甘肅迭部野生西康扁桃種仁油理化性質(zhì)及脂肪酸組成分析

柴春山, 莫保儒, 蔡國(guó)軍, 馬 馳, 薛 睿, 李德麗, 林 琳

(甘肅省林業(yè)科學(xué)研究院,蘭州 730020)

扁桃亞屬隸屬于薔薇科(Rosaceae)李亞科(Prunoideae)桃屬(Amygdalus)[1,2],世界上有52～53個(gè)種,本亞屬在我國(guó)現(xiàn)有包括野生和栽培種扁桃共6種,分別為扁桃/普通扁桃(AmygdaluscommunisL.)、野扁桃(A.ledebourianaSchlecht.和或矮扁桃A.nanaL.)、蒙古扁桃[A.mongolica(Maxim.)Ricker]、長(zhǎng)柄扁桃(A.pedunculataPall)、西康扁桃[A.tangutica(Batal.)Korsh]、榆葉梅[A.triloba(Lindl.)Ricker][2-4]。扁桃亞屬植物不僅具有良好的抗旱和抗寒能力,而且還具有藥用和食用價(jià)值[1],是一種藥食同源植物,在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、食品業(yè)等也有很好的開發(fā)前景[3]。近年來(lái),隨著食用植物油需求的日益增長(zhǎng)以及對(duì)食用植物油品質(zhì)要求的提高,木本油料已越來(lái)越受到人們的關(guān)注[5]。扁桃亞屬植物作為一種極具開發(fā)潛力的木本油料作物種類,其所屬的扁桃、蒙古扁桃、長(zhǎng)柄扁桃、野扁桃/矮扁桃、榆葉梅5個(gè)種的種仁營(yíng)養(yǎng)成分和油脂特性也受到了不同程度的關(guān)注[6-18],尤其對(duì)野生長(zhǎng)柄扁桃、蒙古扁桃和野扁桃的關(guān)注和研究較多,認(rèn)為蒙古扁桃油、長(zhǎng)柄扁桃油、野扁桃油屬于極具開發(fā)價(jià)值的高級(jí)食用油[6,15,16],但對(duì)同亞屬的西康扁桃除少量關(guān)于群落特征和樹種評(píng)價(jià)研究外[19-23],在種仁油營(yíng)養(yǎng)成分和油脂特性方面的研究還未見(jiàn)報(bào)道。鑒于此,對(duì)甘肅省甘南藏族自治州迭部縣野生分布的西康扁桃種仁油理化特性和脂肪酸組分以及生理活性成分進(jìn)行了測(cè)定分析,旨在為西康扁桃的經(jīng)濟(jì)價(jià)值挖掘和產(chǎn)品開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

西康扁桃油由甘肅省甘南州迭部縣林業(yè)和草原局提供。實(shí)驗(yàn)材料委托國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局糧油質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)定。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 理化指標(biāo)測(cè)定

碘值參照GB/T 5532—2008測(cè)定;酸值參照GB 5009.229—2016第一法測(cè)定;過(guò)氧化值參照GB 5009.227—2016第一法測(cè)定;皂化值參照GB/T 5534—2008測(cè)定;折光指數(shù)參照 GB/T 5527—2010測(cè)定;相對(duì)密度參照 GB/T 5526—1985測(cè)定;水分及揮發(fā)物參照 GB 5009.236—2016第二法測(cè)定;不溶性雜質(zhì)參照 GB/T 15688—2008測(cè)定。

1.2.2 脂肪酸組成測(cè)定

脂肪酸組成參照 GB 5009.168—2016 第三法測(cè)定。

1.2.3 生物活性成分測(cè)定

生育酚參照GB/T 26635—2011測(cè)定;角鯊烯參照《糧油檢驗(yàn) 植物油中角鯊烯的測(cè)定》;多酚參照《油檢驗(yàn) 植物油中多酚的測(cè)定》。

2 結(jié)果與分析

2.1 西康扁桃油的理化性質(zhì)

