在当今食品行业,人们对加工食品的喜爱与日俱增,这使得食用油的消耗量大幅上升。大家越来越关注如何让食用油保存得更久、品质更稳定。特级初榨橄榄油(Extra Virgin Olive Oil,EVOO)作为一种备受推崇的食用油,却有着 “脆弱” 的一面。在储存和烹饪过程中,高温、光照、氧气、水分以及金属等因素,就像一群 “捣蛋鬼”,会引发 EVOO 的氧化降解。这不仅让橄榄油的品质大打折扣,还可能给消费者的健康带来隐患。
为了解决这些问题,科学家们一直在努力寻找有效的办法。合成抗氧化剂,如丁基羟基甲苯(Butylated Hydroxytoluene,BHT),虽然能延缓脂质氧化,可它的安全性却让人担忧,高剂量使用可能致癌或有毒,因此其应用受到了严格限制。于是,人们把目光投向了天然抗氧化剂,像香料、水果、精油和蔬菜提取物等。这些天然抗氧化剂不仅能增强油的氧化稳定性,还能提升营养价值,而且没有合成化合物带来的健康风险。
在众多天然物质中,枸杞(Lycium barbarum L. ,LB)引起了科学家们的注意。枸杞富含类胡萝卜素、黄酮类化合物、矿物质和多糖等生物活性成分,有着成为油稳定剂的潜力。尤其是枸杞多糖(LB polysaccharides,LBP),经过抗坏血酸和过氧化氢等试剂修饰后,可能具有强大的抗氧化能力。但之前对 LBP 在稳定食用油方面的研究还不够深入。
陕西师范大学的研究人员 Majida Al - Wraikat、Ali Zeshan、Mohamed Aamer Abubaker 等人,为了深入探究这个问题,进行了一系列研究,并将成果发表在《Heliyon》期刊上,论文题目是《Enhancing extra virgin olive oil stability with chemically modified polysaccharides from Lycium barbarum L. leaves: Implications for heat resistance and shelf life》。研究发现,化学修饰的枸杞多糖能显著提高 EVOO 的氧化稳定性,延长其保质期,这为食品行业使用天然抗氧化剂提供了新的思路和方法,有着重要的意义。
研究人员在这项研究中,用到了几个关键技术方法。首先是多糖的提取与降解技术,他们从枸杞叶中提取出多糖,再通过特定的化学反应对其进行降解处理;然后利用多种分析技术,像激光光散射凝胶色谱系统测定多糖的分子量,火焰原子吸收光谱法评估矿物质含量,傅里叶变换红外光谱仪分析功能基团等;还对添加了多糖的橄榄油样品进行了油炸和储存模拟实验,并通过一系列指标测定氧化参数,以此来评估多糖对橄榄油抗氧化性能的影响。
下面我们来详细看看研究结果。
多糖的特性
研究人员发现,降解过程让 LBP 的分子量明显降低,这意味着它的分子结构发生了很大变化,可能会增强与自由基的反应活性。虽然降解后碳水化合物含量有所下降,但仍保留了不少可溶性糖,说明整体糖组成没有被大幅改变。同时,EDTA 处理显著降低了矿物质含量,和之前一些研究的结论不太一样。在单糖组成方面,降解后糖的比例有细微变化,不过 FTIR 光谱显示,降解和 EDTA 处理并没有让负责抗氧化活性的主要功能基团发生明显改变。
强化 EVOO 的物理化学变化
当把 LBP 和降解后的枸杞多糖(LBPD)加入到 EVOO 中后,发现它们增加了 EVOO 的粘度和密度。不过不用担心,酸度值仍在规定范围内,说明这些变化并没有对油的质量产生负面影响。
DPPH 自由基清除活性
在清除 DPPH 自由基的能力上,LBPD 表现得比 LBP 更出色,清除效率达到了 95.2%,而 LBP 只有 88.7%。这是因为 LBPD 降低的分子量增强了它的自由基清除能力,也证明了化学修饰后的多糖在改善天然提取物抗氧化性能方面的潜力。
对脂质氧化的抑制作用
LBP 和 LBPD 都能显著降低 EVOO 的过氧化值,说明它们提高了油的氧化稳定性。其中 LBPD 的效果最为突出,这让它有望成为合成抗氧化剂的天然替代品。
热性能的比较
热重分析(TGA)结果显示,LBPD 的降解温度比 LBP 更高,这意味着 LBPD 能让 EVOO 在高温下更稳定,在烹饪和油炸等高温应用场景中非常关键。而且和合成抗氧化剂相比,LBPD 在提高热稳定性方面的效果不相上下。
过氧化值(PV)的变化
在热氧化过程中,添加 LBP 和 LBPD 都对 EVOO 的氧化稳定性有积极影响,LBPD 的效果最为显著,在油炸和储存期间都能让 PV 保持较低水平。
P - 茴香胺值(p - AV)的变化
p - AV 反映的是油中的不饱和醛水平,它是衡量二次氧化产物的指标。研究发现,经 LBPD 处理的样品 p - AV 增加幅度较小,说明 LBPD 在抑制高温暴露和储存过程中的二次氧化方面效果显著。
酸度值(AV)的变化
AV 能反映油中游离脂肪酸的含量,体现油的降解和水解程度。在实验过程中,AV 在油炸初期有所下降,120 分钟后开始上升,储存时第五周后显著增加,但都远低于欧盟规定的特级初榨橄榄油 0.8% 的限值。
碘值(IV)的变化
IV 用于衡量油的不饱和程度,实验中发现,添加 LBP 和 LBPD 后,EVOO 的 IV 略有下降,在油炸和储存过程中进一步降低,这表明不饱和脂肪酸减少,多糖的添加对油的不饱和特性有保护作用。
降解程度的影响
研究人员通过不同浓度的
和 VC 对 LBP 进行化学改性,得到了不同降解程度的多糖。结果发现,所有改性后的多糖都能降低油炸和储存过程中的氧化参数,降解程度最高的样品(LBPD80)效果最好,这表明化学改性的 LBP 作为功能性添加剂,能有效提高 EVOO 的氧化稳定性和保质期。
综合研究结果和讨论部分,这项研究意义重大。它证明了化学修饰的枸杞多糖能在加速老化条件下,显著提高 EVOO 的氧化稳定性。这些多糖有效降低了过氧化值、p - 茴香胺值和游离脂肪酸水平,延长了 EVOO 的保质期。和合成抗氧化剂相比,改性枸杞多糖更安全、更天然,符合消费者对健康、可持续食品防腐剂的需求。而且枸杞多糖来源丰富、成本效益高,适合在食品行业大规模应用。不过,研究也存在一些局限性,比如需要进一步研究这些多糖在不同食品基质中的长期稳定性,以及它们与其他食品成分的相互作用,还要考察对 EVOO 感官属性的影响。但无论如何,这项研究为食品科学中多糖的应用提供了宝贵的见解,为天然食品保鲜和提高食用油质量开辟了新的道路,有望推动创新、可持续食品保鲜技术的发展。
打赏