迷迭香提取物在天然火锅底料中的应用研究.docx

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迷迭香提取物在天然火锅底料中的应用研究

南阳理工学院

本科生毕业论文

学院：

生物与化学工程学院

专业：

食品科学与工程

学生：

裴圆洁

指导教师：

侯振建

完成日期：

2014年5月

南阳理工学院本科生毕业论文

迷迭香提取物在天然火锅底料中的应用研究

ResearchofRosemaryExtractsonNaturalHotPotOil

总计：

（毕业论文）24页

表格：

5个

插图：

4幅

南阳理工学院本科毕业论文

迷迭香提取物在天然火锅底料中的应用研究

ResearchofRosemaryExtractsonNaturalHotPotOil

学院：

生物与化学工程学院

专业：

食品科学与工程

学生姓名：

裴圆洁

学号：

010940029

指导教师（职称）：

侯振建（教授）

评阅教师：

完成日期：

2014年5月

南阳理工学院

NanyangInstituteofTechnology

迷迭香提取物在天然火锅底料中的应用研究

食品科学与工程专业裴圆洁

[摘要]从动植物中提取的抗氧化剂以其无毒无害无副作用的特征愈来愈被人们接受。

这种抗氧化剂既可以作为食品添加剂以防油脂或含油食物氧化，还能够祛除人体内自由基从而减缓机体老化和预防疾病。

本文以天然火锅底料为底物，采用烘箱贮藏法配合碘量滴定法的方式测定样品的POV值，研究在60℃的加速贮藏条件下迷迭香提取物对天然火锅底料的抗氧化活性。

结果表明：

迷迭香提取物具有很好的抗油脂氧化能力，当提取物的添加量为天然火锅底料的0.02%时，效果最好；迷迭香提取物与TBHQ的协同作用要明显优于单独使用迷迭香提取物的抗氧化作用；同时添加质量分数0.06%的柠檬酸和0.06%VE与0.01%的迷迭香提取物，对天然火锅底料的抗氧化效果明显优于0.01%的TBHQ与0.01%迷迭香提取物的复合效果。

因而可知，迷迭香提取物具备很好的发展前景。

[关键词]迷迭香提取物；天然火锅底料；抗氧化性

ResearchofRosemaryExtractsonNaturalHotPotOil

FoodScienceandEngineeringMajor　PEIYuan-jie

Abstract:

Theantioxidantextractingfromanimalsandplantsisacceptedbymoreandmorepeopleduetoitsfeaturesofharmless,non-toxicandnosideeffects.Thiskindofantioxidantcannotonlybeusedasfoodadditivestopreventoiloroilyfoodoxidation,butalsogetridoffreeradicalsinhumanbody,thusslowingdowntheagingandpreventingdisease.ThispaperusesthenaturalHotpotbackingmaterialassubstrateandappliesthemethodsofovenstorageandiodometrictitrationtotestthevalueofPOVofsamplesandstudytheantioxidantactivity,ofwhichrosemaryextracthaseffectonnaturalhotpotbackingmaterialundertheconditionofacceleratedstorageof60℃.Theresultsshowthat:

Rosemaryextracthasantilipidoxidationcapacity.Theeffectisthebestwhentheadditionamountofextractmakesup0.02%ofthatofnaturalhotpotbackingmaterial;thesynergisticeffectofrosemaryextractandTBHQisobviouslybetterthantheantioxidationeffectachievingbymakinguseofrosemaryextractalone;themassfractionof0.06%ofcitricacid0.06%VEand0.01%ofrosemaryextracthasobviouslybetterantioxidanteffectonthenaturalhotpotbackingmaterialthanthecompositeeffect0.01%ofTBHQand0.01%ofrosemaryextracts.Thus,rosemaryextracthasgoodprospectsfordevelopment.