表1 西康扁桃油與部分其他扁桃油的理化性質(zhì)比較

色澤、酸價(jià)、過(guò)氧化值等是評(píng)價(jià)油脂品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)[11]。酸價(jià)和過(guò)氧化值小,說(shuō)明油脂質(zhì)量好,具有較穩(wěn)定的生理活性[10,26,27]。西康扁桃不僅酸價(jià)(1.30 mg KOH/g)較小,而且過(guò)氧化值也較低,為3.80 mmol/kg(表1),酸價(jià)和過(guò)氧化值均低于GB 2716—2018《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 植物油》中規(guī)定的食用植物油酸價(jià)(≤3 mg KOH/g) 和過(guò)氧化值(≤0.25 g/100 g即≤9.85 mmol/kg)[28],也低于LS/T 3255—2017《長(zhǎng)柄扁桃油》中規(guī)定的一級(jí)成品油的要求(酸價(jià)≤2.0 mg/g)[29],說(shuō)明西康扁桃油脂不僅品質(zhì)好,而且具有較高的穩(wěn)定性,是一種良好的木本食用油原料。

折光指數(shù)是油脂的特征性指標(biāo)之一,可以作為油脂純度的標(biāo)志。皂化值表示油脂中脂肪酸相對(duì)分子質(zhì)量的大小,皂化值越大,脂肪酸相對(duì)分子質(zhì)量越小。從表1可看出,西康扁桃油的折光指數(shù)(1.471 0)和皂化值(189.10 mg KOH/g)與長(zhǎng)柄扁桃油較接近[6, 11,13],比蒙古扁桃油、野扁桃油略高[6,10]。此外,西康扁桃油皂化值(189.10 mg KOH/g)在藥典規(guī)定的注射用油皂化值185～200 mg KOH/g 范圍內(nèi)[27]。說(shuō)明西康扁桃油滿足藥用對(duì)木本油脂皂化值的要求。

與蒙古扁桃、長(zhǎng)柄扁桃、野扁桃3個(gè)野生扁桃油的主要理化性質(zhì)相比(表1),西康扁桃油的相對(duì)密度比蒙古扁桃油和野扁桃油大但比長(zhǎng)柄扁桃油小,碘值大于野扁桃油而小于蒙古扁桃和長(zhǎng)柄扁桃油,酸價(jià)接近長(zhǎng)柄扁桃油而大于蒙古扁桃和野扁桃油,過(guò)氧化值大于其他3個(gè)扁桃油,水分及揮發(fā)物也大于蒙古扁桃和長(zhǎng)柄扁桃油?？梢?jiàn),西康扁桃油與其他3個(gè)扁桃油的理化性質(zhì)不盡一致,但4個(gè)扁桃油的主要理化指標(biāo)均符合《生物柴油用木本油脂》標(biāo)準(zhǔn)[24]和《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 植物油》中食用植物油的標(biāo)準(zhǔn)[28],4 種野生扁桃均適合開發(fā)高檔食用油和生物柴油。

2.2 西康扁桃油脂肪酸組成

脂肪酸組成是判斷食用植物油是否純正的最重要的特征指標(biāo)。由表2可知,西康扁桃油含有棕櫚酸、棕櫚油酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、花生-烯酸、芥酸10種脂肪酸,以油酸和亞油酸為主,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為72.10%和 18.60%,其次是棕櫚酸和硬脂酸,質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4.68%和1.75%,其余脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低,均在1.0%以下。和其他扁桃油檢出的現(xiàn)有脂肪酸組分相比(表2),西康扁桃油此次檢出的脂肪酸組分與含量與其他扁桃油相近,都是以油酸和亞油酸為主,其次是棕櫚酸和硬脂酸,但在脂肪酸種類上與其他扁桃油略有偏差,主要體現(xiàn)在月桂酸、豆蔻酸、十七烷酸、十七碳烯酸、山崳酸和芥酸上(表2)。總體來(lái)看(表2),扁桃亞屬5個(gè)扁桃種仁油的脂肪酸組成共有14種,其中,蒙古扁桃油檢出的組分最多,為13種,除月桂酸外其他脂肪酸組分都檢測(cè)到了[6,9,10,16];其次是普通扁桃和長(zhǎng)柄扁桃油,均為11種,普通扁桃油不含十七烷酸、十七碳烯酸和芥酸,而長(zhǎng)柄扁桃油不含十七烷酸、十七碳烯酸和月桂酸[5,6,9,11-15];西康扁桃油共檢出10種,不含有月桂酸、豆蔻酸、十七碳烯酸和山崳酸;野扁桃/矮扁桃油的組分最少,為9種,不含有月桂酸、豆蔻酸、十七烷酸、山崳酸和芥酸[6,9]。說(shuō)明5個(gè)扁桃種的種仁油絕大多數(shù)脂肪酸組分相同,每次都能檢出7～9種主要成分,但含量比較低的脂肪酸組分如月桂酸、豆蔻酸、十七烷酸、十七碳烯酸、山崳酸和芥酸,就目前檢出的組分來(lái)看,為個(gè)別扁桃種所特有,如月桂酸只有普遍扁桃油含有,十七烷酸只有西康扁桃和蒙古扁桃油含有,十七碳烯酸只有野扁桃和蒙古扁桃油含有。

