侯建軍, 陳存社, 張?zhí)鹛? 任雅琳, 周 正

(北京工商大學(xué)食品學(xué)院,北京 100048)

食用動(dòng)物油脂包括豬油、牛油和羊油等，是利用動(dòng)物脂肪組織中提煉出固態(tài)或半固態(tài)脂類經(jīng)過加工制得的脂類產(chǎn)品.我國動(dòng)物油脂原料豐富，其產(chǎn)量占油脂總量的30%，是僅次于大豆油的第二大重要油脂資源[1].動(dòng)物油脂資源豐富，但是產(chǎn)品單一，油脂利用率較低.

共軛亞油酸(conjugated linoleic acid，CLA)是由必需脂肪酸亞油酸衍生的共軛雙烯酸的多種位置和幾何異構(gòu)體的總稱[2].理論上共軛亞油酸的異構(gòu)體有56種，目前大約有17種CLA的異構(gòu)體已得到證實(shí)，其中 c-9，t-11CLA異構(gòu)體是主要的存在形態(tài)[3].共軛亞油酸的生理功能包括促進(jìn)脂肪分解與改善體脂組成，提高機(jī)體免疫功能和改善骨組織代謝，降低膽固醇和抗血栓作用，抗癌作用[4].

CLA主要存在于動(dòng)物體內(nèi)，植物含有量較少，反芻動(dòng)物體內(nèi)的CLA又明顯高于非反芻動(dòng)物中的CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其中羔羊的CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，達(dá)到4.3～19 mg/g脂肪[5].羊脂肪作為羊肉的附帶物，含有飽和脂肪酸常遭到人們厭棄.羊脂肪較其他動(dòng)物油脂含有較多CLA，國內(nèi)外較少有以羊脂肪為原料提取富集CLA的報(bào)道.從動(dòng)物體內(nèi)提取功能性油脂提取成份主要為魚油EPA、DHA的報(bào)道.

本文對蒸煮法、堿水解法、溶劑浸提法提取羊油效果進(jìn)行了系統(tǒng)的比較分析，同時(shí)又對不同有機(jī)溶劑提取油脂效果進(jìn)行了研究.為從動(dòng)物油脂中分離富集高純度共軛亞油酸提供了有利條件.

1 材料和儀器

1.1 材 料

羊腰脂肪，市售;CLA標(biāo)準(zhǔn)品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99%，NU-CHEK-PREP公司;正己烷、環(huán)己烷、無水乙醇、石油醚均為分析純，購于北京化工廠.

1.2 儀 器

YG-2型索氏抽提器;HH-2型數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市杰瑞爾電器有限公司;電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司天平儀器廠;RV10型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，德國 IKA公司;Agilent-Gerstel 6890N-5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫公司.

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 脂肪提取率的測定

脂肪提取率的測定參照文獻(xiàn)[6]，如式(1).

式(1)中ρ為脂肪提取率，M1為旋蒸后油脂質(zhì)量，M2為羊腰脂肪質(zhì)量.

2.2 不同溶劑提取

取一份經(jīng)過預(yù)處理的均勻一致的羊腰部脂肪(以下方法中脂肪均來自同一塊羊腰部脂肪).準(zhǔn)確稱取5 g脂肪，置于100 mL錐形瓶中，分別加入石油醚、正己烷、環(huán)己烷和無水乙醇，浸泡24 h后，加入無水硫酸鈉，震蕩除去溶劑中水，然后進(jìn)行過濾，濾液置于圓底燒瓶中，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，將有機(jī)溶劑蒸發(fā)完全后，稱取脂肪質(zhì)量，并測量不同提取條件下，共軛亞油酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

2.3 不同提取方法

蒸煮法準(zhǔn)確稱取脂肪5 g，置于100 mL燒杯中，加入20 mL水，煮沸30 min后，冷卻至室溫，過濾掉殘?jiān)?堿水解法[7]準(zhǔn)確稱取脂肪5 g，置于100 mL燒杯中，加入20 mL水，pH值調(diào)到9，45℃下水解5 min，然后升溫至80℃水解80 min，過濾掉濾渣.正己烷提取法為以正己烷為溶劑，考慮提取溫度，時(shí)間，正己烷用量為因素，設(shè)計(jì)3水平3因素正交試驗(yàn)確定較佳提取工藝.

