一种抑制植物油精炼脱臭过程中GEs产生的方法
技术领域
本发明属于植物油脂领域，具体涉及一种抑制植物油精炼脱臭过程中GEs产生的方法。
背景技术
缩水甘油酯(GEs)是缩水甘油和脂肪酸的酯化产物，GEs是一种潜在致癌物，随食品进入人体后，在体内脂肪酶的作用下，能水解为基因致癌性的缩水甘油，已有研究确定GEs主要形成于食用油脂精炼过程，尤其是高温脱臭环节。众所周知，GEs主要产生于油脂精炼过程中，主要受到前体物质甘一酯和甘二酯的含量，以及脱臭的温度和时间等因素的影响，因此可以通过减少前体物质的含量，优化精炼条件，以及吸附脱除等方法减少缩水甘油酯的生成及最终含量。目前，Cheng等人的研究中发现抗氧化剂的加入不仅可以通过间接调控油脂自由基氧化，还可以通过直接抑制环酰氧鎓自由基中间体的生成，从而抑制GEs的生成(Cheng W W,Liu G,Liu X.Effects of Fe3+and Antioxidants on Glycidyl EsterFormation in Plant Oil at High Temperature and Their Influencing Mechanisms[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2017,65(20).)。因此可以说明，抗氧化剂的添加可以有效抑制油脂精炼过程中GEs的生成。
芝麻木酚素作为一类天然存在的油溶性抗氧化剂，主要种类包括芝麻素、芝麻林素、芝麻素酚和芝麻酚等四种，它不仅具有强的抗氧化作用，并且更加安全，具有替代人工合成抗氧化剂的潜力(魏安池,杨玲玲.芝麻木脂素的抗氧化研究[J].河南工业大学学报,2011,32(5).陈凤香.芝麻木脂素研究进展[J].粮食与油脂,v.25；No.194(06):1-6.Dar AA,Arumugam N.Lignans of sesame:purification methods,biological activities andbiosyntheses[J].Bioorganic Chemistry,2013,50.)。其中芝麻酚是具有强抗氧化作用的芝麻木酚素，能够极大地提高油脂的氧化稳定性。Dachtler等人通过加速氧化实验，测定添加了芝麻酚的葵花籽油的氧化诱导时间，证实了芝麻酚能够提高油脂的氧化稳定性(Dachtler M,Frans P,Frans S,et al.On-line LC-NMR-MS characterization ofsesame oil extracts and assessment of their antioxidant activity[J].EuropeanJournal of Lipid Science and Technology,2003,105(9):488-496.)。Hwang等人比较了木酚素和人工合成抗氧化剂对大豆油在180℃条件下加热的抗氧化作用，发现芝麻酚的抗聚合能力强于TBHQ(Hwang H,Winkler-Moser JK,Liu SX.Structural Effect of Lignansand Sesamol on Polymerization of Soybean Oil at Frying Temperature[J].Journalof the American Oil Chemists Society,2012,89(6):1067-1076.)。董新荣等人以茶油为底物，研究添加不同浓度的芝麻酚对油脂的抗氧化作用，结果表明，随着芝麻酚浓度的增加，油脂的氧化稳定性越好(董新荣,刘宇光,李本祥.芝麻酚对茶油抗氧化活性研究[J].食品研究与开发,2008,29(7):19-21.)。随着GEs的生成和抑制机制的探明，抗氧化剂的加入能够有效抑制油脂精炼脱臭过程中GEs的生成，而芝麻酚作为一类天然存在的抗氧化剂，不仅具有强的抗氧化作用，并且更加安全。因此，探讨将芝麻酚应用于GEs的生成抑制，对于拓展芝麻酚的应用，以及为解决油脂中GEs高含量所带来的安全问题具有十分重要的指导意义。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种抑制植物油精炼脱臭过程中GEs产生的方法。
