1、毕业论文 开题报告 生物工程 植物油氧化稳定性的研究 一、选题的背景、意义 油脂普遍存在于植物的种子和动物的脂肪组织中。我们日常食用的棉籽油、花生油、豆油、猪油、牛油、羊油等都是油脂。在室温下油脂有呈固态或半固态的，也有呈液态的。一般把呈液态的油脂叫做油，呈固态或半固态的叫做脂肪。植物油通常呈液态叫做油。动物油通常呈固态叫做脂肪。油和脂肪统称油脂。 油脂是人类膳食中的基础营养素之一，是人体中脂肪和热量的主要来源 它所产生的热量相当于同量碳水化合物和蛋白质产生热量的总和 此外它不仅能为人体提供一些所需要的营养 成分如磷脂、甾醇或胆固醇，以及含多个双键的必需脂肪酸 (亚油酸和花生四烯酸等 ) 而且
2、还能帮助人体吸收脂溶性物质和脂溶性维生素等。 油脂在化学成分上都是高级脂肪酸跟甘油所生成的酯。含有不饱和脂肪酸。 近年来的动物实验证明缺乏必需脂肪酸将导致生长迟缓，并出现鳞屑样皮炎；一些研究认为婴儿的皮肤湿疹是缺乏必需脂肪酸的一种表现；在临床上发现成人长期靠静脉注射给养的患者，在不补充必需脂肪酸时会产生皮疹。实验还证明花生四烯酸是合成前列腺素所必需的前体，它具有抑制血栓形成的功能。另外，多不饱和脂肪酸还有降低血浆中胆固醇和 血脂的作用。 山茶油是我国最古老的木本食用植物油之一。山茶油具有改善血液循环，降低血脂；抗氧化剂调节免疫功能；预防肥胖；护肝作用和其他保健作用。 在人们普遍关心油脂中不饱和
3、脂肪酸生理功能的同时，还应注意它给人体健康带来危害的另一面。由于不饱和脂肪酸中的双键很容易被氧化导致油脂酸败 (醅败 )，从而丧失其原有的生理功能 及产品应有的风味和口感，甚至产生一些对人体健康有害的物质所以对油脂氧化稳定性的问题应给予充分的重视。 二、相关研究的最新成果及动态 油脂是人类三大营养素之一是很好的热能营养素在人体内具有重要 的生理功能而油脂氧化是影响油脂品质的一个重要因素油脂氧化所产生的产物会对食用油脂的风味色泽以及组织都会产生不良的影响以至于缩短货架期降低油脂的营养品质同时油脂的脂质过氧化还会对膜酶蛋白质造成破坏甚至可以导致老年化的很多疾病还可以致癌严重危害人体健康。在油脂中添
4、加抗氧化剂是延缓油脂氧化的一种最为有效的方法。 2.1 影响油脂氧化的因素 2.1.1油脂中脂肪酸的组成 油脂中的脂肪酸分为饱和脂肪酸 (SFA) 单不饱和脂肪酸 (MUFA)和多不饱和脂肪酸 (SUFA)一般的饱和脂肪酸是最稳定的。油脂的氧化变质是从不饱 和脂肪酸的氧化开始的，油脂酸败所需要的时间也接近于各不饱和脂酸氧化所需要的时间。也就是说油脂的氧化作用主要发生在油脂分子中的不饱和键上而且油脂分子的不饱和程度越高氧化作用发生越明显。 2.1.2温度 油脂氧化的速度与温度密切相关。温度升高，则油脂的氧化速度加快；油脂的氧化变质在冬天几乎不戚问题，但是在夏天很快就表现出来了。在一般化学反应中，
5、温度每上升 l0其氧化速度增加一倍，油脂也不例外 当油脂中带有水分，在较高温度下，能使油脂产生分解反应。特别是高级食用油在 20 一 60 范围内，温度每增加 15 ， 氧化速度就提高两倍，在很多报道中，介绍的太致都是过氧化值。根据经验， 只要把油脂保存在容易输送的温度就可以了。经测定，油脂在 1lO 时的氧化速度是 97 时的 2 5倍。 2.1.3水分及光照 光氧化是油脂氧化作用的组成部分， 任何一种光线都可能触发光氧化作用，油脂中的色素会强烈吸收临近的可见光或紫外光， 发生光氧化作用。光氧化作用有两种途径： 一是核黄素光敏化产生二烯类基团，然后产生与自动氧化类似的氢过氧化物：二是同赤藓红
6、光敏化， 然后起核黄素作用的分子氧与这种吸光的光敏化剂作用， 产生与自动氧化作用完全不同 结构的氢过氧化物。故油脂一般采取避光保存。 少量的水分 (0.2%)被认为有益于油脂的稳定性水能水化金属离子降低其催化活性 0.2%的水能防止亚油酸的氢过氧化物分解而产生自由基 2.1.3 气体成分 空气中的氧和油脂中的溶解氧皆会促进油脂的氧化。油脂中含氧量的安全值因油品及等级的不同而不同， 低档油安全值较高， 高档油如高级食用油， 只含微量的氧也会出现明显的氧化变质， 故安全值很低。 2.1.4 抗氧化剂 添加抗氧化剂是防止油脂氧化最好的方式。常用的天然抗氧化剂有维生素 E，茶多酚。常用的化学合成抗氧化
