特色木本油脂富含不饱和脂肪酸，具有较高的营养价值，但也更易发生氧化变质，影响产品风味与品质，甚至生成潜在有害物质。因此，开发高效、安全的抗氧化体系，已成为当前食品产业关注的重点方向。植物来源的天然抗氧化剂与传统合成抗氧化剂相比，安全性高、稳定性良好及可持续性强，近年来受到广泛青睐。其中，迷迭香提取物作为天然抗氧化剂已列入《食品添加剂使用标准》（GB 2760-2024），广泛应用于食品防腐与品质提升。然而，目前关于迷迭香提取物及其活性成分在不同类型中国特色木本油脂中的作用机制及差异，仍缺乏系统而深入的研究。
本研究利用n-9型的山茶油、n-6型的文冠果油和n-3型的牡丹籽油3种典型的中国特色木本油脂，系统评估了迷迭香提取物、鼠尾草酸（天然纯化制备），以及对照抗氧化剂α-生育酚和TBHQ的抗氧化效果。基于高温实时耗氧-动力学耦合分析，鼠尾草酸在3种典型油脂基质中的抗氧化活性均显著优于法规上限剂量的TBHQ，且呈油脂稳定性依赖性增强趋势，对牡丹籽油丙二醛与游离脂肪酸含量的抑制作用最为显著。相较之下，迷迭香提取物在文冠果油与山茶油体系中表现出更优的抗氧化效能。进一步采用HS-SPME-GC-MS分析油脂氧化过程中形成的挥发性产物，结果表明鼠尾草酸可显著抑制整体挥发性氧化物的生成，迷迭香粗提物在n-3和n-6型油脂中的抑制效果较优。添加迷迭香提取物和鼠尾草酸后，挥发性产物谱更接近油脂初始状态，对氧化进程具有延缓作用。为深入解析其作用机制，研究人员结合文献注释与集成决策树模型，追踪关键挥发性产物的脂肪酸来源，发现鼠尾草酸主要抑制源自n-6脂肪酸的2-壬烯醛、2,4-癸二烯醛和1-辛烯-3-醇，以及源自n-3脂肪酸的2,4-庚二烯醛的生成，这可能解释了其在多种油脂体系中均能展现出广谱且稳定的抗氧化效果的原因。
该研究以脂肪酸组成为切入点，通过融合机器学习算法、实时耗氧动力学模型及经典氧化指标体系，构建了多维协同评价框架，阐释了迷迭香来源的天然抗氧化剂在油脂氧化体系中的构效机制。研究揭示了脂肪酸组成对氧化动力学轨迹及抗氧化剂响应模式的决定性作用，为特色木本植物油中抗氧化剂的高效靶向应用提供了理论依据，并为其在食品与日化领域的高效利用奠定了基础。
研究相关成果近日在线发表于国际期刊Food Chemistry。植物所博士研究生齐悦与意大利博洛尼亚大学博士研究生黄业钦为共同第一作者，石雷研究员与Riccardo Amorati教授为共同通讯作者，李慧工程师和博洛尼亚大学博士研究生金宗鑫参与研究工作。本研究得到了中国科学院国际伙伴计划及中国科学院国际人才计划的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.145214
（植物园供稿）
迷迭香来源天然抗氧化剂与合成抗氧化剂在三种特色木本油脂中的抗氧化效果对比实验
基于机器学习的特色木本油脂氧化标志性挥发物识别及其脂肪酸来源与抗氧化剂作用模式的分析
