譚 超，李俊杰，趙福明

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，昆明 650201)

油脂加工

油瓜種仁油提取工藝及理化成分分析

譚 超，李俊杰，趙福明

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，昆明 650201)

以油瓜種仁為原料，采用單因素實(shí)驗(yàn)研究不同提取劑、提取時(shí)間、提取溫度、料液比對油瓜種仁油得率的影響，并進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:最佳提取條件為正己烷作提取劑、提取時(shí)間190 min、提取溫度90℃、料液比1∶80，在此條件下，油瓜種仁油得率為60.02%。所提油瓜種仁油相對密度0.90±0.05，酸值(KOH)(11.21±0.13 )mg/g；鉀、鋅、鐵、錳、鎂、鈣、銅含量分別為940、11.5、22.1、0.262、124、504、0.286 mg/kg，磷、鈉含量分別為0.189%、0.106%，鉛含量為0.042 mg/kg，未檢測出黃曲霉毒素B1。油瓜種仁油由9種脂肪酸組成，以亞油酸(45.96%)、棕櫚酸(29.90%)、油酸(14.16%)和硬脂酸(8.48%)為主，單不飽和脂肪酸(MUFA)含量與多不飽和脂肪酸(PUFA)、飽和脂肪酸(SFA)含量的比為1∶3.3∶2.7，n-6 PUFAs含量與n-3 PUFAs含量的比為63∶1。

油瓜；種仁油；提取工藝；理化分析

油瓜(Hodgsoniamacrocarpa(Bl.)Cogn.),葫蘆科，國際上1861年有研究報(bào)道[1]。1933 年蔡希陶先生在云南屏邊發(fā)現(xiàn)油瓜之后進(jìn)行人工馴化研究，又稱油渣果、豬油果，傣語叫“麻井”，在我國西南地區(qū)、印度、馬來西亞、緬甸和越南分布[2-4]。油瓜種仁含油量可達(dá)65%～78%，遠(yuǎn)高于大豆、菜籽等油料作物，其油質(zhì)清甜香、無毒，是優(yōu)良的食用植物油源[5-6]。油瓜種仁可生食也可烤食，烤后似豬肉殘?jiān)蜇i油味，早期被用于治療濕疹和皮膚開裂[7-8]。2008年，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)香料研究所的“西雙版納地區(qū)油料作物立體栽培模式”項(xiàng)目將油瓜作為立體栽培模式的植物種進(jìn)行栽培研究，使得油瓜得以大量種植[9-10]，為油瓜種仁油深加工研究打下了基礎(chǔ)。

近年來，隨著人們生活水平的提高，健康營養(yǎng)、天然安全的食用油脂成為人們消費(fèi)的首選。本文通過對西雙版納地區(qū)油瓜種仁油的提取工藝研究，對油品理化性質(zhì)及脂肪酸組成進(jìn)行分析，為后續(xù)開發(fā)高端調(diào)配食用油，及其用于可可脂代用品等產(chǎn)品提供一定理論參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

野生油瓜，采集自云南省西雙版納勐?？h。

正己烷、異丙醇，分析純。

ESJ200-4電子分析天平，GZX-GF-101電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，BCD-215KAN DZ 電冰箱，LK10K 電子天平，RE-52 系列旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，低溫冷卻液循環(huán)泵，80-2型離心機(jī)，榨油機(jī)(深圳香聚智能有限公司)，250 mL 索氏提取器，AAnalyst 600原子吸收分光光度計(jì)(珀金埃爾默(上海)有限公司)，Thermo ISQ LT GC-MS(Thermo公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品預(yù)處理

新鮮油瓜籽脫殼→除雜清洗→冷凍干燥(-55℃，2.0 Pa，約72 h)→油瓜種仁真空密封，-18℃保藏備用。

1.2.2 油瓜種仁油的提取

分別稱取油瓜種仁10 g于研缽中粉碎，用一定體積的不同提取劑洗入索氏提取器中，一定溫度下水浴加熱回流一定時(shí)間，在4 000 r/min下離心10 min，上清液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀回收溶劑，于(105±1)℃干燥至2次質(zhì)量差小于0.001 g，計(jì)算油脂得率。油脂得率=油瓜種仁油質(zhì)量/油瓜種仁質(zhì)量×100%。

