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

食用油的氧化问题是食品行业中普遍存在的挑战，尤其是富含不饱和脂肪酸的核桃油，其易于氧化，导致感官品质下降及营养价值损失。为了延长核桃油的货架期并提高其稳定性，添加抗氧化剂是最常见的方法。然而，合成抗氧化剂的安全性问题使得消费者对天然抗氧化剂的需求日益增加。迷迭香提取物作为一种天然、高效的抗氧化剂，已被广泛应用于延缓油脂氧化。本研究旨在探索迷迭香提取物与其他天然抗氧化剂（如维生素E、青刺果油、茶多酚）联合使用对核桃油氧化稳定性的影响，评估其对油脂过氧化值、酸值及感官品质的改善效果，从而为核桃油的储存稳定性提供科学依据。

1 核桃油的氧化特性及迷迭香提取物简介

1.1 核桃油的化学组成与营养价值

核桃油是从核桃仁中提取的植物油，富含多种对人体健康有益的不饱和脂肪酸，其中包括亚油酸和亚麻酸。不饱和脂肪酸在调节血脂、预防心脑血管疾病方面有重要作用。此外，核桃油中还含有多种生物活性物质，如维生素E、植物甾醇和酚类化合物，这些物质具有抗氧化、抗炎和免疫调节等功能。因此，核桃油作为一种高营养价值的食用油，越来越受到消费者的青睐。

1.2 核桃油的氧化特性

虽然核桃油具有丰富的营养成分，但其中高含量的不饱和脂肪酸也使其易于氧化。氧化作用是导致食用油质量下降的主要原因之一，会引起油脂酸败，产生不良气味和有害物质。在氧化过程中，核桃油的颜色变深，感官品质下降，甚至可能生成对人体有害的过氧化物和自由基。核桃油的氧化受多种因素的影响，包括光照、温度、氧气和金属离子的存在等，这些因素加速了油脂的氧化过程，缩短了核桃油的货架期。

1.3 核桃油的氧化机制

核桃油的氧化主要包括初级氧化和次级氧化两个阶段。在初级氧化阶段，不饱和脂肪酸受到氧分子的攻击，生成过氧化物；在次级氧化阶段，过氧化物进一步分解形成醛类、酮类等小分子化合物，导致油脂的酸败和感官品质的下降。脂质氧化反应呈现出自由基链式反应的特征，通常需要通过抗氧化剂来阻断自由基的生成和传播，从而延缓油脂的氧化进程。

1.4 迷迭香提取物及其抗氧化机制

迷迭香提取物是一种天然抗氧化剂，主要来源于迷迭香（Rosmarinus officinalis L.）的叶片。迷迭香提取物中的活性成分包括迷迭香酸、熊果酸和鼠尾草酸等多酚类化合物，这些成分能够有效清除自由基，并螯合金属离子，阻止脂质氧化反应的发生。由于其强效的抗氧化特性，迷迭香提取物被广泛应用于食品、药品和化妆品等领域。

迷迭香提取物的抗氧化机制主要包括以下几点：首先，迷迭香提取物中的多酚类化合物能够通过提供氢原子与自由基反应，终止自由基链式反应。其次，迷迭香提取物能够与氧分子反应，抑制氧化反应的启动。此外，迷迭香提取物还具有一定的金属螯合能力，能够与氧化过程中起催化作用的金属离子结合，减少其对氧化反应的促进作用。

1.5 迷迭香提取物在食用油中的应用

迷迭香提取物作为一种天然、安全且高效的抗氧化剂，已经被广泛应用于多种食用油的氧化防护中。与合成抗氧化剂（如BHA、BHT）相比，迷迭香提取物的天然特性使其更易于被消费者接受，特别是在对食品安全要求越来越高的当下，天然抗氧化剂的应用具有广阔的前景。研究表明，迷迭香提取物不仅能够有效延长油脂的货架期，还能够保持其感官品质和营养价值。

然而，单独使用迷迭香提取物在某些情况下的抗氧化效果可能不足，因此探索迷迭香提取物与其他天然抗氧化剂（如维生素E、茶多酚、青刺果油等）的联合使用成为近年来的研究热点。通过不同抗氧化剂之间的协同作用，可以更好地延缓油脂的氧化过程，提高油脂的稳定性。

2 天然抗氧化剂的选择及其应用

2.1 天然抗氧化剂的分类与特性

天然抗氧化剂根据其来源和化学结构可分为多酚类、维生素类和类胡萝卜素类。多酚类抗氧化剂如迷迭香提取物和茶多酚，具有强效的自由基清除能力。维生素类（如维生素E）能够通过提供氢原子终止自由基链式反应，而类胡萝卜素类如β-胡萝卜素则主要通过与氧反应抑制氧化过程。

2.2 维生素E的抗氧化作用

维生素E是一种脂溶性抗氧化剂，能够有效抑制油脂中自由基链反应的进行。其作用机制主要是通过提供氢原子来中和自由基，从而延缓脂质过氧化。维生素E因其在油脂中易于溶解且无色无味，在油脂的抗氧化应用中具有重要地位。

2.3 茶多酚在油脂中的应用

茶多酚是一种来源于茶叶的天然抗氧化剂，含有多种酚类化合物，具有较强的抗氧化能力。茶多酚能够通过清除自由基和螯合金属离子来抑制油脂氧化，特别是在抑制初级氧化物的生成方面表现出色。然而，茶多酚在油脂中的溶解性较差，这使得其在油脂体系中的应用受到一定限制。

