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1 崑 山 科 技 大 學 環 境 工 程 系 專 題 研 究 報 告 植 物 萃 取 物 添 加 於 食 用 油 中 之 抗 氧 化 性 探 討 指 導 老 師 : 黃 仗 義 組 長 : 陳 俊 男 組 員 : 張 登 勝 陳 芝 蓉 盧 怡 君 歐 閔 華 中 華 民 國 九 十 八 年 五 月 十 號

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3 摘 要 隨 著 生 活 水 準 的 提 高, 人 們 對 於 營 養 與 健 康 愈 來 愈 重 視, 食 用 油 為 日 常 烹 飪 料 理 及 食 品 加 工 不 可 或 缺 的 必 需 品, 因 此 食 用 油 的 安 全 衛 生 與 營 養 平 衡 益 發 重 要 國 內 主 要 食 用 油 的 產 品 趨 於 多 元 化, 其 種 類 繁 多, 主 要 包 括 黃 豆 油 猪 油 奶 油 花 生 油 麻 油 棕 櫚 油 椰 子 油 葵 花 籽 油 芥 花 油 玉 米 油 橄 欖 油 及 紅 花 籽 油 等 十 餘 種, 食 用 油 脂 和 其 他 食 品 一 樣, 會 因 貯 存 而 變 壞, 因 為 暴 露 在 空 氣 受 熱 光 及 微 量 金 屬 作 用 而 產 生 氧 化 反 應, 除 導 致 品 質 劣 變 與 形 成 不 快 氣 味 外, 還 可 能 形 成 有 害 的 氧 化 物 質 對 人 體 造 成 危 害, 以 及 必 需 脂 肪 酸 和 維 生 素 被 破 壞 而 降 低 營 養 價 值 油 脂 劣 變 是 不 可 逆 的, 無 法 完 全 避 免, 不 會 因 為 貯 存 溫 度 降 低 而 停 止, 只 能 設 法 延 緩 其 反 應 的 進 行, 如 避 光 熱 減 少 氧 氣 的 接 觸 去 除 微 量 金 屬, 以 及 添 加 抗 氧 化 劑 等, 其 中 以 添 加 抗 氧 化 劑 的 效 果 最 佳, 本 實 驗 以 白 柚 文 旦 檸 檬 葡 萄 柚 等 四 種 皮, 利 用 蒸 餾 法 萃 取 出 本 實 驗 所 要 測 定 之 萃 取 物, 分 別 加 入 到 葵 花 籽 油 橄 欖 油 芥 菜 油 過 期 沙 拉 油 中, 分 別 放 置 二 個 星 期 到 二 個 月 不 等 時 間, 再 用 酒 精 混 合 均 勻 後, 以 酚 酞 溶 液 做 指 示 劑,KOH 滴 定 紀 錄 滴 定 終 點 量, 算 出 酸 價, 分 別 判 斷 各 物 中 抗 氧 化 性 好 壞

4 總 目 錄 總 目 錄 表 目 錄 圖 目 錄 I I I I 第 一 章 前 言 第 二 章 實 驗 器 材 與 藥 品 蒸 餾 裝 置 冷 凝 管 電 磁 加 熱 攪 拌 器 酸 價 食 用 油 實 驗 藥 品 第 三 章 實 驗 步 驟 第 四 章 結 果 與 討 論 油 樣 品 添 加 萃 取 物 之 酸 價 討 論 第 五 章 結 論 第 六 章 參 考 文 獻 表 目 錄 表 4.1 不 加 萃 取 物 油 品 之 酸 價 : 表 4.2 加 入 萃 取 物 葵 花 籽 油 之 酸 價 : 表 4.3 加 入 萃 取 物 過 期 沙 拉 油 之 酸 價 : 表 4.4 加 入 萃 取 物 芥 菜 油 之 酸 價 : I

5 表 4.5 加 入 萃 取 物 橄 欖 油 之 酸 價 : 圖 目 錄 圖 2-1 蒸 餾 裝 置 圖 2-2 三 類 脂 肪 酸 結 構 圖 3-1 蒸 餾 裝 置 圖 3-2 加 入 萃 取 物 曝 曬 於 日 光 下 圖 3-3 KOH 滴 定 II

