省(88万吨)，新疆维吾尔自治区(44万吨)，四川省(30万吨)，陕西省(20万吨)，河北省(12万吨)和贵州省(90,000吨)。新疆独特的气候条件造就了新疆核桃的优良品质。和田，喀什和阿克苏是新疆的三大核桃产区，主要品种有扎343号，新丰，温185，新早丰，新新2号。核桃油含量高(平均为60％)，其中包括大量的单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。核桃油中ω-6：ω-3多不饱和脂肪酸(比例为4：1)的最佳平衡，以及生育酚和植物甾醇等抗氧化剂成分，可帮助核桃油预防疾病和维持健康。但是，高含量的不饱和脂肪酸会使核桃油易于氧化，导致货架期短。

近年来，随着人们对油的健康和营养的关注日益增加，消费者对未精制的植物油，尤其是通过冷榨获得的植物油表示了越来越高的兴趣。冷榨被广泛用于获得常规和次要食用油，例如菜籽油、南瓜油和罂粟籽油。此外，烘烤是在榨油之前对坚果仁进行的一种新的预处理方法，它是改善油脂风味的有效方法。适度的烘烤处理可以提高压榨核桃油的品质。

因此，申请人提出了一种操作简单，检测效率高，结果准确的压榨核桃油抗氧化能力评价方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于理化指标快速评价压榨核桃油抗氧化能力的方法，其主要步骤是：测定压榨核桃样品油的理化指标过氧化值和棕榈酸含量，通过相关性来评价压榨核桃油的抗氧化能力FRAP和氧化稳定性指数(OSI)。

本发明公开了一种基于理化指标快速评价压榨核桃油抗氧化能力的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、原料处理：取适量烘烤后或未烘烤的核桃仁，于40℃下压榨制得核桃油，于10000r/min离心15min，取上清液即为油样；

b、过氧化值的测定：依据GB 5009.227-2016食品安全国家标准食品中过氧化值的测定对油样的过氧化值进行测定；

c、棕榈酸含量的测定：依据GB 5009.168-2016食品安全国家标准食品中脂肪酸的测定对油样的脂肪酸进行测定，确定棕榈酸的含量；

d、抗氧化能力评价：b和c步骤所得到的测定值，根据相关性评价抗氧化能力。

将测定数值通过如下方程进行抗氧化性评价。

过氧化值(A)与OSI(X)的相关性方程为：

X＝0.2907A+4.2714，r＝0.633，p<0.05。

过氧化值(A)与FRAP(Y)的相关性方程为：

Y＝-0.039A+0.8648，r＝-0.693，p<0.05。

棕榈酸含量(B)与FRAP(Y)的相关性方程为：

Y＝0.0403B+0.4419，r＝0.660，p<0.05。

1.过氧化值

过氧化值的测定是依据GB 5009.227-2016食品安全国家标准食品中过氧化值的测定对油样的过氧化值进行测定，具体步骤如下：

1.1试剂配制

1.1.1三氯甲烷-冰乙酸混合液(体积比40+60)：量取40mL三氯甲烷，加60mL冰乙酸，混匀。

1.1.2碘化钾饱和溶液：称取20g碘化钾，加入10mL新煮沸冷却的水，摇匀后贮于棕色瓶中，存放于避光处备用。要确保溶液中有饱和碘化钾结晶存在。使用前检查：在30mL三氯甲烷-冰乙酸混合液中添加1.00mL碘化钾饱和溶液和2滴1％淀粉指示剂，若出现蓝色，并需用1滴以上的0.01mo1/L硫代硫酸钠溶液才能消除，此碘化钾溶液不能使用，应重新配制。

1.1.3 1％淀粉指示剂：称取0.5g可溶性淀粉，加少量水调成糊状。边搅拌边倒入50mL沸水，再煮沸搅匀后，放冷备用。临用前配制。

1.1.4 0.1mo1/L硫代硫酸钠标准溶液：称取26g硫代硫酸钠(Na

1.1.5 0.01mo1/L硫代硫酸钠标准溶液：由1.1.4以新煮沸冷却的水稀释而成。临用前配制。

1.1.6 0.002mo1/L硫代硫酸钠标准溶液：由1.1.4以新煮沸冷却的水稀释而成。临用前配制。

1.2油样的测定

应避免在阳光直射下进行试样测定。称取油样2g-3g(精确至0.001g)，置于250mL碘量瓶中，加入30mL三氯甲烷-冰乙酸混合液，轻轻振摇使试样完全溶解。准确加入1.00mL饱和碘化钾溶液，塞紧瓶盖，并轻轻振摇0.5min，在暗处放置3min。取出加100mL水，摇匀后立即用硫代硫酸钠标准溶液(过氧化值估计值在0.15g/100g及以下时，用0.002mol/L标准溶液；过氧化值估计值大于0.15g/100g时，用0.01mol/L标准溶液)滴定析出的碘，滴定至淡黄色时，加1mL淀粉指示剂，继续滴定并强烈振摇至溶液蓝色消失为终点。同时进行空白试验。空白试验所消耗0.01mo1/L硫代硫酸钠溶液体积V