Keywords:

rosemaryextracts;naturalhotpotoil;anti-oxidation

目录

1前言1

1.1火锅底料简述1

1.2抗氧化剂简述1

1.2.1抗氧化剂的定义及特点1

1.2.2主要抗氧化剂的介绍1

1.3迷迭香简介2

1.3.1迷迭香的主要成分3

1.3.2迷迭香的作用及用途3

1.3.3迷迭香在食品中的应用4

1.3.4迷迭香抗氧化剂的研究进展4

1.4研究内容及立题意义5

1.4.1研究内容5

1.4.2研究迷迭香对天然火锅底料抗氧化性的意义5

2材料与方法7

2.1.1试验材料7

2.1.2主要试剂7

2.1.3主要仪器与设备8

2.2试验方法及样品预处理8

2.2.1试验方法8

2.2.2样品预处理8

2.3主要指标测定方法9

2.3.1过氧化值的测定9

3讨论与分析11

3.1迷迭香不同添加量对天然火锅底料抗氧化效果的影响11

3.2增效剂柠檬酸对天然火锅底料抗氧化作用的影响11

3.3不同抗氧化剂对天然火锅底料抗氧化作用的影响12

3.4迷迭香与其他抗氧化剂复合作用对天然火锅底料抗氧化作用的影响12

3.4.1迷迭香与其他抗氧化剂复合对天然火锅底料稳定性的影响12

3.4.2不同天然抗氧化剂复合最优配方的研究13

4结论15

参考文献16

致谢17

1前言

1.1火锅底料简述

火锅底料即为火锅中的底汤，一般是用多种材料和香料等依据口味熬制而成。

火锅之所以这么受欢迎，主要在于其独特的风味，而这种风味很大部分取决于汤料。

所以商家将汤料制成固体袋装的方式销售以便于人们在家中随时享受这种美食。

火锅底料除了含有调味品外，还含有大量动物油脂，其中主要为牛油。

在加工和贮存过程中，其中的脂肪很容易被氧化，使整体的感官品质和营养价值都相对下降，而且有害物质的氧化会导致动脉硬化，增添抗氧化剂能够中止或减缓这类含油食物的变质进程，以求延长其货架期。

所以大多数食用油或含油的食物，往往需要添加适量的抗氧化剂防止氧化。

1.2抗氧化剂简述

1.2.1抗氧化剂的定义及特点

美国食品药品监督管理局（FDA）明确规定，食品抗氧化剂是指延缓因为氧化而引起的酸败、劣变或变色的物质。

美国早在1947年就已经开始使用抗氧化剂来稳定油脂以及富含油脂的食品[1]。

添加的抗氧化剂，已成为一种非常有效的保存食物的方法，它不仅可以防止或延缓氧化空气引起食品变质，还能够对必须氨基酸类和维生素类等一些易氧化的营养成分起到保护的作用[2]。

另外，在食品中添加抗氧化剂也可以改善人体的身体状况。

自Harman提出衰老的自由基学说以来，越来越多的研究表明体内过多的自由基会导致各种疾病，如心血管疾病、动脉粥样硬化甚至癌症等，因此，适当的加入一些外源性抗氧化剂改善这种状况已成为必要。

初期使用的合成抗氧化剂如TBHQ、BHT、BHA等因为具备价钱低、产量大、抗氧化效果较好等一系列特征，长期以来一直占据着食品抗氧化剂的市场。

然而，合成抗氧化剂的安全性一直受到质疑，有可能造成的危害进行了一系列的研究，结果表明，人工合成的抗氧化剂确实存在一定的毒性和致癌作用[3]，使得专家已把天然抗氧化剂作为研究焦点。

天然抗氧化剂是从天然动、植物体内或其代谢物中提取出来的具有一定抗氧化活性的物质，如从植物中提取的黄酮类、多酚类化合物，以及植酸等[4]。

天然抗氧化剂取代合成抗氧化剂必是将来食品抗氧化剂的发展趋势。

1.2.2主要抗氧化剂的介绍

TBHQ学名为叔丁基对苯二酚也可称为叔丁基氢醌，是一种白色晶体，与BHA相比，TBHQ在空气中更易被氧化为白色粉末，而且氧化比较严重时呈褐色[5]。

难与水相溶，易溶于乙醚、乙醇，并且溶解度与温度成正比。

用于任何油脂的添加剂时都不会使其产生异臭、异味，而且它比BHT和BHA更能耐受高温，与碱土金属反应时，不会发生呈色及任何风味方面的变化。

TBHQ是化学合成抗氧化剂，我国早在1991年便以开始使用。

VE又可称为生育酚，是一类具有生物活性以及化学结构相似的酚类化合物的总称。

它在粮食的种子和各类植物油中普遍可见，是一种天然脂溶性抗氧化剂。

一般为淡黄色油状液体，无臭味；混合浓缩的VE一般是黄至褐色透明黏稠的液体，允许有少量的微晶体蜡状物，很少有臭味；VE几乎不溶于水，但易溶于乙醇，它的热稳定性很好，在较高温度（220℃）仍然具有很好的抗氧化效果。

