陸思名,吳俏槿,陳燕蘭,徐雅囡,黎攀,杜冰*
1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)(廣州 510642);2. 咀香園健康食品(中山)有限公司(中山 528437)
美藤果(Plukenetia volubilisL.),屬大戟科美藤果屬木質(zhì)藤本植物,原產(chǎn)于南美洲安第斯山脈地區(qū)的熱帶雨林,在秘魯、厄瓜多爾等地區(qū)有上千年的食用歷史,是該地區(qū)國(guó)寶級(jí)的天然食用植物[1-3]。美藤果種仁營(yíng)養(yǎng)豐富,其油脂含量達(dá)45%~59%。其中富含人體必需不飽和脂肪酸之一的α-亞麻酸,含量為45.62%,其次是亞油酸,為38.11%。美藤果油中的不飽和脂肪酸含量可達(dá)92%以上,多不飽和脂肪酸為83.73%。其多不飽和脂肪酸含量比亞麻籽油和紫蘇籽油分別高出14.45%和7.22%[4]。
國(guó)內(nèi)對(duì)于美藤果油的研究處于起步階段,大部分研究主要集中在美藤果營(yíng)養(yǎng)成分分析,然而關(guān)于其儲(chǔ)存穩(wěn)定性及影響穩(wěn)定性因素的報(bào)道比較少。張和平等[5]以過(guò)氧化值為評(píng)定指標(biāo),報(bào)道美藤果油的氧化穩(wěn)定性受溫度、光照、抗氧化劑等因素的影響。
影響油脂穩(wěn)定性的因素很多,其中油料水分是影響其油脂氧化穩(wěn)定性的重要因素。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)和國(guó)際植物遺傳資源委員會(huì)(IBPGR)以經(jīng)典的種子生理學(xué)理論為依據(jù),制定油料含水率的標(biāo)準(zhǔn)為5%~7%[6]。研究認(rèn)為,油料含水率越高,油脂不飽和脂肪酸越易氧化分解,主要表現(xiàn)是多不飽和脂肪酸減少,特別是n-3和n-6系列的多不飽和脂肪酸,以及多酚、維生素E(VE)和植物甾醇等內(nèi)源性抗氧化物質(zhì)減少,從而影響油脂的氧化穩(wěn)定性[7]。有研究報(bào)道,水分的存在會(huì)加速紫蘇籽油不飽和脂肪酸的氧化分解[8]。然而,有關(guān)美藤果仁含水量對(duì)美藤果油氧化穩(wěn)定性影響鮮有報(bào)道。試驗(yàn)通過(guò)評(píng)定美藤果油氧化前后共軛烯烴、微量組分和脂肪酸含量的變化,研究不同含水量的美藤果仁對(duì)美藤果油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的影響規(guī)律,為提高美藤果油的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和延長(zhǎng)貨架期提供技術(shù)指導(dǎo)。
美藤果(普洱聯(lián)眾生物資源開(kāi)發(fā)有限公司)。
α-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品、膽固醇標(biāo)準(zhǔn)品(美國(guó)Sigma公司);卡爾·費(fèi)休試劑(天津賽孚瑞化學(xué)試劑有限公司);沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);福林酚試劑(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);甲醇、環(huán)己烷、無(wú)水乙醇、無(wú)水乙醚、無(wú)水硫酸鈉(廣州化學(xué)試劑廠)。
ZYJ-901家用全自動(dòng)小型榨油機(jī)(德國(guó)貝爾斯頓有限公司);QP2010氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(日本島津公司);KF-1卡爾·費(fèi)休水分測(cè)定儀(上海安亭電子儀器廠);HP1100高效液相色譜儀(安捷倫(中國(guó))有限公司);752-N紫外分光光度計(jì)(上海精密儀器有限公司);AnkeTDL-5-A高速離心機(jī)(上海安亭儀器有限公司);DGG-9070B電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)。
