CC BY
21
Scientific Research of the Union of Scientists in Bulgaria - Plovdiv, series G. Medicine, Pharmacy and Dental medicine, Vol. XVII, ISSN 1311-9427, International Conference of Young Scientists, 11 - 13 June 2015, Plovdiv
STABILIZATION OF GRAPE SEED OIL WITH DIFFERENT
ANTIOXIDANTS T. Ovcharova1 and M. Zlatanovl* IDepartment of Chemical Technology, University of Plovdiv "Paisii Hilendarski",24 Tsar Assen Str.,4000 Plovdiv, Bulgaria;
E-mail: [email protected]
Abstract
The oil obtained from grape seeds containing significant amount polyunsaturated fatty acids and therefore is prone to oxidation. But with the incorporation of antioxidants, the oxidation of oil can be slowed. In this regard the study was performed to investigate possibilities for stabilization of grape seed oil. Oxidative stability expressed as Induction period was determined by Rancimat analysis at 1000C and was found to be 7 h. Different individual synthetic and natural antioxidants and mixtures of them in various concentrations were used for stabilization of the oil. Antioxidant effect of butylgalat, ascorbyl palmitate, caffeic acid, extract of rosemary, resveratrol and mixture of them were tested. They were added at the concentration of 0.025-0.2%. It was found that the best results were established by using a combination of butylgalat and ascorbyl palmitate, as well as butylgalat and caffeic acid in concentracions 0.1% (42.8 h and 48.3 h respectively).
Keywords: grape seed oil, antioxidants, butylgalat, ascorbyl palmitate
Въведение
Маслодайните култури са част от хранителния режим на човео от много дълго време, като през последните десетилетия се наблюдава значително нарaстване на тяхното производство.
Плодовете на гроздето (Vitis vinifera L.) намират разнообразно приложение от древни времена. Те са от световно значение за важни хранителни цели, както за директна консумация в сурово и сушено състояние, така и за производството на вино. Екстракти от техните ципи и семена се използват във фармацевтичната промишленост с доказано терапевтично и антиоксидантно действие върху здравето на човека, дължащо се на наличието на полифе-ноли в тях и по-конкретно на ресвератрол [1].
В семената се съдържат около 5-20% глицеридно масло [2,3,4], в което преобладават основно полиненаситените мастни киселини, главно линолова и олеинова [5,3]. Наличието на висок процент полиненаситени мастни киселини благоприятства протичането на окислителни процеси в маслото, които са едни от най-важните фактори, влияещи върху срока на годност на маслото [6]. Окислението може да окаже отрицателно въздействие върху цвета, текстурата, мириса, вкуса и хранителните качества на продукта [7,8].
Във връзка с това, целта на настоящата работа е да се изследва оксидантната стабилност на глицеридно масло от семена на българския сорт Мавруд както и да се повиши оксидантната му стабилност посредством подходящи антиоксиданти и смеси от тях.
Материали и методи
Всички използвани реактиви, антиоксиданти и свидетели са с необходимата чистота за анализ, производство на фирмите "Merck" (Darmstadt, Germany) и "Fluka" (Chemie Gmbh, Germany).
Гроздово масло. За провеждане на изследването е използвано масло, получено чрез екстракция на семена от грозде, сорт Мавруд.
Определяне на мастнокиселинен състав. Индивидуалният мастнокиселинен състав на триацилглицеролите е определен чрез газова хроматография на метиловите естери на мастните киселини [9]. За тази цел е извършена предварителна преестерификация на пробата с 2% метанолна H2SO4 [10]. Работните условия за анализ са както следва: газов хроматограф GC HP 5890 A, снабден с пламъчно-йонизационен детектор, капилярна колона 60 m x 0,25 mm x 0,25 цш DB-23; температурен градиент 1300С (1,0 min), 130-1700С с 6,50C/min, 170-2150C/min с 300C/min, 2150С за 9 min, 215-2300С с 400C/min при 2300С за 1 min; температура на инжектора и детектора 2800С и газ носител водород.
Определяне общото съдържание на стероли. Пробата се хидролизира с етанолна КОН в продължение на 1h, стеролите се екстрахират с хексан и се пречистват посредством тънкослойна хроматография. Общото съдържание на стероли е определено спектрофотометрично при 597 nm [10].
Определяне общото съдържание на фосфолипиди. Общото съдържание на фосфолипидите е определено спектрофотометрично при 700nm, след минерализиране на пробата със смес от перхлорна и сярна киселина= 1:1 и цветна реакция с молибденов реактив при еталонен разтвор от KH2PO4. To e линейно в граници на концентрацията 1-130 ^g/mL (като фосфор) [11].