6 第 一 章 前 言 油 脂 自 氧 化 是 一 種 不 可 逆 的 劣 變 過 程, 無 法 完 全 避 免, 只 能 設 法 延 滯 其 進 行 方 法 包 括 避 光 熱, 除 去 微 量 存 在 的 重 金 屬, 隔 絕 氧 氣, 以 及 添 加 抗 氧 化 劑 等 維 持 油 脂 的 氧 化 安 定 性, 除 包 裝 外, 最 有 效 且 最 常 採 用 的 方 法 就 是 添 加 抗 氧 化 劑 當 然, 油 脂 最 初 品 質 應 夠 好, 因 為 抗 氧 化 劑 並 不 能 使 已 經 氧 化 酸 敗 的 油 脂 恢 復 到 原 來 的 狀 態, 也 不 能 抑 制 由 酵 素 催 化 分 解 的 水 解 性 酸 敗 (hydrolytic rancity) 然 而, 有 醫 師 指 出 常 吃 抗 氧 化 劑 成 分 會 增 加 死 亡 率 的 醫 學 報 告, 根 據 2007 年 五 月 份 的 最 新 報 告..(1) 服 用 維 他 命 A 比 不 服 用 者 高 16% (2) 服 用 紅 蘿 蔔 素 比 不 服 用 者 高 7%(3) 服 用 維 他 命 E 比 不 服 用 者 高 4%(4) 在 攝 護 癌 方 面, 服 用 抗 氧 化 劑 的 死 亡 率 是 不 服 用 者 的 兩 倍 (5) 魚 油 吃 太 多 會 增 加 壞 膽 固 醇 (6) 服 用 維 他 命 B3( Niacin) 會 造 成 黃 斑 部 水 腫 (7) 葉 酸 ( Folic Acid) 會 增 加 直 腸 癌 至 於 為 了 健 康 長 命 常 吃 抗 氧 化 劑 或 補 助 品 (Supplement) 卻 增 加 死 亡 率 的 最 大 原 因 是 安 全 和 缺 乏 品 質 管 制 因 此, 本 研 究 目 的 主 要 是 為 了 尋 找 出 天 然 植 物 中 所 萃 取 出 之 萃 取 物 取 代 食 用 油 裡 的 抗 氧 化 劑 1

7 第 二 章 實 驗 器 材 與 藥 品 2.1 蒸 餾 裝 置 蒸 餾 裝 置 的 目 的 在 將 一 個 容 器 中 的 某 一 成 分 利 用 蒸 發 和 冷 凝 的 過 程 將 其 分 離 出 來, 以 達 到 純 化 該 物 質 的 結 果 左 圖 所 示 為 一 蒸 餾 裝 置 的 基 本 設 備 圖 中 可 見 本 生 燈 鐵 架 鐵 環 石 綿 心 網 蒸 餾 瓶 橡 皮 塞 廣 用 夾 冷 凝 管 錐 形 瓶 和 進 出 水 塑 膠 管 冷 凝 管 的 接 法 和 防 止 突 沸 的 方 法 都 和 迴 圖 2-1 蒸 餾 裝 置 流 裝 置 中 描 述 的 一 樣 其 蒸 發 和 冷 凝 的 原 理 和 迴 流 過 程 中 所 述 的 也 都 一 樣, 不 同 之 處 只 在 於 迴 流 的 狀 況 下, 冷 凝 管 為 垂 直 放 置 ; 而 此 處 蒸 餾 的 狀 況 下, 冷 凝 管 以 斜 放 的 方 式 連 接 燒 瓶 此 不 同 的 連 接 方 式, 造 成 在 蒸 餾 裝 置 中, 冷 凝 後 的 液 體 並 不 回 流 到 原 來 的 燒 瓶 中, 而 是 順 著 冷 凝 管 的 斜 面 往 右 流 到 最 右 方 的 錐 形 瓶 中 因 此, 在 錐 形 瓶 中 可 得 到 冷 凝 後 的 純 物 質 冷 凝 管 可 將 蒸 氣 冷 凝 的 玻 璃 管 冷 凝 管 由 內 外 組 合 的 玻 璃 管 構 成, 在 其 外 管 的 上 下 兩 側 分 別 有 連 接 管 接 頭, 用 作 進 水 口 和 出 水 口 冷 凝 管 在 2