7、剂有 TBH、 TBHQ、 TBA 等等。 2.2 油脂氧化稳定性的测定 油脂的质量评价指标有 : 过氧化值、酸价、 TBA值、脂肪酸组成、水分含量等 2.2.1过氧化值的测定 油脂氧化过程中的第一个主要产物就是过氧化物，过氧化物中的氧具有较强的氧化能力，利用这一性质可以检测其形成的量常用测定方法有如下几种 1)碘量法 2)硫氰酸铁法 其反应式为： Fe 2+2H +0一 Fe3+H20，然后加入硫氰酸铵与 Fe件形成红色的硫氰酸铁通过比色即可测出氢过氧化物的含量。 3)AOM 法 将油脂样品不间断地通入 100 150 的空气流，然后定时测定油脂样品的过氧化值(POV) 4)高效液相色谱法
8、(HPLC) 2.2.2酸值的测定 主要是用氢氧化钾滴定，可根据油样的不同选择不同的浓度的滴定剂和不同体积比的溶剂。 2.3 油脂的保健作用 2.3.1改善血液循环，降低血脂 山茶油中富含的单不饱和脂肪酸进入组织后，通过降低血脂、肝脂，增大高密度脂 蛋白-胆固醇与血清胆固醇的比值，抑制血栓素 B2的释放，增加机体抗氧化酶 SOD和 GSH-Px的活性，以及降低血浆、肝脏 LPO生成等环节而产生作用。 2.3.2抗氧化及调节免疫功能 山茶油能有效清除激发态自由基 ， 对肝脂质过氧化有显著抑制作用。 2.3.3预防肥胖 最近研究发现 ， 山茶油在预防产后肥胖 ， 保证胎儿健康成长方面也有重要作用
9、。 调查研究表明 ， 我国有 80%的女性产后肥胖 ， 20%的女性产后永久性肥胖 ， 研究证实这与食用油选择不当 ， 饱和脂肪酸摄入量过多有关 。 普通食用油进入人体后 ， 其未消化部分会聚集在体内转化为脂肪 ， 易导致肥胖并诱发其他疾病 。 而山茶油具有 “ 不聚脂 ” 性 ， 其富含的单不饱和脂肪酸能与体内的分解醇素产生作用 ， 被碳酸气分解转换为能量 ， 阻断脂肪在内脏及皮下生成 ， 能有效预防产后肥胖 。 2.3.4护肝作用 周斌等研究表明 ， 山茶油能显著改善梗阻性黄疸大鼠的营养状况 ， 明显降低血清总胆红素 、 直接胆红素 、 谷丙转氨酶 、 和谷草转氨酶的水平 ； 增强心肌细胞
10、线粒体内琥珀酸脱氢酶的活性 ， 在一定程度上保持心肌细胞线粒体膜 、 核膜和叽丝结构的完整性 ， 其研究的结论是山茶油无论在形态上或功能上都对梗阻性黄疸太鼠的心脏有保护作用 。 2.4 油脂的 前景展望 山茶油对人体健康极为有益 ， 最近几年 ， 在同类产品 （ 橄榄油 ） 资源日少的情况下 ,日本 、 澳大利亚 、 新西兰等国家开始重视对山茶油的开发与应用 ， 市场价格不断走高 。 在日本 ，山茶油价格是菜籽油的 7.5倍 ， 一些外商开出了每吨 15万元人民币的价格 ； 在我国港台地区及东南亚诸国 ， 精炼山茶油已成为老年人的抢手货和生活必需品 ； 在美国市场，也开始兴起使用山茶油等高油酸
11、植物油的热潮 。 随着生活水平的不断提高 ， 人们对食品营养健康的追求也会不断提升 ， 而山茶油作为一种富含人体必需脂肪酸及多种维生素的高级植物油 ， 能改变单一油脂 造成的营养不均 ， 充分平衡人体营养 ， 有利于身体健康 ， 符合当代油脂消费趋势 ， 有着巨大的发展空间 。 三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标 3.1 研究内容及目标 本课题的主要任务与要求是选择一种植物油，对其氧化稳定性进行研究。通过加入不同的抗氧化剂与不加抗氧化剂空白对比，在不同的条件下分析其过氧化值植物油稳定性指标来确定选用合适的 抗氧化剂。 3.2采取的研究方法 拟采用正交法来确定
