精煉工藝對杜仲籽油品質(zhì)的影響

朱遠坤，張振山，謝慶方，劉玉蘭(河南工業(yè)大學 糧油食品學院，鄭州 450001)

杜仲(EucommiaulmoidesOliver)，又名膠木，為杜仲科杜仲屬落葉喬木，是我國特有的經(jīng)濟及藥用林木。我國杜仲資源豐富，全國種植面積約36萬hm2，主要分布在我國的西部、中部以及中南部地區(qū)[1]，占世界杜仲總量的99%以上[2]。杜仲因含有豐富的不飽和脂肪酸、桃葉珊瑚甙、多聚環(huán)烯醚萜甙等多種生物活性成分而極具開發(fā)利用價值[3]。近年來，國內(nèi)外學者對杜仲的化學成分和藥理作用進行了大量研究，發(fā)現(xiàn)杜仲在調(diào)血脂、降血壓、降血糖、抗菌、抗病毒和抑制腦瘤細胞生長等方面具有積極作用[4-6]。杜仲翅果含油量為8%～15%，脫殼后的杜仲籽含油量一般為27%～33%。研究表明，杜仲籽油富含不飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸含量在90%以上[7-8]，其中α-亞麻酸占61%～63%。由此可見，杜仲籽油是一種良好的功能性油脂。

目前，有關杜仲籽油的研究主要集中于杜仲籽油萃取方面。焦惠麗等[9]研究了壓榨法對杜仲籽油得率的影響。麻成金等[10]研究了超臨界CO2制備杜仲籽油的技術。何國菊[11]對石油醚萃取杜仲籽油進行了研究。然而，有關精煉工藝對杜仲籽油品質(zhì)的影響研究鮮有報道。

本文以杜仲籽為原料，利用有機溶劑法萃取杜仲籽油，分別探究脫膠、脫酸、脫色以及脫臭等精煉工序?qū)Χ胖僮延屠砘笜?、脂肪酸組成、VE含量、磷脂含量以及氧化穩(wěn)定性的影響，研究結(jié)果可為杜仲籽油精煉工藝的設計以及杜仲籽油中功能性成分在精煉工藝中的保留提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料與試劑

杜仲籽，購買于貴州省遵義市，使用前手工去除樹葉、雜草粒、癟粒、霉變粒等雜質(zhì)。烘箱法測得整籽水分含量為4.54%，索氏抽提法測得整籽含油量為14.83%(干基)。

正己烷、甲醇、氫氧化鉀、無水硫酸鈉、氯化鈉、無水乙醚、三氯甲烷、無水乙醇等，均為分析純；正己烷，色譜純：美國生物VBS公司；脂肪酸甲酯標準品：美國Sigma公司；α-、β-、γ-、δ-生育酚和α-、β-、γ-、δ-生育三烯酚標準品：北京三區(qū)生物技術有限公司。

1.1.2 儀器與設備

Agilent GC-7890B氣相色譜儀：美國安捷倫公司；UV-1100紫外可見分光光度計：上海美普達儀器設備有限公司；Waters-e2695高效液相色譜儀：美國Waters公司；743Rancimat 氧化酸敗儀：瑞士萬通公司；FW117高速萬能粉碎機：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；2WAJ阿貝折光儀：上海申光儀器儀表有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 杜仲籽毛油的制備

清選的杜仲籽用粉碎機粉碎，準確稱取100 g粉碎的杜仲籽粉，置于1 000 mL燒杯中，按料液比1∶6 加入正己烷。室溫下，攪拌速率100 r/min，萃取6.5 h。重復萃取2遍，合并抽濾液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮后在5 000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心5 min。上清液即為杜仲籽毛油。按上述方法制備200 g杜仲籽毛油備用。

1.2.2 杜仲籽油精煉工藝[12-13]

杜仲籽油精煉采用物理和化學相結(jié)合的方法。其工藝流程為：毛油→水化脫膠→堿煉脫酸→吸附脫色→水蒸氣脫臭→精煉油。

水化脫膠：稱取毛油(200±1)g置于500 mL的燒杯中，攪拌加熱，待油樣升溫至60～65℃，緩慢加入油質(zhì)量0.1%磷酸和3%蒸餾水，攪拌25 min脫膠，于3 500 r/min離心20 min，將油樣在0.09 MPa、105℃條件下脫水至無氣泡得到脫膠油。

堿煉脫酸：將脫膠油加熱到65℃，加入8%的堿液，當皂腳顆粒變大，停止攪拌。離心后將上層的半凈油轉(zhuǎn)移到500 mL燒杯中，加熱到95℃，轉(zhuǎn)入分液漏斗中，用沸水洗滌，直到放出的沸水pH呈中性為止，得脫酸油。