8 使 用 時 應 將 靠 下 端 的 連 接 口 以 塑 膠 管 接 上 水 龍 頭, 當 作 進 水 口 因 為 進 水 口 處 的 水 溫 較 低 而 被 蒸 氣 加 熱 過 後 的 水, 溫 度 較 高 ; 較 熱 的 水 因 密 度 降 低 會 自 動 往 上 流, 有 助 於 冷 卻 水 的 循 環 冷 凝 管 通 常 使 用 於 欲 在 迴 流 狀 況 下 做 實 驗 的 燒 瓶 上 或 是 欲 搜 集 冷 凝 後 的 液 體 時 的 蒸 餾 瓶 上 蒸 氣 的 冷 凝 發 生 在 內 管 的 內 壁 上 內 外 管 所 圍 出 的 空 間 則 為 行 水 區 有 吸 收 蒸 氣 熱 量 並 將 這 熱 量 移 走 的 功 用 進 水 口 處 通 常 有 較 高 的 水 壓, 為 了 防 止 水 管 脫 落, 塑 膠 管 上 應 以 管 束 綁 緊 當 在 迴 流 狀 態 下 使 用 時, 冷 凝 管 的 下 端 玻 璃 管 要 插 入 一 個 橡 皮 塞, 以 便 能 塞 入 燒 瓶 口 中, 承 接 燒 瓶 內 往 上 蒸 發 的 蒸 氣 電 磁 加 熱 攪 拌 器 燒 杯 與 錐 形 瓶 可 以 直 接 用 加 熱 板 加 熱 盛 裝 溶 液 的 容 器 需 具 有 平 坦 且 可 以 經 常 攪 拌 溶 液 使 熱 可 以 均 勻 擴 散 於 溶 液 中 其 他 不 具 有 平 坦 的 底 部 的 容 器 則 需 使 用 間 接 加 熱 通 常 用 直 接 加 熱 不 易 控 制 溫 度. 即 使 在 加 熱 板 使 用 較 低 溫 度 設 定 仍 會 使 溫 度 超 過 100 C 且 加 熱 板 的 溫 度 會 隨 著 空 氣 流 動 與 室 溫 改 變 而 變 動 直 接 加 熱 : 當 盛 裝 容 器 無 平 坦 底 部 或 需 更 費 心 控 制 來 達 到 所 需 的 溫 度, 則 可 用 間 接 加 熱 為 了 間 接 地 加 熱 盛 裝 容 器, 可 用 水 浴 鍋 於 加 熱 板 上 由 把 液 體 或 者 固 體 放 在 大 燒 杯 ( 或 者 看 起 來 像 燒 杯 的 一 個 容 器 ) 裡 裝 配 浴 鍋 對 置 入 盛 裝 樣 品 容 器 的 浴 鍋 加 熱 液 體 或 者 固 體 的 選 擇 能 夠 幫 助 控 制 洗 澡 的 溫 度 3

9 如 果 樣 品 不 是 要 加 熱 超 過 100 C, 則 能 夠 把 水 用 於 浴 鍋 ( 因 水 的 加 熱 溫 度 不 能 夠 在 它 的 沸 點 ) 同 樣 地, 應 可 以 用 其 他 液 體 控 制 加 熱 的 程 度 液 體 不 應 該 具 可 燃 性 或 會 導 致 任 何 其 他 的 危 險 別 忘 了 當 液 體 會 揮 發 需 再 加 液 體 補 充 沙 子 通 常 可 用 來 作 沙 浴 的 加 熱 固 體 沙 子 不 具 揮 發 性 不 需 補 充 酸 價 (Acid Value) 酸 價 是 指 用 來 測 量 油 脂 中 之 游 離 酸 含 量 通 常 以 消 耗 一 克 油 中 所 含 的 酸, 所 需 的 氫 氧 化 鉀 之 量 來 計 量 以 一 般 國 際 標 準 來 說, 品 質 良 好 之 精 製 油 的 酸 價 為 0.2 mg KOH/gram 以 下 取 1.0~2.0 克 樣 品 於 250ml 錐 型 瓶 內, 徐 徐 加 入 20ml 中 性 酒 精 混 合 均 勻, 加 入 1% 酚 酞 溶 液 作 指 示 劑, 用 0.1 N KOH 滴 定 之, 滴 定 時 保 持 搖 動, 直 至 變 成 粉 紅 色 為 滴 定 終 點 5 設 x= 滴 定 時 所 用 之 0.1 N KOH 之 ml 數 W= 所 取 油 樣 品 克 重 則 油 樣 品 之 酸 價 =( X*5.61)/W 5.61=> 因 KOH 的 分 子 量 =56.1 而 KOH 滴 定 濃 度 為 0.1N 4

