幾種甜瓜籽油脂肪酸成分分析的比較

趙雅霞，孔建軍，張 健，杜 鵑，吳忠紅

（1.新疆維吾爾自治區(qū)糧油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，新疆烏魯木齊 8300002；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，新疆烏魯木齊 830091；3.新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品工程學(xué)院，新疆昌吉 831100）

0 引言

目前，用于植物油脂提取的方法主要有壓榨法、浸出法、水溶劑法、水酶法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法等。

壓榨法的缺點(diǎn)主要是壓榨后的餅粕中殘油率較高、壓榨動(dòng)力消耗大、壓榨零部件易磨損[1]；浸出法使用六號(hào)溶劑作為油脂的浸出溶劑，易燃易爆，有一定的毒性。浸出后所得毛油還需精煉后才可食用，加大了提取難度[2]；水溶劑法制油是根據(jù)油料特性、水和油的物理化學(xué)性質(zhì)的差異，以水為溶劑，采用一些加工技術(shù)將油脂提取出來(lái)的制油方法。該方法出油率較低、工藝路線較長(zhǎng)；水酶法由于酶的價(jià)格較高，提取過(guò)程中蛋白質(zhì)和油脂發(fā)生乳化不易分離，提取率較低，所以未能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)；微波輔助提取法僅適用于對(duì)熱穩(wěn)定成分的提取，且微波泄漏對(duì)操作者影響較大，該方法的應(yīng)用有一定困難[3-4]。超聲波提取技術(shù)對(duì)提取瓶放置的位置和提取瓶的瓶壁厚度要求較高，這兩個(gè)因素直接影響了超聲的效果。目前，超聲波提取技術(shù)主要用在小型實(shí)驗(yàn)室，推廣至大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，還要解決有關(guān)工業(yè)設(shè)備放大的問(wèn)題。

試驗(yàn)采用的油脂提取技術(shù)為亞臨界流體萃取法，該方法得到的油品品質(zhì)好、雜質(zhì)含量低、色澤淺，可以大大簡(jiǎn)化后續(xù)的精制工藝。

亞臨界流體萃取是以亞臨界狀態(tài)的流體或亞臨界流體的混合溶液為溶媒，與溶質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)相繼經(jīng)過(guò)浸提、蒸發(fā)脫溶、壓縮、冷凝回收等過(guò)程，從天然產(chǎn)物中提取目標(biāo)組分的一種新技術(shù)[5]。在亞臨界環(huán)境下萃取物質(zhì)，不破壞其熱敏性成分、目的物完全，被視為一項(xiàng)綠色環(huán)保、前景廣闊的變革性技術(shù)[6]。

利用亞臨界流體萃取法得到的不同品種甜瓜籽油，通過(guò)氣相色譜-EN14103法測(cè)定其脂肪酸組成和相對(duì)含量。該方法較多使用在柴油和汽油的分析中，此次用于分析植物油中的脂肪酸成分，也取得了較好的試驗(yàn)效果。

我國(guó)是甜瓜生產(chǎn)大國(guó)，作為副產(chǎn)物的甜瓜籽，常被生產(chǎn)企業(yè)作為廢棄物處理。甜瓜籽具有清肺、潤(rùn)腸、化瘀、排膿、療傷止痛等作用[7]，甜瓜籽內(nèi)油脂含量較高，為12.5%~39.1%，且富含亞油酸、油酸等不飽和脂肪酸及多種功能性成分，可調(diào)節(jié)人體某些基因的表達(dá)，降低膽固醇等[8]，是一種很好的保健植物油[9-10]。利用甜瓜籽生產(chǎn)開(kāi)發(fā)新的可食用油極具潛力。因此，近年來(lái)對(duì)甜瓜籽油的理化成分、提取工藝的研究報(bào)道也悄然增多。

據(jù)報(bào)道，甜瓜籽油在世界上的某些地區(qū)已作為烹調(diào)油使用[11]。試驗(yàn)中的原料為同一地區(qū)不同品種的甜瓜籽，運(yùn)用亞臨界萃取的方法提取出甜瓜籽油后，采用氣相色譜-EN14103方法進(jìn)行脂肪酸組成及含量的分析，旨在考查不同品種甜瓜籽油脂肪酸組分及其含量特性，以期對(duì)甜瓜籽的綜合利用、甜瓜籽油資源開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料

