2013年06月 云南化工 Jun.2013 第4O卷第3期 Yunnan Chemie ̄Technology Vo1.40,No.3 doi:10.3969/j.issn.1004-275X.2013.03.006 迷迭香抗氧化剂抗氧化性能的研究 阮英 ,侯有德 ,陈玉珍 ,卢玉栋 (1.福州福龙生物制品有限公司,福建福州350015; 2.福建师范大学化学与化工学院,福建福州350108) 摘要:通过与2,6-二叔丁基对甲苯酚抗氧化剂的对比探讨了迷迭香抗氧化剂在蛇油和葡萄 籽油中的抗氧化效果,并对迷迭香抗氧化剂进行紫外谱图分析。结果表明:迷迭香抗氧化剂添加量在 0.04%一0.05%之间的抗氧化效果最佳。随着用量的增加,抗氧化性能减弱,到一定程度不仅没有抗 氧化作用,反而表现出明显的催化氧化效果。迷迭香抗氧化剂在UVA波段具有良好的吸收峰,可提 高防晒化妆品的防晒黑效果。 关键词:迷迭香;抗氧化;2,6-二叔丁基对甲苯酚 中图分类号:11284 文献标识码:A 文章编号:1004.275X(2013)03-0025-04 油脂在贮存过程中不饱和脂肪酸极易氧化 化剂越来越受到人们的关注。近年来从植物中提 生成氢过氧化物,并会进一步分解为醛、酮及低级 取抗氧化剂,国内外已有广泛而深入的研究,其中 脂肪酸,从而使食品发生氧化、酸败,出现各种不 就有绿茶抗氧化提取物(茶多酚),甘草抗氧化提 良气味,使食品的风味改变,降低营养价值,甚至 取物(甘草黄酮),迷迭香抗氧化提取物,玫瑰抗氧 可能产生毒性对人体产生危害。 化提取物等。其中迷迭香抗氧化剂提取物主要成 影响油脂抗氧化性能的因素有抗氧化剂,温 分有:鼠尾草酚、鼠尾草酸、迷迭香酸、迷迭香酚、 度,催化剂(重金属),油脂不饱和度,光(紫外 表迷迭香酚、异迷迭香酚、迷迭香二酚 。迷迭香 线),氧,水分活度等。一般来说,油脂氧化的控制 抗氧化机理主要在于其能猝灭单重态氧,清除自 方法有3种:①低温(如一20 ̄C以下)储藏;②将油 由基,切断类脂自动氧化的连锁反应等_4]。迷迭 脂与空气隔绝,并将油中的氧气全部排除,真空或 香抗氧化剂主要成分是具有邻酚结构的酚类物 充氮气等惰性气体,用有色或遮光容器包装,避免 质,抗氧化功效远远高于现有的Vc、Ve、茶多酚等 与铁、铜等金属接触;③添加抗氧化剂。加人抗氧 天然抗氧化剂,是人工合成抗氧化剂BHA、BHT 化剂是一个行之有效且经济简便的方法。长期以 的2到4倍 J。迷迭香抗氧化剂结构稳定、不易 来,人们一直使用合成抗氧化剂进行食品及油脂 分解,可耐190 ̄C至240 ̄C高温。在高温条件时, 类的抗氧化和保鲜。美国化妆品原料评价委员会 迷迭香抗氧化剂表现出比合成抗氧化剂更强的抗 (CIR)的化妆品原料安全性评价参照表指出,2,6. 氧化能力,并具有很好的可溶性及稳定性,彻底克 二叔丁基对甲苯酚在用量小于0.5%时使用安 服了Vc、茶多酚等大多数天然抗氧化剂遇高温分 全 。实验证明,长期摄取吸收合成抗氧化剂会 解这一致命弱点。 伴随较多的副作用,例如BHA(叔丁基4.羟基甲 蛇油对皮肤黏膜具有较强的亲和力和渗透 醚)和BHT(2,6-二叔丁基对甲苯酚)对人体肝、 性,易被皮肤吸收 。中医常用蛇油治疗冻疮、皲 脾、肺的酶均有不利影响 。 裂、湿疹、烫伤等皮肤疾患,近年来的研究表明蛇 从中草药资源中提取高效、安全的天然抗氧 油具有抗炎、止痛、加速皮肤的新陈代谢、增强细 收稿:2013-01 作者简介:阮英(1988一),女,福安人,助理工程师,日化研究。 ・26・ 云南化工 2013年第3期 胞活力等功能,是高级美容化妆品的重要原料。 但是由于蛇油高含量的不饱和脂肪酸,因此在其 炼制和保存过程中极容易被氧化,如何防止蛇油 被氧化在实际生产中有重要意义。而葡萄籽油含 丰富的不饱和脂肪酸不象茶籽油含有天然的抗氧 化成分,在生产、存储过程中极容易发生氧化酸 败。本文应用POV法测定迷迭香BHT等抗氧化 剂在蛇油葡萄籽油中的抗氧化效果,通过与BHT 合成抗氧化剂的对比探讨迷迭香抗氧化剂的抗氧 化性能。 1 实验部分 1.1主要试剂和仪器 硫代硫酸钠(AR,上海联试化工试剂有限公 司);碘化钾(AR,上海展云化工有限公司);三氯 甲烷(AR,衡阳市凯信化工试剂有限公司);冰乙 酸(西陇化工股份有限公司);可溶性淀粉(AR,上 海展云化工有限公司);蛇油(福州福龙生物制品 (暑 仃0Iv/写 辑捌 公司自提);2,6-" 二叔丁基对甲基苯酚(BHT);迷 ¨ ∽ 迭香抗氧化剂(福州福龙生物制品公司自提)。 TU一1900双光束紫外可见分光光度计(北京 普析通用仪器有限责任公司)。 