吸附脫色：將脫酸油在攪拌下加熱至90℃進行真空脫水后，冷卻至70℃，再加入油質(zhì)量3%的活性白土，攪拌30 min，升溫至90～100℃下攪拌15～20 min。冷卻后破真空，過濾即得脫色油。

水蒸氣脫臭：在真空殘壓小于等于100 Pa條件下，使油溫保持在240℃下脫臭2 h后，關閉直接蒸汽，將油樣冷卻至80℃以下，破真空，過濾，得精煉油。

1.2.3 杜仲籽油理化指標的測定

酸值測定參照GB/T 5530—2005；過氧化值測定參照GB/T 5538—2005；碘值測定參照GB/T 5532—2008；皂化值測定參照GB/T 5534—2008；折光指數(shù)測定參照GB/T 5527—2010；磷脂測定參照GB/T 5537—2008。

1.2.4 杜仲籽油脂肪酸組成測定

杜仲籽油脂肪酸甲酯化參照GB/T 17376—2008中的三氟化硼法。氣相色譜條件：氫火焰離子化檢測器(FID)；HP-88色譜柱(100 m×0.25 mm×0.2 μm)；檢測器溫度280℃，進樣口溫度240℃；柱起始溫度140℃保持5 min，4℃/min升至240℃，保持10 min；載氣N2，流速 22 mL/min；進樣量1 μL，分流比50∶1。采用標準品對照法定性，面積歸一化法定量。

1.2.5 杜仲籽油中VE含量測定[14]

準確稱取0.5 g油樣于10 mL容量瓶中，用正己烷溶解定容，取2～3 mL經(jīng)0.45 μm微濾膜過濾后，用HPLC測定。根據(jù)相對保留時間以及標準曲線回歸方程對VE中的各組分(α-、β-、γ-、δ-生育酚和α-、β-、γ-、δ-生育三烯酚)進行定性和定量分析。

HPLC條件：Waters 2475熒光檢測器；大連依利特NH2柱(250 mm×4.6 mm×5 μm)；流動相為異丙醇-正己烷(體積比1∶99)；流速0.8 mL/min；柱溫40℃；激發(fā)波長298 nm；發(fā)射波長325 nm。

1.2.6 杜仲籽油氧化誘導時間測定

參照文獻[15]方法，稱取杜仲籽油(3±0.05)g于氧化酸敗儀中，在加熱溫度100℃、通氣量20 L/h條件下，測定杜仲籽油的氧化誘導時間。

1.2.7 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計

上述試驗均進行3次重復測定，結(jié)果以“平均值±標準差”表示，用SPSS13.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學處理。用方差分析對各組的組間平均值進行比較，顯著水平為p=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 精煉過程中杜仲籽油基本理化指標的變化

對杜仲籽毛油、脫膠油、脫酸油、脫色油及脫臭油分別進行折光指數(shù)、酸值、過氧化值、皂化值、碘值以及磷脂含量測定，結(jié)果見表1。

表1 精煉過程中杜仲籽油基本理化指標

注：不同字母表示在同一行數(shù)據(jù)中有顯著性差異，相同字母則表示沒有顯著性差異，顯著性水平為p=0.05。下同。

由表1可以看出，杜仲籽毛油的酸值和過氧化值均較高，這可能是由于杜仲籽油中不飽和脂肪酸含量較高，杜仲籽自身含有的脂肪酶和脂肪氧化酶促進了杜仲籽油的水解和氧化。此外，杜仲籽毛油中磷脂含量為(0.53±0.11)%，低于大豆油中的1.1%～3.2%，高于米糠油中的0.1%～0.5%[16]。精煉過程對杜仲籽油的酸值、過氧化值、磷脂含量以及折光指數(shù)均有顯著影響。其中，對酸值影響最大的是脫酸和脫臭工序，酸值分別較上個工序降低了92.3%和75.5%，Zhu等[17]在對花生油精煉工藝研究時得到了與此相似的結(jié)果。與毛油相比，脫膠油和脫酸油的過氧化值較高，這可能是由于在脫膠和脫酸過程中發(fā)生氧化所致，這與王向云等[18]研究葡萄籽油在精煉過程中過氧化值的變化趨勢一致；脫色過程對降低油脂的過氧化值具有顯著的效果，與脫酸油相比降低了77.7%，脫色油的過氧化值為(2.59±0.37 )mmol/kg，達到GB 2716—2005《食用植物油衛(wèi)生標準》的要求。在精煉過程中，碘值的變化沒有顯著差異，皂化值在脫膠、脫酸和脫色階段升高，在脫臭階段降低，但也沒有顯著差異，這與Pal等[19]報道葵花籽油在精煉過程中的變化趨勢一致。