香瓜4號(hào)、皇后、綠寶石和86-1甜瓜，均來(lái)自于新疆農(nóng)科院種植基地。

1.1.2 試劑

甲醇、正己烷、氫氧化鈉均為分析純，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司提供；脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品（純度>99.0%），武漢美泰克科技有限公司提供。

1.1.3 儀器與設(shè)備

CBE-Z-5L型亞臨界流體萃取實(shí)驗(yàn)裝置，河南省亞臨界流體萃取設(shè)備工程技術(shù)研究中心產(chǎn)品；Agligent7890B型氣相色譜儀，美國(guó)安捷倫儀器公司產(chǎn)品；德國(guó)Eppendorf5810R型冷凍離心機(jī)，德國(guó)Eppendorf儀器公司產(chǎn)品；DHG-9006型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；T100液壓榨油機(jī)、FA2004N型電子分析天平，上海志榮電子科技有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 亞臨界萃取甜瓜籽油

將不同品種甜瓜籽油分別粉碎后過(guò)60目篩，裝入樣品袋封口，置于萃取裝置的萃取罐中，抽真空，使罐中真空度達(dá)到-100 kPa，注入液體丁烷（分析純，菏澤西冷化工有限公司）浸沒(méi)樣品為止[12]，在50℃下萃取3.5 h。萃取完成后，對(duì)樣品和溶劑進(jìn)行脫溶劑處理，可得到甜瓜籽的毛油，毛油進(jìn)行減壓抽濾后即為試驗(yàn)所需的甜瓜籽油樣品[13]。

亞臨界丁烷萃取甜瓜籽油的工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 亞臨界丁烷萃取甜瓜籽油的工藝流程

1.2.2 甜瓜籽油樣品的前處理

用塑料滴管取1~2滴待測(cè)油樣于10 mL離心管中，加入正己烷2.5 mL和濃度為0.5 mol/L甲醇鈉溶液100μL（2 g NaOH溶于100 mL分析純甲醇中），漩渦混合5 min，以轉(zhuǎn)速5 000 r/min離心10 min，取上清液待測(cè)[14]。

（1）儀器。Agligent7890B型氣相色譜儀、Agilent 7975C型自動(dòng)進(jìn)樣器、氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）。

（2）色譜條件。色譜柱HP-INNOWAX 30 m×0.32 mm×0.25μm；載氣為氮?dú)?，流速?.5 mL/min，進(jìn)樣口溫度為260℃，分流比為80∶1；升溫程序：溫度210℃保持9 min，20℃/min升至250℃，保持10 min[15-16]。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同品種甜瓜籽油脂肪酸總離子色譜圖

香瓜4號(hào)甜瓜籽油脂肪酸總離子色譜圖見(jiàn)圖1，皇后甜瓜籽油脂肪酸總離子色譜圖見(jiàn)圖2，綠寶石甜瓜籽油脂肪酸總離子色譜圖見(jiàn)圖3，86-1甜瓜籽油脂肪酸總離子色譜圖見(jiàn)圖4，新密甜瓜籽油脂肪酸總離子色譜圖見(jiàn)圖5。

圖1 香瓜4號(hào)甜瓜籽油脂肪酸總離子色譜圖

以上譜圖為利用GC-EN14103測(cè)得的不同品種的甜瓜籽油各脂肪酸成分的保留時(shí)間和含量，較傳統(tǒng)的分析方法，該方法具有保留時(shí)間短、峰型更優(yōu)化的特點(diǎn)。

