王喜波，王海晴，李秋慧，武燕華，李楊,2，隋曉楠，齊寶坤，江連洲,2*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，哈爾濱　150030；2.國(guó)家大豆工程技術(shù)研究中心，哈爾濱　150030）

不同方法提取牡丹籽油品質(zhì)差異

王喜波1，王海晴1，李秋慧1，武燕華1，李楊1,2，隋曉楠1，齊寶坤1，江連洲1,2*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，哈爾濱150030；2.國(guó)家大豆工程技術(shù)研究中心，哈爾濱150030）

文章以油用牡丹籽為原料，通過(guò)牡丹籽油感官指標(biāo)及脂肪酸分析，研究不同方法（超聲波輔助水酶法、超臨界CO2萃取法、溶劑浸提法）提取牡丹籽油與市售牡丹籽油品質(zhì)差異。結(jié)果表明，超聲波輔助水酶法提取牡丹籽油（提取率為22.13%）外觀品質(zhì)與市售牡丹籽油相近，具有牡丹籽油固有氣味和滋味、口感良好，且不飽和脂肪酸含量高（92.85%），相對(duì)密度（20℃）、酸價(jià)、碘值、過(guò)氧化值分別為0.9278、0.798 mg KOH·g-1、169.2 g·100 g-1、1.61 meq·kg-1，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

牡丹籽；超聲波輔助提取；水酶法；品質(zhì)

王喜波，王海晴，李秋慧，等.不同方法提取牡丹籽油品質(zhì)差異［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，47（9）：46-51.

Wang Xibo，Wang Haiqing，Li Qiuhui，et al.Comparative study on peony seed oil by different methods［J］.Journal of Northeast Agricultural University，2016，47（9）：46-51.（in Chinese with English abstract）

牡丹是毛茛科芍藥屬灌木，在我國(guó)種植范圍較廣，在洛陽(yáng)、菏澤、彭州等地種植相對(duì)集中，面積超過(guò)20 000 hm2［1］。牡丹籽粒具有抗炎、調(diào)節(jié)心血管系統(tǒng)、保肝、降血糖和調(diào)節(jié)免疫功能等作用［2-5］，牡丹籽含油率與大豆相當(dāng)，但牡丹籽油的脂肪酸組成優(yōu)于大豆油。牡丹籽油是一種新型食用木本植物油（2011年衛(wèi)生部《衛(wèi)生部關(guān)于批準(zhǔn)元寶楓籽油和牡丹籽油作為新資源食品的公告》），含有100多種活性物質(zhì)，富含不飽和脂肪酸（含80%左右），主要為亞麻酸和亞油酸［6-8］。牡丹籽油作為“α-亞麻酸”的主要來(lái)源，可促進(jìn)嬰幼兒以及青少年的腦神經(jīng)和視神經(jīng)發(fā)育，降低老年人“三高癥”發(fā)病率。

目前我國(guó)牡丹籽油年產(chǎn)量約2萬(wàn)t，牡丹籽油價(jià)格昂貴，市場(chǎng)占有率雖極有限，但可滿足高端消費(fèi)市場(chǎng)需求，替代部分高檔進(jìn)口植物油。因其特殊成份和功效，在未來(lái)食用油市場(chǎng)具有較大開發(fā)潛力和空間。牡丹籽油的制備方法主要有溶劑萃取和超臨界CO2萃取［6，8］，溶劑提取法存在試劑殘留的安全性問(wèn)題，超臨界CO2萃取存在成本過(guò)高問(wèn)題。水酶法是一種新型油脂制取工藝，符合清潔生產(chǎn)和能源高效利用發(fā)展理念［9］。超聲輔助植物油脂提取技術(shù)，具有短時(shí)高效優(yōu)點(diǎn)［10-13］。本文采用超聲輔助水酶法制取牡丹籽油，具有安全、油品質(zhì)高、綠色環(huán)保、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。

試驗(yàn)通過(guò)分析對(duì)比超聲輔助水酶法提取牡丹籽油與其他常見牡丹籽油（超臨界CO2萃取牡丹籽油、溶劑浸提牡丹籽油、市售壓榨牡丹籽油）感官指標(biāo)及脂肪酸組成，旨在探究提取高品質(zhì)牡丹籽油最佳工藝，以期為超聲波輔助水酶法提取牡丹籽油的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