1.3.1 試樣制備方法
取同一批次美藤果仁,放入60 ℃烘箱,每隔0.5 h取樣進(jìn)行水分測(cè)定[9],控制其含水量分別為4%和6%。另取適量美藤果仁灑水,一段時(shí)間后放入60 ℃烘箱,每隔0.5 h取樣進(jìn)行水分測(cè)定,控制含水量為8%和10%。將處理好的美藤果仁放入榨油機(jī)里,分別冷壓榨得油料含水量為4%,6%,8%和10%的美藤果油,測(cè)定其水分,4 ℃儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 60 ℃加速氧化試驗(yàn)
將不同水分的美藤果油置于60±1 ℃的烘箱中,每3 d取適量油樣進(jìn)行共軛烯烴、羰基化合物、總多酚、總維生素E和總甾醇的含量測(cè)定;每6 d進(jìn)行脂肪酸的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)分析。
1.3.3 共軛二烯與共軛三烯含量的測(cè)定
準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品0.05~0.25 g置于25 mL容量瓶中,用環(huán)己烷定容,在233和268 nm下分別測(cè)定吸光度,并以環(huán)己烷為空白調(diào)零。美藤果油中共軛二烯與共軛三烯的含量參考潘娜等[10]的測(cè)定方法計(jì)算。
1.3.4 羰基化合物含量測(cè)定
依照GB 5009.230—2016測(cè)定美藤果油中羰基化合物含量[11]。
1.3.5 總多酚含量測(cè)定
取5 g美藤果油,溶于15 mL正已烷,加入等體積甲醇萃取3次,合并萃取液。取20 mL正己烷加入萃取液中,萃取后取醇相利用Folin-Ciocalteau法測(cè)定總多酚含量。其中,采用沒(méi)食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[12],其線性回歸方程為y=0.123 5x+0.022 1,R2=0.995 6。R2>0.99,說(shuō)明線性關(guān)系良好。
1.3.6 總甾醇含量測(cè)定方法
稱(chēng)取0.2 g樣品,定容于10 mL CHCl3后,根據(jù)蔡美明等[13]按照植物甾醇的比色法測(cè)定總甾醇含量。其中,采用膽固醇為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,線性回歸方程為y=3.536 3x+0.032 1,R2=0.994 8。R2>0.99,說(shuō)明線性關(guān)系良好。
1.3.7 維生素E總含量測(cè)定
按照GB 5009.82—2016中的方法進(jìn)行美藤果油的皂化及其VE的提取[14];參考劉夢(mèng)穎[15]測(cè)定VE含量比色法進(jìn)行美藤果油VE的測(cè)定。其中,以α-生育酚為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,線性回歸方程為y=0.004x+0.018 6,R2=0.995 8。R2>0.99,說(shuō)明線性關(guān)系良好。
1.3.8 美藤果油脂肪酸組成的測(cè)定
精密稱(chēng)取0.25 g美藤果油,參照GB 5009.168—2016[16]中的方法進(jìn)行美藤果油中的脂肪酸測(cè)定。
由表1可知,美藤果經(jīng)水分調(diào)整后,美藤果仁水分分別為4.36%,5.98%,8.04%和10.10%,與預(yù)設(shè)值4%,6%,8%和10%的相對(duì)誤差分別為0.08%,0.003%,0.005%和0.001%,均小于0.5%,因此可認(rèn)為美藤果仁水分即為4%,6%,8%和10%。隨著美藤果仁水分遞增,美藤果油水分也呈遞增趨勢(shì),但上升幅度不同,美藤果仁水分從4%上升至10%,美藤果油水分上升0.07%。
表1 美藤果仁水分控制結(jié)果
