李 信,上官慧娟，楊 博，李文林

(中國農業(yè)科學院 油料作物研究所，油料油脂加工技術國家地方聯(lián)合工程實驗室，農業(yè)部油料加工重點實驗室，油料脂質化學與營養(yǎng)湖北省重點實驗室，武漢 430062)

文冠果是我國北方特有的木本油料樹種，因其具有很強的耐旱、耐寒以及耐土壤貧瘠的特性，經常被種植在環(huán)境條件惡劣的山區(qū)地段，用于綠化山區(qū)、防風固沙[1]。2015年國家《關于加快木本油料產業(yè)發(fā)展意見》中提倡大力發(fā)展文冠果等木本油料。文冠果種子含油率30%以上，仁含油率60%以上，油中不飽和脂肪酸含量90%以上，其中亞油酸含量豐富，被用作中藥“益壽寧”的主要原材料[2]。文冠果油營養(yǎng)豐富，含有豐富的VE、植物甾醇及礦物元素等[3]。據報道文冠果油中含有少量神經酸，神經酸是大腦神經系統(tǒng)生長發(fā)育及修復的必需物質[4]。此外，文冠果油可以用于制備生物柴油[5]。

目前，文冠果油的提取多采用傳統(tǒng)壓榨法、溶劑提取法、超臨界CO2萃取法等[6]。傳統(tǒng)壓榨法出油率低；溶劑提取法出油率高，但存在溶劑殘留等問題；超臨界CO2萃取法出油率高，但設備昂貴，工業(yè)化生產成本高。微波技術應用于油脂加工業(yè)，具有加熱速度快、受熱均勻、操作簡單及節(jié)約能源等特點，可以在一定程度上改變油料作物的細胞壁結構，擴張油脂通路，提高出油率，且能鈍化脂肪酶和脂肪氧化酶，提高油的氧化穩(wěn)定性，并對油脂品質有一定影響[7]。文冠果油中富含油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸，容易發(fā)生氧化酸敗，影響油脂的儲藏期[8]。油脂氧化會產生小分子的醛、酮等物質，進而使油脂發(fā)生劣變，產生不愉快氣味，色澤加深，油脂營養(yǎng)價值降低[9]。本實驗將微波預處理的冷榨文冠果油在60℃恒溫避光條件下儲藏50 d，測定其在儲藏期間酸價(AV)、過氧化值(POV)、p-茴香胺值(p-AV)、K232、K270、生育酚含量及脂肪酸組成等的變化，探究微波預處理對文冠果油儲藏期間的品質劣變及氧化穩(wěn)定性的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

文冠果，于2018年秋產自山西霍州。

CA59G型冷榨機，德國Komet公司；MARS Xpress密閉式微波消解儀，美國CEN公司；LC-6AD高效液相色譜儀、7890A氣相色譜儀，美國Agilent公司；743型氧化穩(wěn)定性測定儀，瑞士Metrohm公司；UV-1900紫外分光光度計，日本Shimadzu公司；Q2000差式掃描量熱儀，美國TA公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 微波預處理冷榨文冠果油的制備

考慮到微波預處理時文冠果種仁水分的損失情況，將清理挑選好的文冠果種仁水分調至8%和10%，待水分平衡后，將其放置于微波消解儀中，分別在微波功率800 W和1 200 W下處理6 min，然后置于干燥器中冷卻至室溫，利用CA59G型冷榨機壓榨制油，榨油機的轉速設置為1檔，榨膛溫度控制在65℃以下，所得油相經離心除雜后即得微波預處理冷榨文冠果油。每個實驗條件下做兩份平行實驗。

1.2.2 文冠果油Schaal烘箱法實驗

分別稱取不經微波預處理的文冠果油(對照)，800 W、6 min微波預處理的文冠果油(油樣1)和1 200 W、6 min微波預處理的文冠果油(油樣2)30 g 于30 mL棕色玻璃瓶中，各分裝30瓶，密封后放置在60℃恒溫箱中，每隔3 d取樣測試。

1.2.3 理化指標測定

酸價、過氧化值、脂肪酸分別參照GB 5009.229—2016、GB 5009.227—2016、GB 5009.168—2016的方法測定；p-茴香胺值參照AOCS.cd18-90的方法測定；K232、K270參照GB/T 22500—2008的方法測定；生育酚參照AOCS.ce8-89的方法測定；氧化起始溫度參照文獻[10]的方法測定；氧化誘導時間(OSI)參照文獻[11]的方法測定。

1.2.4 數(shù)據處理

實驗數(shù)據采用Origin 9.1和IBM SPSS statistics 20進行作圖及分析。用Duncan法進行各組間的差異顯著性分析，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 儲藏時間對文冠果油酸價、過氧化值及p-茴香胺值的影響

