茶多酚在食用植物油中的增溶和抗氧化机理

1、茶多酚在食用植物油中的增溶和抗氧化机理类别：負品工业作者：林新华 叶榕 黄丽英 陈伟关键词：茶，酚类，抗氧化药，植物汕类，溶解度【内容】茶多酚在汕脂中的抗氧化作用，不少学者作了研究，但由于茶 多酚为水溶性抗氧化剂，不能直接溶于油中，迄今为止尚未解决其应用中的 油溶性问题。尽皆国内已有报逍，可用短碳链脂肪醇作为茶多酚的脂溶性溶 剂。经理论和实验证明，这种脂溶性液体茶多酚在植物汕中很快出现混浊、 沉淀。要解决这个问题，必须寻找一种无毒的既可溶解茶多酚，又能与植物 油相溶的溶剂，该溶剂必须是具备双亲分子结构的表而活性剂。利用表而活 性剂的增溶作用，将茶多酚增溶于非水体系中，形成稳的胶束溶液，这样 既

2、可保持食用植物汕原有的外观特色，又能保持茶多酚的长久抗氧化效果。 由于表而活性剂在水溶液中的增溶机理研究较多，在非水体系中的增溶机 理研究却较少。本文就茶多酚在植物汕中被增溶效果和抗氧化效果进行试 验，报告如下。1材料与方法1. 1材料 茶多酚（96%以上，福建华建生物有限公司），植物油为新鲜精炼 花生汕（厦门中鸯炼汕厂）。叔丁基对苯二酚（tertiary butylhydroquinone, TBHQ）、二丁 基疑基甲苯（buty lated hydroxy-toluene, BHT）及非离子表面 活性剂由福建华建生物有限公司提供（A. R）。阳离子表面活性剂（A. R）,阴离 子表面活性剂

3、（C.P）.VE.枸椽酸、KI、Na2S203、冰醋酸等均为A. R级，水 为蒸饰水。1.2 仪器恒温磁力搅抖器（常州国华电器有限公司），电热恒温箱（常州 国华电器有限公司），低温冰箱（青甜海尔公司）.ND-1001DP测色色差计（日 本岛津公司）。1.3 实验方法将一定量的茶多酚溶于酒精，加入新鲜植物油（未加抗氧 化剂，下同）中（每公斤汕中分别含茶多酚10, 20. 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110. 120mg）,再分别加入不同浓度 （0.1,0. 5.1. Og/L）.不同类型表面活性剂（阴离子表面活性剂、阳离子表面 活性剂、非离子表面活性剂、复配

4、表面活性剂），或将茶多酚直接溶于不同 类型表而活性剂中，然后加入新鲜植物汕中(添加量按茶多酚的实际含量计)，置磁力搅拌器上搅拌lh(1000- 1500r/min).分別置4C、25C、54C恒温条件下观察14天，考察溶解性能和稳世性。将 加入不同量茶多酚溶液的植物汕（质量基本相同），分別装入无色透 明、体积一致的玻璃瓶中，置54C电热恒温箱内，加热14天，每两天 取一立量的汕，测宦各处理植物油样品的过氧化值（POV），考察抗氧 化性能。1.4 测试方法植物汕的色泽和亮度采用ND-1001DP测色色差计测 立，过氧化值CPOV）按GB5009. 37-85植物油脂卫生标准的分析方法 （KI-N

5、a2S203 测世法）测；4 2结果2. 1 茶多酚在植物汕中溶解性试验2. 1. 1 脂溶性茶多酚溶液的制备 将茶多酚lOg溶于Span4040g中 （加热），再加入Span8050g,混匀，制备成质量分数为1. OXIO*的脂溶 性茶多酚溶液。再根据汕中茶多酚的实际需要量进行折算添加02. 1. 2 茶多酚溶液在植物汕中的溶解性、稳定性试验分别试验脂溶性茶多酚溶液和茶多酚乙醇溶液在植物油中的 溶解性、稳是性（表1,2）。添加相同质量的茶多酚，茶多酚乙醇溶液 （2. 5X10）所需的复配表而活性剂量大得多，这可能与乙醇只能部分溶于植物汕，需要表面活性剂增溶有关。但脂溶性茶多酚溶液较稠, 在汕

6、中溶解较慢，可微热后再加入汕中。综合考虑成本和保持食用汕 的风味，以脂溶性茶多酚溶液较为理想。机1t-iAH*常IS荼參e溶盜SIX檢s中福感冷ft童曲建 2sr$4igTj l4d 74 l J T J U Jawgd 144鋼Tgas.i 冒&岌 麻下9圖跻紇為制骷甘事農鮮总柚皿 “Uw U|Ai）7d2.2 脂溶性茶多酚溶液抗氧化性能考察2. 2. 1 不同浓度茶多酚溶液抗氧化性能比较分别试验不同浓度 茶多酚溶液抗氧化性能（表3）。植物油的色相角越小，油的色泽越红: 如果色相角相同，色差越大，色泽越深，外观特征越差。添加量为 1000rag（折合茶多酚lOOmg）时，汕的色泽与对照组相近