1.2.3 油瓜種仁油理化性質(zhì)測定

水分含量的測定參照GB/T 14489.1—2008方法; 相對密度的測定參照GB/T 5518—2008方法；酸值測定參照GB/T 15689—2008方法; 礦物質(zhì)含量測定參照DB53/T 288—2009方法。

1.2.4 油瓜種仁油脂肪酸組成及相對含量測定

甲酯化采用GB/T 17376—2008方法。

脂肪酸組成及相對含量采用氣相色譜-質(zhì)譜法測定。

氣相色譜條件： DB-5ms石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 μm×0.2 mm)；升溫程序?yàn)槌跏紲囟?50℃，保持2 min，以5℃/min的速率升至220℃，保持5 min，以10℃/min的速率升至270℃，保持5 min。載氣高純氦氣(純度99.999 5%)，恒流模式，柱流量1 mL/min，線速度40.0 cm/s，進(jìn)樣口溫度270℃，進(jìn)樣量0.2 μL，不分流進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件：傳輸線溫度270℃，離子源溫度220℃，溶劑延遲時(shí)間3.5 min，EI源電離，電子轟擊電壓70 eV，全掃描模式，掃描范圍(m/z)50～400。通過儀器采集的質(zhì)譜數(shù)據(jù)與mainlib、replib、NISTDEMO標(biāo)準(zhǔn)譜庫對照，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)對比，對化合物進(jìn)行定性。采用峰面積歸一化法計(jì)算各脂肪酸的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 不同提取劑對油脂得率的影響

按料液比1∶10分別加入正己烷、異丙醇、正己烷-異丙醇(體積比1∶1)3種不同溶劑于80℃水浴回流5 h，離心后蒸干溶劑，提取油瓜種仁油，計(jì)算油脂得率，結(jié)果見圖1。

圖1 不同提取劑對油脂得率的影響

從圖1可以看出，利用正己烷提取油脂得率最高，為58.45%，異丙醇提取的油脂得率為34.78%，體積比1∶1的正己烷-異丙醇混合溶劑提取的油脂得率為44.70%。異丙醇是替代型的提取劑，具有良好可再生性，易回收分離，汽化潛熱低節(jié)約能源[11]。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用異丙醇、體積比1∶1的正己烷-異丙醇提取的油脂得率均不及采用正己烷提取的油脂得率高。

2.1.2 不同提取時(shí)間對油脂得率的影響

為確定最優(yōu)提取時(shí)間，采用正己烷為提取劑，在料液比1∶60、提取溫度80℃條件下，以提取時(shí)間40、90、140、190、240 min做單因素分析，結(jié)果見圖2。

從圖2可以看出，隨著提取時(shí)間延長，油脂得率逐漸上升，至190 min后趨于穩(wěn)定。從能效方面考慮，選擇最優(yōu)提取時(shí)間為190 min。

圖2 不同提取時(shí)間對油脂得率的影響

2.1.3 不同提取溫度對油脂得率的影響

為確定最優(yōu)提取溫度，采用正己烷為提取劑，在料液比1∶60、提取時(shí)間190 min條件下，以提取溫度70、75、80、85、90℃做單因素分析，結(jié)果見圖3。

圖3 不同提取溫度對油脂得率的影響

從圖3可以看出，隨著提取溫度升高油脂得率逐漸上升，至85℃后趨于穩(wěn)定。從能效方面考慮，選擇最優(yōu)提取溫度為85℃。

2.1.4 不同料液比對油脂得率的影響

為確定最優(yōu)料液比，采用正己烷為提取劑，在提取溫度85℃、提取時(shí)間190 min條件下，以料液比1∶20、1∶40、1∶60、1∶80、1∶100做單因素分析，結(jié)果見圖4。

圖4 不同料液比對油脂得率的影響

從圖4可以看出，隨著料液比增加油脂得率逐漸上升，至料液比1∶60后趨于穩(wěn)定?？紤]節(jié)約提取劑，選擇最優(yōu)料液比為1∶60。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)