油脂在儲藏過程中，由于發(fā)生氧化、水解等反應，會產生氫過氧化物、游離脂肪酸等小分子物質。通過檢測文冠果油在儲藏過程中的酸價及過氧化值，可以在一定程度上反映文冠果油的氧化酸敗程度。由于油脂氧化初期產生的產物具有不穩(wěn)定性，會進一步反應，生成小分子的醛、酮等二級氧化產物，p-茴香胺值可以表示油脂氧化過程中產生的二級氧化產物含量[12]。文冠果油儲藏期間酸價、過氧化值及p-茴香胺值的變化見圖1～圖3。

由圖1～圖3可知：文冠果油在儲藏期間，酸價逐漸增加，且增長速率平穩(wěn)，高微波功率預處理的文冠果油(油樣2)酸價較高，且增長速率較快；3種油樣的過氧化值增長趨勢相似，前10 d內過氧化值增長較快，中期趨于平緩，40 d后又快速增大，50 d文冠果油的過氧化值已從0.16 mmol/kg增長到14 mmol/kg；各油樣的p-茴香胺值在儲藏期間持續(xù)快速增長，在50 d內對照的p-茴香胺值從0.02增加到2.0，表明文冠果油中的二級氧化產物持續(xù)增多，高微波功率預處理的文冠果油(油樣2)的p-茴香胺值較對照的高。顯著性分析表明,文冠果油的酸價、過氧化值和p-茴香胺值隨儲藏時間的延長而變化極顯著(P<0.01)。

圖1 儲藏期間文冠果油酸價的變化

圖2 儲藏期間文冠果油過氧化值的變化

圖3 儲藏期間文冠果油p-茴香胺值的變化

2.2 儲藏時間對文冠果油K232及K270的影響

油脂自動氧化產生的初級氧化產物，通過雙鍵的重排可形成穩(wěn)定的共軛結構，在紫外232 nm和270 nm處有特征吸收峰。因此，K232和K270分別表示油脂氧化過程中初級氧化產物共軛二烯及次級氧化產物共軛三烯的累積量，可作為判定油脂氧化程度的重要指標，其數(shù)值越大，表明油脂的氧化程度越高[13]。文冠果油儲藏期間K232及K270的變化見圖4、圖5。

圖4 儲藏期間文冠果油K232的變化

由圖4、圖5可知，各組文冠果油在儲藏期間K232及K270都呈增長趨勢。K232在前10 d內增長較快，中期趨于平緩，40 d后又快速增大，其增長趨勢與過氧化值的變化趨勢相近。各組文冠果油的K270在儲藏期間增長較平穩(wěn)，40 d后快速增高，且微波預處理的文冠果油(油樣1、油樣2)K270較對照組的高。由于微波會使原料加熱,導致K值變大。顯著性分析發(fā)現(xiàn)不同微波預處理的文冠果油K270具有顯著性差異(P<0.05)，儲藏時間對文冠果油K232、K270的影響極顯著(P<0.01)。

圖5 儲藏期間文冠果油K270的變化

2.3 儲藏時間對文冠果油中生育酚含量的影響

生育酚是一類脂溶性維生素，包括α-、β-、γ-、δ-生育酚4種單體，是天然的抗氧化劑，在油脂的氧化穩(wěn)定性中起十分重要的作用[14]。通過檢測，文冠果油含有α-、γ-、δ-生育酚，總量達450 mg/kg以上，其中γ-生育酚占80%左右。生育酚總量及各單體在文冠果油儲藏期間的變化見圖6～圖9。

圖6 文冠果油儲藏期間生育酚總量的變化

由圖6～圖9可知：800 W預處理6 min可以提高文冠果油(油樣1)的生育酚含量，原因是微波預處理后，文冠果種仁的內部結構被破壞，使生育酚更容易隨油脂析出，含量增加；但是1 200 W預處理6 min可能造成生育酚受熱分解，使得文冠果油(油樣2)中生育酚含量降低[15]。在文冠果油儲藏期間，各油樣的生育酚總量隨儲藏時間延長逐漸降低，前10 d明顯下降，中期平緩，后期則快速下降。從圖7～圖9的變化趨勢可以看出，α-生育酚和γ-生育酚下降較快，δ-生育酚則下降較緩慢，這與文獻[16]報道的一致。顯著性分析發(fā)現(xiàn)，微波預處理對文冠果油的生育酚含量有顯著影響(P<0.05)，儲藏時間對各油樣的生育酚含量有極顯著影響(P<0.01)。

圖8 文冠果油儲藏期間γ-生育酚含量的變化

圖9 文冠果油儲藏期間δ-生育酚含量的變化

2.4 儲藏時間對文冠果油氧化起始溫度的影響

差式掃描量熱法(DSC)可在系統(tǒng)控制溫度下，測量物質與參比物之間的能量差隨溫度的變化關系。通過DSC可以確定油脂的氧化起始溫度，氧化起始溫度越高，油脂的穩(wěn)定性越好[17]。文冠果油DSC曲線見圖10，文冠果油儲藏期間氧化起始溫度的變化見圖11。

