不同產(chǎn)地油莎豆性狀及組成分析研究

劉玉蘭，王小寧，舒 垚，馬宇翔

(河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，鄭州 450001)

油莎豆為一年生草本植物的果實(shí)，又稱鐵荸薺、地下板栗、地下核桃[1-2]，原產(chǎn)于非洲地中海地區(qū)[3]，20世紀(jì)50年代在我國開始引種[4]，目前在吉林、遼寧、河南、河北、新疆、內(nèi)蒙、湖南、湖北、山東、云南、四川、江蘇等地均有規(guī)模種植。油莎豆含油量與大豆相當(dāng)，且營(yíng)養(yǎng)成分較為全面[5]，是一種優(yōu)質(zhì)的植物油料資源[6-7]。油莎豆耐旱、耐澇、耐鹽堿，病蟲害少，在我國沙壤地、鹽堿地、荒地、山坡、丘陵都能生長(zhǎng)，并且產(chǎn)量高，具有非常好的開發(fā)前景[8-10]。2016年農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《全國種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃(2016—2020)》中將油莎豆作為我國大力推廣的新型油料作物之一[11]。2018年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料所選育的“中油莎1號(hào)”油莎豆含油量達(dá)31.3%，鮮豆單產(chǎn)達(dá)14 205 kg/hm2，油莎豆油中油酸含量達(dá)68%，是國內(nèi)首個(gè)高油高產(chǎn)的油莎豆品種，產(chǎn)油量超過2 550 kg/hm2，約為大豆的4倍、油菜的2倍、花生的1.5倍，被譽(yù)為“油料作物之王”[12]。

目前，因油莎豆在我國種植地區(qū)跨度大，受氣候、環(huán)境差異大等因素影響，使得各產(chǎn)地油莎豆性狀和品質(zhì)參差不齊，加之沒有油莎豆產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(LS/T 3259—2018《油莎豆油》于2019年3月1日頒布實(shí)施)，使得油莎豆的商品貿(mào)易及市場(chǎng)監(jiān)管處于無據(jù)可依的局面，對(duì)油莎豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成嚴(yán)重制約。為了促進(jìn)油莎豆產(chǎn)業(yè)的規(guī)范發(fā)展，對(duì)不同產(chǎn)地油莎豆的性狀和品質(zhì)進(jìn)行對(duì)比分析研究，并據(jù)此為油莎豆的標(biāo)準(zhǔn)制定和定等分級(jí)提供支持，是非常必要的。本文對(duì)取自河南、河北、湖南、遼寧、云南、四川、江蘇7個(gè)產(chǎn)地的油莎豆樣品進(jìn)行性狀測(cè)定和組分檢測(cè)，分析不同產(chǎn)地油莎豆在性狀與品質(zhì)方面的差異，以期為油莎豆標(biāo)準(zhǔn)的制定及產(chǎn)品定等分級(jí)提供支持。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑

油莎豆樣品9個(gè)，其中河北2個(gè)，湖南2個(gè)，河南、遼寧葫蘆島、四川遂寧、云南保山、江蘇泰州各1個(gè)。

無水乙醚、石油醚(沸程30～60℃)、正己烷、三氟化硼、無水硫酸鈉、正己烷(色譜純)、正辛醇、乙醇、氫氧化鈉、酚酞、硫代硫酸鈉、濃硫酸、硫酸銅、硼酸溶液、三氯甲烷、碘化鉀、可溶性淀粉、重鉻酸鉀、異丙醇、異丙醇(色譜級(jí))、冰乙酸、氯化鈉、硫酸鉀、無水硫酸鈉等，其中未標(biāo)明試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

8400自動(dòng)凱氏定氮儀，丹麥FOSS公司；1201粗纖維測(cè)定儀，丹麥FOSS公司；7890B氣相色譜儀-氫火焰離子化檢測(cè)器，美國Agilent公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 油莎豆性狀和質(zhì)量測(cè)定

