超声辅助强化摩洛哥坚果油(Argania spinosa L.)与百里香(Thymus vulgaris L.)、牛至(Origanum vulgare L.)及藏红花(Crocus sativus L.)粉末的复合效应:生物活性成分与氧化稳定性的协同提升

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Ultrasonics Sonochemistry 8.7

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  本研究针对天然植物油功能性强化需求,创新性地采用超声波辅助技术(UAE)将百里香、牛至和藏红花粉末与摩洛哥坚果油(AO)复合。通过测定总酚含量(TPC)、总黄酮(TFC)、DPPH• 和FRAP抗氧化活性等指标,证实该方法显著提升了油脂的生物活性成分。加速老化实验(60°C/120天)显示,0.5%藏红花强化油的过氧化值(PV)仅为15.22±0.04 mEq O2 /kg,显著优于未强化油(36.50±1.50)。该研究为开发高稳定性功能性油脂提供了绿色高效的解决方案。

  

在追求健康饮食的当代社会,植物油的功能性强化已成为食品科学领域的热点课题。摩洛哥坚果油(AO)作为北非特有的珍贵油脂,虽然富含不饱和脂肪酸和维生素E,但其氧化稳定性不足制约了应用价值。与此同时,百里香、牛至和藏红花等传统药用植物含有丰富的多酚类物质,如何高效地将这些生物活性成分整合到油脂基质中,同时避免高温加工导致的成分降解,成为研究者面临的关键技术挑战。

来自摩洛哥研究团队在《Ultrasonics Sonochemistry》发表的研究中,创新性地将超声波辅助强化技术(UAE)应用于AO的功能性改良。研究人员采用频率50Hz、功率650W的超声处理系统,通过15分钟的低温(20±1°C)处理,实现了三种植物粉末(添加量0.2-0.5% w/w)活性成分的高效转移。通过扫描电镜(SEM)观察发现,超声空化效应使植物细胞壁产生明显孔洞结构,这为解释提取效率提升提供了微观证据。

在技术方法层面,研究团队建立了系统的评价体系:采用Folin-Ciocalteu法测定总酚含量(TPC),铝络合法分析总黄酮(TFC),通过DPPH
自由基清除率和FRAP铁离子还原能力评估抗氧化活性。加速氧化实验(60°C/120天)中,定期检测游离脂肪酸(FFA)、过氧化值(PV)、对茴香胺值(p-AV)等指标,并结合Rancimat诱导期(IP)综合评价氧化稳定性。脂肪酸组成通过GC-FID分析,色素含量采用分光光度法测定。

研究结果展现出多方面的突破性发现:

  1. 生物活性成分显著提升:0.5%牛至强化油(EOO-0.5)的TPC达0.782±0.004 mg GAE/g,较未处理油提高2.7倍;0.5%百里香强化油(EOT-0.5)的TFC含量(4.880±0.071 mg QE/g)达到对照组的4倍。
  2. 抗氧化能力增强:藏红花强化油(EOS-0.5)的DPPH
    清除率(44.9%)和FRAP值(2.100 mmol TE/100g)表现最优,这与其中富含的藏红花素(crocin)密切相关。
  3. 氧化稳定性突破:在120天加速老化后,EOS-0.5的PV(15.22±0.04)和TOTOX值(33.43)仅为对照组的42%和43%,其Rancimat诱导期(5.76±1.01 h)延长36倍。
  4. 脂肪酸组成稳定:气相色谱分析证实,强化处理未改变AO的特征脂肪酸谱,油酸(C18:1)和亚油酸(C18:2)占比保持稳定。
  5. 色素协同效应:超声处理促进叶绿素和类胡萝卜素转移,其中藏红花强化油的类胡萝卜素含量最高,与其特有的藏红花素和藏红花醛成分相关。

通过相关性分析发现,类胡萝卜素含量与诱导期呈强正相关(r2
=0.96),而与PV、TOTOX值显著负相关,证实了这些天然色素在延缓油脂氧化中的关键作用。扫描电镜图像直观展示了超声处理前后植物粉末的形态变化——百里香和牛至样品表面出现明显孔隙,藏红花则呈现剥落结构,这些结构改变为解释活性成分释放机制提供了直接证据。

该研究的创新价值体现在三个方面:首先,首次将UAE技术应用于AO的功能性强化,开发出操作简单(15分钟)、低温高效的绿色工艺;其次,通过多指标评价体系证实了植物-油脂复合系统的协同稳定效应;最重要的是,为天然抗氧化剂替代合成添加剂(BHA/BHT)提供了科学依据。研究成果不仅拓宽了AO在功能性食品和化妆品中的应用前景,其技术路线也可推广至其他植物油的价值提升。未来研究可进一步优化超声参数,探索不同植物组合的协同效应,并开展体内外生物活性评价,为开发新一代保健油脂产品奠定基础。

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