10 2.3 食 用 油 所 有 食 用 油 都 是 由 多 個 基 本 元 素 組 合 而 成 的, 它 們 包 括 : 飽 和 脂 肪 酸 非 飽 和 脂 肪 酸 o 單 元 非 飽 和 脂 肪 酸, 有 奧 米 加 9 o 多 元 非 飽 和 脂 肪 酸, 它 們 是 身 體 必 需 之 脂 肪 酸, 有 奧 米 加 膽 固 醇 3 及 奧 米 加 6 非 皂 化 物, 即 其 他 成 份 如 維 生 素 抗 氧 化 物 天 然 色 素 等 圖 2-2 三 類 脂 肪 酸 結 構 圖 5

11 一 般 食 用 油 脂 所 含 的 成 分 幾 乎 都 是 三 酸 甘 油 酯, 由 一 分 子 的 甘 油 結 合 三 分 子 的 脂 肪 酸 所 形 成 脂 肪 酸 有 一 個 由 數 量 不 一 的 碳 原 子 所 連 結 形 成 的 鏈 狀 骨 架, 依 其 碳 鏈 長 短 而 有 短 鏈 中 鏈 長 鏈 之 分 ( 另 外, 在 這 個 鏈 狀 結 構 中 若 含 一 個 雙 鍵 者 稱 為 單 元 不 飽 和 脂 肪 酸, 含 兩 個 以 上 的 雙 鍵 稱 為 多 元 不 飽 和 脂 肪 酸, 不 含 雙 鍵 者 稱 飽 和 脂 肪 酸 ) 例 如 大 豆 油 葵 花 油 芥 菜 油 等 一 般 食 用 油 裏 的 脂 肪 酸 都 比 較 長, 也 就 是 長 鏈 脂 肪 酸 雖 然 長 鏈 脂 肪 酸 中 有 身 體 不 可 缺 少 但 卻 無 法 自 行 合 成 的 必 須 脂 肪 酸, 但 當 攝 取 了 過 多 這 類 含 長 鏈 脂 肪 酸 的 油 脂 時, 身 體 就 會 以 體 脂 肪 的 方 式 將 多 餘 的 能 量 儲 存 下 來, 在 脂 肪 細 胞 內 實 驗 藥 品 : 0.1N(0.1mole/L) 氫 氧 化 鉀 (KOH, potassium hydroxide) 標 準 液, 使 用 前 標 定 其 當 量 為 c mole/l 1% 酚 酞 (phenolphthalein,3,3-di-(4-hydroxyphenyl)phthalide) 試 劑 乙 醇 (ethanol),95% 1 6

12 第 三 章 實 驗 步 驟 實 驗 器 材 : 抽 氣 馬 達 ( 型 號 :DOA-P704-AA) 電 磁 加 熱 攪 拌 器 ( 型 號 :GLHFS-G) 滴 定 管,25ML 錐 形 瓶,250ML 冷 凝 管 篩 網 本 實 驗 先 到 市 場 收 集 白 柚 文 旦 檸 檬 葡 萄 柚 等 四 種 皮 後, 再 去 除 乾 淨 並 冷 凍 保 存, 並 以 蒸 餾 法 萃 取 出 植 物 萃 取 物, 置 於 250ML 錐 形 瓶 於 250ML 錐 形 瓶 中 取 出 樣 品 1.0~2.0 克, 再 添 加 於 另 一 個 250ML 錐 形 瓶 中, 徐 徐 加 入 20ML 乙 醇 (95%) 混 勻 後, 滴 入 1% 酚 酞 溶 液 作 指 示 劑, 用 0.1N 氫 氧 化 鉀 滴 定, 直 至 變 成 粉 紅 色 後 為 滴 定 終 點, 紀 錄 滴 定 量 算 出 其 酸 價 7