随着传统的人工合成抗氧化剂BHT、二丁基羟基甲苯(BHA)、TBHQ等由于安全问题而被逐步禁用，本发明提出来一种安全抑制植物油精炼脱臭过程中GEs产生的方法。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
本发明提供的一种抑制植物油精炼脱臭过程中GEs产生的方法，包括如下步骤：将芝麻酚加入植物油中，混合均匀(超声辅助溶解)，得到混合液，将混合液转移至安瓿瓶中，然后用酒精喷灯对安瓿瓶进行封口，然后加热进行精炼脱臭处理，冷却至室温，得到GEs的抑制率为17.48-28.99％的植物油。
所述GEs的抑制率为5.11-28.99％的植物油可置于3-5℃条件下保存。
进一步地，在所述混合液中，所述芝麻酚的质量百分比含量为0.01-0.05wt％(w/w)。
进一步地，所述植物油为棕榈油、米糠油、玉米油、菜籽油、亚麻油、葵花籽油、紫苏油、芝麻油、大豆油、牡丹籽油、花生油、棉籽油及萝卜籽油中的一种。
优选地，所述植物油为棕榈油、稻米油、玉米油、芥花油、亚麻油、向日葵油、紫苏油、芝麻油、大豆油、牡丹籽油、花生油、棉籽油及萝卜籽油中的一种。
进一步地，所述精炼脱臭处理的温度为215-235℃。
进一步地，所述精炼脱臭处理的时间为1.5-2.5h。
进一步地，所述植物油为经过脱胶、脱酸、脱色精炼后得到植物油。
可通过将不同含量的芝麻酚添加于植物油中，在模拟高温脱臭的条件下，通过测定GEs的含量来考察芝麻酚对植物油中GEs产生的抑制作用，来检验本发明提供的抑制植物油精炼脱臭过程中GEs产生的方法是否有效果。
所述检测方法，包括如下步骤：
(1)准确称取0.500g待测油样品，用甲基叔丁基醚和乙酸乙酯的混合液溶解(甲基叔丁基醚与乙酸乙酯的体积比为3:1)，混合均匀，得到待测液，在所述待测液中，待测油样品的浓度为240mg/mL；然后用移液枪吸取100μL的待测液过C18固相萃取柱，用2mL甲醇分3次洗脱，得到洗脱液，氮气吹干，然后加入2mL的正己烷与乙酸乙酯的混合液(正己烷与乙酸乙酯的体积比为95:4)，充分涡旋震荡复溶，得到复溶液A；将所述复溶液A过Silica固相萃取柱，然后用2mL正己烷与乙酸乙酯的混合液(正己烷与乙酸乙酯的体积比为95:4)分两次进行洗脱，得到洗脱液，氮气吹干，然后加入0.25mL甲醇，充分涡旋震荡复溶，得到复溶液B，将复溶液B转移至液相瓶中，待测；
(2)色谱柱为ACQUITY UPLC HSS T3超高效液相色谱柱(1.8μm,2.1mm×100mm)；流动相以甲醇和超纯水为流动相A和流动相B，采用梯度流动相洗脱程序，比例为：0-8.20min，甲醇：超纯水＝90:10；8.20-12.20min，甲醇：超纯水＝100:0；12.20-15.20min，甲醇：超纯水＝90:10；柱温25℃；进样量5μL。质谱采用多重反应监测模式(MRM)进行定量；大气压化学电离离子源(APCI)，正离子监测模式，探针温度490℃，离子源温度140℃，脱溶剂气流速900L/h，碰撞气流速0.14mL/min，电晕电流1.4μA，电晕电压3.4KV；
(3)芝麻酚对棕榈油中的GEs的抑制率，计算如下所示：
