一種提高乳狀液穩定性的沒食子酸丙酯複合抗氧化劑的製作方法

2023-07-20 20:27:31 2

本發明涉及一種提高水包油型乳狀液氧化穩定性的複合抗氧化劑。

背景技術：

沒食子酸烷基酯是由沒食子酸與脂肪醇酯化後得到的，屬半天然產品。沒食子酸分子結構中，三個羥基相鄰且為質子供體，具有活潑的還原性，容易被氧化。沒食子酸與脂肪醇酯化後，提高了分子的脂溶性，烷烴鏈越長，則烷基酯脂溶性越好，這種特性使其在油脂類產品中具有良好的抗氧化性能，廣泛應用於油脂類食品中，可以提高食品的品質，延長保質期和增強保鮮防腐等功能。沒食子酸及其烷基酯抗氧化能力優於我國目前在油脂中最常使用的抗氧化劑2，6-二叔丁基對甲酚(bht)和丁基羥基茴香醚(bha)等。

食品乳狀液體系是許多食品體系不可缺少的組成部分，由於油脂的存在，乳狀液體系在儲藏過程中會出現油脂氧化的問題。從而導致乳狀液體系感官品質和營養品質的下降，形成的一些氧化產物還會對人體造成極大危害，比如容易導致心血管疾病、癌症等。在食品工業中，添加自由基清除抗氧化劑，延緩油脂氧化鏈引發和鏈傳播的發生，是目前控制純油相體系中油脂氧化的常用方法之一，在過去幾十年中，除了一些天然抗氧化劑(比如迷迭香酸提取物，茶多酚提取物等)之外，並沒有任何新型抗氧化劑受到食品工業的青睞，合成抗氧化劑不僅價格昂貴而且對人體安全存在威脅，實際上，目前市場上應用較多的合成抗氧化劑2，6-二叔丁基對甲酚(bht)和丁基羥基茴香醚(bha)已有相關報導稱具有潛在的致癌隱患。因此，在有限的可用抗氧化劑前提下提高抗氧化劑的抗氧化效率是科學家們面臨的一大挑戰。

為了改善乳狀液的氧化穩定性，除加入單一抗氧化劑外，往往還會嘗試性地將不同的抗氧化劑進行複合使用而達到抗氧化活性的協同增效效應。目前國內外在水包油型乳狀液體系中抗氧化物質的研究多局限於不同來源抗氧化活性物質的單純應用，而關於不同抗氧化物質之間協同作用的研究不多。目前尚未見關於沒食子酸丙酯與α-生育酚在乳狀液中的相互作用的報導。

技術實現要素：

本發明的目的是將不同的抗氧化劑進行複合使用而達到抗氧化活性的協同增效效應。

取摩爾質量比1:1的沒食子酸丙酯(100μmol)和α-生育酚(100μmol)溶解於10ml甲醇，上下振蕩搖勻或超聲搖勻混合均勻，即得複合抗氧化劑。

所述沒食子酸丙酯純度為98％，所述α-生育酚純度大於等於96％。

將所述複合抗氧化劑加入水包油乳狀液中，使其在乳狀液中的最終濃度為30μm。

抗氧化劑的複合作用效果通過以下方案實現：定期測定乳狀液中脂質氫過氧化物和己醛的含量，比較添加複合抗氧化劑與添加單一抗氧化劑的乳狀液的pov值和乙醛含量變化趨勢，並計算沒食子酸丙酯與α-生育酚相互作用指數。

本發明的有益效果是通過抗氧化劑的複合使用來提高現有的天然抗氧化劑的使用效率，並且提高了水包油型乳狀液氧化穩定性。

附圖說明

圖1為沒食子酸丙酯與α-生育酚複合使用對乳狀液過氧化值的影響示意圖，其中control表示未加抗氧化劑，r3表示沒食子酸丙酯，toh表示α-生育酚，r3+toh表示本發明所述的沒食子酸丙酯與α-生育酚複合使用。

圖2為沒食子酸丙酯與α-生育酚複合使用對乳狀液過己醛含量的影響示意圖，其中control表示未加抗氧化劑，r3表示沒食子酸丙酯，toh表示α-生育酚，r3+toh表示本發明所述的沒食子酸丙酯與α-生育酚複合使用。

具體實施方式

以下結合具體實例對本發明的具體實施方案作進一步詳細說明。

本發明中，若非特指，所採用的原料和設備等均可從市場購得或是本領域常用的。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域的常規方法。

取摩爾質量比1:1的沒食子酸丙酯(100μmol)和α-生育酚(100μmol)溶解於10ml，上下振蕩搖勻或超聲搖勻混合均勻，得複合抗氧化劑。

乳狀液製備：配製1l10mm的磷酸鹽緩衝液(ph＝7.0)，加入0.1gtween20。取1w％玉米油溶於99w％pbs緩衝液，用高速分散機攪拌2min得到粗乳液，用高壓均質機在40mpa均質兩次得到乳狀液，最後加入nan3(0.02％,w/v)作為抑菌劑。

將複合抗氧化劑加入上述水包油乳狀液中，使其在乳狀液中的最終濃度為30μm。

抗氧化劑的複合作用效果實施方案：定期測定乳狀液中脂質氫過氧化物和己醛的含量，並比較與單獨添加抗氧化劑時乳狀液的氫過氧化物和己醛的lagtime，計算沒食子酸丙酯與α-生育酚相互作用指數。