油莎豆粒度組成、雜質(zhì)含量測(cè)定參照GB/T 5491—1985《糧食、油料檢驗(yàn) 扦樣、分樣法》、GB/T 5494—2019《糧油檢驗(yàn) 糧食、油料的雜質(zhì)、不完善粒檢驗(yàn)》及SN/T 0803.3—1999《進(jìn)出口油料粒度檢驗(yàn)方法》。取試樣約500 g，放入大孔在上、小孔在下(篩孔依次為15、12、10、6、5 mm)的組合篩內(nèi)，上層蓋上篩蓋，最下層安放篩底，手動(dòng)篩選30次，將不同顆粒大小的油莎豆篩選分離，并從中分別挑選出雜質(zhì)，稱量各篩層的物料質(zhì)量并計(jì)算所占全部物料量的比例，得到油莎豆樣品的粒度組成和雜質(zhì)含量。

油莎豆的千粒重測(cè)定參照GB/T 5519—2018《谷物與豆類 千粒重的測(cè)定》，容重測(cè)定參照GB/T 5498—2013《糧油檢驗(yàn) 容重測(cè)定》，色澤測(cè)定參照GB/T 5492—2008《糧油檢驗(yàn) 糧食、油料的色澤、氣味、口味鑒定》。

1.2.2 油莎豆主要組分含量測(cè)定

水分測(cè)定參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》中直接干燥法；灰分測(cè)定參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測(cè)定》中總灰分測(cè)定；粗纖維測(cè)定參照GB/T 5515—2008《糧油檢驗(yàn) 糧食中粗纖維素含量測(cè)定 介質(zhì)過濾法》；粗蛋白測(cè)定參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》凱氏定氮法；粗脂肪含量測(cè)定參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》索氏抽提法；總糖含量測(cè)定參照GB/T 15672—2009《食用菌中總糖含量的測(cè)定》；淀粉含量測(cè)定參照GB 5009.9—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中淀粉的測(cè)定》。

1.2.3 油莎豆中油脂的提取及指標(biāo)測(cè)定

取200 g油莎豆樣品，粉碎后過20目篩，用正己烷在50℃恒溫水浴中萃取8 h，抽濾后旋蒸除去溶劑，得到油莎豆油。

酸價(jià)測(cè)定參照GB 5009.229—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定》；過氧化值測(cè)定參照GB 5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測(cè)定》。

脂肪酸組成測(cè)定參照GB 5009.168—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪酸的測(cè)定》中三氟化硼法進(jìn)行甲酯化，之后采用氣相色譜儀測(cè)定。氣相色譜條件：HP-88色譜柱(100 m×0.25 mm×0.2 μm)；進(jìn)樣口溫度240℃，分流比50∶1；升溫程序?yàn)?40℃保持5 min，4℃/min升至240℃，保持10 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 油莎豆基本性狀