2.4 共軛亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定

氣相色譜條件為HP-5型色譜柱(60.0 m×250.00 μm × 0.25 μm);進(jìn)樣溫度 250 ℃;檢測器250℃;以氦氣為載氣;升溫程序?yàn)槌跏紲囟?0℃，以15℃/min升溫至 220℃保持 5 min，然后3℃/min升溫至250保持5 min，共運(yùn)行32 min，進(jìn)樣量1 μL，分流比2:1，氫火焰離子化檢測器FID，載氣為高純氦氣，燃?xì)鉃闅錃猓細(xì)鉃榭諝?

2.5 加工溫度對食品中CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

將8 份 5 g脂肪分別置于室溫，70，80，90，100，110，120，130 ℃下 20 min，冷卻至室溫待測.

2.6 數(shù)據(jù)處理

用SPSS軟件處理并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

3 結(jié)果與討論

3.1 羊腰脂肪中總脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定

索氏抽提利用溶劑回流及虹吸原理，使固體物質(zhì)連續(xù)不斷地被純?nèi)軇┹腿。貜?fù)回流提取，增加了油脂與純?nèi)軇┑慕佑|機(jī)會(huì)，大大減少了油脂的提取時(shí)間，5 g羊腰脂肪索氏抽提結(jié)果見表1，計(jì)算油脂中總脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.58%.

表1 總脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定Tab.1 Determination of total fat mass percentage

3.2 不同有機(jī)溶劑提取脂肪比較

4種溶劑提取脂肪效果結(jié)果見圖1，其中石油醚與正己烷提取率較高分別為68.13%和66.27%，環(huán)己烷較低提取率為63.00%，無水乙醇提取率最低為10.13%.無水乙醇提取脂肪效果不理想，原因是脂肪在無水乙醇中溶解性較低，石油醚脂肪提取率略高于正己烷.正己烷提取脂肪中CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.98 mg/g，石油醚提取脂肪中CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.66 mg/g，略低于正己烷提取脂肪中CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù).正己烷作為溶劑廣泛應(yīng)用于植物油的提取，本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)其對動(dòng)物油脂也有較好的提取效果.

圖1 不同提取溶媒的脂肪提取率和CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)Fig.1 Fat extraction yield and content of CLA by different solvent systems

3.3 正己烷提取脂肪工藝研究

通過不同溶劑對比確定正己烷對于動(dòng)物脂肪提取效果好，提取的脂肪中CLA較高.以正己烷為溶劑選擇提取溫度、提取時(shí)間、V(溶劑):m(油脂)作為實(shí)驗(yàn)因素，確定不同的水平，以脂肪提取率ρ和CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)y為實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，采用3因素3水平L9(33)正交表.試驗(yàn)因素水平，見表2;正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果，見表3;方差分析，見表4.

表2 L9(33)正交試驗(yàn)的因素水平表Tab.2 Factors and levels of L9(33)orthogonal experiment

對于生產(chǎn)而言，提高生產(chǎn)效率，降低能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，要求動(dòng)物油脂提取時(shí)油脂提取率較高及油脂中CLA濃度盡可能高的前提下，加熱溫度盡可能降低，提取時(shí)間盡可能縮短.表3和表4的結(jié)果表明，溫度油脂的提取率有顯著性影響(p＜0.05)對CLA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響不顯著(p＞0.05)，溫度越高，油脂的提取率越高，而相應(yīng)的CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)先升高后降低，這可能是由于溫度升高使CLA的熱穩(wěn)定性降低，部分CLA被氧化或者異構(gòu)化為其他物質(zhì)，在確保油脂提取率最大同時(shí)CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的條件下，提取溫度確定為60℃較好.溫度對油脂的提取率及CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有顯著性影響(p＜0.05)，提取時(shí)間越長油脂的提取率越高，相應(yīng)的CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)也越多，主要是因?yàn)橹镜奶崛∈蔷徛^程，時(shí)間充足下油脂緩慢釋放，CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)相應(yīng)增加，從節(jié)能考慮，4 h油脂提取率及CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)均較高，效果較好.V(溶劑):m(油脂)對提取率及CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響均顯著(p＜0.05)，V(溶劑):m(油脂)越大及CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)越多，是因?yàn)槿軇┰黾邮荂LA與氧接觸的面積減少，對CLA起保護(hù)作用，V(溶劑):m(油脂)選擇為8較為合適.因此，較佳組合為A3B2C2.