牡丹籽（北京富貴牡丹高科技開發(fā)有限公司2014年）；牡丹籽油（黑龍江省家樂(lè)福超市）；堿性蛋白酶6 L（活力100 000 U·g-1以上，濟(jì)南德克生物技術(shù)有限公司）；氫氧化鈉、鹽酸、正己烷等均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2儀器與設(shè)備

FA2004型電子分析天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）；JY92-IIN型超聲波細(xì)胞粉粹機(jī)（寧波新芝生物科技股份有限公司）；HA121-50-01型超臨界流體萃取設(shè)備（江蘇南通華安超臨界萃取有限公司）；FW-100型高速萬(wàn)能粉碎機(jī)（紹興市科宏儀器有限公司）；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海精科實(shí)業(yè)有限公司）；LXJ-IIBB高速離心機(jī)（上海安停科學(xué)儀器廠）；HHW型數(shù)顯恒溫水浴鍋（帶磁力攪拌，常州丹瑞實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備有限公司金壇市雙捷實(shí)驗(yàn)儀器廠）；索氏提取儀（洛陽(yáng)化學(xué)試劑與儀器廠）；FE20 METTLER TOLEDO pH計(jì)（江西博力儀器設(shè)備有限公司）；WGL-45B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（天津泰斯特儀器有限公司）；HP6890GC/5973MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent Technologies公司）。

1.3方法

1.3.1不同提取工藝處理?xiàng)l件

試驗(yàn)選取新鮮飽滿、無(wú)蟲害牡丹籽，在45℃干燥箱中干燥，測(cè)定含水率為6.91%。用粉碎機(jī)粉碎過(guò)60目篩（間歇粉碎，防止粉碎機(jī)過(guò)熱使樣品氧化），過(guò)篩后牡丹籽粉末干燥避光低溫保存。

1.3.1.1超聲輔助水酶法提取牡丹籽油

使用JY92-IIN型超聲波細(xì)胞粉粹機(jī)對(duì)牡丹籽超聲處理，變幅桿插入液面下深度約為4 cm。向1 000 mL燒杯中加入適量料液比為1∶5（g·mL-1）牡丹籽和去離子水，在超聲波功率為400 W、提取溫度40℃條件下，處理45 min［14］。超聲后，用0.5 N NaOH和0.5 N HCl調(diào)節(jié)溶液pH為9.0，加入2%堿性蛋白酶6 L。反應(yīng)液在55℃水浴鍋中酶解3 h后，于90℃滅酶，酶解后樣品離心20 min（轉(zhuǎn)速為10 000×g）。離心后溶液分層（殘?jiān)?、水解液、乳狀液、油），?zhǔn)確稱量干燥后牡丹籽油［15］。

1.3.1.2溶劑浸提法（索式提取法）

采用索式提取法測(cè)定牡丹籽總含油量。將牡丹籽粉用正己烷浸提8 h［16］。反應(yīng)結(jié)束后，50℃時(shí)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器減壓蒸發(fā)有機(jī)溶劑。將旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后油樣放到烘箱（90℃）內(nèi)烘干殘留溶劑，直至前后兩次樣品重量不變?yōu)橹梗ā?.2%），用分析天平稱量油脂質(zhì)量。

1.3.1.3超臨界CO2萃取牡丹籽油

在超臨界CO2萃取中，萃取率主要影響因素有萃取壓力、萃取溫度及萃取時(shí)間［17］。本試驗(yàn)將CO2流量控制在20 L·h-1，選取工作條件為：萃取壓力35 MPa，萃取溫度45℃，萃取時(shí)間120 min［18］。稱取250 g牡丹籽粉末置于1 L萃取釜中超臨界CO2萃取，每隔一段時(shí)間收集萃取物，收集油脂，牡丹籽油含量按以下公式計(jì)算：

