大理州科技计划项目“创新引导与科技型企业培育计划”专项：脂溶性迷迭香提取物对核桃油保质期的影响研究（20232904C030009）

引言

核桃油富含多不饱和脂肪酸，具有很高的营养价值，但易氧化导致品质下降并产生有害物质。工业上常使用合成抗氧化剂来延缓油脂氧化，但因健康问题受到质疑。因此，寻找安全、天然的抗氧化剂成为研究热点。迷迭香提取物富含迷迭香酸、鼠尾草酸等抗氧化成分，具有显著的抗氧化效果，尤其适用于油脂的保护。本研究旨在探讨脂溶性迷迭香提取物对核桃油氧化的抑制作用及其机制，为核桃油的保鲜提供科学依据。

1 脂溶性迷迭香提取物与核桃油氧化降解概述

1.1 核桃油的氧化降解过程

核桃油中的多不饱和脂肪酸容易与空气中的氧发生反应，导致氧化降解，形成过氧化物和其他有害物质。这一过程通常分为初级氧化和次级氧化两个阶段。初级氧化阶段中，脂肪酸与氧气反应生成过氧化物；在次级氧化阶段，过氧化物进一步分解，产生醛类、酮类等挥发性化合物，导致油脂的酸败和品质下降。影响核桃油氧化的因素包括温度、光照、氧气浓度以及油脂本身的脂肪酸组成等。

1.2 迷迭香提取物的组成及其脂溶性特点

迷迭香提取物是从迷迭香植物中提取的天然抗氧化剂，主要含有迷迭香酸、鼠尾草酸和熊果酸等活性成分。这些成分具有显著的抗氧化活性，能够有效抑制自由基的生成和扩散。脂溶性迷迭香提取物在油脂中具有良好的溶解性，能够均匀分布于油脂中，从而提高油脂的抗氧化性能，相较于水溶性提取物更适合应用于脂质环境中。

1.3 迷迭香提取物的抗氧化机理

迷迭香提取物的抗氧化作用主要通过以下几种途径实现：首先，迷迭香酸和鼠尾草酸等成分可以清除自由基，抑制脂质自由基链反应的进行；其次，这些成分还能够螯合金属离子，减少金属离子对油脂氧化的催化作用；此外，迷迭香提取物还能够抑制脂质过氧化物的生成，延缓油脂的氧化进程。因此，迷迭香提取物作为一种天然抗氧化剂，具有显著的应用前景，尤其适用于核桃油等富含多不饱和脂肪酸的油脂的保护。

2 实验设计与方法

2.1 材料与试剂

本研究使用市售优质冷榨核桃油作为实验样品，核桃油中多不饱和脂肪酸含量为70%以上。迷迭香提取物由实验室制备，采用超临界CO2提取技术，得到脂溶性迷迭香提取物，其中迷迭香酸和鼠尾草酸的含量分别为120 mg/g和80 mg/g。实验中使用的其他化学试剂均为分析纯，以确保实验结果的准确性和可靠性。

2.2 实验仪器与设备

实验所用的主要仪器包括Rancimat氧化稳定性测试仪、紫外-可见分光光度计、气相色谱仪（GC）和高效液相色谱仪（HPLC）等。其中，Rancimat氧化稳定性测试仪用于测定核桃油的氧化诱导期，紫外-可见分光光度计用于检测抗氧化成分的含量变化，气相色谱仪用于分析氧化产物的组成，高效液相色谱仪用于定量分析迷迭香提取物中的活性成分。

2.3 实验步骤

2.3.1 核桃油中添加迷迭香提取物的方法

将迷迭香提取物按不同浓度（0.01%、0.05%、0.1%）添加到核桃油样品中，充分混合均匀。对照组不添加任何抗氧化剂，以便比较迷迭香提取物的抗氧化效果。每组样品的体积为100 mL，分别在室温（25°C）和高温（60°C）条件下储存，以模拟实际储存环境，每个处理组设置三次重复实验。

2.3.2 样品处理与储存

将处理后的样品分装于棕色瓶中，避光保存，以减少光照对油脂氧化的影响。在储存期间，每隔10天取样一次，共进行60天的观察。每次取样时测定油脂的过氧化值（PV）、酸值（AV）和丙二醛含量（MDA），以评估迷迭香提取物对核桃油的氧化抑制效果。