為考察多因素綜合效應(yīng)，以不同提取劑(A)、提取時(shí)間(B)、提取溫度(C)、料液比(D)為因素，做L9(34)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，因素水平見表1，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素與水平

表2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

由表2可以看出，各因素對油瓜種仁油得率影響的主次順序?yàn)锳>D>B>C，即提取劑>料液比>提取時(shí)間>提取溫度，最佳因素水平組合為A1B2C3D3，即以正己烷為提取劑，提取時(shí)間190 min，提取溫度90℃，料液比1∶80。

按照最佳提取條件進(jìn)行3次重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，油脂得率分別為61.43%、58.24%、60.39%，平均油脂得率為60.02%。

2.3 油瓜種仁油理化性質(zhì)分析

對油瓜種仁油進(jìn)行理化性質(zhì)分析，結(jié)果見表3。

表3 油瓜種仁油理化指標(biāo)

注：“NA”為未檢出。

從表3可以看出，油瓜種仁油中水分含量為0.31%±0.07%。酸值反映油瓜種仁油中游離脂肪酸含量，是衡量油脂質(zhì)量的重要標(biāo)志，一般酸值越小，油脂質(zhì)量越好，新鮮度和精煉程度越好。油瓜種仁油酸值(KOH)為(11.21±0.13 )mg/g，超過一般食用油酸值限制。因此，如果將油瓜種仁油作為食用油，后續(xù)還需進(jìn)行精煉處理，脫去一定量的游離脂肪酸。礦物質(zhì)元素鉀(940 mg/kg)、鈣(504 mg/kg)、鎂(124 mg/kg)含量較高。油瓜種仁油中重金屬鉛含量為0.042 mg/kg，目前并無專門針對油瓜種仁油重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)，參照食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB 2716—2005)中食用植物油重金屬鉛限量小于等于0.1 mg/kg，油瓜種仁油中鉛在合格范圍內(nèi)。此外標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定黃曲霉毒素B1小于等于10 μg/kg，油瓜種仁油中未檢出黃曲霉毒素B1(檢出限：黃曲霉毒素B11.0 μg/kg)。

2.4 油瓜種仁油脂肪酸組成及相對含量(見表4)

表4 油瓜種仁油脂肪酸組成及相對含量

從表4可以看出，油瓜種仁油共檢出9種脂肪酸。油瓜種仁油主要以亞油酸(45.96%)、棕櫚酸(29.90%)、油酸(14.16%)和硬脂酸(8.48%)為主，總量占總脂肪酸的98.50%。此外油瓜種仁油還含少量亞麻酸(0.73%)、花生酸(0.38%)、山崳酸(0.21%)、順-7-十六碳烯酸(0.11%)、木蠟酸(0.06%)，總量占總脂肪酸的1.49%。油瓜種仁油脂肪酸組成中單不飽和脂肪酸(MUFA)含量與多不飽和脂肪酸(PUFA)、飽和脂肪酸(SFA)含量的比為1∶3.3∶2.7，n-6 PUFAs與n-3 PUFAs含量的比為63∶1。

3 結(jié) 論

采用索氏抽提法提取油瓜種仁油，經(jīng)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化得到最佳提取條件為：正己烷作為提取劑，提取時(shí)間190 min，提取溫度90℃，料液比1∶80。在最佳提取條件下，平均油脂得率為60.02%。各因素對油瓜種仁油得率的影響主次順序?yàn)樘崛?料液比>提取時(shí)間>提取溫度。

油瓜種仁油相對密度為0.90±0.05，酸值(KOH)為(11.21±0.13)mg/g，微量元素鉀、鋅、鐵、錳、鎂、鈣、銅含量分別為940、11.5、22.1、0.262、124、504、0.286 mg/kg，磷、鈉含量分別為0.189%、0.106%，鉛含量為0.042 mg/kg，未檢出黃曲霉毒素B1。

油瓜種仁油由9種脂肪酸組成，以亞油酸(45.96%)、棕櫚酸(29.90%)、油酸(14.16%)和硬脂酸(8.48%)為主，含少量亞麻酸(0.73%)、花生酸(0.38%)、山崳酸(0.21%)、順-7-十六碳烯酸(0.11%)、木蠟酸(0.06%)。其中MUFA含量與PUFA、SFA含量的比為1∶3.3∶2.7，n-6 PUFAs含量與n-3 PUFAs含量的比為63∶1。

[1] HU S Y. The economic botany of hodgsonia[J]. Econ Bot,1964,18(2):167-180.