對(duì)5個(gè)不同產(chǎn)地油莎豆樣品進(jìn)行性狀分析，結(jié)果如表1所示。

由表1可以看出，5個(gè)產(chǎn)地油莎豆樣品的種皮基礎(chǔ)色均為褐色，從黃褐色到灰褐色稍有差異。從感官看，油莎豆外形呈圓形、不規(guī)則圓、橢圓形，質(zhì)地堅(jiān)韌，表皮微皺縮，種皮與果仁連接較緊密。油莎豆果仁的顏色呈淡黃色、米黃色(表中未列出)或沙黃色。油莎豆的粒度組成隨產(chǎn)地不同表現(xiàn)出較大差異，其中遼寧、河北產(chǎn)地油莎豆樣品的粒度集中在10～15 mm之間(10 mm孔篩上物分別占88.55%和99.37%，12 mm孔篩上物分別占51.46%和52.64%)，顆粒較大、較飽滿；云南產(chǎn)地油莎豆樣品的粒度則集中在6～10 mm之間(10 mm孔篩上物僅占6.76%)，且扁癟粒較多；湖南產(chǎn)地油莎豆樣品可能因黏土地種植的原因，表現(xiàn)出形狀不規(guī)則且種皮上凹陷之處粘附的泥土較多；遼寧、河北、四川產(chǎn)地的油莎豆則較飽滿且雜質(zhì)較少(油莎豆中的雜質(zhì)主要是油莎豆細(xì)碎的根莖和泥土)，但遼寧產(chǎn)油莎豆樣品的破損率較高(約占樣品的6.18%)。千粒重因產(chǎn)地不同表現(xiàn)出較大差異，表1中5個(gè)油莎豆樣品的千粒重為362～762 g，另外檢測(cè)的4個(gè)油莎豆樣品(包括河南、江蘇、湖南、河北)的千粒重為725～821 g，云南產(chǎn)油莎豆的千粒重最小。據(jù)報(bào)道[13]，目前我國栽種的油莎豆根據(jù)株型、千粒重及塊莖形態(tài)大致分為大粒油莎豆和小粒油莎豆兩種，大粒油莎豆的千粒重最高可達(dá)831 g，小粒油莎豆的千粒重最低只有341 g。本次所取9個(gè)油莎豆樣品的千粒重均在所報(bào)道的范圍之內(nèi)。油莎豆的容重在580～621 g/L之間，未表現(xiàn)出較大差異，也未因千粒重的不同表現(xiàn)出較大差異。

表1 不同產(chǎn)地油莎豆的基本性狀

2.2 油莎豆的主要組分含量

對(duì)9個(gè)不同產(chǎn)地油莎豆樣品的主要組分含量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表2所示。

由表2可以看出：9個(gè)油莎豆樣品的主要組分含量因產(chǎn)地不同而有明顯差異，水分含量為5.43%～10.92%，平均值為7.41%；粗蛋白含量為4.66%～8.46%，平均值為6.04%，較常見油料蛋白質(zhì)含量低很多(如大豆30%～50%，花生24%～36%，油菜籽19%～27%，葵花籽21%～30%，棉籽16%～26%，芝麻20%～24%)[14]；粗脂肪含量為18.71%～26.71%，平均值為23.47%。國內(nèi)報(bào)道[12]“中油莎1號(hào)”油莎豆的粗脂肪含量可達(dá)31.3%，國外報(bào)道[15]，油莎豆的粗脂肪含量可達(dá)32.13%～35.43%。表2中粗脂肪含量較高的云南產(chǎn)地的油莎豆，其千粒重(見表1)卻明顯小于其他樣品，說明油莎豆的顆粒大小與其含油量沒有必然關(guān)系。所測(cè)試的9個(gè)油莎豆樣品中粗纖維含量為6.64%～11.00%，平均值為8.64%，高于大豆、花生等常見油料(大豆4%～8%、花生仁3%～6%)[14]，這提示當(dāng)油莎豆或其餅粕作為食用時(shí)最好考慮脫皮；灰分含量為1.63%～3.11%，平均值為2.28%。此外，對(duì)表2中后4個(gè)油莎豆樣品的總糖含量檢測(cè)結(jié)果為52.52%～63.34%(平均值為57.67%)，淀粉含量檢測(cè)結(jié)果為21.55%～33.58%(平均值為28.88%)，油莎豆淀粉含量很高是與一般植物油料的顯著不同之處，因此利用油莎豆餅粕提取油莎豆淀粉也是油莎豆高值化利用的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。據(jù)報(bào)道[16]，與傳統(tǒng)玉米淀粉相比，油莎豆淀粉的凝膠質(zhì)構(gòu)特性(硬度、彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼性和回復(fù)性)明顯優(yōu)于玉米淀粉，是一種理想的慢消化淀粉(SDS)原料。

表2 不同產(chǎn)地油莎豆的主要組分含量 %

分析油莎豆樣品的果仁色澤與脂肪含量對(duì)應(yīng)關(guān)系發(fā)現(xiàn)，油莎豆果仁色澤越黃，其脂肪含量越高，這表明油莎豆果仁色澤與脂肪含量呈正相關(guān)。

