脂溶性茶多酚的研制及其抗氧化性能研究

4
1. 00 1. 00 1. 00 - 1. 00 1. 98
5
0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 2. 74
6
1. 00 1. 00 - 1. 00 - 1. 00 2. 13
7
0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 2. 73
8
0. 00 0. 00 1. 00 0. 00 2. 65
2004 年第 29 卷第 11 期 中 国 油 脂
55
表 2 响应面实验结果
序号 A
B
C
D 保护系数 3
1
1. 00 - 1. 00 1. 00 1. 00 2. 28
2
0. 00 0. 00 0. 00 - 1. 00 2. 56
3
0. 00 1. 00 0. 00 0. 00 2. 91
图 4 时间和催化剂用量交互作用的响应面分析立体图
时间 ,在较低温度的情况下 ,通过延长时间来提高响 应值也是不可取的 。 由图 4 可以看出 ,在硬脂酰氯用量和反应温度 一定的条件下 ,催化剂用量越大 ,反应时间越短 ;添 加较少用量的催化剂 ,要使合成产物起到同样的效 果势必要延长反应时间 ,而时间的延长必然会加深 产物的颜色 ,这对产物的应用是不利的 。
14
0. 00 - 1. 00 0. 00 0. 00 2. 63
15 - 1. 00 - 1. 00 1. 00 - 1. 00 3. 10
16 - 1. 00 1. 00 - 1. 00 1. 00 2. 46
17 - 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 2. 37
18
1. 00 0. 00 0. 00 0. 00 2. 60
TD10001 电子天平 ; RE - 52C 型旋转蒸发器 ; SHZ - D Ⅲ循环水式真空泵 ;406 型电热真空干燥箱 ; LD4 - 2 型离心机 ; HH - S 型恒温油浴 ;ZWA - J 型阿 贝折射仪 ; SHZ - 88 水浴恒温振荡器 ;Bruker Esquire 3000/ MS 质谱仪 ,德国 Bruker 公司 ;Bruck Vector22 型 红外光谱仪 ,德国 Bruker 公司 。 1. 3 实验方法 1. 3. 1 茶多酚的化学改性 对茶多酚的化学改性 做条件优选 ,采用表 1 响应面实验设计表 。
(11 郑州工程学院化学化工系 ,450052 郑州市嵩山南路 140 号 ; 2. 郑州工程学院粮油食品学院 ,450052 郑州市嵩山南路 140 号)
摘要 :用响应面回归分析法对茶多酚化学改性的工艺条件优选 ,确定出茶多酚改性的最佳工艺 条件为 :茶多酚∶硬脂酰氯∶催化剂为 1∶1. 21∶0. 07 ( W/ W/ W) 、反应温度 68. 7 ℃、反应时间 8. 5 h ,在 此条件下改性产物的抗氧化性能较强 。
从上述响应面分析立体图中可以看出 ,影响因 素较显著的交互作用表现为曲线较陡 。由计算机软 件预测的最佳改性条件见表 3 。
从表 3 的 10 组最佳实验中任意选择 5 组做追 加实验 ,每组实验重复 3 次 ,结果见表 4 。
从表 4 中可以看出 ,实验 1 的保护系数最大 ,结
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中 国 油 脂 2004 年第 29 卷第 11 期
图 3 温度和时间交互作用的响应面分析立体图
图 1 硬脂酰氯用量和时间交互作用的响应面分析立体图
由图 1 可以看出 ,在温度和催化剂用量一定的 条件下 ,酰氯用量越少 ,反应时间越长 ,响应值变化 趋势越显著 ;而酰氯用量越大 ,随反应时间的延长响 应值变化趋势平缓 。 由图 2 可以看出 ,在温度和反应时间一定的情 况下 ,随着硬脂酰氯用量和催化剂用量的增大 ,响应 值显著下降 。可见 ,硬脂酰氯和催化剂的用量二者 之间的交互作用明显 。 由图 3 可以看出 ,固定其他 3 因素 ,随时间的延 长 ,响应值变化趋势不太明显 ;而伴随着温度的升 高 ,响应值明显增大 。当硬脂酰氯用量和催化剂用 量一定的情况下 ,提高反应温度可以大大缩短反应