VE作为一种抗氧化剂、自由基吸收剂来保护生物膜免受自由基的破坏，起着重要的作用。

迷迭香提取物是从迷迭香植物体中提取出来的具有抗氧化活性的一系列物质构成的混合物，目前，已从迷迭香茎、叶中分离鉴定了29个均具有抗氧化活性的黄酮类化合物[6]。

除了液体和粉末外观迷迭香提取物的工业生产，其他各种形式的也有很多。

对不同形状和不同产品的质量要求，一般是通过测量其有效成分的含量来决定的。

研究表明迷迭香的抗氧化作用主要取决于其非挥发性成分，并且具备很好的耐高温性。

迷迭香抗氧化剂可以直接加入到油中以防止氧化，一般在油中的用量为0.02%～0.04%。

并且迷迭香抗氧化剂不但是一种自由基终止剂，还是一种单线态氧抑制剂。

柠檬酸又可称为枸橼酸，是一种有机弱酸，常作为抗氧化剂增效剂来使用。

天然柠檬酸，广泛存在于各种蔬菜和水果，特别是柑橘类水果。

在室温下，柠檬酸是一种白色晶体粉末，几乎没有臭味，在15℃时，也可溶于无水乙醇。

可作为食用油的抗氧化剂，但一般是作为抗氧化助剂使用，并且具有良好的效果。

1.3迷迭香简介

迷迭香又名油安草，别名艾菊，为鼠尾草属多年生木本植物[7]，多年生常绿灌木。

高约1m，最高能达2m；茎表皮比较结实，木质为褐色。

性温味辛，具备芬芳气味，可用于健胃、安定神经等。

它耐旱，喜温暖湿润的气候环境，低于-5℃或高于35℃都不利于其生长，适宜生长温度应为15～30℃。

它对土壤的要求不严，适应性广，但以疏松的沙土壤为佳。

广泛种植在西班牙，法国，意大利，突尼斯，摩洛哥和土耳其在欧洲及其邻近的北非国家，有着悠久的历史。

我国在晋朝前就已引种，中科院植物所、北京植物园于1981年底自国外初次引进迷迭香进行栽培技术，并获得成功，接着在烟台、连云港及杭州等地进行了小面积试种，近年来在广西、云南、湖北等地已大面积栽培，促进了迷迭香的工业化应用[8]。

迷迭香抗氧化剂是一种具备安全性高、抗氧化效果好及无副作用等特点的天然抗氧化剂，它是新一代纯天然抗氧化剂，弥补了传统抗氧化剂应用中存在的缺陷，不仅具有较好的抗氧化性能，又具有抗菌抗病毒作用，且天然绿色对人体无害，被公认为是最好的天然食品抗氧化剂之一[9]。

1.3.1迷迭香的主要成分

迷迭香天然抗氧化剂主要成分包括萜类、黄酮类、酚酸类等[10]。

从迷迭香中提取的萜类成分，包括单萜、倍半萜、二萜和三萜类化合物。

单萜及倍半萜化合物比较复杂，当前已分析出来的化合物都是常见精油的成分，其迷迭香精油的主要成分是各类单萜类化合物，可分为3类：

樟脑α-蒎烯，乙酸龙脑酯，1,8-桉叶素，马鞭草烯醇和月桂烯；迷迭香中的双酚类二萜，如鼠尾草酚、鼠尾草酸、迷迭香酚、迷迭香二酚等是主要的抗氧化活性成分，最具有开发和应用价值[11]；从该植物分离的三萜大多为三萜酸类，母核为乌索烷型、齐墩果烷型和羽扇烷型。

黄酮类化合物在迷迭香中主要有6-甲氧基木犀草素、5-羟基-7,4，-二甲氧基黄酮、橙皮甙、香叶木甙、高车前甙、楔叶泽兰素-3，-O-葡萄糖甙、楔叶泽兰素-4，-O-葡萄糖甙等近30种黄酮类化合物。