所述的芝麻酚添加后对GEs的抑制率在5.11-28.99％之间。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明提供的方法，通过添加天然抗氧化剂芝麻酚，能抑制GEs的生成，且随着其添加量的增加，GEs的抑制率逐渐提高。
(2)本发明提供的方法，流程简单、工艺条件容易控制，不仅为GEs的抑制提供了新的选择，而且绿色经济以及对人无毒副作用，能够解决植物油中GEs高含量所带来的安全问题。
附图说明
图1为实施例1、实施例2及实施例3中芝麻酚添加量对模拟油中GEs抑制率的影响折线图；
图2为实施例1中芝麻酚添加量对MPO中GEs生成的影响柱状图；
图3为实施例2中芝麻酚添加量对MCO中GEs生成的影响柱状图；
图4为实施例3芝麻酚添加量对MRO中GEs生成的影响柱状图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
实施例1
一种抑制植物油精炼脱臭过程中GEs产生的方法，包括如下步骤：
(1)芝麻酚的添加：以脱色棕榈油作为模型油(Model palm oil，MPO)，分别称取1mg、2mg、3mg、4mg及5mg的芝麻酚加入5份脱色棕榈油(MPO)中；超声分散均匀，得到5份模型油；在这5份模型油中，芝麻酚的质量百分比浓度分别为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％(w/w)；
(2)将上述5份模型油，各取3g分别置于5个安瓿瓶中，采用酒精喷灯对安瓿瓶进行封口，然后同时对这5个安瓿瓶加热进行精炼脱臭处理，所述精炼脱臭处理的温度为215℃，所述精炼脱臭处理的时间为1.5h，冷却至室温，得到5份精炼脱臭后的模型油，置于3℃条件下保存，待测；另取3g未添加芝麻酚的脱色棕榈油(MPO)作为空白组，对空白组作同样的精炼脱臭处理，得到空白处理后的脱色棕榈油，置于3℃条件下保存，待测。
效果验证：
以下所述待测油样品分别为5份精炼脱臭后的模型油及空白处理后的脱色棕榈油。
(1)准确称取0.500g待测油样品，用甲基叔丁基醚和乙酸乙酯的混合液溶解(甲基叔丁基醚与乙酸乙酯的体积比为3:1)，混合均匀，得到待测液，在所述待测液中，待测油样品的浓度为240mg/mL；然后用移液枪吸取100μL的待测液过C18固相萃取柱，用2mL甲醇分3次洗脱，得到洗脱液，氮气吹干，然后加入2mL的正己烷与乙酸乙酯的混合液(正己烷与乙酸乙酯的体积比为95:4)，充分涡旋震荡复溶，得到复溶液A；将所述复溶液A过Silica固相萃取柱，然后用2mL正己烷与乙酸乙酯的混合液(正己烷与乙酸乙酯的体积比为95:4)分两次进行洗脱，得到洗脱液，氮气吹干，然后加入0.25mL甲醇，充分涡旋震荡复溶，得到复溶液B，将复溶液B转移至液相瓶中，待测；
(2)色谱柱为ACQUITY UPLC HSS T3超高效液相色谱柱(1.8μm,2.1mm×100mm)；流动相以甲醇和超纯水为流动相A和流动相B，采用梯度流动相洗脱程序，比例为：0-8.20min，甲醇：超纯水＝90:10；8.20-12.20min，甲醇：超纯水＝100:0；12.20-15.20min，甲醇：超纯水＝90:10；柱温25℃；进样量5μL。质谱采用多重反应监测模式(MRM)进行定量；大气压化学电离离子源(APCI)，正离子监测模式，探针温度490℃，离子源温度140℃，脱溶剂气流速900L/h，碰撞气流速0.14mL/min，电晕电流1.4μA，电晕电压3.4KV；
(3)芝麻酚对棕榈油中的GEs的抑制率，计算如下所示：
结果分析：
