Как дрожжевой астаксантин Fife влияет на окислительную стабильность жиров и масел?

 Окислительная стабильность жиров и масел является важным показателем их качества. Окислительное прогоркание разрушает витамины в жирах и маслах, окисляет ненасыщенные жирные кислоты, изменяет цвет и вязкость жиров и масел, что влияет на органолептические качества жиров и масел и срок их хранения [1 - 2]; более того, большое количество свободных радикалов, образующихся при прогоркании, может способствовать старению организма, а гидропероксиды являются потенциально канцерогенными. Длительное потребление деградированных и просроченных жиров и масел может повредить ферментные системы человека (например, цитохромоксидазу, сукцинат-оксидазу и т. д.), разрушить биопленки, вызвать снижение физиологических функций клеток и повреждение тканей, что приводит к различным физиологическим отклонениям[3 - 4].

 

Астаксантин - это красный каротиноид, впервые обнаруженный в панцирях речных раков, устриц, лосося и водорослей, который связывается с белками в организме и приобретает синий или голубой цвет. Астаксантин обладает сильной антиоксидантной способностью, в 1000 раз превышающей способность V C и в 200 раз превышающей способность полифенолов чая [5-6]. Астаксантин используется в области здорового питания и медицины, косметики и аквакультуры, однако о его применении для консервирования жиров и масел сообщалось редко. Получение астаксантина путем ферментации Phafia rhodozyma является наиболее перспективным методом для индустриализации производства природного астаксантина [7 - 8].

 

В данном исследовании было проанализировано влияние астаксантина из дрожжей Fife на стабильность хранения нескольких видов жиров и масел, используя в качестве основных показателей перекисное значение (POV) и кислотное значение (AV) в сравнении с широко используемыми антиоксидантами, такими как третично-бутиловый гидрохинон (TBHQ), и изучены антиоксидантные свойства жиров и масел, произведенных дрожжами Fife с высоким уровнем производства астаксантина, прошедших лабораторный отбор, что может послужить основой для выбора антиоксидантов в процессе хранения. Влияние астаксантина дрожжей Fife на стабильность хранения нескольких масел и жиров было проанализировано с использованием перекисного (POV) и кислотного (AV) значений в качестве основных показателей.

 

1 Материалы и методы

1 . 1 Экспериментальные материалы

Чайное масло, арахисовое масло, сало, рыбий жир, масло грецкого ореха, предоставленные Yichun Qinglong Hi-Tech Co., Ltd, Jiangxi; TBHQ, бутилированный гидроксианизол (bu- tylated hydroxyanisole, BHA), дибутилированный гидрокситолуол (bu- tylated hydroxytoluene, BHT), коммерчески доступные пищевые сорта; Fafo Enzyme Astaxanthin, лабораторный Ферментный астаксантин Fafo, лабораторного производства.

 

1 . 2 Экспериментальное оборудование

Электронные аналитические весы FA2004, Shanghai Hengping; Электротермический инкубатор DHP-9602, Shanghai Yiheng; Ультрафиолетовый спектрофотометр UV-3600, Shimadzu, Япония; Низкоскоростной и большой объем LXJ-IIB

Многотрубная центрифуга, Anting, Шанхай.

 

1 . 3 Экспериментальные методы

1 . 3 . 1 Методы оценки антиоксидантных свойств

Использовался метод ускоренного окисления Шааля. 100 г образцов жира из каждой экспериментальной группы были помещены в 250 мл бутылки с широким горлом, температура печи составляла 63 ± 0,5 °C. Образцы отбирались через определенные промежутки времени для определения POV и AV в соответствии с GB27 16-2005. Температура печи составляла 63 ± 0,5 ℃. Образцы отбирались через определенные промежутки времени, и POV и AV определялись в соответствии с GB27 16-2005.

 

1 . 3 . 2 Антиоксидантная активность дрожжевого астаксантина Fife в отношении нескольких видов нефтепродуктов

Значения POV и AV образцов были проанализированы путем добавления 0,02% дрожжевого астаксантина Fife (w/w%) в сало, чайное масло, арахисовое масло, сало, масло грецкого ореха и рыбий жир, соответственно. В масла добавляли 0,02% дрожжевого астаксантина Fife (w/w%), затем подвергали ускоренному окислению в печи Шааля и анализировали значения POV и AV в образцах в разные моменты времени.