Определяне токофероловия състав на маслото. Съдържанието на токофероли е определено директно в маслото с помощта на високоефективна течно-течна хроматография [12]. Работи се с течен хроматограф "Merck-Hitachi", снабден с колона 250 mm x 4 mm с неподвижна фаза Nucleosil Si 50-5 , флуоресцентен детектор „Merck-Hitachi" F-1050 и подвижна фаза от n-хександаоксан- 96:4. Общото количество на токоферолите е изчислено като сума от индивидуалните токофероли на база на абсолютните стойности на площите на пиковете на стандартния разтвор и на изследваното масло. Стойностите са изразени в mg/ kg масло.
Оксидантна стабилност. Стабилността на маслото е определена на базата на Индукционния период, използвайки кондуктометричното измерване на летливите киселинно-дисоциирани продукта от ускореното окисление на мазнините [13]. Използ-ван е апарат "Rancimat 679"на фирма "Metrohm" (Швейцария). Работи се с проби от 3,0 cm3 (2.7g), като работната температура е 1000С, при скорост на подаване на въздуха за окисление 20 dm3/h.
Статистически анализ. Всички резултати са получени от три успоредни измервания, като за всеки един е определена средноаритметичната стойност, стандартното му отклонение и доверителния интервал при ниво на значимост а=0,05.
Резултати и дискусия
Мастнокиселинният състав на изследваното гроздово масло, както и съдържанието на биологично активните компоненти, е представено в Таблица 1.
Табл.1 Съдържание на основните биологичноактивни компоненти на гроздово масло
Гроздово масло
Мастнокиселинен състав, %
Миристинова киселина (С140) 0,1 ± 0,2
Палмитинова киселина (С160) 9,4 ± 3,8
Палмитоолеинова киселина (С161) 0,1 ± 0,5
Маргаринова киселина (С17.0) 0,1 ± 0,5
Стеаринова киселина (С180) 3,7 ± 1,5
Олеинова киселина (С181) 17,9 ± 3,6
Линолова киселина (С182) 67,9 ± 13,6
Линоленова киселина (С183) 0,1 ± 0,3
Арахинова киселина (С200) 0,7 ± 2,8
Биологично активни компоненти
Стероли, % 0,20 ± 0,06
Фосфолипиди, % 1,5 ± 0,6
Токофероли, mg/kg 46,0 ±0,9
Основните мастни киселини, преобладаващи в масло от гроздови семена, са линолова (67,9%), олеинова (17,9) и палмитинова (9,4%). Тези стойности са близки до стойностите посочени от Madawala et а1. [14] и ТиЬегео et а1. [15]. Съдържанието на стероли в изследваното масло също е близко до това, установено от Madawa1a et а1. [14] (0,27%), а това на токоферолите, посочено от същия автор е доста по-високо (655 д^). В литературата няма данни относно съдържанието на фосфолипиди в гроздово масло.
Резултатите от стабилизиране на маслото с индивидуално чисти антиоксиданти и смеси от тях са представени в Таблица 2
Табл.2 Антиоксидантна активност на индивидуално чисти антиоксиданти от природен и синтетичен произход и смеси от тях.
Антиоксидант Концентрация на антиоксиданта, [%] ИП, [И| Степен на повишаване на антиоксидантния ефект
Контрола - 7,0 -
Бутил галат +аскорбил палмитат 0,05 + 0,05 38,7 5,5
Бутил галат +розмарин 0,05 + 0,05 30,3 4,3
Бутил галат + ресвератрол 0,05 + 0,05 15,3 2,2
Бутил галат +кафеена киселина 0,05 + 0,05 35,3 5,0
Кафеена киселина 0,05 17,7 2,5
Бутил галат 0,05 26,2 3,7
Аскорбил палмитат 0,05 11,3 1,6
Индукционният период на контролата от изследваното гроздово масло е 7,0 к Тази стойност е по-ниска от данните съобщени в литературата от Madawa1a et а1. [14] - 8.9 к От всички антиоксиданти, които са използвани, най-добри резултати са постигнати при влагането на смес от бутил галат с аскорбил палмитат и бутил галат с кафеена киселина, като индукционният период е 38,7 h и 35,3 ^ което на практика означава 5,0 пъти повишаване на стабилността на гроздовото масло.
На фиг.1 е показана зависимости между оксидантната стабилност на гроздовото масло и концентрацията на използваните антиоксиданти.