圖10 儲藏前文冠果油DSC曲線

由圖10可知，文冠果油的氧化起始溫度是DSC曲線中首次出現(xiàn)拐點時的溫度。由圖11可知，適當?shù)奈⒉A處理有助于提高文冠果油(油樣1)的氧化起始溫度。文冠果油的氧化起始溫度隨著儲藏時間的延長逐漸降低，前10 d下降快速，中期平緩，30 d后又快速降低。顯著性分析發(fā)現(xiàn)不同儲藏時間油樣1與油樣2、對照的氧化起始溫度有極顯著性差異(P<0.01)，儲藏時間對文冠果油的氧化起始溫度有極顯著影響(P<0.01)。

圖11 文冠果油儲藏期間氧化起始溫度的變化

2.5 儲藏時間對文冠果油氧化穩(wěn)定性的影響

Rancimat法測定油脂的氧化穩(wěn)定性，是向加熱條件下的油樣中通入定量的空氣，加速油脂的氧化，并將油脂氧化過程中產生的揮發(fā)性醛、酮、酸等小分子物質導入蒸餾水中，通過測定水的電導率變化，來反映油脂的氧化情況[18]。油脂的氧化誘導時間越長，表明其氧化穩(wěn)定性越強。文冠果油在儲藏期間氧化誘導時間變化趨勢見圖12。

圖12 文冠果油儲藏期間氧化誘導時間的變化

由圖12可知，800 W微波預處理文冠果種仁6 min，有助于提高文冠果油(油樣1)的氧化穩(wěn)定性。原因可能是：一方面適當?shù)奈⒉ㄌ幚硎刮墓诠N仁內部結構被破壞，導致具有抗氧化性的脂質伴隨物更容易隨油脂溢出；另一方面微波處理使脂肪酶鈍化，活性降低，從而增強了油脂的氧化穩(wěn)定性。但是微波功率過高(油樣2)可能破壞內源性脂質伴隨物，使油脂的氧化穩(wěn)定性下降[19]。各油樣氧化誘導時間均隨著儲藏時間的延長逐漸降低，前10 d明顯下降，中期平緩，后期下降加快。顯著性分析發(fā)現(xiàn)，不同儲藏時間油樣1與油樣2、對照的氧化誘導時間有顯著差異(P<0.05)，文冠果油的氧化誘導時間隨儲藏時間的延長變化極顯著(P<0.01)。

2.6 文冠果油儲藏期間有關指標的相關性分析

采用IBM SPSS statistics 20對800 W微波預處理6 min的文冠果油(油樣1)儲藏期間有關指標如氧化誘導時間、過氧化值、酸價等理化指標及生育酚含量進行相關性分析，結果見表1。

表1 文冠果油儲藏期間有關指標的相關性分析

注：**表示在0.01水平(雙側)上顯著相關。

由表1可知：文冠果油在儲藏期間，其OSI與生育酚含量呈顯著正相關，與POV、AV、p-AV、K270、K232呈顯著負相關；POV與AV、p-AV、K232、K270呈顯著正相關。表明文冠果油在儲藏期間的氧化穩(wěn)定性與生育酚含量、POV、AV、p-AV等密切相關。

2.7 儲藏時間對文冠果油脂肪酸組成的影響

采用氣相色譜對文冠果油的脂肪酸組成進行分離鑒定，結果見表2。由表2可知，文冠果油共分離鑒定出10種主要脂肪酸，其中油酸約占32%，亞油酸約占40%，神經酸約占2.5%，不飽和脂肪酸高達91%以上。

各組油樣隨著儲藏時間的延長，飽和脂肪酸(SFA)含量逐漸增加，不飽和脂肪酸(UFA)含量逐漸降低，在儲藏60 d時，對照、油樣1和油樣2的UFA/SFA分別降低了6.23%、2.00%、3.96%，油酸含量增加，亞油酸含量減少，多不飽和脂肪酸(PUFA)含量降低較明顯。

表2 儲藏期間文冠果油脂肪酸組成及含量的變化

注:同行數(shù)據上標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

3 結 論

(1)通過Schaal烘箱法實驗，發(fā)現(xiàn)文冠果油在儲藏期間，過氧化值和K232在前、后期快速增高，中期平緩增長，儲藏50 d，文冠果油的過氧化值已從0.16 mmol/kg增長到14 mmol/kg，K232從0.9增加到4.7；酸價、p-茴香胺值及K270則持續(xù)增長；生育酚含量、氧化起始溫度及氧化誘導時間在前、后期快速降低，中期降低較緩慢。

(2)適當?shù)奈⒉A處理提高了文冠果油中抗氧化物質的含量，有助于提高文冠果油的氧化穩(wěn)定性，相關性分析表明文冠果油在儲藏期間的氧化穩(wěn)定性與生育酚含量、過氧化值、酸價、p-茴香胺值等密切相關。

(3)文冠果油在加速氧化實驗期間，飽和脂肪酸含量增加，不飽和脂肪酸含量降低，其中主要脂肪酸油酸含量增加，亞油酸含量減少，多不飽和脂肪酸含量降低較明顯。