12、最佳 氧化 条件，如提温度， 氧气 ， 抗氧化剂 等。 3.3课题研究的难点 尽管现在 有较多的抗氧化剂 ，但具体 哪一种 抗氧化剂 适合 油脂的氧化 ，且 氧化 的工艺条件和 抗氧化剂的量也 不确定，使得工作量比较大，增加了实验的难度。通过实验 确定抗氧化剂的 最佳条件将是本课题最大的难点 。 3.4 实验方案 3.4.1 材料 山茶油 3.4.2 测定试剂 三氯甲烷、冰乙酸、硫代硫酸钠、乙醚、乙醇、氢氧化钾、可溶性淀粉、酚酞等 3.4.3操作方法 （ 1）油脂的氧化 取数个三角烧瓶，和一个具塞烧瓶，加入适量的油脂。在下列条件下进行反应： 烧瓶标号 塞（氧气） 温度 光照 抗氧化剂 1 无（
13、有氧） 室温 无 无 2 无（有氧） 室温 紫外光 无 3 无（有氧） 53 无 无 4 无（有氧） 73 无 无 5 有（无氧） 63 无 无 6 无（有氧） 63 无 无 7 无（有氧） 63 无 维生素 E（质量比） 0.01% 0.02% 0.03% 8 无（有氧） 63 无 TBHQ（质量比） 0.01% 0.02% 0.03% 9 无（有氧） 63 无 茶多酚（质量比） 0.01% 0.02% 0.03% 10 无（有氧） 63 无 TBA（质量比） 0.01% 0.02% 0.03% 11 无（有氧） 63 无 TBH（质量比） 0.01% 0.02% 0.03% 在加入摇床之前
14、把原油样的过氧化值、酸价、碘值、水分及挥发物测定出来。再将上述烧瓶放入摇床培养箱中在相应的温度下摇床培养。每隔一天测定各个烧瓶中油脂的过氧化值、酸价、碘值、水分及挥发物。 （ 2）测定方法 过氧化值的测定： 称取 2.00 3.00g混匀的油样于 250ml 碘量瓶中，加入 30ml氯仿 冰乙酸混合液，使试样完全溶解。加入 1.00ml饱和 KI溶液，紧密塞好瓶盖，并轻轻振摇 0.5min。在暗处放置 3min。取出加 水 100ml，摇匀。用 Na2S2O3标准溶液滴定，至淡黄色时，加入淀粉指示液 1.00ml ，继续用 Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色消失为终点。平行测试 1 2次。取相同
15、量三氯甲烷 -冰乙酸溶液、碘化钾溶液、水，按同一方法，做试剂空白测试。计算试样的过氧化值。 酸价的测定： 称取 3.00 5.00g混匀的油样，置于锥形瓶中，加入 50ml 中性乙醚 -乙醇混合液，振摇使油溶解，必要时可置于热水中，温热促其溶解。冷置室温，加入酚酞指示液 2滴 3滴。以氢氧化钾标准滴定溶液（ 0.050mol/L）滴定，至初现微红色，且 0.5min内不退色为终点。计算酸价的值。 水分及挥发物的测定： 将小平皿置于 103 2的电热干燥箱中 1h，再移入干燥箱中冷却至室温，称重。准确至0.001g.称取 5g或 10g油样于干燥过的小平皿中。 将小平皿与油样再置于 103 2的
16、电热干燥箱中 1h，再移入干燥箱中冷却至室温，称重。准确至 0.001g。重复加热、冷却及称量，再复烘 0.5h，直到连续两次称量的差值质量不超过 2mg（ 5g时）或 4mg（ 10g） 碘值： 称取 0.2g 油样于 500mL锥形瓶中，加入 20mL溶剂（环己烷与冰乙酸等体积混合），用移液管移入 25mL韦氏试剂，盖好塞子，摇匀后置于暗处 1h。取出加入 20mL碘化钾和 150mL水。用标定过的硫代硫酸钠标准溶液滴定至碘的黄色接近消失。加几滴淀粉溶液继续滴定，一边滴定一边摇动锥形瓶，直到蓝色刚好消失。根据公式计算碘值。 根据测得的数据做曲线图，比较油脂加快氧化的反应条件。比较得出最佳的
17、抗氧化剂及添加量。 3.5试验相关仪器 电热干燥箱、恒温摇床培养箱、冷却器、铁架台、滴定管等 四、论文详细工作进度和安排 2010.11.23 学生选题 210.11.28 布置论文任务 2010.11.28 2011.3.15 熟悉实验室环境和基本实验操作，准备论文实验所需基本材料 2010.12.31 完成并提交文献综述、开题报告和外文翻译 2011.3.19 前 在学校指定时间完成开题答辩 2011.3.20 2010.5.24 实验 2011.5.31 完成并提交毕业论文，准备答辩 2011.6 月初 在学校指定时间进行毕业论文答辩，完成并提交答辩后的修改论文 五、主要参考 文献 1E