2.3 油莎豆油的理化指標(biāo)

對(duì)9個(gè)油莎豆樣品所提取油脂的酸價(jià)、過氧化值進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表3所示，油莎豆油的脂肪酸組成如表4所示。

由表3可以看出：9個(gè)油莎豆毛油的酸價(jià)(KOH)為1.06～3.46 mg/g，均未超出GB 2716—2018《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 植物油》中不大于4 mg/g的規(guī)定；油莎豆毛油的過氧化值為0.02～0.92 g/100 g，有2個(gè)油樣超出GB 2716—2018中不大于0.25 g/100 g的規(guī)定，這可能與其對(duì)應(yīng)的原料油莎豆的破損率較高有關(guān)。

表3 不同產(chǎn)地油莎豆毛油的酸價(jià)和過氧化值

由表4可以看出，9個(gè)油莎豆樣品主要脂肪酸組成及含量因產(chǎn)地不同顯示出差別，其中飽和脂肪酸(SFA)含量為15.07%～19.59%，不飽和脂肪酸(UFA)含量為79.52%～84.05%，油酸(C18∶1)含量最高，為67.71%～74.60%，棕櫚酸(C16∶0)含量其次，為12.42%～14.78%，亞油酸(C18∶2)含量為8.79%～12.01%，硬脂酸(C18∶0)含量為2.37%～4.91%。與Yoon[17]所報(bào)道油莎豆油中油酸含量64.4%～66.1%相比，本實(shí)驗(yàn)研究的9個(gè)油莎豆油的油酸含量明顯提高，這是由油莎豆品種及產(chǎn)地差異所致。對(duì)比LS/T 3259—2018《油莎豆油》中脂肪酸組成，表4中油莎豆油樣品的脂肪酸組成與標(biāo)準(zhǔn)基本一致。

表4 不同產(chǎn)地油莎豆油的脂肪酸組成 %

就脂肪酸組成來看，油莎豆油中的油酸含量可與橄欖油(GB/T 23347—2009)、油茶籽油(GB/T 11765—2018)相媲美(見表5)。油酸作為單不飽和脂肪酸其性質(zhì)穩(wěn)定，具有降低血清總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇和預(yù)防心血管疾病的作用，同時(shí)具有氧化穩(wěn)定性好、產(chǎn)品易保存、貨架期長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)[18]。高油酸含量的植物油被認(rèn)為是健康的、穩(wěn)定的高品質(zhì)食用油。

表5 油莎豆油與橄欖油、油茶籽油的主要脂肪酸組成對(duì)比 %

3 結(jié) 論

通過對(duì)不同產(chǎn)地采集的9個(gè)油莎豆樣品的性狀、主要組分及油脂理化指標(biāo)的檢測(cè)分析，明確了不同產(chǎn)地油莎豆品質(zhì)之間的差異。9個(gè)產(chǎn)地油莎豆的粒度因產(chǎn)地不同表現(xiàn)出較大差異，其中大粒油莎豆為10～15 mm，小粒為6～10 mm，與粒度對(duì)應(yīng)的千粒重指標(biāo)也存在較大差距，為362～821 g；但無論顆粒大小，油莎豆的容重差異較小，為580～621 g/L；油莎豆樣品的水分含量為5.43%～10.92%，灰分含量為1.63%～3.11%，粗脂肪含量為18.71%～26.71%，粗蛋白含量為4.66%～8.46%，粗纖維含量為6.64%～11.00%。油莎豆所提取油脂的主要脂肪酸組成為油酸67.71%～74.60%、棕櫚酸12.42%～14.78%、亞油酸8.79%～12.01%、硬脂酸2.37%～4.91%；油莎豆毛油的酸價(jià)(KOH)為1.06～3.46 mg/g，過氧化值為0.02～0.92 g/100 g。不同產(chǎn)地油莎豆的性狀、組成及油脂品質(zhì)表現(xiàn)出一定差異。