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橄榄油中多种营养物质在常温储存过程中的含量衰减规律研究

发布日期:2017-12-21 中国油脂网

顾 强,乙小娟,石 晶
(张家港出入境检验检疫局 检验检疫综合技术中心,江苏 张家港 215600)

摘要:利用液质联用技术系统研究了叶黄素、α-生育酚、γ-生育酚、高根二醇、麦角固醇、岩藻甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇9种营养物质在橄榄油常温储存过程中的含量衰减规律。评估了光照、氧气等因素对9种营养物质含量衰减规律的影响,对比了9种营养物质的稳定性差异。结果表明:光照比氧气对橄榄油中各营养物质的稳定性影响更大,其中α-生育酚对光照极为敏感;高根二醇、岩藻甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇5种营养物质的稳定性较好,而γ-生育酚、α-生育酚、叶黄素、麦角固醇则相对不稳定。
关键词:橄榄油;生育酚;甾醇;三萜烯二醇;衰减规律;常温储存
中图分类号:TS225.1;TQ641    文献标识码:A

文章编号:1003-7969(2016)12-0055-05
 

Degradation behavior of several nutrients in olive oil during storage at
room temperature
GU Qiang,YI Xiaojuan,SHI Jing
(Technology Center,Zhangjiagang Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,
Zhangjiagang 215600,Jiangsu,China)


Abstract:The degradation behaviors of lutein,α-tocopherol,γ-tocopherol,erythrodiol,ergosterol,fucosterol,campesterol,stigmasterol and β-sitosterol of olive oil during room-temperature storage were studied by LC-MS. The effects of light and oxygen on the degradation behaviors of these compounds were evaluated and the differences in stabilities of these compounds were compared. The results showed that the influence of light on the stablities of these compounds in olive oil was larger than that of oxygen,in which α-tocopherol was very sensitive to light. The stabilities of erythrodiol,fucosterol,campesterol,stigmasterol and β-sitosterol were better,while γ-tocopherol,α-tocopherol,lutein and ergosterol were relatively unstable.
Key words:olive oil; tocopherol; sterol; triterpene dialcohols; degradation rule; room-temperature
storage


  橄榄油的不皂化物中含有多种重要的微量成分,包括植物甾醇、三萜烯二醇、类胡萝卜素、生育酚等。虽然这些化合物在橄榄油中的质量分数总和还不到1%,但它们却扮演着极其重要的角色[1]。一方面,这些化合物作为功能性成分,对人体健康有着很大的益处[2-4]。另一方面,这些化合物又可作为内源性特征成分,用来辨别橄榄油的等级、品种甚至原产地,帮助执法者判断橄榄油是否存在掺假现象[5-8]。然而,在植物油的储存过程中,受光照、氧气、微生物、高温、油脂本身属性等诸多因素的影响,植物油内部不断地发生一系列化学、生物变化,使得植物油中营养物质的含量产生变化。特级初榨橄榄油在暴露于光照条件下后,其各项品质指标明显下降,短短2个月后就已低于特级初榨橄榄油的标准[9]。因此,有必要对其营养物质的含量衰减规律进行研究,研究其含量与储存环境、储存时间的关系,一方面为政策制定者确定营养物质含量指标提供依据,另一方面也为生产商提高植物油品质提供指导。