表2 西康扁桃油與部分其他扁桃油脂肪酸組成及相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較/%

油酸和亞油酸具有抗氧化、降低膽固醇、預(yù)防心腦血管疾病等作用[6,11,15],其含量是判斷食用植物油營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的一項(xiàng)重要指標(biāo)。食用油的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要取決于單不飽和脂肪酸油酸含量,油酸含量高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值就高[6,30],亞油酸含量高也使植物油營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高[30]。以扁桃種仁油脂肪酸的主要成分油酸和亞油酸含量來(lái)看,西康扁桃油的油酸和亞油酸含量與普通扁桃和野扁桃/矮扁桃油比較接近,都是油酸含量較高而亞油酸含量較低,平均油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在72%以上,平均亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%以下,而蒙古扁桃和長(zhǎng)柄扁桃油的油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較低,平均在70%以下,但亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,平均在26%以上。油酸和亞油酸的含量也是選擇燃料油的一項(xiàng)重要指標(biāo),理想生物柴油的原料中應(yīng)該具有較高的單元不飽和脂肪酸含量,少量的飽和脂肪酸和一定量的多元不飽和脂肪酸,且多元不飽和脂肪酸中亞麻酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能超過(guò)12%,含4個(gè)不飽和雙鍵的脂肪酸不超過(guò) 1%[31]。西康扁桃油單不飽和脂肪酸主要是油酸且質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)72.10%,多不飽和脂肪酸主要是亞油酸,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.60%,多不飽和脂肪酸中的亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.99%,且不含4烯脂肪酸(表2),主要脂肪酸含量均符合營(yíng)養(yǎng)食用油和理想生物柴油原料的要求。說(shuō)明西康扁桃油不僅具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,而且還具有良好的能源價(jià)值,是一種極具開發(fā)潛力的營(yíng)養(yǎng)保健油脂和生物柴油原料。另外,這次西康扁桃油脂肪酸組分檢出了微量的芥酸,在蒙古扁桃油和長(zhǎng)柄扁桃油中也曾檢出過(guò)此成分[ 10,11,14]。芥酸能引起心肌脂肪積聚和血管壁增厚,不適于心臟病及高血壓患者,聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織與世界衛(wèi)生組織規(guī)定食用菜籽油中芥酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要低于5%[32]。西康扁桃種仁油芥酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.27%)遠(yuǎn)低于這一規(guī)定,不影響西康扁桃油的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和食用植物油的開發(fā)。