表3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Tab.3 Arrangement and result of orthogonal experiment

3.4 不同方法提取油脂理化性質(zhì)比較

通過對于不同提取方法所得油脂理化性質(zhì)如表5，蒸煮法及堿水解法提取的油脂過氧化值超出了食用動(dòng)物油脂衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)感官品質(zhì)較差，油脂渾濁，含有少量雜質(zhì).堿水解法主要應(yīng)用于魚油的提取，它能破壞脂肪與蛋白的連接，使組織間的脂肪游離出來，在羊油提取上效果差.溶劑浸提下油脂油脂的酸價(jià)過氧化值符合食用動(dòng)物油脂衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，可以作為食用油，同時(shí)為進(jìn)一步富集CLA提供了原料.

表4 方差分析Tab.4 Analysis of variance

表5 不同方法提取油脂理化性質(zhì)Tab.5 Physical and chemical properties of fat by different methods of extraction

3.5 不同溫度梯度下樣品中CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)

不同的加工溫度對食品中CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)有一定影響，如圖2.在從20～110℃，CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低，但是損失量不超過原來的20%，影響較小;在110～120℃，CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降較快，損失較嚴(yán)重;在130℃處理過后樣品中CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)反而比120℃處理過后樣品CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)高.劉仕軍等[8]在做加工溫度及存放時(shí)間對富共軛亞油酸牛乳脂肪酸的影響實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)牛乳經(jīng)過了75℃和120℃處理后，降低了乳脂中 c-9，t-11CLA，而 t-10，c-12CLA無變化，當(dāng)處理溫度上升至135℃時(shí)，乳脂脂肪幾乎全呈現(xiàn)降低的趨勢，但乳脂中的t-11，C18:1在此溫度下也同時(shí)向c-9，t-11CLA轉(zhuǎn)變，從而使135℃處理后c-9，t-11CLA維持原有量.主要原因是在130攝氏度處理過后，原來樣品中的CLA損失了，但是可能在此同時(shí)，會(huì)有其他的脂肪酸向CLA進(jìn)行的轉(zhuǎn)化，從而導(dǎo)致了在130℃處理過后，CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)比120℃處理后樣品CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的結(jié)果.

圖2 溫度對CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig.2 Effects of temperature on content of CLA

4 結(jié) 論

通過對比正己烷、石油醚、環(huán)己烷、無水酒精對于油脂的提取效果，正己烷在油脂提取率相近的條件下，CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，表明正己烷作為溶劑提取效果最好.通過正交試驗(yàn)優(yōu)化提取條件，確定提取溫度在60℃，提取時(shí)間4 h，V(溶劑):m(油脂)為8的條件下提取效果較佳.對比蒸煮法、堿水解法、溶劑浸提法在羊油提取上的應(yīng)用，溶劑浸提油脂具有較好的理化指標(biāo)及感官指標(biāo)，符合食用動(dòng)物油脂衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求.溫度對共軛亞油酸具有一定影響，在20～110℃內(nèi)CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化不大;在110～120℃，溫度影響顯著CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降較快，損失較嚴(yán)重;在130℃處理過后樣品的CLA質(zhì)量分?jǐn)?shù)有增加，部分脂肪酸在130℃下轉(zhuǎn)化為共軛亞油酸.

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