酚酸类成分主要为迷迭香酸、咖啡酸、绿原酸等。

此外迷迭香尚含多种脂肪酸、直链或支链烷烃和多种氨基酸类等其他物质。

鼠尾草酸、鼠尾草酚、迷迭香酚萜类成分、迷迭香酸等是迷迭香抗氧化剂的主要活性成分。

1.3.2迷迭香的作用及用途

迷迭香抗氧化剂对各种复杂的脂质氧化有广泛和强烈的抑制作用，尤其是在植物油和动物油中。

其抗氧化性效果优于BHA，BHT等人工合成抗氧化剂，以及茶多酚等天然抗氧化剂。

在不同油脂中比BHT和BHA效果高2～4倍，优于Vc，是茶多酚的1～2倍[12]；迷迭香抗氧化剂的用量约0.02%左右时，可明显提升油脂抗氧化效果，花生油提高30倍、调和油一般提高3～15倍[13]。

另外迷迭香天然抗氧化剂能在190℃～240℃高温条件下，有效成分不挥发，长时间保持抗氧化效果，且不产生沉淀。

研究表明，将其在封闭环境中在204℃下加热18h加热1h后，活性不受影响，在敞开环境中，0.5h和1h后活性仍能保留大部分活性[14]。

可见，迷迭香天然抗氧化剂耐热性强，耐受喷雾干燥，挤压烘烤及煎炸等温度环境，性质相当稳定。

迷迭香抗氧化剂除了具有高效的抗氧化作用之外，还具有明显的抗微生物功效，添加到食品及饲料中对数种细菌及霉菌也有较强的抑制作用。

研究表明，微量添加时就可达到抑菌功效。

与其他油脂抗氧化剂相比，具有安全高效、低成本优势，为天然食品首选之抗氧化剂[15]。

迷迭香天然抗氧化剂还能够抑制癌细胞的发生，防止致癌物--DNA加和物的形成，其中鼠尾草酸和迷迭香酚等为主要功能成分。

进一步研究表明，迷迭香抗氧化剂单体具有较强的针对性、选择性和抑制性。

另外其所含的活性成分还具有一定抗病毒的功效，尤其是艾滋病病毒，可明显地抑制病毒生物活性，经试验发现，其抗病毒功效是通过抑制病毒蛋白质的活性来实现的，大量研究表明，迷迭香天然抗氧化剂的抗病毒作用与其二萜酚类的分子结构紧密相关，今后可通过基因重组等手段开发出新的抗病毒药物。

迷迭香天然抗氧化剂除了以上功效，还具有强抑菌能力，可对黄曲霉毒素、大肠杆菌、革兰阳性细菌、金黄色葡萄球菌等25种细菌、霉菌具有一定的抑制作用，迷迭香天然抗氧化剂的抑菌作用是通过对细菌、霉菌细胞膜的通透性、蛋白质代谢和DNA复制等过程产生一定的影响，造成其细胞代谢发生紊乱、蛋白质降解及DNA复制受抑制，从而发挥抑菌作用。

1.3.3迷迭香在食品中的应用

迷迭香作为一种香料植物，已经有很长的历史。

由于其独特的香味，它可以使用全叶和木质部快速干燥后，按一定比例添加到食品烹饪。

它也可以作为调味品用于烤鸡、培根、汤，加了此香料的食品具有独特的风味，被人们广泛的欢迎。

在欧洲的某些国家，人们常常将其新鲜茎叶直接用于烹饪。

此外，蒸馏法是制备迷迭香精油的传统方法，用此方法的精油有清新气味，也有一定的抗氧化作用，添加了迷迭香精油的食品香气宜人，美味可口。

当前商业生产的迷迭香提取物有脂溶性（抗氧化剂）和水溶性（抗氧化剂及防腐剂）两种，有效成分前者主要是鼠尾草酸，后者主要是迷迭香酸。

在油脂、乳制品、富油食品、糖果、焙烤等食品之中需用脂溶性抗氧化剂，而在各类饮料水产品天然水溶色素当中，水溶性抗氧化剂应用比较多，该产品同样具有极强的抗氧化能力，并且具有极好的稳定性。