1.2样品分析方法 1.2.1抗氧化性能的测定 将不同浓度的抗氧化剂加入到油脂中,充分 混匀,在80 ̄C中加热30 min,再置于紫外灯下1 m 处照射1 h。按GB/TS009.37-2003(碘量法)标准 测定过氧化值(POV)。 1.2.2测定紫外谱图 准确称取一定量的迷迭香抗氧化剂,以水为 溶剂,配制成10 p,g/mL溶液,利用紫外可见分光 光度计在波长为200~800 nm之间测试溶液的紫 外吸收特性。样品槽用厚度为l cm的石英比色 皿,以蒸馏水为参比,测量的结果代表相对吸收光 谱。 2结果和讨论 2.1 抗氧化剂在蛇油的抗氧化作用 为了探讨迷迭香抗氧化剂对蛇油的抗氧化作 用,将添加不同量迷迭香抗氧化剂(以BHT为对 照)的蛇油在80℃加热30min,暴露在紫外灯下 11TI处1h加速氧化,测试其过氧化值,考察不同抗 氧化剂对蛇油的抗氧化性能,结果如图1所示。 0OO 0 02 0 04 0Oe OO8 010 01 2 01 4 016 018 抗氧化剂质量分数/% 图1抗氧化剂对蛇油的抗氧化实验 Figure 1 Anlloxidants aniio ̄ddant experiments 011 snake oil 由图1可知,随着抗氧化剂用量的增加,BHT 对蛇油的抗氧化性能随着用量的增加,抗氧化性 能呈线性增加。 迷迭香抗氧化剂对蛇油抗氧化性能随抗氧化 剂用量的增加呈现先增加后下降的趋势,在用量 为0.04%的时候抗氧化性能达到最大值。随后抗 氧化性能减弱,直至用量在0.08%的时候显示出 无明显抗氧化作用,在此后随用量的增加,不仅没 有抗氧化作用,反而促进了蛇油的氧化速度。 2.2 抗氧化剂在葡萄籽油中的抗氧化作用 为了探讨迷迭香抗氧化剂对葡萄籽油的抗氧 化作用,将添加不同量迷迭香抗氧化剂(以BHT 为对照)的葡萄籽油在80 ̄C加热30 min,暴露在紫 外灯下1 m处1 h加速氧化,测试其过氧化值,考 察不同抗氧化剂对葡萄籽油的抗氧化性能,结果 如图2所示。 ” 0 00 0 02 0 04 uOr5 0 u u10 u1 014 抗氧化剂质量分数/% 图2抗氧化剂对葡萄籽油的抗氧化实验 Figure 2 Antioxidants antioxidant experiments on grape seed oil 由图2可知,随着抗氧化剂用量的增加,BHT 2013年第3期 阮英等:迷迭香抗氧化剂抗氧化性能的研究 ・27・ 对葡萄籽油的抗氧化性能随着用量的增加,抗氧 化性能呈线性增加。 迷迭香抗氧化剂对葡萄籽油抗氧化性能随抗 氧化剂用量的增加而增加,在用量为0.05%的时 候抗氧化性能达到最大值。随后抗氧化性能减 弱,直至用量在0.1%的时候显示出无明显抗氧 化作用,在此后随用量的增加,迷迭香抗氧化剂反 而显示出了催化氧化的特性。 迷迭香抗氧化剂在葡萄籽油中的用量小于 0.05%时显示出比BHT略强的抗氧化性能,但其 在葡萄籽油中的添加的限定用量是0.1%。 2.3迷迭香抗氧化剂的紫外吸收谱图 . 图3为迷迭香抗氧化剂在波长为200—800 nm之问测试的紫外吸收特性。 2UU 3UU 4 b0U 600 700 800 l/rim 图3迷迭香抗氧化剂的紫外吸收谱图 Figure 3 UV absorption spectra of rosemary antioxidants 由图3可知,迷迭香抗氧化剂在紫外波长 UVA(300~400 nm)间有个强烈的吸收峰,在330 nm处达到最大吸收值,显示出该抗氧化剂通过吸 收紫外线的形式达到抗氧化的作用。同时该抗氧 化剂还可以应用于防晒化妆品中提高防晒黑能 力,增加化妆品的PA值。 2.4迷迭香抗氧化剂的主要成分和抗氧化机理 研究表明,迷迭香抗氧化剂的主要抗氧化成 分有为二萜类化合物:鼠尾草酚、鼠尾草酸、迷迭 香酸、迷迭香酚、表迷迭香酚、异迷迭香酚、迷迭香 二酚等 。 油脂与空气中氧的反应有三种不同途径:① 活化了的含烃类底物与氧反应产生的自动氧化; ②在一定的色素存在下光敏化的基态氧成单重态 氧而进行的氧化;③酶催化的氧化。脂类的自动 氧化反应极为普遍,是造成油脂变质的主要原 。 鼠尾草酸 鼠尾草酚 O 迷迭香酸 图4迷迭香的部分萜类化合物 Fiugre 4 Some terpenoids in rosemary 油脂中不饱和脂肪酸或酯RH在热、光或金 属催化剂等因素诱发而分解成不稳定的自由基 R・。当有空气氧存在时,自由基可能与0 生成 过氧化物自由基RO0・。氧化物自由基ROO・ 又和一个油脂分子(RH)反应,生成氢过氧化物 ROOH和一个自由基R・,通过R・链式反应继续 传递下去。 抗氧化剂x的最主要目的是终止链式反应: ROO・和X反应生成稳定的ROOH和x・。