图2为实例1中芝麻酚添加量对MPO中GEs生成的影响柱状图。如图2所示，随着芝麻酚的添加量的增加，MPO经模拟精炼脱臭过程生成的GEs含量均逐渐减少，这说明芝麻酚的添加能够抑制MPO精炼脱臭过程中GEs的生成；
图1为实施例1、实施例2及实施例3中芝麻酚添加量对模拟油中GEs抑制率的影响折线图；由图1可知，随着芝麻酚添加量的增加，对MPO中GEs生成的抑制率也逐渐升高，且在芝麻酚的添加量为0.05％时，MPO经模拟精炼脱臭后GEs生成的抑制率可达28.99％；
实施例2
一种抑制植物油精炼脱臭过程中GEs产生的方法，包括如下步骤：
(1)芝麻酚的添加：以脱色玉米油作为模型油(Model corn oil，MCO)，分别称取1mg、2mg、3mg、4mg及5mg的芝麻酚加入5份脱色玉米油(MCO)中；超声分散均匀，得到5份模型油；在这5份模型油中，芝麻酚的质量百分比浓度分别为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％(w/w)；
(2)将上述5份模型油，各取4g分别置于5个安瓿瓶中，采用酒精喷灯对安瓿瓶进行封口，然后同时对这5个安瓿瓶加热进行精炼脱臭处理，所述精炼脱臭处理的温度为220℃，所述精炼脱臭处理的时间为2h，冷却至室温，得到5份精炼脱臭后的模型油，置于4℃条件下保存，待测；另取4g未添加芝麻酚的脱色玉米油(MCO)作为空白组，对空白组作同样的精炼脱臭处理，得到空白处理后的脱色玉米油，置于4℃条件下保存，待测。
效果验证：
以下所述待测油样品分别为5份精炼脱臭后的模型油及空白处理后的脱色玉米油。
(1)准确称取1.000g待测油样品，用甲基叔丁基醚和乙酸乙酯的混合液溶解(甲基叔丁基醚与乙酸乙酯的体积比为3:1)，混合均匀，得到待测液，在所述待测液中，待测油样品的浓度为250mg/mL；然后用移液枪吸取100μL的待测液过C18固相萃取柱，用2mL甲醇分3次洗脱，得到洗脱液，氮气吹干，然后加入2mL的正己烷与乙酸乙酯的混合液(正己烷与乙酸乙酯的体积比为95:5)，充分涡旋震荡复溶，得到复溶液A；将所述复溶液A过Silica固相萃取柱，然后用2mL正己烷与乙酸乙酯的混合液(正己烷与乙酸乙酯的体积比为95:5)分两次进行洗脱，得到洗脱液，氮气吹干，然后加入0.5mL甲醇，充分涡旋震荡复溶，得到复溶液B，将复溶液B转移至液相瓶中，待测；
(2)GEs含量测定：色谱柱为ACQUITY UPLC HSS T3超高效液相色谱柱(1.8μm,2.1mm×100mm)；流动相以甲醇和超纯水为流动相A和流动相B，采用梯度流动相洗脱程序，比例为：0-8.20min，甲醇：超纯水＝90:10；8.20-12.20min，甲醇：超纯水＝100:0；12.20-15.20min，甲醇：超纯水＝90:10；柱温30℃；进样量10μL。质谱采用多重反应监测模式(MRM)进行定量；大气压化学电离离子源(APCI)，正离子监测模式，探针温度500℃，离子源温度150℃，脱溶剂气流速1000L/h，碰撞气流速0.15mL/min，电晕电流1.5μA，电晕电压3.5KV；
(3)芝麻酚对脱色玉米油中的GEs的抑制率，计算如下所示：
结果分析：
图3为实例2中芝麻酚添加量对MCO中GEs生成的影响柱状图；
由图3可知，随着芝麻酚的添加量的增加，MCO经模拟精炼脱臭过程生成的GEs含量均逐渐减少，这说明芝麻酚的添加能够抑制MCO精炼脱臭过程中GEs的生成；
图1为实施例1、实施例2及实施例3中芝麻酚添加量对模拟油中GEs抑制率的影响折线图；由图1可知，随着芝麻酚添加量的增加，对MCO中GEs生成的抑制率也逐渐升高，且在芝麻酚的添加量为0.05％时，MCO经模拟精炼脱臭后GEs生成的抑制率可达17.48％。
实施例3