1.3分析结果的表述

用1kg样品中活性氧的毫摩尔数表示过氧化值时，按下式计算：

式中：

X

V---试样消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，单位为毫升(mL)；

V

c---硫代硫酸钠标准溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；

m---试样质量，单位为克(g)；

1000---换算系数。

计算结果以重复性条件下获得的两次独立测定结果的算术平均值表示，结果保留两位有效数字。

1.4精密度

在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10％。

2.棕榈酸

棕榈酸含量的测定是依据GB 5009.168-2016食品安全国家标准食品中脂肪酸的测定对油样的脂肪酸进行测定，确定棕榈酸的含量，具体步骤如下：

2.1试剂配制

2.1.1氢氧化钠甲醇溶液(2％)：取2g氢氧化钠溶解在100mL甲醇中，混匀。

2.1.2饱和氯化钠溶液：称取360g氯化钠溶解于1.0L水中，搅拌溶解，澄清备用。

2.1.3混合脂肪酸甲酯标准溶液：取出适量脂肪酸甲酯混合标准移至到10mL容量瓶中，用正庚烷稀释定容，贮存于-10℃以下冰箱，有效期3个月。

2.1.4单个脂肪酸甲酯标准溶液：将单个脂肪酸甲酯分别从安瓿瓶中取出转移到10mL容量瓶中，用正庚烷冲洗安瓿瓶，再用正庚烷定容，分别得到不同脂肪酸甲酯的单标溶液，贮存于-10℃以下冰箱，有效期3个月。

2.2试样制备

在脂肪提取物中加入2％氢氧化钠甲醇溶液8mL，连接回流冷凝器，80℃±1℃水浴上回流，直至油滴消失。从回流冷凝器上端加入7mL 15％三氟化硼甲醇溶液，在80℃±1℃水浴中继续回流2min。用少量水冲洗回流冷凝器。停止加热，从水浴上取下烧瓶，迅速冷却至室温。

准确加入10mL-30mL正庚烷，振摇2min，再加入饱和氯化钠水溶液，静置分层。吸取上层正庚烷提取溶液大约5mL，至25mL试管中，加入大约3g-5g无水硫酸钠，振摇1min，静置5min，吸取上层溶液到进样瓶中待测定。

2.3测定

2.3.1色谱参考条件

取单个脂肪酸甲酯标准溶液和脂肪酸甲酯混合标准溶液分别注入气相色谱仪，对色谱峰进行定性。

a)毛细管色谱柱：聚二氰丙基硅氧烷强极性固定相，柱长100m，内径0.25mm，膜厚0.2μm。

b)进样器温度：270℃。

c)检测器温度：280℃。

d)程序升温：初始温度100℃，持续13min；100℃-180℃，升温速率10℃/min，保持6min；180℃-200℃，升温速率1℃/min，保持20min；200℃-230℃，升温速率4℃/min，保持10.5min。

e)载气：氮气。

f)分流比：100：1。

g)进样体积：1.0μL。

h)检测条件应满足理论塔板数(n)至少2000/m，分离度(R)至少1.25。

2.3.2试样测定

在上述色谱条件下将脂肪酸标准测定液及试样测定液分别注入气相色谱仪，以色谱峰峰面积定量。

2.4分析结果的表达

试样中某个脂肪酸占总脂肪酸的百分比Y

式中：

Y

A

F

ΣA

结果保留3位有效数字。

表1脂肪酸甲酯、脂肪酸之间的转化系数

2.5精密度

在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10％。

3.FRAP

FRAP的测定

3.1试剂配制

40mmol/L盐酸溶液：取浓盐酸(12mol/L)0.1mL加水至30mL，置于避光处，备用。

0.3mol/L醋酸盐缓冲液的配制：精密称取1.36g三水合乙酸钠，加8mL冰乙酸溶解，再加蒸馏水定容至500mL，配成浓度为0.3mol/L的醋酸盐缓冲液。

TPTZ溶液的配制：精密称取TPTZ 31.20mg，用40mmol/L的HCl溶解并定容到10mL容量瓶中，配成浓度为10mmol/L的TPTZ工作液。

FeCl

FRAP工作液的制备：分别量取50mL 0.3mol/L醋酸盐缓冲液、5mL 10mmol/L TPTZ工作液、5mL 20mmol/L FeCl

3.2油样的测定

FeSO

取样品0.3mL，加2.7mL预热至37℃的FRAP工作液，摇匀后放置10分钟，于593nm测其吸光度值，以无水乙醇代替样品加入FRAP工作液作为空白，每个浓度做3次，求平均值。根据所得吸光值，在标准曲线上求得相应FeSO