式中：m1—接收瓶質(zhì)量（g）；m2—接收瓶和粗脂肪質(zhì)量（g）；m—牡丹籽粉末質(zhì)量（g）。

1.3.2牡丹籽油理化指標(biāo)測(cè)定

1.3.2.1牡丹籽油脂肪酸成分分析

牡丹籽油脂肪酸分析參考Li等方法略做改進(jìn)［19］。樣品甲酯化：應(yīng)用Agilent 7890氣相色譜與Agilent 5975質(zhì)譜儀分析牡丹籽脂肪酸組成，采用BF3-甲醇溶劑法對(duì)牡丹籽甲酯化處理。取牡丹籽油1 g置于圓底燒瓶中，加0.5 mol·L-1氫氧化鉀-甲醇溶液6 mL于60℃條件下水浴回流皂化30 min，冷卻添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%BF3-甲醇溶液12 mL于60℃水浴回流甲酯化5 min，冷卻后加入4 mL正己烷及4 mL飽和氯化鈉，充分混合離心，按色譜質(zhì)譜條件GC-MS分析。

GC-MS聯(lián)用儀工作條件：色譜柱：HP-88石英毛細(xì)管柱（100 mm×0.25 mm，0.2 μm）；升溫程序：80℃保持5 min，以10℃·min-1速率升至150℃，停留2 min，5℃·min-1速率升至230℃，停留10 min。進(jìn)樣量：1 μL；進(jìn)樣口溫度：250℃；分流比：30∶1；載氣：氦氣；柱前壓：100 kPa；電離電壓：70 eV；質(zhì)量掃描范圍：50～550 amu。

1.3.2.2牡丹籽油理化性質(zhì)分析

相對(duì)密度按GB/T 5526-1985測(cè)定；品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定GB/T 5525-1985植物油脂檢驗(yàn)氣味、滋味鑒定法［20］；水分及揮發(fā)物含量測(cè)定按AOCS Ca 2c-25-2009方法測(cè)定；酸值按GB/T 5530-2005方法測(cè)定；過(guò)氧化值按照GB/T 5009.37-2003方法測(cè)定；碘值按照GB/T 5532-1995方法測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)處理

相同提取條件下，試驗(yàn)均重復(fù)3次，試驗(yàn)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，n=3，采用SPSS 18.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1牡丹籽油外觀品質(zhì)比較

比較不同方法獲得牡丹籽油外觀品質(zhì)，結(jié)果見表1。

由表1可知，索氏提取牡丹籽油透明度、雜質(zhì)及氣味、滋味低于其他5種油樣，品質(zhì)最差，可能原因是溶劑法提取牡丹籽油過(guò)程中，有機(jī)溶劑同時(shí)將牡丹籽中脂溶性雜質(zhì)（磷脂、脂蛋白等）和低熔點(diǎn)脂質(zhì)成分（蠟質(zhì)、脂肪醇等）析出，油中含有雜質(zhì)，影響品質(zhì)［21］。水酶法牡丹籽油雖然未經(jīng)任何精煉，從透明度以及雜質(zhì)看，與精煉牡丹籽油（S4市售牡丹籽油、S5市售牡丹籽油、S6市售牡丹籽油）相同。從氣味、滋味來(lái)看，索氏提取牡丹籽油存在異味，可能是由于其游離脂肪酸含量較高，使油脂帶有刺激氣味［22］，同時(shí)索氏提取存在高溫過(guò)程，油脂中多不飽和脂肪酸氧化裂變，產(chǎn)生不良?xì)馕叮?3］；水酶法牡丹籽油風(fēng)味濃郁，無(wú)異味，與市售牡丹籽油品質(zhì)相近。因此，S1超聲輔助堿性蛋白酶6L外觀品質(zhì)較好。