 

1 . 3 . 3 Сравнение антиоксидантной активности дрожжевого астаксантина Fife с другими антиоксидантами на чайных маслах

Антиоксидантную активность астаксантина дрожжей Fife исследовали, выбрав в качестве эталона TBHQ, BHA и BHT как распространенные и эффективные антиоксиданты. Эксперимент был разделен на контрольную группу (пустая контрольная группа, без добавления антиоксиданта), группу астаксантина (добавлено 0,02% астаксантина дрожжей Fife) и контрольную группу (без добавления антиоксиданта). Эксперименты были разделены на контрольную группу (пустая контрольная группа, без добавления антиоксиданта), группу астаксантина (добавлено 0,02% астаксантина дрожжей Fife), группу TBHQ (добавлено 0,02% TBHQ) и группу TBHQ (добавлено 0,02% TBHQ).  02% TBHQ ) 、BHA 组（ 添 加 0 . Группа TBHQ (0,02% TBHQ), группа BHA (0,02% BHA), группа BHT (0,02% BHT). 02% BHT), антиоксиданты добавляли в свежее чайное масло в соответствии с вышеуказанными группами, затем чайное масло помещали в печь для ускорения окисления, и образцы отбирали в разные моменты времени для определения значений POV и AV.

 

1 . 3 . 4 Влияние добавления астаксантина в дрожжи Fife на их антиоксидантную активность

Астаксантин из дрожжей Fife экстрагировался в концентрации 0,02%, 0,0% и 0,0% соответственно. 02%, 0 . 015%, 0 . 0,02%, 0,015%, 0,01% и 0,005% (w/w%), соответственно. 005% (масс./масс.) добавляли в свежее чайное масло, затем чайное масло помещали в печь для ускорения окисления по методу Шааля, отбирали образцы в разные моменты времени и анализировали в соответствии с GB27 16-2005 для определения значений POV и AV.

 

2 Результаты и анализ

2 . 1 Сравнение антиоксидантной активности дрожжевого астаксантина Fife на нескольких видах нефтепродуктов

На рисунке 1 (5 контролей не приведены) показаны результаты антиоксидантной активности дрожжевого астаксантина Fife на пяти распространенных жирах и маслах в экспериментальных условиях: сало, чайное масло, арахисовое масло, свиной жир, масло грецкого ореха и рыбий жир. Значение POV увеличилось с 3,21 мэкв/кг до 18,53 мэкв/кг. Значение POV увеличилось с 3,21 мэкв/кг до 18,53 мэкв/кг, что на 75,4% меньше по сравнению с контрольной группой сала. 4%; дрожжевой астаксантин Fife оказал наилучшее антиоксидантное действие на чайное масло, при этом значение POV увеличилось с 3,25 мэкв/кг до 18,53 мэкв/кг, что на 75,4% меньше, чем в контрольной группе сала. Значение POV увеличилось только с 3,25 мэкв/кг до 10,35 мэкв/кг. Значение POV увеличилось только с 3,25 мэкв/кг до 10,35 мэкв/кг, а значение POV снизилось на 81,8% по сравнению с контрольной группой чайного масла. По сравнению с контрольной группой чайного масла, значение POV снизилось на 81,8%. По сравнению с животными маслами и жирами, дрожжевой астаксантин Fife оказывает лучшее антиоксидантное действие на растительные масла и жиры в качестве терминатора свободных радикалов, что может быть связано с тем, что растительные масла содержат больше токоферолов, фосфолипидов, стеролов, сквалена и других природных антиоксидантов, которые обладают хорошим синергетическим действием с дрожжевым астаксантином Fife.

 

Как видно из рисунка 2 (контрольные данные не показаны), АВ каждого образца был стабилен на начальном этапе, но увеличивался с течением времени. В целом, помимо гидролитического прогоркания, окисление жиров и масел также способствует накоплению свободных жирных кислот, а перекиси, образующиеся в результате реакции окисления, могут синтезировать альдегиды, кетоны и гидроксисоединения жирных кислот, что приводит к увеличению AV [8]. Антиоксиданты могут замедлить увеличение AV. Астаксантин из дрожжей Fife оказывает значительное влияние на чайное масло, в результате чего образуется меньше перекисей и свободных жирных кислот, а AV становится относительно низким. В ходе эксперимента дрожжевой астаксантин Fife оказался наименее эффективным в сале, что согласуется с результатами, представленными на рис. 1. Поскольку дрожжевой астаксантин Fife лучше всего действует в чайном масле, которое также является важной масличной культурой в Китае, мы выбрали чайное масло в качестве носителя антиоксидантов в следующих экспериментах.