一种抑制植物油精炼脱臭过程中GEs产生的方法，包括如下步骤：
(1)芝麻酚的添加：以脱色米糠油作为模型油(Model rice bran oil，MRO)，分别称取1mg、2mg、3mg、4mg及5mg的芝麻酚加入5份脱色米糠油(MRO)中；超声分散均匀，得到5份模型油；在这5份模型油中，芝麻酚的质量百分比浓度分别为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％(w/w)；
(2)将上述5份模型油，各取4g分别置于5个安瓿瓶中，采用酒精喷灯对安瓿瓶进行封口，然后同时对这5个安瓿瓶加热进行精炼脱臭处理，所述精炼脱臭处理的温度为235℃，所述精炼脱臭处理的时间为2.5h，冷却至室温，得到5份精炼脱臭后的模型油，置于5℃条件下保存，待测；另取4g未添加芝麻酚的脱色米糠油(MRO)作为空白组，对空白组作同样的精炼脱臭处理，得到空白处理后的脱色米糠油，置于5℃条件下保存，待测。
效果验证：
以下所述待测油样品分别为5份精炼脱臭后的模型油及空白处理后的脱色米糠油。
(1)准确称取1.500g待测油样品，用甲基叔丁基醚和乙酸乙酯的混合液溶解(甲基叔丁基醚与乙酸乙酯的体积比为5:1)，混合均匀，得到待测液，在所述待测液中，待测油样品的浓度为260mg/mL；然后用移液枪吸取200μL的待测液过C18固相萃取柱，用4mL甲醇分3次洗脱，得到洗脱液，氮气吹干，然后加入3mL的正己烷与乙酸乙酯的混合液(正己烷与乙酸乙酯的体积比为95:6)，充分涡旋震荡复溶，得到复溶液A；将所述复溶液A过Silica固相萃取柱，然后用4mL正己烷与乙酸乙酯的混合液(正己烷与乙酸乙酯的体积比为95:6)分两次进行洗脱，得到洗脱液，氮气吹干，然后加入0.5mL甲醇，充分涡旋震荡复溶，得到复溶液B，将复溶液B转移至液相瓶中，待测；
(2)GEs含量测定：色谱柱为ACQUITY UPLC HSS T3超高效液相色谱柱(1.8μm,2.1mm×100mm)；流动相以甲醇和超纯水为流动相A和流动相B，采用梯度流动相洗脱程序，比例为：0-8.20min，甲醇：超纯水＝90:10；8.20-12.20min，甲醇：超纯水＝100:0；12.20-15.20min，甲醇：超纯水＝90:10；柱温35℃；进样量15μL。质谱采用多重反应监测模式(MRM)进行定量；大气压化学电离离子源(APCI)，正离子监测模式，探针温度510℃，离子源温度160℃，脱溶剂气流速1100L/h，碰撞气流速0.16mL/min，电晕电流1.6μA，电晕电压3.6KV；
(3)芝麻酚对脱色米糠油中的GEs的抑制率，计算如下所示：
结果分析：
图4为实施例3芝麻酚添加量对MRO中GEs生成的影响柱状图。
由图4可知，随着芝麻酚的添加量的增加，MRO经模拟精炼脱臭过程生成的GEs含量均逐渐减少，这说明芝麻酚的添加能够抑制MRO模拟精炼脱臭过程中GEs的生成；
图1为实施例1、实施例2及实施例3中芝麻酚添加量对模拟油中GEs抑制率的影响折线图；由图1可知，随着芝麻酚添加量的增加，对MRO中GEs生成的抑制率也逐渐升高，且在芝麻酚的添加量为0.05％时，MRO经模拟精炼脱臭后GEs生成的抑制率可达19.00％；
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的方法应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动，如使用此方法对其他油脂精炼脱臭中产生的GEs进行抑制。因此，本发明不限于上述实施例，凡本领域的技术人员利用本发明的技术方案对上述实施例作出的任何等同的变动、修饰或演变等，均仍属于本发明技术方案的范围内。