2.4 青刺果油的营养价值与抗氧化特性

青刺果油富含维生素A、E及矿物质元素，具有良好的抗氧化特性。其活性成分能够通过多重途径抑制脂质的氧化反应，不仅延缓油脂氧化，还能提高油脂的营养价值。青刺果油与迷迭香提取物的联合使用能够在不同阶段发挥协同作用，有效延长核桃油的货架期。

2.5 天然抗氧化剂的协同作用

在油脂氧化防护中，不同天然抗氧化剂之间可能存在协同作用。迷迭香提取物、维生素E、青刺果油和茶多酚等联合使用，通过发挥各自的优势，能够更好地抑制自由基生成并延缓油脂氧化过程，从而提高油脂的氧化稳定性。研究表明，合理的抗氧化剂组合不仅能够减少各自的用量，还可以提升抗氧化效果。

3 实验设计与结果分析

3.1 实验材料与方法

本研究使用了市售一级冷榨核桃油作为研究对象，脂溶性迷迭香提取物、维生素E、茶多酚和青刺果油作为抗氧化剂。实验分为七个组别：对照组（未添加抗氧化剂）和六个实验组（分别添加迷迭香提取物、维生素E、茶多酚、青刺果油，以及多种抗氧化剂组合）。每组样品取100mL，分别装入密封玻璃瓶中，并在63℃±1℃的恒温干燥箱中储存，用于加速氧化试验。实验过程中每10天取样一次，测定过氧化值、酸值和感官品质的变化，持续90天。

样品的过氧化值按照《GB 5009.227-2016 食品中过氧化值的测定》标准方法进行测定，酸值按照《GB 5009.229-2016 食品中酸值的测定》标准进行测定。此外，为评估核桃油的感官品质，采用10名专业评审员进行感官评分，评分标准包括色泽、气味和口感，满分为10分。

使用的主要仪器包括：DHG-9240A型电热鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司），PX224ZH/E电子天平（奥豪斯仪器（常州）有限公司），以及分析纯试剂（包括三氯甲烷、冰乙酸、碘化钾等）。

表1 样品分组及添加剂量

3.2 过氧化值和酸值的变化趋势

过氧化值的测定结果表明，对照组核桃油样品的过氧化值在储存过程中迅速增加，从初始的0.03 g/100g增至储存60天时的0.25 g/100g，显示出显著的氧化趋势。而实验组中，添加了迷迭香提取物、青刺果油和维生素E的组合显著抑制了过氧化值的增长。在储存60天时，该组合的过氧化值仅为0.12 g/100g，相比于对照组显著降低了氧化速度。

酸值的变化趋势与过氧化值相似，对照组酸值从初始的0.03 mg KOH/g增长至90天时的0.40 mg KOH/g。而添加迷迭香提取物、青刺果油和维生素E组合的实验组酸值则始终保持在0.15 mg KOH/g以下，显示出显著的抗氧化效果。

数据如表2所示，迷迭香提取物、青刺果油与维生素E的组合在整个储存过程中表现出最佳的抗氧化效果，相较于单一抗氧化剂和其他组合，能够更有效地抑制过氧化值和酸值的上升。

表2  核桃油样品在不同储存时间的过氧化值和酸值变化

3.3 感官品质的变化

在感官评定中，对照组核桃油在储存期间逐渐变黄，并出现了明显的异味，而添加抗氧化剂的实验组则能够显著延缓这些不良变化的发生。尤其是迷迭香提取物、青刺果油与维生素E的组合，在储存90天时仍能保持良好的色泽和清新的香气。

感官评分结果如表3所示，显示对照组在储存50天后得分显著下降，而实验组在90天时仍能保持较高的感官品质评分。迷迭香提取物与维生素E和青刺果油的组合表现出最佳的感官稳定性，最终得分为8.5分，远高于对照组的5.0分，表明该组合能够显著延长核桃油的货架期。

表3  核桃油样品在不同储存时间的感官评分变化

4 讨论与总结

通过上述实验结果可知，脂溶性迷迭香提取物与天然抗氧化剂（维生素E、青刺果油）联合使用对延缓核桃油的氧化具有显著效果。尤其是在过氧化值和酸值的控制方面，迷迭香提取物与青刺果油和维生素E的组合效果最佳，能够显著延缓氧化速率并保持较高的感官品质。

实验结果还表明，迷迭香提取物与茶多酚的组合虽然也表现出了一定的抗氧化效果，但由于两者的抗氧化机理存在部分重叠，其效果不如与维生素E和青刺果油的组合显著。因此，未来可以进一步探索如何优化不同抗氧化剂的组合，以获得更强的协同效果。

此外，响应面实验分析显示，迷迭香提取物、青刺果油与维生素E的最优配比为：迷迭香提取物0.04g/100g，青刺果油1.5g/100g，维生素E 0.1g/100g。在此组合下，核桃油的氧化稳定性显著提升，合格天数达到84天以上。

本研究表明，脂溶性迷迭香提取物与天然抗氧化剂的组合能够显著提高核桃油的氧化稳定性和感官品质，为食用油中天然抗氧化剂的应用提供了科学依据。未来的研究应进一步探索不同抗氧化剂组合的最优添加比例，并在实际储存条件下进行长期实验，以验证这些抗氧化剂组合的有效性。

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