因为迷迭香提取物可以通过清除人体自由基、猝灭单重态氧来维持人体正常生理机能，因此长期食用含有迷迭香提取物的食品，非常利于人体健康。

尤其在近些年，生活质量的提升促进天然食品越来越受到人们青睐，而有毒副作用的合成抗氧化剂正在被天然抗氧化剂逐渐替代。

由此可见开发迷迭香资源有着广阔的前景。

1.3.4迷迭香抗氧化剂的研究进展

对迷迭香的应用研究早已在国内外展开，并取得了很好的效果，显示出了令人鼓舞的发展前景。

德国和日本科学家于20世纪就从中分离出具有高效抗氧化的成分，含量较高并具有重要用途的成分有迷迭香酚和迷迭香精油鼠尾草酚鼠尾草酸咖啡酸迷迭香酸熊果酸等抗氧化剂[16]。

迷迭香作为一种香料植物用途广泛，可用于烹饪在欧洲；同时以迷迭香叶为主要材料，提取挥发油制得的迷迭香精油可作为用于各类香精制品的原料，西班牙和北非就曾利用迷迭香油制备高含量的天然樟脑；提取的鼠尾草酸、鼠尾草酚和迷迭香酸也可用于食品制品的抗氧化剂。

据介绍，因其可以清除自由基以及抗氧化效果很好，迷迭香酸已被确认为“美国FDA食品公共安全的原料”，可用于营养和特殊的食物。

关于迷迭香的记载在中国早已开始，但相关的研究是从1981年代我国的北京植物研究所引进成功之后发展起来的：

在云南、广西、贵州等地有一定面积种植，现有数家公司主营迷迭香制品。

最近研究表明，迷迭香提取物发挥抗氧化作用的主要是其非挥发性成分，其主要有效成分鼠尾草酸，其抗氧化活性和BHA相当，而迷迭香酚的抗氧化能力是BHA和BHT的5倍。

万苗等对迷迭香提取物对米糠油的抗氧化效果的研究中发现，脂溶性迷迭香提取物对米糠油具有很好的抗氧化作用，而且随着脂溶性迷迭香提取物添加量的增大，其对米糠油的抗氧化作用增强，综合来讲，当迷迭香提取物的添加量在0.05%时，总体效果最佳；毛绍春、李竹英在研究迷迭香抗氧化剂对花生油脂的抗氧化效果时发现在花生油中添加0.03%迷迭香抗氧化剂时，抗氧化效果较好，而且其在150℃时仍具有抗氧化性能；杜纪权、徐宏、曹庸等研究发现迷迭香提取物在玉米油中的最适添加量为0.02%，比VE、BHA和BHT效果好，稍弱于茶多酚和TBHQ。

徐俐和况小玲在研究迷迭香提取物对茶油的抗氧化作用时发现，其添加量为0.02%时效果最为明显，而且0.03%茶多酚+0.05%迷迭香+0.06%VE复合时抗氧化效果最为显著；陈辉、李光和刘振林研究表明迷迭香提取物对猪油具有较好的抗氧化效果，同时他们还研究了迷迭香对油炸食品的抗氧化效果，结果表明50ppm迷迭香能有效遏制油脂中POV的升高，效果优于茶多酚，并且与柠檬酸混合使用时，抗氧化作用明显增强。

1.4研究内容及立题意义

1.4.1研究内容

此次试验中，主要研究了迷迭香提取物对天然火锅底料的抗氧化效果，其中主要涉及不同量迷迭香提取物对天然火锅底料稳定性的影响，以及不同抗氧化剂对其抗氧化效果的比较，同时，对迷迭香提取物和一些天然的抗氧化剂复配后的最优水平进行了研究。

1.4.2研究迷迭香对天然火锅底料抗氧化性的意义

在中国这个历史悠久的国家，吃已经由人民生活逐步演变成一种文化，溶于千年不朽的中华文明。

火锅之于中国人，是一种佳肴，更是一种文化，一种情有独钟的情怀。

无论是寒冷的冬季还是炎热的夏季，三五好友相约火锅店，吃着香喷喷、热气腾腾的火锅。

把酒言欢、谈笑风生，都不失为一种最佳快乐聚餐方式。

随着火锅餐饮业的发展,与其有关的各种尤其是火锅底料都成为一个巨大的消费市场。

而火锅底料这种由油脂制成的食品，极易在其生产、加工、贮藏过程中发生自动氧化反应从而引起油脂变质，不仅严重影响了食品的质量，而且会对人体健康产生巨大危害。

因此要想使其保质期延长，就需要添加抗氧化剂来阻止或延缓油脂和这类含油食品的氧化。

传统人工合成的抗氧化剂如BHA、PG、TBHQ、BHT等虽然具有效果好、价钱低和应用广泛等特点，但其潜在也存在一定的毒性和副作用等弊端，会给食品的安全带来问题，长期食用会危害人体健康。