7、；添加 480mg（折合茶多酚120mg）时，汕的色相角降低较显著，色差也变大， 从外观看，油的清亮度较差，颜色略深。从表中还可看出，抗氧化效果 随茶多酚浓度的增大而加强。添加1000与1200rag的茶多酚溶液结 果相近。综合考虑抗氧化效果和外观特征，最大添加量以lOOOmg kg 油为宜。s冶IS杀參穂sa檢fiTSff桂冷g性氏童EiRi 林30ASX t-iAO$1U|A|J225 r54CUi4dldWH 42001“iSHf*100怜副1 oogMO8tt1ifrflfllOOOW.SR*1100120IMG尼8*Ttct泗TaaS.i豪事B乙ihs禎（?j悄埔MS2)Htd 14

8、4Td VA|)1 a w*1 41 410114It 4eta*小feS4 e：Q4:0 W M)心9 2100 )：toi0 J0 HOS4Mft 7 M41110 iir0 1*4t Ht0 n0 SGg0 0 M IN说out0 j-n0 4Ut IMla Ct0 021 Hlfl ni0 UT0 29 X20 ClHjft IWIM0 M0 a4tQ !的0 ：0102D0幼0 “)屮FWl4lie0 e“C 401iri* ?0C&6 M 1nt9 2U0 wfl5U9 fcu0 111它尾轨僅为E和4氏舌朗i*.仙xuei昧灯W *2.2. 3 不同抗氧化剂在植物汕中抗氧化性能比

9、较（表5） 同样的添 加量增效茶多酚溶液的抗氧化效力最强，其次是TBHQ, BHT略差。表4增效剂对茶多酚溶液在植物油中抗氧化效果影响(54 9 )抗氧化剂添加浓度 (按茶多酚计) (ngAgPOV(跆)6 d1 0 d14 d茶多酚溶液(1 , 1 0- )400, 1900 3S00, 570600, I5S0, 3090, 472800. 1400. 2860. 4231000, I3S0. 2700, 4061200, 1320. 2720, 401増效茶多酚溶液(r Ox 1 o丨)400. 1720 35S0, 545600. 1420. 2760. 41 6800 12S0 26

10、10, 3801000,1120. 2490, 3691200,1100. 2SS0, 372CK0, 2840 5580, 842植物油的初始过第化值质量分数为O.OIx 10-R5 a556i5f-WT JWQ E9-W8fXIilftttSlsiClTHU:aIdU1WUdm环830 w10 ZU0$ in101110-1th1& OilQ谢0 01!0 H)0 Mfl 4M6HtKfr El4旳a iztf-JTle QI$ 5$!1IM5SXf小$；Q.H*t *H9 n? 护IfiHC( IK4 HTQ n4 tntio1ctmQM；9 Uf4 IV0 )0 U0 01*5070

11、072a 6fi:n1. iH0 SJ)0 *n0 TH1 inw- If Fl廿対H A ir 的蒔b届序錦计3讨论3. 1不同表面活性剂增溶作用 对于离子型表面活性剂，山于亲 水亲油平衡(hydrophi le-lipophi 1 ebalance, HLB)值均较大，水溶 性好，油溶性差，添加量少时，溶解的茶多酚极有限，添加量大时，本 身不溶于油，造成油不透明。对于非离子表而活性剂，如脂肪醇聚氧乙 烯醛类、脂肪醇聚氧乙烯酯类、烷基苯酚聚氧乙烯醮类及多醇表面 活性剂等，对茶多酚的增溶作用，存在下列儿种现象:(l)HLB值8, 油溶性差，不能在油中很好分散，增溶效果不显著;(2)HLB值4,

12、油 溶性好，水溶性差，不能与茶多酚很好结合，增溶效果也不显 著;(3)HLB值在46之间，在油中有一定的溶解度，对茶多酚也有 一定的增溶。但单一的非离子表面活性剂的增溶有限，如SpanSO, HLB值为4. 3,对茶多酚结合力较差，油溶性好，需要添加大 量的表面活性剂，才有较大的增溶作用，这样不仅成本高，且易引起 油的风味改变。Span4O,HLB值为6. 7,对茶多酚结合力较大，但油溶 性差，增溶作用也极有限；（4）单一的非离子表而活性剂即使有较大增 溶作用，但时间长或温度提高后，也容易产生浑浊、沉淀；（5）利用二 种具有不同HLB值的非离子表面活性剂的复配体系，试验效果较佳， 如SpanS