 

2 . 2 Сравнение антиоксидантной активности различных антиоксидантов на чайных маслах

Как видно из рисунка 3, при 63 ℃ POV экспериментальных групп дрожжевого астаксантина Fife, TBHQ, BHA и BHT были ниже, чем у контрольной группы, особенно POV группы дрожжевого астаксантина Fife были значительно ниже, чем у контрольной группы, что указывает на то, что дрожжевой астаксантин Fife, TBHQ, BHA и BHT оказывали лучшее антиоксидантное действие на чайные масла, и порядок антиоксидантного действия был следующим: дрожжевой астаксантин Fife ＞ TBHQ > BHT > BHT. > BHT > BHA. Механизм окисления масла делится на три стадии: инициация, перенос и завершение[9] .

 

Основной функцией фазы инициации является образование свободных радикалов, и окисление масел и жиров в этой фазе происходит медленно, что отражается в медленном увеличении POV; реакция окисления ускоряется в фазе переноса; а в фазе завершения из-за образования большего количества свободных радикалов, которые соединяются друг с другом, образуя стабильные соединения, и эта фаза уже приводит к серьезному прогорканию масел и жиров[10] . Из рис. 3 видно, что процесс окисления в контрольной группе четко делился на две фазы: фазу инициации и фазу доставки, а POV был низким и плавно изменялся в течение фазы инициации (0-8 д). В период инициации (0-8 д) POV был низким и изменялся плавно. С увеличением времени и ускорением реакции окисления, скорость окисления в контрольной группе ускорилась после постепенного истощения природных антиоксидантов в чайном масле и увеличения количества перекисей, а затем она вступила в период передачи, который характеризовался быстрым увеличением POV. В контрольной группе после инициирующего периода, длившегося около 8 дней, наступил период передачи, в результате которого образовалось большое количество перекисей, гидроперекисей и других промежуточных продуктов, а затем резко увеличилось POV. Особенно после 10 д, POV контрольной группы вступил в период быстрого роста. По сравнению с контрольной группой, кривая POV группы дрожжевого астаксантина Fife изменялась плавно, и POV периода инициации была ниже и длиннее, а скорость окисления не ускорялась значительно в период доставки до 14 д. POV группы дрожжевого астаксантина Fife была ниже, чем у контрольной группы. Как показано на рисунке 3, POV чайного масла в группе дрожжевого астаксантина Fife составляла 10,64 мэкв/кг через 14 дней ускоренного окисления, что было меньше, чем значение индекса GB 2716-2005 (19,7 мэкв/кг); в то время как POV чайного масла в группе дрожжевого астаксантина Fife составляла 19,7 мэкв/кг. 7 мэкв/кг), в то время как контрольная группа находилась в квалифицированном диапазоне только в течение 10 дней. POV чайного масла в контрольной группе составлял 10,64 мэкв/кг после 14 дней ускоренного окисления.

 

На рис. 4 показаны результаты AV после воздействия астаксантина дрожжей Fife, TBHQ, BHA и BHT, значение AV контрольной группы увеличилось с 0,97 мг KOH/г в начале до 4,0 мг KOH/г в конце. Значение AV в контрольной группе увеличилось с 0,97 мг KOH/г в начале до 4,89 мг KOH/г в конце. В контрольной группе значение AV увеличилось с 0,97 мг KOH/г в начале до 4,89 мг KOH/г в конце, в то время как в экспериментальной группе дрожжевой астаксантин Fife оказал наилучший эффект, при этом значение AV увеличилось с 0,97 мг KOH/г в начале до 4,89 мг KOH/г в конце. 97 мг KOH/г в начале до 2,05 мг KOH/г в конце. Это согласуется с результатами POV.

 

2 . 3 Влияние добавления астаксантина в дрожжи Fife на их антиоксидантную активность

Как показано на рисунках 5 и 6, антиоксидантный эффект дрожжевого астаксантина Fife в чайном масле возрастал с увеличением количества добавленного астаксантина, демонстрируя четкую количественную зависимость эффекта. В данных условиях, чем больше количество добавленного антиоксиданта, тем лучше антиоксидантный эффект. Антиоксидантный эффект дрожжевого астаксантина Fife увеличивался при добавлении 0,015% дрожжевого астаксантина Fife. При добавлении 0,15 % была продемонстрирована сильная антиоксидантная способность. Это объясняется тем, что чем выше концентрация дрожжевого астаксантина Fife, тем больше вероятность прекращения цепной реакции при автоокислении и тем больше проявляется антиоксидантная способность, что обеспечивает стабильность масел и жиров.