2.2牡丹籽含油率與牡丹籽油脂肪酸組成

用氣相色譜-質(zhì)譜儀分析不同方法得到的牡丹籽油脂肪酸組成，結(jié)果見表2。

表2　牡丹籽油脂肪酸組成比較Table 2Comparison of peony seed oil fatty acid （%）

由表2可知，索氏提取牡丹籽油提取率最高，為24.58%，其次是超聲輔助堿性蛋白酶6 L提取法（22.13%），超臨界CO2萃取法提取率最低（20.95%）。6種牡丹籽油富含不飽和脂肪酸（約90%）［24］，主要為α-亞麻酸（超過(guò)40%），其次是亞油酸、油酸，花生酸含量最低，僅為0.4%（S5除外）。超臨界CO2萃取牡丹籽油富含多不飽和脂肪酸（86.64±0.08%），其次為超聲輔助堿性蛋白酶6 L （70.30±0.13%）和索式提?。?9.21±0.21%）牡丹籽油，三種市售牡丹籽油多不飽和脂肪酸含量較低（約65%），可能原因是市售牡丹籽油多數(shù)為壓榨法提取，餅粕殘油率高，加熱溫度高，處理時(shí)間長(zhǎng)，油質(zhì)量差［9］。

6種牡丹籽油飽和脂肪酸含量差異較大，其中市售牡丹籽油飽和脂肪酸含量較高，其次為索式提?。?.39±0.25%）和超聲輔助堿性蛋白酶6 L （7.05±0.11%），超臨界CO2萃取牡丹籽油飽和脂肪酸含量最低，僅1.85±0.08%。與索氏提取相比，超聲輔助堿性蛋白酶6 L提取牡丹籽油不飽和脂肪酸含量相對(duì)較高，且提取時(shí)間短，不存在溶劑殘留等問(wèn)題［21］，考慮提油質(zhì)量和效率，采用超聲輔助堿性蛋白酶6 L提取牡丹籽油較好。

2.3不同提取方法提取牡丹籽油理化性質(zhì)分析

6種牡丹籽油理化性質(zhì)分析結(jié)果見表3。

表3　不同提取方法得到牡丹籽油理化性質(zhì)Table 3Comparison of peony seed oil physical and chemical properties

由表3可知，S1超聲輔助堿性蛋白酶6 L及S2索氏提取處理牡丹籽油與市售牡丹籽油（S4、S6）相對(duì)密度相近，S5市售牡丹籽油相對(duì)密度最小，飽和程度低。S3超臨界CO2萃取牡丹籽油相對(duì)密度較大，說(shuō)明其不飽和程度高，羥酸含量較高［25］，與表1結(jié)果一致。

由表3可知，6種牡丹籽油酸價(jià)存在顯著性差異。酸價(jià)體現(xiàn)油脂中游離脂肪酸含量，為衡量油脂質(zhì)量重要指標(biāo)之一。S5市售牡丹籽油酸價(jià)最高，易氧化酸敗，其次為S2索式提取牡丹籽油，S1超聲輔助堿性蛋白酶6 L及S3超臨界CO2萃取牡丹籽油酸價(jià)均低于市售牡丹籽油，這是由于兩種方法提取牡丹籽油未經(jīng)過(guò)脫酸精煉過(guò)程；與未精煉溶劑浸提牡丹籽油相比，溶劑浸提牡丹籽油酸堿是超聲輔助堿性蛋白酶6 L提取牡丹籽油1.2倍，其原因是游離脂肪酸會(huì)部分溶于水中使油脂酸價(jià)降低［26-27］。超聲輔助水酶法提取牡丹籽油酸價(jià)為0.798 mg KOH·g-1，抗氧化性較好，且低于國(guó)家食用油標(biāo)準(zhǔn)（GB 2716-2005，酸價(jià)≤3mg KOH·g-1）。

6種牡丹籽油碘值差異顯著，碘值是衡量油脂不飽和程度及不飽和脂肪酸含量重要指標(biāo)，碘值低說(shuō)明樣品易氧化。由表3可知，S3超臨界CO2萃取碘值最高，其次為S1超聲輔助堿性蛋白酶6L，S5市售牡丹籽油碘值最低，表明超臨界CO2和超聲輔助水酶法牡丹籽油中產(chǎn)生氧化酸敗物質(zhì)少，這也說(shuō)明6種牡丹籽油脂肪酸組成存在差異，該結(jié)果與GC-MS分析結(jié)論一致（見表2）。植物油碘值主要與不飽和脂肪酸中多不飽和脂肪酸含量關(guān)系密切［28］。表3中超臨界CO2和超聲輔助水酶法牡丹籽油多不飽和脂肪酸含量高，S5市售牡丹籽油含量低。