脂肪酸飽和程度是判斷食用植物油價(jià)值高低的重要參數(shù)特征。不飽和脂肪酸(USFA)對(duì)于人體生命活動(dòng)及代謝起著重要的作用,不僅可以保持細(xì)胞膜的相對(duì)流動(dòng)性,以保證細(xì)胞的正常生理功能,而且可預(yù)防高血壓、高血脂、糖尿病、皮膚糙病等疾病[6,10]。其中以油酸為主的單不飽和脂肪酸(MUFA)易于被人體吸收,可降低低密度脂蛋白膽固醇,預(yù)防心腦血管疾病[10,11],多不飽和脂肪酸(PUFA)是動(dòng)物和人體維持健康所必需的物質(zhì)[33],多不飽和脂肪酸中的亞油酸和亞麻酸是人體不能合成的必需脂肪酸,具有維持人體各種基本生理活動(dòng)、營(yíng)養(yǎng)腦細(xì)胞、調(diào)節(jié)植物神經(jīng)、預(yù)防腦血栓和腦溢血等作用[10,11,33]。從表3可看出,西康扁桃油不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較高,達(dá)92%以上,是一種不飽和脂肪酸含量高的植物油脂。和其他扁桃油相比(表3),西康扁桃油不飽和脂肪酸含量與普通扁桃油相近,比蒙古扁桃、長(zhǎng)柄扁桃和野扁桃油略低。植物油中單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)的比例也非常重要,較高的單不飽和脂肪酸和較低的多不飽和脂肪酸比例有利于植物油的穩(wěn)定性[30,34,35]。油脂中總不飽和脂肪酸(USFA)和總飽和脂肪酸(SFA)的比例也很重要,油脂中的總不飽和脂肪酸和總飽和脂肪酸的比值越大,表明這些油脂具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和豐富的必須脂肪酸來(lái)源[30]。西康扁桃油單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)的比例接近3.7∶1,在5種扁桃油中比例居中;總不飽和脂肪酸(USFA)和總飽和脂肪酸(SFA)的比例接近14∶1,在5種扁桃油中比例居中并偏低(表3)。綜合來(lái)看,西康扁桃油是脂肪酸配比比較理想的食用植物油源。

表3 西康扁桃和其他扁桃油脂中重要脂肪酸參數(shù)特征/%

脂肪酸飽和程度也是判斷植物油脂是否符合生物柴油原料的重要參數(shù)特征。生物柴油原料不飽和程度對(duì)生物柴油的十六烷值、低溫流動(dòng)性能和黏度起著極為重要的作用[25]。原料油不飽和程度對(duì)生物柴油主要理化指標(biāo)的影響主要體現(xiàn)在三烯及三烯以上脂肪酸含量上,我國(guó)生物柴油原料油中三烯脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得大于12%,四烯及四烯以上脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得大于 1%[25]。西康扁桃種仁油三烯脂肪酸只有亞麻酸,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.99%,且不含四烯及四烯以上脂肪酸(表2),滿足以上要求。生物柴油的質(zhì)量主要由脂肪酸的組成決定,因?yàn)椴煌舅峤M成決定生物柴油的不同燃料特性,美國(guó)生物柴油標(biāo)準(zhǔn)對(duì)脂肪酸的碳鏈長(zhǎng)度進(jìn)行了規(guī)定,范圍在 C12～C22 可保證生物柴油的燃燒性能[31]。從表2可以看出,西康扁桃種仁油脂碳鏈長(zhǎng)度為C16～C22,在C12～C22范圍中,符合美國(guó)生物柴油標(biāo)準(zhǔn)的要求。為了防止油脂固化,生物柴油中必須含有一定量的不飽和脂肪酸,高品質(zhì)生物柴油的原料中應(yīng)該具有較高的單元不飽和脂肪酸含量,但植物油脂脂肪酸不飽和度較大,氧化安全性較差[36],所以生物柴油原料必須含有少量的飽和脂肪酸。西康扁桃油飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.62%,不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)92.47%,其中單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為72.88%和19.59%(表3),其脂肪酸組成符合理想生物柴油原料要含較高的單元不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)(>30%)、少量的飽和脂肪酸(<30%)和一定量的多元不飽和脂肪酸的要求[10,31,36]。由此可見(jiàn),西康扁桃種仁油是理想的生物柴油原料。同時(shí),從表2和表3可看出,其他扁桃油的脂肪酸碳鏈長(zhǎng)度、三烯及三烯以上脂肪酸含量以及飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸組成比例也都符合生物柴油原料的標(biāo)準(zhǔn)。這說(shuō)明,扁桃亞屬植物都是有潛力的木本能源植物。