收稿日期 :2004 - 02 - 02 作者简介 :曾 磊 (1976 - ) ,女 ,硕士 ; 主要从事天然产
物化学方面的研究工作 。
表 1 响应面实验设计表
硬脂酰氯用量(倍) 温度 ( ℃) 水 平
时间 (h) 催化剂用量 (倍)
A
B
C
DFra Baidu bibliotek
- 1. 00
1. 2
0. 00
1. 5
+ 1. 00
强 。从抗氧化的实验结果来看 ,LTP 的添加量以 200 mg/ kg 为宜 。 2. 3. 2 几种不同抗氧化剂的效能比较 采用烘箱 法 ,考察不同抗氧化剂的抗氧化性能 ,结果见图 6 。
序 号 保护系数
表 4 追加实验
1
2
4
3. 25 3. 16 3. 19
6
7
3. 20 3. 22
合前面计算机预测可以以此条件作为改性的最佳工 艺条件 ,即 :硬脂酰氯 、催化剂用量分别为茶多酚用 量的 1. 21 、0. 07 倍 ;反应温度 68. 7 ℃;反应时间 8. 5 h。 2. 2 脂溶性茶多酚 (LTP) 的溶解性
茶多酚 ,无锡绿宝生物制品有限公司 ( > 90 %) ; 没食子酸丙酯 ,南京龙元天然多酚合成厂 ;叔丁基对 苯二酚 ,广州泰邦公司 ;大豆油 ,河南许昌山花集团 ; 乙醚 、石油醚 、二氯甲烷 、三氯甲烷 、四氯化碳 、苯 、甲 苯 、环己烷 、四氢呋喃 、乙醇 、丙酮 、乙酸乙酯 、盐酸 、 硫代硫酸钠 、可溶性淀粉 、重铬酸钾 、冰醋酸 、碘化 钾 、香草醛 (香荚兰素) 。 1. 2 主要仪器
硬脂酰氯改性茶多酚响应面实验分析见表 2 。 运用 SAS - RSREG(response surface regression) 程 序对 21 个实验点的响应值进行回归分析可知 ,AC、 AD 、BC、CD 对茶多酚改性有较显著的影响 ,而其他 因素的影响相对较小 。利用计算机软件绘出的响应 面分析立体图见图 1 、图 2 、图 3 、图 4 。
0. 26
≤10
2. 64
2. 66
≤0. 10
0. 08
0. 09
无气味 、口感好 无气味 、口感好 无气味 、口感好
表 5 200 mg/ kg LTP 的大豆色拉油和对照样质量指标
油 样
指 标
对照样
加 LTP 样
折光指数 ( n20)
1. 4730～1. 4770 1. 4758
1. 4756
酸值 (mgKOH/ g) 过氧化值 (meq/ kg) 水分及挥发物 ( %) 气滋味 透明度
≤0. 3
0. 25
图 6 不同抗氧化剂对大豆色拉油稳定性的影响
由 图 6 可 知 , 用 烘 箱 法 使 油 脂 产 生 100. 0 meq/ kg POV 所需时间按空白 、LTP、TP、TBHQ 、PG 顺 序依次为 : 103. 2 、257. 8 、316. 8 、340. 8 、228 h 。说明 在大豆色拉油中 4 种抗氧化剂均显示出良好的抗氧 化性能 。在添加量为 200 mg/ kg 时 ,上述 4 种抗氧 化剂在大豆色拉油中的保护系数分别为 : 2. 50 、3. 07 、3. 30 、2. 21 。从抗氧化剂的保护系数可知 ,在大 豆色拉油中 4 种抗氧化剂抗氧化性能排列顺序为 : PG < LTP < TP < TBHQ 。 2. 3. 3 添加 LTP 的大豆色拉油和空白油样的质量 指标对照 添加 200 mg/ kg LTP 的大豆色拉油和空 白油样的质量指标的比较见表 5 。
关键词 :茶多酚 ;化学改性 ;脂溶性 ;抗氧化性能
茶多酚是一种植物多酚类物质 ,在食品 、油脂 、 保健 、医药 、农药 、日化 、精化领域有十分广泛的应 用[1] 。但是 ,由于茶多酚的水溶性好而脂溶性差 ,难 以使溶解于油脂中的茶多酚达到有效浓度 。虽然人 们通过各种方法将茶多酚分散于油脂中 ,但效果都 不甚理想[2 ,3] 。本文就茶多酚改性的最佳工艺条件 及改性后的应用进行了探讨 ,以期将此改性茶多酚 应用于油脂及含油食品的抗氧化 ,满足市场的需要 。 1 材料与方法 1. 1 实验材料
1. 8
45
7