過(guò)氧化值是評(píng)定油脂和脂肪酸等氧化程度重要指標(biāo)之一，反映油脂氧化酸敗程度。由表3可知，S2索氏提取牡丹籽油過(guò)氧化值最高，可能是溶劑法反應(yīng)溫度高，提取時(shí)間長(zhǎng)，油脂更易氧化。而S1超聲輔助堿性蛋白酶6 L反應(yīng)條件溫和，抗氧化物質(zhì)變性少，油脂氧化程度低，此外酶降解蛋白產(chǎn)生水解蛋白具有抗氧化活性，減緩油脂氧化速率［29］。超聲輔助水酶法牡丹籽油過(guò)氧化值低于GB 2716-2005中國(guó)家食用油標(biāo)準(zhǔn)，超聲輔助水酶法牡丹籽油品質(zhì)較好。目前，受裝備、技術(shù)成熟度、生產(chǎn)規(guī)模等制約，超聲輔助堿性蛋白酶6 L提取牡丹籽油比市售壓榨法成本高10%～20%，但隨著制備技術(shù)水平提高和規(guī)?；a(chǎn)，酶法制油的優(yōu)勢(shì)將逐漸顯現(xiàn)。

3　結(jié)論

a.6種牡丹籽油外觀品質(zhì)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，超聲輔助堿性蛋白酶6L提取牡丹籽油透明度高、無(wú)雜質(zhì)、風(fēng)味濃郁、無(wú)異味、口感良好，其外觀品質(zhì)與市售牡丹籽油相近。

b.從6種牡丹籽油脂肪酸組成看，牡丹籽油中主要含3種脂肪酸，即油酸、亞油酸、亞麻酸，除S5市售牡丹籽油外，其他脂肪酸含量差異不顯著。超聲輔助堿性蛋白酶6 L（提取率22.13%）提取牡丹籽油不飽和脂肪酸含量（92.85%）較三種市售牡丹籽油高，超臨界CO2萃取牡丹籽油飽和脂肪酸含量最低，僅為1.85%±0.08%，綜合提取質(zhì)量和效率，超聲輔助堿性蛋白酶6 L是提取牡丹籽油較為理想方法。

c.從6種脂肪酸理化性質(zhì)分析看，S3超臨界CO2萃取牡丹籽油理化性質(zhì)最好，其次為S1超聲輔助堿性蛋白酶6 L提取牡丹籽油，綜合成本及效率比較，S1超聲輔助堿性蛋白酶6 L提取牡丹籽油理化性質(zhì)最佳，其相對(duì)密度、酸價(jià)、碘值、過(guò)氧化值分別為0.9278、0.798 mg KOH·g-1、169.2 g·100 g-1、1.61 meq·kg-1，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

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Comparative study on peony seed oil by different methods

WANG Xibo1，WANG Haiqing1，LI Qiuhui1，WU Yanhua1，LI Yang1，2，SUI Xiaonan1，QI Baokun1，JIANG Lianzhou1，2
（1. School of Food Science，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China；2.National Research Centre of Soybean Engineering and Technology，Harbin 150030，China）

Compared with sensory index and fatty acid composition of peony seed oil，the paper has established the effect on the quality of peony seed oil by different extraction process，including ultrasonicassisted aqueous enzymatic extraction，supercritical carbon dioxide extraction，solvent extraction and commercially available oil.The results showed that the apparent quality and density of ultrasonic-assisted aqueous enzymatic extraction of peony seed oil（extraction yield 22.13%）expressed near the commercially available peony seed oil，and it had peony seed oil natural smell and taste and high content of unsaturated fatty acid（92.85%），the relative density（20℃），acid value，iodine value，peroxide value were 0.9278，0.798 mg KOH·g-1，169.2 g·100 g-1and 1.61 meq·kg-1，complied with the national standard limit.

peony seed；altrasonic assisted extraction；enzyme-assisted aqueous extraction processing；quality

TS201.2

A

1005-9369（2016）09-0046-06

2016-06-22

國(guó)家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)（CARS-04-PS25）

王喜波（1975-），男，副教授，博士，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。E-mail：wangxibo@yahoo.cn

江連洲，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。E-mail：jlzname@163.com