13、O和Span40按4 : 6 （m/m）混合，HLB值约为5. 7,却有很好的 增溶效果，在植物油中添加质量分数为IXlcr,可增溶茶多酚100 llOmg/kg油，即使温度提高达105C，也不会产生油浑浊和茶多酚析 出，提示用多醇表面活性剂的复配体系，茶多酚在油中有较好的增 溶作用，且多醇表面活性剂乂是无毒级的，可用复合表面活性剂作 为溶剂，配制成脂溶性茶多酚溶液，以便于生产应用。3.2 增溶机理试验表明，筛选了各类表面活性剂在植物油中增 溶茶多酚，非离子表面活性剂效果最佳。根据文献，在非水体系中，非离 子表面活性剂易形成较大聚集数的胶束，且胶束的聚集数与其亲水、 亲油基大小皆有关，亲油基相

14、同时，则亲水基越大，越易形成胶束， 胶束的聚集数也越大。胶束的聚集数越大，增溶量越大。茶多酚的 分子体积较大，阴离子、阳离子表而活性剂在非水体系（油）中形成的 胶束聚集数小，不能很好地将茶多酚分子增溶其胶束内，只能利用 单体分子间的结合。故增溶量有限，也不稳定，本研究结果证明了这 一点。本研究中采用复配多醇类非离子表面活性剂，山于其亲水基部 分为多疑基，能与茶多酚的多轻基通过氢键或极性偶极间的作用力, 很好地结合在一起。当制备成茶多酚溶液加入油后，可能的增溶机理 是：表面活性剂在油中的浓度不足形成胶束时，其单体分子的亲油 基插入油中，亲水基与茶多酚分子结合，使茶多酚溶于油中，但不稳 定，温度略

15、高时，山于分子热运动的加剧，茶多酚易与活性剂分子脱 离而析出。当活性剂在油中浓度高于形成胶束浓度时，多个分子的 活性剂其亲水基与一个茶多酚分子结合，将茶多酚的分子包M起来, 而另一头的亲油基插入油中，形成了稳定的胶束真溶液。如果将茶多酚溶于乙醇，加入油中，再加入复配表面活性剂，可 以达到类似结果，但对表面活性剂的需要量大。这是曲于乙醇也不 溶于油，同样需要表面活性剂增溶。所不同的是，山于乙醇分子小，先被增溶，之后再增溶茶多酚，这符合表面活性剂非水体系二 次增溶机理。3. 3 抗氧化机理 试验结果表明，増效茶多酚溶液比合成抗氧化 剂具有较好的抗氧化效果，可以从以下儿方面得到说明：(1) 植物油在

16、空气中氧、水分或霉菌的作用下因水解、氧化等 作用，产生酸败，其中主要是由于植物油中不饱和脂肪酸甘油酯易发 生自动氧化，其过程为自由基的引发、传递、终止的链式反应机理。 抗氧化剂的作用，即提供氢质子，与油脂自动氧化所产生的游离基 结合，中断其链式反应，从而阻止氧化过程的不断进行。如果抗氧化 剂能提供的氢质子越多，其抗氧化性就越强。单分子的茶多酚能提 供多个酚式活性症基，而其它合成抗氧化剂只能提供单个酚式疑 基。这是茶多酚在相同条件下具有更强的抗氧化性能的重要原因之 一。在茶多酚中加入的枸椽酸，是催化油脂氧化的金属离子较好的 螯合剂，能延长茶多酚发挥抗氧化作用的时间。其次，单分子的枸椽 酸具备三个

17、羟基，极易提供氢离子，与油脂氧化产生的自山基结合， 同时也使茶多酚处于微酸环境，有利其稳定。因而起了抗氧化剂的 增效和协同作用。(2) 溶解茶多酚的溶剂为多醇类表面活性齐IJ,其单个分子能提 供多个疑基，它不但能与茶多酚形成氢键，有利于溶解茶多酚，同时 也具有一定的抗氧化活性，起了茶多酚抗氧化的增效和协同作用。(3) 茶多酚具有较强的抗氧化性，这已得到公认，但不能溶于植 物油中，这是应用上首先必须解决的问题。利用非离子表面活性剂分 子结构上的特点，将茶多酚增溶于表面活性剂的胶束中，使茶多酚 溶于油，保持一定的稳定性，保证其持续的抗氧化特性。也减少或消 除了茶多酚对植物油外观色泽的影响。以上试验

18、表明，本研究不仅率先解决了茶多酚的油溶性问题， 且其抗氧化性能显著优于合成抗氧化剂，添加于植物油中乂不改变 其风味和外观色泽。同时，所使用的溶剂是无毒的食用天然表面活 性剂。经厂家实际使用结果表明，茶多酚还具有比合成抗氧化剂成 本低的优势。所以，本研究不仅为茶多酚的应用开辟一个潜力巨大的 新领域，而且对促进绿色食品的开发与食用，发展茶叶产品深度加 工业具有重要意义。参考文献：1 Xu Y ,Ho CT, Amin SG, et al. Inhibition of tobacco-spcific ni-trosoamine-induced lung tumorigenesi s inA/J mice by green tea and its major polyphenol as antioxidantsJ Cancer Res,1992,52(14):38753879.