13 圖 3-1 蒸 餾 裝 置 圖 3-2 加 入 萃 取 物 曝 曬 於 日 光 下 8

14 圖 3-3 KOH 滴 定 9

15 第 四 章 結 果 與 討 論 4.1 油 樣 品 添 加 萃 取 物 之 酸 價 表 4.1 加 萃 取 物 油 品 之 酸 價 : 油 樣 品 葵 花 籽 油 橄 欖 油 芥 菜 油 過 期 沙 拉 油 酸 價 表 4.2 加 入 萃 取 物 葵 花 籽 油 之 酸 價 ( 放 置 約 二 星 期 ): 油 樣 品 葵 花 籽 油 + 檸 檬 葵 花 籽 油 + 白 柚 葵 花 籽 油 + 葡 萄 柚 葵 花 籽 油 + 文 旦 酸 價 表 4.3 加 入 萃 取 物 過 期 沙 拉 油 之 酸 價 ( 放 置 約 二 星 期 ): 油 樣 品 過 期 沙 拉 油 + 檸 檬 過 期 沙 拉 油 + 白 柚 過 期 沙 拉 油 + 葡 萄 柚 過 期 沙 拉 油 + 文 旦 酸 價

16 表 4.4 加 入 萃 取 物 芥 菜 油 之 酸 價 ( 放 置 約 二 個 月 ): 油 樣 品 芥 菜 油 + 檸 檬 芥 菜 油 + 白 柚 芥 菜 油 + 葡 萄 柚 芥 菜 油 + 文 旦 酸 價 表 4.5 加 入 萃 取 物 橄 欖 油 之 酸 價 ( 放 置 約 二 個 月 ): 油 樣 品 橄 欖 油 + 檸 檬 橄 欖 油 + 白 柚 橄 欖 油 + 葡 萄 柚 橄 欖 油 + 文 旦 酸 價 討 論 由 ( 表 4.2) 可 看 出 加 入 檸 檬 和 白 柚 萃 取 物 之 抗 氧 化 效 果 是 比 葡 萄 柚 和 文 旦 萃 取 物 來 的 好 而 ( 表 4.3) 也 發 現 過 期 沙 拉 油 添 加 葡 萄 柚 萃 取 物 之 酸 價 比 其 他 三 者 好, 而 且 跟 ( 表 4.2) 添 加 葡 萄 柚 萃 取 物 之 葵 花 籽 油 之 酸 價 是 一 樣 的 放 置 日 光 曝 曬 約 兩 個 月 之 橄 欖 油 與 芥 菜 油 樣 品 中, 可 發 現 加 入 白 柚 之 抗 氧 化 效 果 是 比 較 不 好 的 ( 表 4.4, 表 4.5), 而 添 加 文 旦 萃 取 物 之 抗 氧 化 效 果 算 是 蠻 好 的 11

17 第 五 章 結 論 由 實 驗 可 得 知, 四 種 萃 取 物 加 入 不 同 油 中, 加 入 白 柚 之 萃 取 物 的 抗 氧 化 效 果 較 差, 而 加 入 到 檸 檬 萃 取 物 之 抗 氧 化 效 果 較 穩 定, 也 不 難 發 現 生 活 上 大 家 較 常 用 檸 檬 皮 來 做 一 些 料 理 食 材 美 容 等 用 途, 初 步 可 以 判 定 加 入 於 食 用 油 中 之 檸 檬 皮 白 柚 皮 葡 萄 柚 皮 文 旦 皮 的 效 果 是 有 的, 而 檸 檬 皮 效 果 較 好, 如 果 要 取 代 現 在 食 用 油 裡 面 之 抗 氧 化 劑, 還 得 需 考 慮 成 本 等 等 一 些 問 題, 值 得 我 們 再 深 入 探 討 12

18 第 六 章 參 考 文 獻 1. 王 振 瀾, 許 富 蘭, 李 鴻 麟 (2006) 細 葉 山 茶 樹 種 抽 出 物 之 抗 氧 化 性 質 探 討, 行 政 院 農 業 委 員 會 2. 陳 師 瑩 (2003) Morinda citrifolia 之 果 實 萃 取 物 的 抗 氧 化 活 性 評 估 嘉 南 藥 理 科 技 大 學, 台 南 3. 劉 俊 偉 (2004), 不 同 食 材 對 凝 結 芽 苞 桿 菌 抗 氧 化 的 影 響, 南 台 科 技 大 學, 台 南 4. 戴 東 發 郭 素 蓮 鄭 智 文 (2007) 以 氧 彈 法 (Oxygen Bomb method) 測 定 植 物 油 脂 之 抗 氧 化 性, 中 央 畜 產 會, 台 北 5. 農 藥 用 石 油 類 產 品 總 酸 價 (Total acidity) 之 檢 驗 方 法, 行 政 院 農 業 委 員 會 13