2.2 5種甜瓜籽油脂肪酸組成的分析

5種甜瓜籽油脂肪酸成分保留時(shí)間與含量見(jiàn)表1，5種甜瓜籽油脂肪酸含量比較見(jiàn)圖6。

圖2 皇后甜瓜籽油脂肪酸總離子色譜圖

圖3 綠寶石甜瓜籽油脂肪酸總離子色譜圖

圖4 86-1甜瓜籽油脂肪酸總離子色譜圖

圖5 新密甜瓜籽油脂肪酸總離子色譜圖

由圖1~圖5可知，香瓜4號(hào)、皇后、綠寶石、86-1、新密甜瓜籽油的脂肪酸成分均以亞油酸為主，占所有出峰化合物含量的50%以上，其中皇后品種所含的亞油酸最高，達(dá)到61.70%，86-1品種所含的亞油酸最低，為50.25%，兩者相差11.45%，存在較大差異，其他3個(gè)品種之間差異不大；在這5個(gè)品種的甜瓜籽油中，油酸含量次之，所占比例為12.48%~24.82%，其中香瓜4號(hào)的含量最高，為24.82%；綠寶石含量最低，為12.48%；兩者相差比例為12.34%，存在較大差異性，其余3個(gè)品種間的差異性不大；棕櫚酸的含量為12.75%~16.27%，由高到低的含量分別為86-1品種16.27%，皇后14.38%，綠寶石13.29%，新密13.31%，香瓜4號(hào)12.75%；硬脂酸為第四大含量的脂肪酸成分，占6.29%~10.94%，由高到低為86-1品種10.94%，綠寶石10.12%，香瓜4號(hào)7.14%，皇后6.32%，新密6.29%。其他脂肪酸在各油品中的含量均小于2%。試驗(yàn)結(jié)果與馬云肖等人[17]研究的3種栽培甜瓜籽油中，亞油酸是主要脂肪酸，接著依次是油酸、棕櫚酸和硬脂酸的結(jié)論一致。

由表1可知，從5個(gè)品種的甜瓜籽油中共鑒定出21種脂肪酸，其中香瓜4號(hào)和皇后品種中有8種脂肪酸，綠寶石和86-1品種有10種脂肪酸，新蜜一號(hào)品種中有11種脂肪酸。對(duì)比前人研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，伽師瓜種子中含有6~12種脂肪酸成分[18-20]，其他品種的甜瓜籽中的差異較大，少則7~12種[21-23]，多則15~23種[24]。與其他地區(qū)相比，新疆的甜瓜籽品質(zhì)具有明顯的品質(zhì)優(yōu)勢(shì)。

由以上分析數(shù)據(jù)可以看出，雖然不同種類(lèi)的甜瓜籽油所含有的主要脂肪酸相同，均以棕櫚酸、亞油酸、油酸和硬脂酸為主要脂肪酸。但同種類(lèi)脂肪酸在不同品種的甜瓜籽油中所占比例差異較大，其中亞油酸含量最高的是皇后品種。香瓜的油酸含量高達(dá)24.82%；86-1的棕櫚酸、硬脂酸含量在這5個(gè)甜瓜籽油品種中最高。這與李洪玲等人[9]的研究結(jié)果相同。

通過(guò)試驗(yàn)可以得出結(jié)論，甜瓜籽油品種不同，但多不飽和脂肪酸——亞油酸含量較高，亞油酸具有降膽固醇、降低血栓形成、降低全血黏度、抗腫瘤及促進(jìn)微循環(huán)等作用[25-26]。同時(shí)，作為細(xì)胞膜磷脂的重要成分可改變膜的流動(dòng)性及淋巴因子和抗體分泌等[27-29]。

根據(jù)身體需要和植物油脂肪酸特點(diǎn)，與不同種類(lèi)的植物油進(jìn)行調(diào)和。按照調(diào)和油的飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸推薦值比例1∶1∶1[30-31]進(jìn)行搭配，滿足人體脂肪酸的健康需求。同時(shí)，甜瓜籽油可作為一種新型保健油品引入生活中，平衡的營(yíng)養(yǎng)膳食結(jié)構(gòu)[32]。甜瓜籽油也可以進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)為功能性保健食品或藥品。

3 結(jié)論

通過(guò)利用綠色、環(huán)保、新型的亞臨界流體萃取技術(shù)對(duì)5個(gè)不同品種的甜瓜籽進(jìn)行了提取，提取后的油品采用氣相色譜-EN14103法分析，發(fā)現(xiàn)這5種新疆地產(chǎn)的甜瓜籽油不飽和脂肪酸種類(lèi)較多且含量較高，為甜瓜籽油的開(kāi)發(fā)利用提供了理論基礎(chǔ)。

表1 5種甜瓜籽油脂肪酸成分保留時(shí)間與含量

圖6 5種甜瓜籽油脂肪酸含量比較