所以 这里的x必须含有捕获自由基的基团如酚羟基, 但同时形成的x・又不能如R・一样继续引起链 式反应,因此形成的x・必须比x有更加稳定的 结构。迷迭香酸、鼠尾草酚和鼠尾草酸的结构中, 芳环上都有两个羟基,羟基而且处于邻位,有利于 氧化反应的发生,氧化后形成一个半醌式结构,成 单电子通过共振效应与苯环形成一个大兀键,有 利于半醌结构的稳定。此时,与芳环相连的基团 如有利于芳环上大兀键电子的分散,则半醌结构 更稳定,也即抗氧化活性增强,反之,则抗氧化活 性减弱。如果另一个羟基也被氧化,则会形成更 稳定的醌式结构。因此,迷迭香酚、鼠尾草酚和鼠 尾草酸等二萜类化合物都有很好的抗氧化活 性 。 3结论 迷迭香抗氧化剂对动植物油都在低用量的时 候起到良好的抗氧化作用,随着用量的升高抗氧 化性能降低到一定程度并显示出催化氧化的效 果。在用量为低于0.05%时迷迭香抗氧化剂显示 -28・ 云南化工 2013年第3期 出和BHT相近的抗氧化效果。迷迭香抗氧化剂 化学研究,2007,18(2):61-65. 的最佳添加量在0.04%~0.05%之间。迷迭香抗 氧化剂在UVA波段(300—400 nm)问有个强烈的 吸收峰,从吸收紫外线特性方面显示出了良好的 抗氧化性。 [4] 陈辉,李光,刘振林.迷迭香对猪油抗氧化实验[J]. 中国卫生检验杂志,2007,17(5):952 ̄53 [5] 王文中,王颖.迷迭香的研究及其应用——抗氧化剂 [J].中国食品添加剂,2002(5):63-65. [6] 植飞,郑卫平.蛇油的研究进展[J].蛇志,2004,16 (1):67-70. 参考文献: [1]秦钰慧,宋健,Nash J F,等.化妆品管理及安全性和 功效性评价[M].北京:化学工业出版社,2007. [2] Brieskorn C H,Doemling H,Camosic Acid as Antioxi- dant in Rosemary and Sage Leaves[J].zeitschrift fuer Lebensmitteluntersuchung und—Forschung,1969,141 [7] 肖香.迷迭香精油及抗氧化剂的提取纯化研究[D]. 无锡:江南大学,2006. [8] 陈如,翁新楚.引进香料——迷迭香抗氧化活性的研 究[J].上海大学学报:自然科学版,2006,12(1):78— 83. [9] 郑秋闽.迷迭香抗氧剂的提取和鉴定[J].潍坊学 院学报,2010,10(4):95-98. (1):10-16. [3] 毛绍春,李竹英,李聪.迷迭香单体的抗氧化活性[J]. Study on the Antioxidant Activity of Rosemary Antioxidant RUAN Ying ,HOU You-de ,CHEN Yu-zhen ,LU Yu-dong (1.Fuzhou Fulong Biological Products Co.,Ltd.,Fuzhou 350015,China; 2.College of Chemisty rand Chemical Engineeirng,Fujian Normal University,Fuzhou 350007,China) Abstract:The antioxidant activity of rosemary antioxidant compared th BHT antioxidant on snake oil and grape seed oil was discussed in this paper.UV/VIS spectra of rosemary antioxidant was investigated in this paper.The results showed that rosemary antioxidant had the best antioxidant activity,when its con- centration was between 0.O4%to O.O5%.The oxidation resistance decrease with the increase of the a. mount.When the amount rose to some degree.it turned out to be catalytic oxidation.The rosemary antioxi— dam had great absorption at the UVA band,which could improve the protection of UVA in Sunscreen COS— medc. Key words: rosemary;antioxidant;BHT