 

3 Заключение

В данной работе было исследовано влияние дрожжевого астаксантина Fife на стабильность хранения нескольких видов масел и жиров с помощью теста ускоренного окисления в печи Шааля, и результаты показали, что дрожжевой астаксантин Fife обладает эффектом антиокисления масел и жиров, особенно чайного масла, и с увеличением количества антиоксиданта антиоксидантный эффект усиливается, что показывает очевидную количественную зависимость эффекта. По сравнению с обычно используемыми антиоксидантами в маслах и жирах, антиоксидантная способность астаксантина дрожжей Fife была немного выше, чем у TBHQ, и значительно выше, чем у BHA и BHT, и как природный антиоксидант, астаксантин дрожжей Fife был использован в здоровой пище из-за его биологических функций, таких как ингибирование опухолей, укрепление иммунитета, противовоспалительное действие и т.д. [11 - 12]. В данном исследовании мы обнаружили, что астаксантин дрожжей Fife также обладает сильным антиоксидантным действием на масла и жиры и имеет потенциальное применение в качестве антиоксиданта в высококачественном чайном масле.

 

Ссылки:

[1 ]Jun Cao, Hongyan Li, Zeyuan Deng. Прогресс в исследовании окислительной стабильности растительного масла[J] .  Наука и технология пищевой промышленности, 2013 , 34(7) :378 - 383 .

[2 ] Durmaz G , Gikmen V .   Изменения в окислительной стабильности, антиоксидантной способности и фитохимическом составе масла Pistacia terebinthus при обжаривании[J] .  Food Chem , 201 1 , 128(2) :410 - 414 .

[3 ] Lutterodt H , Slavin M , Whent M , et al. Жирнокислотный состав, окислительная стабильность, антиоксидантные и антипролиферативные свойства отдельных холодно - прессованных масел из виноградных косточек и муки[J] . масла и муки из виноградных косточек холодного прессования[J] . Food Chem, 201 1, 128 (2) :391 - 399.

[4] YANG Hui, ZHAO Manli, FAN Yawei, et al. Сравнение качества чайного масла, полученного различными методами экстракции [J] .  Наука и технология пищевой промышленности, 2012 , 33 (1 1 ) :267 - 274 .

[5] Xing Shujie, Liu Kaihua. Антиоксидантные эффекты астаксантина в сочетании с полифенолами чая на масле толстолобика из Наньвана[J] .  Китайские пищевые добавки, 2012(4) :1 14 - 1 17 .

[6] Ni Hui, Hong Qinglin, Xiao Anfeng, et al. Производственные характеристики дрожжевого штамма Fife с высоким уровнем производства астаксантина[J] .  Journal of Bioengineering, 201 1 , 27 (7) : 1065 - 1075 .

[7 ]WANG Zhencheng, CHEN Yonggang, LIU Ziyi, et al. Антиоксидантные эффекты препаратов астаксантина из панциря креветки [J] .  Журнал Чжэцзянского медицинского университета, 1998 , 27 (6) : 257 - 258 .

[8]Okusaga O O . Ускоренное старение у больных шизофренией: потенциальная роль окислительного стресса[J] . Aging Dis , 2013 , 5 (4) :256 - 262 .

[9]Tago Y , Fujii T , Wada J , et al. Genotoxicity and subacute toxicity studies of the new astaxanthin - containing Phaffia rhodozymaextract [J] . J ToxicolSci, 2014, 39(3) :373 - 382 .

[10] Tang Wenting, Pu Chuanfen. Исследование окислительной стабильности подсолнечного масла[J] .  Зерно, масло и пищевая наука и технология, 201 1 , 19(6) :19 - 22 .

[ 1 1 ] Канчева В Д , Касаикина О Т. Био - антиоксиданты - химическая основа их антиоксидантной активности и благотворного влияния на здоровье человека [J] . Curr Med Chem, 2013, 20(37) :4784 - 4805 .

[12]Ambati R R , Phang S M , Ravi S , et al. Astaxanthin: sources , ex- traction , stability , biological activities and its commercial applications - - a review . review [J] . Mar Drugs, 2014, 12(1) :128 - 152 .