2.4 样品氧化降解的分析方法

2.4.1 过氧化值（PV）的测定

过氧化值（PV）是衡量油脂氧化程度的重要指标，采用碘量法进行测定，结果以mmol/kg油表示。通过对不同储存时间的样品进行PV测定，评估迷迭香提取物的抗氧化效果。实验结果表明，添加0.1%迷迭香提取物的样品在60天的储存期内PV从初始的1.2 mmol/kg增加到4.8 mmol/kg，相比对照组（13.5 mmol/kg）显著降低。

2.4.2 酸值（AV）的测定

酸值用于评价油脂中游离脂肪酸的含量，采用酸碱滴定法测定，结果以mg KOH/g油表示。添加0.1%迷迭香提取物的核桃油样品在高温储存60天后酸值为1.8 mg KOH/g，而对照组的酸值则达到4.6 mg KOH/g，显示出迷迭香提取物对油脂酸败的有效抑制。

2.4.3 丙二醛含量（MDA）的测定

丙二醛（MDA）是脂质过氧化的次级产物，其含量可反映油脂氧化的程度，采用TBA显色法进行测定。结果显示，在储存60天后，添加0.1%迷迭香提取物的样品MDA含量为2.1 μmol/kg，而对照组则达到7.9 μmol/kg，说明迷迭香提取物能够有效减少脂质氧化产物的生成。

2.4.4 酚类物质的残留与抗氧化活性分析

使用紫外-可见分光光度计测定油脂中酚类抗氧化成分的含量变化，以评估迷迭香提取物在油脂中的稳定性和抗氧化活性。同时，采用DPPH自由基清除法测定油脂的抗氧化活性。添加0.1%迷迭香提取物的样品在储存60天后酚类物质的残留率为85%，而抗氧化活性（以DPPH自由基清除率表示）保持在70%以上，远高于对照组的20%。

实验结果表明，迷迭香提取物，尤其是高浓度添加（0.1%），能够显著延缓核桃油的氧化进程，提高其氧化稳定性，为核桃油的保鲜提供了一种有效的天然方案。

3 脂溶性迷迭香提取物对核桃油氧化降解的影响

3.1 迷迭香提取物的抗氧化效果

实验结果表明，迷迭香提取物在抑制核桃油氧化方面具有显著效果。添加迷迭香提取物的样品在储存期间的过氧化值（PV）、酸值（AV）和丙二醛含量（MDA）均显著低于对照组。以60天储存期为例，添加0.1%迷迭香提取物的样品PV从1.2 mmol/kg增加到4.8 mmol/kg，而对照组的PV则达到13.5 mmol/kg。类似地，AV和MDA的结果也表明迷迭香提取物能有效抑制氧化产物的生成。

3.2 迷迭香提取物对氧化诱导期的影响

氧化诱导期是衡量油脂抗氧化能力的重要指标。通过Rancimat测试发现，随着迷迭香提取物浓度的增加，核桃油的氧化诱导期显著延长。未添加迷迭香提取物的对照组氧化诱导期为7小时，而添加0.1%迷迭香提取物的样品则延长至18小时。这说明迷迭香提取物对延缓油脂氧化具有显著作用，尤其在高温储存条件下，其效果更加明显。

3.3 迷迭香提取物对氧化产物生成的抑制作用

实验数据显示，迷迭香提取物在整个储存期间有效减少了氧化产物的生成。添加0.1%迷迭香提取物的样品在储存60天后，MDA含量为2.1 μmol/kg，而对照组则为7.9 μmol/kg。迷迭香提取物通过清除自由基和螯合金属离子来抑制氧化链反应，从而减少了氧化产物的积累。

3.4 迷迭香提取物与其他抗氧化剂的对比

本研究还将迷迭香提取物与常用的天然抗氧化剂维生素E进行了对比。结果表明，在相同浓度下，迷迭香提取物的抗氧化效果优于维生素E，尤其在高温条件下更为显著。添加0.1%迷迭香提取物的样品在60天储存后的PV为4.8 mmol/kg，而添加相同浓度维生素E的样品PV为6.5 mmol/kg。此外，将迷迭香提取物与维生素E联合使用时，表现出协同作用，进一步增强了核桃油的抗氧化能力。

3.5 实验数据讨论

迷迭香提取物对核桃油氧化降解的抑制作用主要归因于其清除自由基、螯合金属离子以及抑制过氧化物生成的能力。实验数据表明，随着迷迭香提取物浓度的增加，其抗氧化效果显著增强。尤其是在高温储存条件下，迷迭香提取物的抗氧化效果更为明显，这与其脂溶性特点使其能更好地分布于油脂相中，从而发挥更强的抗氧化作用密切相关。