2.2 精煉過程中杜仲籽油脂肪酸組成的變化

對杜仲籽毛油、脫膠油、脫酸油、脫色油及脫臭油分別進行脂肪酸組成的測定，結(jié)果見表2。

表2 精煉過程中杜仲籽油的脂肪酸組成 %

注：SFA表示飽和脂肪酸，PUFA表示多不飽和脂肪酸，MUFA表示單不飽和脂肪酸。

由表2可以看出，杜仲籽油富含不飽和脂肪酸，尤其是亞麻酸。杜仲籽油所含的脂肪酸主要為亞麻酸、油酸、亞油酸和棕櫚酸。亞麻酸是人體必需的脂肪酸，而常見的動植物油脂中通常不含有亞麻酸，或者含量很低。如：大豆油中亞麻酸含量在5.0%～11.0%；玉米油中亞麻酸含量小于2.0%；米糠油中亞麻酸含量小于1.0%[20]。亞麻酸對人體具有降血壓、降血脂、預防心血管疾病、抑制癌癥、提高智力等作用，因此杜仲籽油在保健品和食品方面具有廣闊的應用前景。

精煉過程對杜仲籽油的脂肪酸組成影響不顯著。與其他工序相比，脫酸油和脫臭油的不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸比值略低。這可能是由于這兩個工序均較大程度地脫除了以不飽和脂肪酸為主的游離脂肪酸，與Gutierrez等[21]所報道的精煉過程中脂肪酸組成變化趨勢一致。

2.3 精煉過程中杜仲籽油VE含量的變化

對杜仲籽毛油、脫膠油、脫酸油、脫色油及脫臭油分別進行VE含量的測定，結(jié)果見表3。

表3 精煉過程中杜仲籽油中VE的含量 mg/kg

注：TP為生育酚。

由表3可以看出，杜仲籽油中含有豐富的VE。杜仲籽毛油中的VE含量為2 353.98 mg/kg，高于大豆油中的721～1 423 mg/kg，玉米油中的330～1 370 mg/kg[22]。精煉過程對杜仲籽油中VE的含量均有顯著影響，杜仲籽油中VE總量由毛油中的2 353.98 mg/kg 降低至脫臭油中的1 191.77 mg/kg，VE總量損失了49.37%。其中，β-TP損失率最高，為59.20%，其次為γ-TP和δ-TP，損失率分別為49.46%和47.99%。VE總量在脫臭階段損失率最大(22.93%)，一方面可能是由于高溫導致了VE氧化分解，另一方面可能是由于脫臭過程中通入的水蒸氣帶走了部分VE。此外，在脫酸和脫膠工序由于堿液的作用以及皂腳和膠質(zhì)的吸附[23]，杜仲籽油中VE的含量均有明顯降低，VE損失率分別為17.38%和6.27%。

2.4 精煉過程中杜仲籽油氧化穩(wěn)定性的變化

Rancimat法是ISO 6886和AOCS Cd 12b-92推薦的評定油脂氧化穩(wěn)定性的常用方法，該方法通過儀器自動測定的氧化誘導時間來評判油脂的氧化穩(wěn)定性，氧化誘導時間越長油脂的氧化穩(wěn)定性越高。對杜仲籽毛油、脫膠油、脫酸油、脫色油及脫臭油分別進行氧化誘導時間的測定，結(jié)果見表4。

表4 精煉過程中杜仲籽油的氧化誘導時間

由表4可以看出，在加熱溫度100℃、通氣量20 L/h 的條件下，杜仲籽油的氧化誘導時間由毛油中的5.03 h縮短到脫臭油中的0.17 h，精煉過程對杜仲籽油的氧化誘導時間具有顯著影響(p<0.05)，杜仲籽油的氧化穩(wěn)定性隨精煉加工過程的深入不斷降低。這可能與杜仲籽油中VE含量的減少有關，VE是一種天然的抗氧化劑，對維持油脂的氧化穩(wěn)定性、延長貨架期具有明顯的作用。通過計算得出，在精煉過程中，杜仲籽油的氧化誘導時間和VE含量之間具有較高的相關性(R2=0.981 7)。

3 結(jié) 論

杜仲籽油經(jīng)過精煉后，其酸值、過氧化值均明顯降低，達到了GB 2716—2005《食用植物油衛(wèi)生標準》的要求。杜仲籽油富含多不飽和脂肪酸，尤其是亞麻酸(60%以上)，精煉過程對杜仲籽油脂肪酸組成影響不顯著。杜仲籽油具有較高的VE含量，精煉過程對杜仲籽油中VE的含量均有顯著影響，其中脫臭工序的影響最大，β-TP損失率最高。杜仲籽油的氧化穩(wěn)定性隨精煉過程的深入逐漸降低，杜仲籽油的氧化穩(wěn)定性和VE含量之間具有很好的相關性。

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