實施案例

1.乳狀液的製備

8gnacl、0.2gkcl、1.38gna2hpo4和0.2gkh2po4溶於1l去離子水製備成1l10mm的磷酸鹽緩衝液(ph＝7.0)，加入0.1gtween20。1w％玉米油溶於99w％pbs緩衝液，用高速分散機攪拌2min得到粗乳液，用高壓均質機在40mpa均質兩次得到乳狀液，加入nan3(0.02％,w/v)作為抑菌劑。

2.乳狀液氧化產物的測定

分別取1mol食子酸丙酯和1mol的α-生育酚溶於100ml的甲醇溶液中，取適量加入乳狀液中，使其在乳狀液中的最終濃度為30μm，攪拌1h使其混合均勻。取5ml轉移至頂空瓶中，密封，25℃避光保存，每天測定乳狀液的過氧化值和己醛含量。

2.1乳狀液過氧化值的測定

fe2+儲備液：等體積0.132mbacl溶液和0.144mfeso4·7h2o溶液混合，離心取上清液，用棕色容量瓶密封保存；fe3+標準貯備溶液：4.9769gfeso4·7h2o溶液溶於50ml去離子水中，加入100ml濃h2so4，加溫溶解後滴入20％kmno4溶液，直至溶液紅色不褪色且保持30s不變，定容至1l，搖勻，儲備液每毫升含100μgfe3+。取適量fe3+標準貯備溶液用甲醇：正丁醇(2:1，v/v)混合液定容稀釋10倍即得到fe3+標準工作液。

fe3+標準曲線的製作：分別移取0、10、20、40、80、100、200、400μl的fe3+標準工作溶液於10ml試管中，分別加入20μl3.94m硫氰酸鉀溶液，用甲醇：正丁醇(2:1，v/v)混合溶液定容至5ml。渦旋混合10s，室溫避光靜置20min，甲醇正丁醇混合液作為空白對照，在510nm波長下測定吸光度值。重複三次測定，以吸光度平均值對相應fe3+的含量(μg)繪製標準曲線。

乳狀液的過氧化值的測定：取1ml乳狀液，加入5ml異辛烷：異丙醇(2:1，v/v)混合溶液，渦旋混合，再以5000r/min離心5min。取1ml上清液，加入20μl硫氰酸鉀和20μl氯化亞鐵溶液，再用甲醇：正丁醇(2:1，v/v)混合溶液定容至5ml，渦旋混合10s，室溫下避光靜置20min，以甲醇正丁醇混合溶液作空白對照，在510nm波長下測定吸光度值。

計算公式：pov＝(a×n×0.5×k)/(55.86×m×2)×1000

式中：pov為樣品的過氧化值，meq/kg；a為測得樣品液的吸光度；k為測得fe3+標準曲線的斜率；55.86為fe的原子量；m樣品中油脂的質量，g；0.5為o/fe的摩爾比；n為吸取上清液的體積分數；2為氧換算為過氧化值的係數。計算結果精確至0.01。

2.2乳狀液己醛含量的測定

己醛標準曲線的製作：配製含0.001mol己醛的標準液，分別稀釋成含己醛0.002，0.005，0.01，0.02，0.04，0.06，0.08，0.1，0.2，0.4，0.6，0.8μmol的梯度標準液，頂空進樣gc-ms測定己醛含量，以己醛濃度為橫坐標，己醛峰面積為縱坐標做標準曲線。

樣品測定：隔天取分裝的頂空瓶進樣。

頂空進樣條件：爐溫65℃；定量環溫度110℃；傳輸線溫度130℃；gc平衡時間13min；進樣瓶加熱平衡時間10min；頂空瓶瓶內壓10psi；瓶加壓時間0.5min；填充定量環時間0.5min；定量環平衡時間0.5min；進樣時間1min。

gc-ms工作條件：色譜柱：agilenthp-5ms(30m×250μm×0.25μm)；分流比：7:1；流速1ml/min；柱溫65℃；傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四級杆溫度150℃。

3.沒食子酸丙酯與α-生育酚的相互作用指數計算

氧化產物從少量被檢測到轉變成大量產生的拐點對應的時間就是lagtime(p≤0.05)，以e表示。相互作用指數q＝實驗測得值/理論期望值＝[(e空白-e(a+b)]/{[e空白-ea]+[e空白-eb]}，其中，a和b分別代表α-生育酚和沒食子丙酯，a+b表示兩者複合使用，空白組指不添加抗氧化劑。若q＝1，沒食子酸丙酯與α-生育酚表現為相加作用；q>1，為協同作用，反之，q<1，為拮抗作用。

如圖所示，與添加單一抗氧化劑的乳狀液相比，沒食子酸丙酯與α-生育酚的複合使用使得乳狀液的過氧化值和己醛含量上升速率減慢，氫過氧化物和己醛的lagtime約增長了6-7天，可見，沒食子酸丙酯α-生育酚的複合使用使乳狀液氧化穩定性提高，即兩者在乳液中複合使用的抗氧化效率顯著高於單獨添加的情形。

相互作用指數從量的角度反應沒食子酸丙酯與α-生育酚的相互作用，沒食子酸丙酯與α-生育酚相互作用指數值分別為1.444(過氧化值)、1.538(己醛)，相互作用指數都大於1，可見，沒食子酸丙酯與α-生育酚在乳狀液中是協同作用。