0. 06
60
9
0. 08
75
11
0. 10
1. 3. 2 溶解度的测定 将试样放入不同的溶剂中 , 摇动时间不少于 30 s ,并在 5 min 之内观察 ,看其溶 解情况[4 ] 。 1. 3. 3 抗氧化实验 抗氧化实验采用强制方法 ,即 按 200 mg/ kg 的添加量 ,将产品和其他抗氧化剂加 入到同体积的大豆色拉油中 ,各组实验均置于 (63 ± 1) ℃恒温烘箱中强制氧化 ,每隔 24 h 测一次油样的 POV ,以 POV 升高的快慢保护系数 ( PFn) 衡量抗氧 化活性 。POV 的测定采用国家标准 GB/ T 5538 1995 进行 。 1. 3. 4 其他指标的测定 酸值按 GB 5530 - 1985 方法进行测定 ; 折光指数按 GB 5527 - 1985 方法进 行测定 ;水分及挥发物按 GB 5528 - 1985 方法进行 测定 ;透明度 、气滋味按 GB 5525 - 1985 方法进行测 定 ;冷冻试验 (0 ℃冷藏 5. 5 h 以上) 按 GB 7653 - 1987 (附录 C) 方法进行测定 。 2 结果与讨论 2. 1 硬脂酰氯改性茶多酚最佳反应条件的确定
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中 国 油 脂 2004 年第 29 卷第 11 期
文章编号 :1003 - 7969 (2004) 11 - 0054 - 04 中图分类号 : TQ64518+ 4 文献标识码 :A
脂溶性茶多酚的研制及其抗氧化性能研究
曾 磊1 ,张玉军1 ,唐怀建2
脂溶性茶多酚易溶于乙醚 、石油醚 、二氯甲烷 、 三氯甲烷 、四氯化碳 、苯 、甲苯 、环己烷 、四氢呋喃等 溶剂 ,溶于乙醇 、丙酮 、乙酸乙酯等溶剂 。 2. 3 脂溶性茶多酚的抗氧化效果 2. 3. 1 不同添加量的 LTP 抗氧化性能比较 在烘 箱法中 ,不同添加量的 LTP 对大豆色拉油的氧化稳 定性实验结果见图 5 。
表 3 计算机预测最佳改性条件
硬脂酰氯 反应温 反应时 催化剂用 保护
序号 用量 (倍) 度 ( ℃)
间 (h)
量 (倍)
系数 Desirability
1 1. 21 68. 7 8. 5 0. 07 3. 239 1. 000 2 1. 23 61. 4 8. 5 0. 07 3. 163 1. 000 3 1. 24 64. 3 9. 7 0. 07 3. 189 1. 000 4 1. 24 72. 7 9. 5 0. 06 3. 209 1. 000 5 1. 21 63. 6 7. 5 0. 07 3. 152 1. 000 6 1. 21 74. 0 7. 4 0. 07 3. 209 1. 000 7 1. 22 65. 6 9. 1 0. 07 3. 230 1. 000 8 1. 22 62. 6 9. 9 0. 08 3. 150 1. 000 9 1. 22 74. 3 7. 4 0. 08 3. 134 1. 000 10 1. 8 75. 0 7. 8 0. 09 2. 895 0. 795
19 - 1. 00 - 1. 00 - 1. 00 - 1. 00 2. 86
20
0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 2. 76
21
0. 00 0. 00 0. 00 1. 00 2. 53
注 : 3 指处理样 POV 升至定值所需时间与对照样升至 定值所需时间的比值 。
图 2 硬脂酰氯用量和催化剂用量交互作用 的响应面分析立体图
9
0. 00 0. 00 - 1. 00 0. 00 2. 75
10
1. 00 - 1. 00 - 1. 00 1. 00 2. 43
11 - 1. 00 0. 00 0. 00 0. 00 3. 13
12
0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 2. 77
13
0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 2. 80