[2] 蔡希陶. 油瓜的生物學(xué)特性[J].生物學(xué)通報(bào),1962(3):1-3.

[3] 中國科學(xué)院植物研究所. 中國高等植物圖鑒(第四冊)[M]. 北京:科學(xué)出版社,1975:369.

[4] 黃邦彥,譚伯根.油瓜生物學(xué)特性研究初報(bào)[J].園藝學(xué)報(bào),1962,1(3/4):281-290.

[5] 孟博,龍春林,程治英,等.生物柴油原料植物油瓜的開發(fā)利用[J].北方園藝,2007(10):51-54.

[6] CHIEN H. “Lard fruit”domesticated in China[J].Euphytica,1963,12(3):261-263.

[7] PEI S J. Preliminary study of ethnobotany in Xishuangbanna, People’s Republic of China[J]. J Ethnopharmacol, 1985,13(2):121-138.

[8] SINGH B, SINHA B, PHUKAN S, et al. Wild edible plants used by Garo tribes of Nokrek Biosphere Reserve in Meghalaya, India[J]. Indian J Tradit Know,2012,11:166-172.

[9] 許銳,周露,秦太峰.云南油瓜開發(fā)研究初探[J].熱帶農(nóng)業(yè)科技,2011,34(4):33-36.

[10] 孟博,龍春林,程治英,等.油瓜的組織培養(yǎng)與快速繁殖[J].植物生理學(xué)報(bào),2007,43(4):747.

[11] HAMN W, HAMILTON R J, CAUIAUM G.Edible oil processing[M]. Sheffield: Sheffield Academic Press, 2000.

Extraction process and analysis of physicochemical composition of kernel oil fromHodgsoniamacrocarpa(Bl.)Cogn.

TAN Chao，LI Junjie，ZHAO Fuming

(College of Food Science and Technology，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201, China)

WithHodgsoniamacrocarpa(Bl.)Cogn. kernel as raw material, based on the single factor experiment, the effects of different extraction solvents, extraction time, extraction temperature and ratio of material to liquid on oil yield were studied by orthogonal experiment. The results showed that the optimal extraction conditions were obtained as follows: withn-hexane as extraction solvent, extraction time 190 min, extraction temperature 90℃, and ratio of material to liquid 1∶80. Under these conditions, the oil yield was 60.02%. The relative density and acid value of the oil were 0.90±0.05 and (11.21±0.13) mgKOH/g respectively. The contents of K, Zn, Fe, Mn, Mg, Ca, Cu, P and Na were 940, 11.5, 22.1, 0.262, 124, 504, 0.286 mg/kg, 0.189% and 0.106% respectively. The Pb content was 0.042 mg/kg and aflatoxin B1was not detected.Hodgsoniamacrocarpa(Bl.)Cogn. kernel oil contained nine kinds of fatty acids, and linoleic acid (45.96%), palmitic acid(29.90%), oleic acid(14.16%) and stearic acid(8.48%) were the main fatty acids. The ratio of monounsaturated fatty acid(MUFA) to polyunsaturated fatty acid(PUFA) to saturated fatty acid(SFA) was 1∶3.3∶2.7 and ratio ofn-6 PUFAs ton-3PUFAs was 63∶1。

Hodgsoniamacrocarpa(Bl.)Cogn.；kernel oil；extraction process；physicochemical analysis

2016-06-16;

2016-12-02

云南省教育廳科研重點(diǎn)基金(2015Z100)

譚 超(1985)，男，講師，博士，研究方向?yàn)榧Z油產(chǎn)品開發(fā)與食品安全(E-mail)tctj_1212@163.com。

TS224；TQ646

A

1003-7969(2017)02-0011-04