     Abramovi cˇ等[10]研究了芥蓝籽油中多种生育酚随储存进程的变化规律,并就温度对衰减速率的影响作出了评估。徐莉等[11]对比了6种不同储存条件对橄榄油中3种抗氧化成分衰减规律的影响。Rastrelli等[12]研究了不同储存条件下橄榄油中生育酚、单酚、邻二酚、角鲨烯等物质的衰减规律。目前大多数报道集中于生育酚的衰减行为研究,仅有少数报道涉及到甾醇类物质。Rudzińska等[13]研究了甾醇强化人造黄油中菜籽甾醇、菜油甾醇、谷甾醇、燕麦甾醇等物质随储存进程的衰减规律,并评估了温度对衰减速率的影响。该研究涉及到了多种甾醇,但是黄油与橄榄油区别很大。Thanh等[14]研究了多种植物油中菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇在不同温度下的含量衰减规律,发现这3种植物甾醇在100 ℃以下都表现得比较稳定。该研究覆盖了多种常见植物油基质,但是其仅研究了3种植物甾醇的衰减行为。
     本文通过对橄榄油中叶黄素、α-生育酚、γ-生育酚、高根二醇、麦角固醇、岩藻甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇9种营养物质的含量进行监控,研究这些物质在不同的常温储存条件下的含量衰减规律。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 原料与试剂
     特级初榨橄榄油,为张家港口岸的进口检验检疫查验样品。
     叶黄素(纯度90.0%)、α-生育酚(纯度92.8%)、γ-生育酚(纯度98.3%)、高根二醇(纯度96.6%)、麦角固醇(纯度94.6%)、岩藻甾醇(纯度11.2%)、豆甾醇(纯度89.0%)、β-谷甾醇(纯度97.8%)标准品,购自Chromadex公司;菜油甾醇(纯度65%)标准品,购自Sigma-Aldrich公司;色谱纯无水乙醇、正己烷、甲醇、乙腈,购自上海安谱科学仪器有限公司;色谱纯甲酸,购自Fisher公司;分析纯氢氧化钾、抗坏血酸、无水硫酸钠,购自国药集团化学试剂有限公司。实验用水均为Millipore超纯水。
1.1.2 仪器与设备
     安捷伦1200/6410B高效液相色谱-三重串联四级杆质谱联用仪,使用Eclipse XDB-C18色谱柱(5 μm,4.6 mm×150 mm);梅特勒-托利多XS204电子天平;赛默飞世尔X3R台式高速冷冻离心机;旋涡混匀器;氮吹仪;恒温水浴锅;超声清洗机; 10 mL 螺口玻璃试管;0.22 μm有机相滤膜。
1.2 实验方法
1.2.1 橄榄油测试样品的制备
     采用同一特级初榨橄榄油样品,取4等份分别储存在4种环境下:光照有氧,光照无氧,避光有氧,避光无氧。具体操作方法如下,光照有氧:取40 mL橄榄油样品储存于70 mL透明玻璃瓶中,瓶中留有气柱,样品与空气直接接触;光照无氧:取40 mL橄榄油样品储存于70 mL透明玻璃瓶中,样品瓶中充氮气除氧,密封保存;避光有氧:取40 mL橄榄油样品储存于70 mL棕色玻璃瓶中,样品瓶中留有气柱,样品与空气直接接触;避光无氧:取40 mL橄榄油样品储存于70 mL棕色玻璃瓶中,样品瓶中充氮气除氧,密封保存。以上透明玻璃样品瓶置于阳光直射处,而棕色玻璃样品瓶避光保存,所有样品瓶均始终处于同一室温下(20 ℃±3 ℃)。橄榄油样品在装入上述样品瓶后即开始取样检测,第1个点记为0 d,之后每隔10 d左右取样1次进行检测,持续监控近80 d。
1.2.2 测定方法
     橄榄油中9种营养物质的测定方法按照参考文献[15]进行。准确称取一定量的植物油样品于10 mL玻璃管中,采用氢氧化钾乙醇溶液进行皂化,使用抗坏血酸溶液保护生育酚。皂化完后,使用正己烷萃取目标物,氮吹除正己烷后用乙腈溶解残渣,HPLC-MS 测定,外标法定量。
     HPLC条件:柱温30 ℃,进样量10 μL,流动相采用表1所示的梯度洗脱程序,流速0.8 mL/min,停止时间35 min。
    

表1 流动相梯度洗脱程序

 
时间/min A/% B/% C/%
0 2 95 3
8.0 2 95 3
10.0 2 0 98
28.0 2 0 98
30.0 2 95 3
35.0 2 95 3
 注:A为0.15%的甲酸溶液,B为乙腈,C为甲醇。


  MS条件:采用APCI离子源,干燥气流速6 L/min,干燥气温度350 ℃,雾化器压力0.41 MPa,蒸发室温度350 ℃,毛细管电压3 500 V,电晕针电流5 μA,正离子扫描,选择离子监测(SIM)模式。具体参数见表2。
    

表2 9种营养物质的保留时间、相对分子质量、监测离子

 
化合物 保留时间/
min
相对分子
质量
[M+H-
H2O]+
[M+H]+
叶黄素 6.8 568.9 551.4  
高根二醇 6.7 442.7 425.3  
γ-生育酚 16.3 416.7   417.3
麦角固醇 17.1 396.7 379.3  
α-生育酚 18.4 430.7   431.3
岩藻甾醇 20.5 412.7 395.3  
菜油甾醇 22.3 400.7 383.3  
豆甾醇 22.4 412.7 395.3  
β-谷甾醇 24.7 414.7 397.3  
2 结果与讨论
     测定了所采集样品中每种目标物的HPLC-MS谱图,对谱图进行积分后,分别以0 d所取样品中各种目标物的峰面积为100%对系列峰面积进行归一化,并对采样时间作图,由此得到各物质含量衰减规律曲线。
2.1 储存环境对各营养物质衰减规律的影响(见图1)
     从图1可以看出,高根二醇、岩藻甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、 β-谷甾醇的含量衰减规律曲线非常平坦,并且不同储存环境所对应的曲线并无明显区别。说明这5种营养物质的含量在常温储存期间变化不大,且在4种储存环境下都表现得较为稳定。