综上所述，迷迭香提取物能够有效延缓核桃油的氧化降解，尤其在高浓度添加时表现出显著的抗氧化效果。与其他天然抗氧化剂相比，迷迭香提取物在高温条件下的抗氧化能力更为突出，其在食品保鲜中的应用前景广阔。

4 迷迭香提取物的抑制机制及应用前景

4.1 抗氧化成分在核桃油中的作用机制

迷迭香提取物中的主要活性成分，如迷迭香酸和鼠尾草酸，通过多种机制发挥抗氧化作用。在核桃油中，这些成分能够有效清除油脂氧化过程中产生的自由基，进而抑制脂质氧化链反应。此外，迷迭香提取物能够螯合油脂中的金属离子，减少金属离子对氧化反应的催化作用，进一步降低过氧化物的生成。这些作用机制的协同作用使得迷迭香提取物成为一种高效的天然抗氧化剂。

4.2 迷迭香提取物对油脂稳定性的影响

实验结果显示，迷迭香提取物的添加显著提高了核桃油的氧化稳定性。在储存60天的过程中，添加0.1%迷迭香提取物的核桃油样品的过氧化值和丙二醛含量显著低于对照组，这表明迷迭香提取物能够有效抑制油脂氧化降解。迷迭香提取物的高效抗氧化效果主要归因于其抗氧化成分的稳定性和在油脂中的均匀分布。此外，实验还发现迷迭香提取物能够延缓油脂酸值的增加，进一步证明其在抑制油脂酸败方面的作用。

4.3 迷迭香提取物在油脂食品中的应用前景

迷迭香提取物作为一种天然抗氧化剂，具有广泛的应用前景。与传统的合成抗氧化剂相比，迷迭香提取物不仅安全无毒，还具有良好的抗氧化效果，尤其适用于核桃油等富含多不饱和脂肪酸的油脂食品。其在食品行业中的应用可显著提高油脂产品的货架期，减少营养成分的损失，改善油脂的风味和品质。此外，迷迭香提取物还可以与其他天然抗氧化剂（如维生素E）联合作用，进一步增强油脂的抗氧化稳定性。

4.4 技术挑战与未来研究方向

尽管迷迭香提取物在油脂保鲜中的应用前景广阔，但在实际应用中仍存在一些技术挑战。例如，迷迭香提取物的提取成本较高，影响其在大规模工业生产中的应用。此外，迷迭香提取物的抗氧化活性在不同油脂中的效果也可能存在差异，因此需要针对不同油脂的特性进行优化。未来的研究可以着重于迷迭香提取物提取工艺的改进，以降低生产成本，并探索迷迭香提取物与其他天然抗氧化剂的协同作用，以进一步提高油脂的氧化稳定性。

综上所述，迷迭香提取物在抑制核桃油氧化降解方面表现出显著的效果，其抗氧化机制主要通过清除自由基、螯合金属离子和抑制过氧化物生成来实现。作为一种天然、安全的抗氧化剂，迷迭香提取物在油脂食品中的应用具有广阔的前景，值得进一步研究和推广应用。

5 结论

本研究系统探讨了脂溶性迷迭香提取物对核桃油氧化降解的影响及其抑制机制。实验结果表明，迷迭香提取物在抑制核桃油的氧化进程中具有显著的效果，尤其是在高浓度添加（0.1%）的情况下，其抗氧化效果最为突出。迷迭香提取物通过清除自由基、螯合金属离子以及抑制过氧化物的生成，有效延长了核桃油的氧化诱导期，减少了氧化产物的生成。与传统的天然抗氧化剂（如维生素E）相比，迷迭香提取物在高温条件下的抗氧化效果更为优越，并且两者联合使用时表现出协同增效作用。

迷迭香提取物作为一种天然、安全的抗氧化剂，具有广泛的应用前景，尤其适用于富含多不饱和脂肪酸的油脂食品。未来的研究应集中于降低迷迭香提取物的生产成本，优化其提取工艺，并探索其在其他油脂体系中的应用效果。同时，研究迷迭香提取物与其他天然抗氧化剂的协同作用，将有助于进一步提高油脂食品的稳定性和品质。本研究为核桃油的保鲜提供了一种可行的天然方案，并为迷迭香提取物在食品工业中的应用提供了理论支持和实践基础。

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