2.3 西康扁桃生物活性成分含量

植物油含有植物甾醇、維生素E、角鯊烯、類胡蘿卜素等多種生物活性物質(zhì)[37],易被人體吸收,長(zhǎng)期食用可降低膽固醇、預(yù)防心腦血管疾病,同時(shí)具有抗炎等功效[38]。其中,維生素E是生育酚的混合物,生育酚不但是天然的抗氧化劑,而且具有重要的生理活性功能[18,39]。從表4可看出,西康扁桃油富含維生素E,其含量高達(dá) 359.90 mg/kg。但與蒙古扁桃和長(zhǎng)柄扁桃油的維生素E含量相比[11,13,18],西康扁桃油含量相對(duì)較低。經(jīng)典理論認(rèn)為α-生育酚是活性最高,營(yíng)養(yǎng)效價(jià)最好的 VE,而近年來(lái)一些研究表明,γ-生育酚可能是VE實(shí)際上的心血管保護(hù)成分,并有抗癌和防癌作用[27]。從表4可看出,西康扁桃油的α-生育酚含量(28.10 mg/kg)不太高,但γ-生育酚的含量(331.80 mg/kg)較高,其維生素 E主要以γ-生育酚的形式存在。相比之下(表4),長(zhǎng)柄扁桃油維生素 E的組成與西康扁桃相似,都是以γ-生育酚的形式存在,而蒙古扁桃油相差較大,其不僅含有較高的α-生育酚和(β+γ)-生育酚,還含有很高的δ-生育酚,而且維生素 E總含量非常高。

表4 西康扁桃油與其他扁桃油部分生物活性物質(zhì)含量比較/mg/kg

生育酚、角鯊烯等為天然抗氧化劑[38]。由于角鯊烯具有重要的醫(yī)療、美容等方面的作用,近些年來(lái),角鯊烯以藥物研發(fā)中潛在結(jié)合物而被廣泛認(rèn)知[37]。西康扁桃油富含角鯊烯,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)450.10 mg/kg,比景璐璐等[37]研究的8 種大宗油料油脂中除橄欖油、花生油和7 種特色油料油脂中除米糠油和芝麻油外的10多種植物油脂的角鯊烯含量都高。多酚是一種廣泛存在于植物源食品中的生物活性物質(zhì),具有良好的抗氧化、抗腫瘤、緩解抑郁、調(diào)節(jié)膽固醇水平和延緩心腦血管疾病等生理功能,具有潛在的促進(jìn)人體健康作用[40]。西康扁桃油多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15.50 mg/kg,含量相對(duì)較低。總體來(lái)看,西康扁桃油含有多種生物活性物質(zhì),而且維生素E和角鯊烯含量較高,其油穩(wěn)定性好,而且具有較高的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值。

3 結(jié)論

西康扁桃種仁油脂理化性質(zhì)優(yōu)良,脂肪酸組成合理,不飽和脂肪酸含量高,富含多種生物活性物質(zhì),具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物能源價(jià)值,且主要理化指標(biāo)符合國(guó)家食用植物油安全標(biāo)準(zhǔn)和林業(yè)行業(yè)生物柴油用油脂標(biāo)準(zhǔn),具有開發(fā)食用保健油和生物柴油的潛力,可作為我國(guó)北方新型木本油料作物資源和能源樹種。但研究?jī)H從原料角度分析了西康扁桃種仁油的主要理化性質(zhì)、脂肪酸組成及含有的部分生物活性成分,而且其部分性質(zhì)會(huì)在加工的過(guò)程中發(fā)生改變,從而影響食用油和生物柴油的品質(zhì)。因此,如將西康扁桃種仁油開發(fā)成營(yíng)養(yǎng)保健食品和生物柴油,還有一些理化性質(zhì)、化學(xué)成分、營(yíng)養(yǎng)成分以及急性和慢性毒理等有待檢測(cè)和進(jìn)一步明確,對(duì)加工過(guò)程中的各項(xiàng)指標(biāo)還需做進(jìn)一步的研究,為其成為食用油和生物柴油的進(jìn)一步開發(fā)研究提供參考。