Фиг.1 Антиоксидантна активност на смеси от бутил галат с аскорбил палмитат и кафеена киселина в различни концентрации
I Бутил галат + Аскорбил палмитат Si Бутил галат + Кафеена киселина
48,3
21,1
БГ + АП
0,1 + 0,1
ция на ант
42,1
35,3
БГ + КК
0,025 + 0,025 иоксиданта
БГ + КК
0,05 + 0,05 , %
БГ + КК
0,075 + 0,075
И
БГ + КК
0,1 + 0,1
От получените резултати се вижда, че с повишаване на концентрацията, оксидантната стабилност постепенно нараства и най-висок ефект има при стойности 0 ,2% (42,88 h и 48, 3 h), като това води до увеличаване на стабилността на маслото близо 7 пъти.
Заключение:
Гроздо вото масло е със сравнително ниска антиоксидантна стабилност, която се дължи на високото съдържание на полиненаситени киселини. От всички изпитани антиоксиданти, най-добри резултати се постигат при използването на сме с от бутил галат с аскорбил палмитат и бутил галат с кафеена киселина, които увеличават оксиданнната стабилност 6-7 пъти.
Благодарности:
Изследването е финансирано от Фонд „Научни изследвания" към ПУ „Паисий Хилендарски", поделение ИПД гто договор НИ 15ХФ-00 1.
Литература:
1. IB ail S., Stueb.ger G., Krist S., Unterweger H., Buchbauer G., (20085) Characterisation of various grape seed oils by volatile compounds, triacylglycerol composition, total phenols and antioxidant capacity. Food Chemistry. 108, 1122-11 322.
2. Choi S.-W., Chung U.-S., Lee K.-T., ((220055)) Preparation of high quality grape seed oil by solvent exlraction and chemical refining process, Korean J. FoodPreserv., 125(6), 6(210-607.
3. Fiori L., Lavelli V., Vinson Duda K., Charan Sri Haisha P.S., Mohamed H.B.r (^ueel^la G., (2014) Stujperc;r^tic)),^ CO2 extraction of cssl from sieeds of six cultivdrs: Modehng oJ mass transfer kinetics and evaluation of lipid profiles and tocol contents. The Journal of Supercritical Fluids. 94, 71-80
4. Psssos C. P., Silva R. MI., Ddd Silva F. A.. Coimnra M. A., Silva C. M., (2100"^;) Enhancement of the supercritical fluid extraction of grape seed oil by using enzymatically pre-treated seed, J. SupnrcriticalFluids, 18,225-229.
5. Martiek L.R., Rice A.C., (19766). Fatty Acid Composition of Grape Seed Oil from Native
American and Hybrid Grape Varieties. American journal of enology and viticulture. 27(2), 88.
6. Barmak A., Hajeb P., Rezaei Y., Zadeh S.A., Mohebbi G.H., (2011) Oxidative stability of edible oils imported to Iran. American-Eurasian J. Agric. & Environ. Sci. 11(1), 34-37.
7. Mateos R., Uceda M., Aguilera M.P., Escuderos M.E., Maza G. B., (2006) Relationship of Rancimat method values at varying temperatures for virgin olive oils. Eur. Food Res. Technol., 223,246-252.
8. Jannat B., Oveisi M.R., Sadeghi N., Behfar A., Hajimahmoodi M., Jannat F., Khosh-namfar S., (2008) Shelf Life Prediction of Infant Formula by Using Rancidity Test. Iranian J. Pharmaceutical Res., 7(4):269-273.
9. ISO 5508, (2000), Animal and vegetable fat and oils. Determination of methyl esters of fatty acids- Gas chromatographic method.
10. Christie, W.-W. (2003) Lipid Analysis. The Oily Press: Bridgwater, England.
11. Beshkov M., Ivanova L., (1972). Determination of phospholipids in lipid mixtures. Sci. Works of High Inst. Food and Flavour Ind., Plovdiv. 20, (3), 231-234.
12. ISO 9936, (2006). Animal and vegetable fat and oils - Determination of tocopherol and tocotrienol contents by High-Performance Liquid Chromatography.
13. ISO 6886, 2006. Animal and vegetable fat and oils. Determination of Oxidation stability (Accelerated oxidation test).
14. Madawala S.R.P., Kochhar S.P., Dutta P.C., (2012) Lipid components and oxidative status of selected speciality oils. Grasas Y Aceites. 63, (2), 143-151.
15. Tuberso C.I.G., Kowalczyk A., Sarritzu E., Cabras P., (2007) determination of antioxidant compounds and antioxidant activity in commercial oilseeds for food use. Food chemistry. 103, 1497-1501.