4.OSI

使用892Rancimat专业油脂氧化稳定性分析仪在110℃和20L/h气流条件下对OSI进行评估。在运行前，盛放油样的试管用热强碱溶液(3％)强力清洗并浸泡12h，用蒸馏水和丙酮润洗后在80℃条件下烘箱烘干。目的是避免任何可以催化自动氧化进程的污染。此外，电极、连接管及测量容器也要用酒精和蒸馏水润洗，用氮吹仪吹干备用。

使用5g核桃油和50mL蒸馏水进行测量。高温和过量空气会加速甘油脂肪酸酯的氧化，产生挥发性有机酸。空气将挥发性有机酸带入导电室，改变了水的导电性。计算机连续测量了导电室的电导率。当电导率急剧上升时，它表示诱导期结束，在此之前的一段时间称为OSI时间。结果以小时为单位记录下来。

当出现指标的结论相反的情况时，即OSI和FRAP结论相反，如果出现这种情况，按OSI的结论进行判定，具体原因如下：

抗氧化能力评价对食品业非常重要，对于它们的能力检测已经发展出许多评价方法(包括DPPH法、ABTS法、FRAP法和ORAC法等)，不同的抗氧化能力测定方法针对的是不同的具有抗氧化能力的物质，从而，很多被经常使用的方法的结果是矛盾的，也没有统一的方法去精确衡量所有的抗氧化能力。这些现象使研究人员很难全面的总结一种物质的抗氧化能力，而只能分别对不同评价方法的结果进行评论，但在生物体内不可能只出现特定一种自由基，体内生物大分子的过氧化本身就是由多种自由基混合造成的。

FRAP法，是一种操作简便、分析快捷，而且经济的体外物质抗氧化能力评价方法。它的特点是，待测样本不需要前处理，化学反应剂量恒定，而且实验的重复性和灵敏度很高。既可以测定单纯生物活性物质的抗氧化活性，又可以测定复杂物质。生物活性物质的抗氧化活性在适宜浓度范围内，呈现特定的剂量-反应线性关系，而且不同的生物活性物质体现不同的抗氧化活性。但是，有关文献显示，该法美中不足之处在于其不能测定一些带有巯基(-OH)的具有抗氧化活性物质，如：谷胱甘肽等。而且有实验中发现：待测生物活性物质浓度较大的时候，反应曲线呈现对数变化趋势，甚至出现在某一点后曲线开始呈现递减趋势。

OSI是通过油脂氧化稳定性分析仪进行测定得到的。油脂的自动氧化过程如下，首先要经过一个诱导期，油脂氧化初期是缓慢的，在这一过程中，从不饱和脂肪酸的自由基反应开始，生成油脂氧化的第一级产物-过氧化物，诱导期之后是氧化期，在这一阶段生成第二级氧化产物-醇类和羧基化合物，并进一步分解为羧酸，可以观测到挥发性反应物显著增加，因此氧化期是油脂自动氧化的剧烈期，表明油脂开始劣变，此为诱导期的终点。从油脂氧化的诱导期到氧化期之间的时间长短，表明油脂抵抗自动氧化的能力，通过测定诱导时间便可以了解油脂的氧化稳定性。测定诱导时间费时费力，可以通过油脂氧化稳定性分析仪，在人工加速氧化的条件下来测定油脂的诱导时间来表示其抗氧化能力。OSI测定时，将油样置于一定的高温环境且不断通入空气，加速油脂氧化并产生挥发性有机酸，空气将挥发性有机酸带入导电室，室内的水将挥发性有机酸溶解，从而改变了水的导电性，计算机连续测量导电室的电导率，当电导率急速上升时，表示诱导期的终点的到来。

附图说明

图1不同烘烤温度和时间对核桃油脂肪酸组成(％)的影响。

图2不同烘烤温度和时间对核桃油的过氧化值、酸价和TBA的影响。

图3不同烘烤温度和时间对核桃油的OSI(h)和自由基清除能力(μmol TE/L)的影响。

图4理化性质与抗氧化能力的相关性。

具体实施方式

实施例1：本实施例公开了一种基于理化指标快速评价压榨核桃油抗氧化能力的方法，其特征在于包括如下步骤：

通过不同的烘烤温度和持续时间对核桃仁进行预处理，采用冷榨和在不同温度(120℃，150℃和180℃)和不同持续时间(10、20和30分钟)下烘烤，从烘烤后核桃仁中压榨获得样品油。然后，研究了样品油的脂肪酸，理化特性，氧化稳定性指数(OSI)和清除自由基的能力。最后，通过皮尔逊相关系数和相关系数热图对这些指标进行了相关分析。具体结论如下：

过氧化值(A)与OSI(X)的相关性方程为：

X＝0.2907A+4.2714，r＝0.633，p<0.05。

过氧化值(A)与FRAP(Y)的相关性方程为：

Y＝-0.039A+0.8648，r＝-0.693，p<0.05。

棕榈酸含量(B)与FRAP(Y)的相关性方程为：

Y＝0.0403B+0.4419，r＝0.660，p<0.05。

根据上述公式，可达到基于理化指标快速评价压榨核桃油抗氧化能力的目的。

具体检测参数参照图1～图4。