18、 Kardash-Strochkova, Ya I Tury an, I Kuselman. Redox-potentiometricdetermination of pero xide value in edible oils without titrationJ.Talanta, 2001, 54: 4 11-4 16. 2Tawfik MS.Interaction of packing materials and vegetable oils :oil stability Food Chemistry 1999， (64)： 451 459 3邓小莲 ,谢光盛 .漫话茶油 J中国民间疗法
19、 ,2005,13(10):6-7. 4王霞关于油脂过氧化值测定的探讨 J粮食与食品工业， 2009， 16(2)： 40-41 5李书国，薛文通，张惠食用油脂过氧化值分析检测方法研究进展 粮食与油脂2007(7)： 35-38 6GB T 5538-2005动植物油脂过氧化值测定 S 2005 7GB T 5009 37 2003食用植物油卫生标准的分析方 法 S 2003 8Isbell T A . Oxidatie stability index of vegetable oils in binarymiture with meadowfoam oil. Industrial crops
20、 and products. 1999(9);115-12 9黄玲 .翅果油抗氧化作用的研究 J.卫生研究 ,2002,31 (3):172 174. 10 武文洁 ,王万森 ,吕树祥 ,等 . 芝麻抗氧化成份的提取及性能研究 J. 食品科技 , 2004 (3) : 64 - 66. 11 HU I Y H. 贝雷 :油脂化学与工艺学 M. 徐生庚 ,裘爱泳 ,译 . 5 版 . 北京 :中国轻工业出版社 , 2001. 12 杨月欣 . 中国食物成分表 2004 M . 北京 :北京大学医学出版社 , 2005. 13 GR IGOR IADOU D, ANDROULAKI A, PSOM
21、 IADOU E, etal. Solid phase extraction in the analysis of squalene andtocopherols in olive oil J . Food Chemistry, 2007, 105: 675- 680. 14 BACCOUR IO, GUERFEL M, BACCOUR IB, et al. Chemical composition and oxidative stability of Tunisian monovarietal virgin olive oilswith regard to fruit ripeningJ.
22、FoodChemistry, 2008, 109: 743 - 754. 15 FERRAR I R A, SCHULTE E, ESTEVES W, et al. Minor constituentsof vegetable oils during industrial processingJ. J Am Oil ChemSoc, 1996, 73 (5) : 587-592. 16 JUNGM Y, YOON S H,M IN D B. Effects of p rocessing steps onthe contents of minor compounds and oxidation of soybean oilJ.J Am Oil Chem Soc, 1989, 66 (1) : 118 -120.