 

 

QQ截图20171221165416

图1 不同储存环境对9种营养物质衰减规律的影响



  叶黄素、γ-生育酚、麦角固醇和α-生育酚这4种营养物质的含量衰减规律曲线下降较为明显,且不同储存环境下的曲线走势不一致。这一结果说明这4种物质的含量在储存期间均发生了明显衰减,且衰减速率呈现出一定的环境依赖性。从叶黄素的4条衰减曲线上可以看出,不同储存环境下的衰减速率由慢到快依次为避光无氧、避光有氧、光照无氧、光照有氧,这一数据证明了叶黄素在避光无氧的储存条件下最稳定。此外,避光有氧环境下叶黄素的衰减速率比光照无氧要慢,这说明“光照”因素比“有氧”因素对叶黄素的影响更为显著,换言之,光照比氧气更加不利于叶黄素的稳定。观察γ-生育酚、麦角固醇和α-生育酚的衰减规律曲线,可以得出跟叶黄素一样的结论。
     此外,α-生育酚的衰减规律曲线与其他8种营养物质有很大区别。其4条衰减规律曲线明显分成了两组,其中一组衰减缓慢,另一组衰减很快,这两组衰减规律曲线对应储存条件的区别在于是否避光。显而易见,橄榄油中α-生育酚在光照条件下的衰减要远快于在避光条件下的。换言之,避光对提高橄榄油中α-生育酚的稳定性尤为重要。
2.2 橄榄油中各营养物质衰减规律的比较(见图2)

   

 QQ截图20171221165429

 

  从图2可以看出,4种储存环境下,各营养物质的衰减速率存在明显的差异。这种差异在光照有氧环境下最为显著。在该条件下,高根二醇、岩藻甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、 β-谷甾醇5种营养物质的含量几乎维持不变;而另4种营养物质的含量则出现显著衰减,其衰减速率由慢到快依次为γ-生育酚<叶黄素<麦角固醇<α-生育酚。也就是说,在光照有氧环境下,9种营养物质中α-生育酚的稳定性最低。橄榄油在光照有氧环境下储存76 d后,α-生育酚的含量几乎衰减为0。光照无氧环境下各营养物质的衰减规律与光照有氧环境下的类似。
     图2中避光有氧环境下的衰减规律曲线显示,各营养物质的衰减行为出现了微妙的变化。γ-生育酚、叶黄素、麦角固醇、α-生育酚4种营养物质的衰减速率都有所减慢。其次,相比于光照有氧环境,α-生育酚的衰减行为出现了巨大变化,其衰减速率急剧减缓,甚至要慢于叶黄素和麦角固醇的,这说明α-生育酚对光照极其敏感。此时,这4种营养物质的稳定性由大到小的排序变为γ-生育酚>α-生育酚>叶黄素≈麦角固醇。此外,高根二醇、岩藻甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇的含量依旧几乎维持不变,说明这5种营养物质在该储存环境下依旧有很好的稳定性。避光无氧环境下各营养物质的衰减规律与避光有氧环境下的类似。
     从以上结果可以看出,各营养物质在光照无氧和光照有氧环境下的衰减规律类似,在避光无氧和避光有氧环境下的衰减规律同样接近,这说明是否有氧对橄榄油储存过程中各种营养物质的含量衰减规律影响不大。而与此相反,是否避光对橄榄油中α-生育酚、叶黄素、麦角固醇、γ-生育酚等多种营养物质的含量衰减规律影响很大;光照对α-生育酚的稳定性影响尤其显著。
3 结 论
     研究了橄榄油中9种营养物质在常温储存过程中的含量衰减规律,对比了环境因素(光照和氧气)对这些物质衰减规律的影响,以及各种营养物质间衰减规律的异同。结果表明,光照因素比氧气因素对橄榄油中各营养物质的稳定性影响更大,其中α-生育酚对光照极为敏感。高根二醇、岩藻甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇5种营养物质的稳定性较好,而γ-生育酚、α-生育酚、叶黄素、麦角固醇则相对不稳定。本研究的结果可为橄榄油的科学储存提供指导,同时也对今后有选择性地添加营养强化剂、抗氧化剂,对橄榄油进行有目的性地营养调控提供借鉴意义。
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