美国及日本都对某些特定合成抗氧化剂制定了相应限制，其他许多国家也相继禁止使用。

从人们追求健康、崇尚天然食品的现代生活趋势来看，天然抗氧化剂取代合成抗氧化剂必将成为趋势。

迷迭香天然抗氧化剂便是一种具备抗氧化能力强、安全性高及无副作用等特点的天然抗氧化剂。

造成食品氧化酸败的主要因素是氧气与油脂相结合，产生自由基。

而迷迭香提取物的抗氧化机理就是终止氧化过程中的自由基反应从而阻止氧化反应[17]。

另外有研究表明，迷迭香中迷迭香酚、鼠尾草酚和迷迭香双醛等成分作为断链型自由基终止剂，通过捕获过氧自由基来抑制过氧化链式反应的进行[18]。

因为产生的酚氧自由基在一定条件下比较稳定，与类脂反应很慢，阻断了自由基链传递并抑制了其增长，从而抑制了氧化过程的进展。

它克服了抗氧化剂应用中的缺陷，不仅具有较好的抗氧化性能，而且还具有抗菌和抗病毒的作用，并对人体无害，是世界公认的食品抗氧化剂第三代。

所以迷迭香提取物的开发与应用有广阔的发展前景。

2材料与方法

2.1.1试验材料

表2-1试验材料

材料

来源

迷迭香提取物

河南森源木草天然产物公司提供

VE

上海秘蓝生物科技有限公司

TBHQ

广州泰帮食品有限公司提供

柠檬酸

天津市天力化学试剂有限公司

牛油

南阳味斯特香精公司

郫县豆瓣

四川省陴豆瓣有限公司

永川豆豉

重庆市永川区佳美调味品有限责任公司

花椒粉

市购

醪糟

市购

辣椒

市购

八角粉

市购

酵母粉

安琪酵母股份有限公司

味精

河南莲花味精股份有限公司

食盐

市购

白砂糖

市购

酱香牛肉膏

北方霞光食品添加剂有限公司

2.1.2主要试剂

表2-2主要试剂

试剂

来源

三氯甲烷（分析纯）

天津市科密欧化学试剂厂

冰乙酸（分析纯）

天津市化学试剂二厂

硫代硫酸钠（分析纯）

天津市天力化学试剂有限公司

重铬酸钾（分析纯）

天津市德恩化学试剂有限公司

碘化钾（分析纯）

天津市化学试剂三厂

硫酸溶液（分析纯）

天津市德恩化学试剂有限公司

无水碳酸钠（分析纯）

天津市德恩化学试剂有限公司

淀粉（分析纯）

天津市天力化学试剂有限公司

2.1.3主要仪器与设备

表2-3主要设备

设备

来源

JA1003型电子天平

上海良平仪器仪表有限公司

DH4000AB型电热恒温培养箱

天津市泰斯特仪器有限公司

2.2试验方法及样品预处理

2.2.1试验方法

采用Schaal烘箱法和碘量滴定法[18]。

2.2.2样品预处理

依次称取0、15mg、30mg、45mg迷迭香提取物，分别加入150g天然火锅底料中，振摇使迷迭香提取物充分溶解于天然火锅底料中，配成迷迭香提取物质量分数分别为0、0.01%、0.02%、0.03%的含油样品。

然后装于100mL碘量瓶中，放入60（±2）℃的恒温培养箱内，每隔3d取样测定天然火锅底料中的POV含量。

依次称取0、30mg、60mg、90mg柠檬酸，分别加入150g天然火锅底料中，振摇使迷迭香提取物充分溶解于天然火锅底料中，配成柠檬酸质量分数分别为0、0.02%、0.04%、0.06%的含油样品。

然后装于100mL碘量瓶中，放入60