油脂氧化過(guò)程中,共軛烯烴和羰基價(jià)分別是反映油脂的初級(jí)和次級(jí)氧化程度的指標(biāo)[17]。該過(guò)程中產(chǎn)生的主要初級(jí)產(chǎn)物是氫過(guò)氧化物,它可通過(guò)共價(jià)鍵重排形成共軛烯烴類(lèi)物質(zhì),主要包括共軛二烯烴和共軛三烯烴[18-19]。初級(jí)氧化產(chǎn)物——?dú)溥^(guò)氧化物不穩(wěn)定,容易被分解為·OH游離基和烷氧基,烷氧基會(huì)進(jìn)一步反應(yīng)生成醛、酮和醇等羰基化合物。
不同含水量美藤果仁壓榨得的美藤果油在加速試驗(yàn)過(guò)程中,其共軛二烯烴、共軛三烯烴、油羰基含量變化如圖1~圖3所示。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間延長(zhǎng),各組美藤果油的共軛二烯烴、共軛三烯烴、油羰基含量均整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì);在氧化后期,10%組別的共軛二烯烴、共軛三烯烴和油羰基含量的增加速率最快。加速氧化30 d后,美藤果油中共軛二烯烴、共軛三烯烴、油羰基含量升高幅度由小到大排序皆為4%<6%<8%<10%,說(shuō)明美藤果仁含水量越低,氧化過(guò)程中美藤果油共軛烯烴生成越緩慢。
水分是油脂水解酸敗的媒介,油脂與水分在高溫或存在金屬離子、酶等條件催化下會(huì)發(fā)生水解反應(yīng),生成游離脂肪酸,使油脂的酸敗速度加快[7]。因此,美藤果仁的水分越高,美藤果油在氧化過(guò)程中共軛二烯烴、共軛三烯烴和羰基化合物含量上升越快,這可能與美藤果仁中水分增加會(huì)加速美藤果油水解酸敗有關(guān)。
圖1 美藤果油共軛二烯烴含量變化
圖2 美藤果油共軛三烯烴含量變化
圖3 美藤果油羰基化合物含量變化
由圖4可知,美藤果油的甾醇含量隨氧化時(shí)間的延長(zhǎng)總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì),氧化30 d后甾醇含量下降幅度從小到大排序?yàn)?%<8%<6%<10%;其中,6%和8%的下降幅度沒(méi)有明顯區(qū)別(p>0.05),說(shuō)明果仁水分越低,越有利于美藤果油中甾醇含量的保留。
由圖5可知,整個(gè)加速氧化期,各組的多酚含量較加速氧化前皆呈下降趨勢(shì),但沒(méi)有顯著性差異(p>0.05)。由此推斷,油料低含水量對(duì)氧化過(guò)程中多酚含量的損失程度無(wú)影響。在第0天時(shí),隨著美藤果仁含水量升高,美藤果油的多酚含量降低,原因可能是入榨時(shí)油料水分含量越高,出油率越低,而導(dǎo)致所攜帶的多酚含量較少;含水量4%的美藤果仁制得油樣的多酚含量比其他3組高,亦可能是美藤果油中的多酚是脂溶性多酚,油料水分越低,越利于多酚物質(zhì)在油脂中保留[20]。
維生素E是植物油中主要的內(nèi)源性抗氧化劑,也是抑制初級(jí)氧化能力最強(qiáng)的組分[11]。由圖6可見(jiàn),美藤果油的VE含量隨氧化時(shí)間的延長(zhǎng)而降低,VE的損失率從大到小排序?yàn)椋?0%>8%>6%>4%。各組美藤果油VE含量均與氧化時(shí)間具有極顯著的線性關(guān)系(p<0.01),由表2中的各回歸方程可知,各組美藤果油VE損失速度由大到小排序?yàn)椋?0%>8%>6%>4%。由此說(shuō)明,美藤果仁水分在4%~10%范圍內(nèi),水分含量越低,美藤果油貯藏過(guò)程中,VE損失越少、損失速率越慢。
植物甾醇、VE、多酚均具有抗氧化性,是植物油中重要的內(nèi)源性抗氧化物質(zhì),有研究表明[21],植物甾醇、VE、多酚可有效延緩油脂的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng),抑制油脂酸價(jià)和過(guò)氧化值的升高,其中甾醇氧化能夠抑制其它脂質(zhì)分子(如甘油三酯和脂肪酸)的氧化[22-23]。結(jié)合圖4~圖6可知,在加速氧化過(guò)程中,美藤果油3種微量組分中甾醇、多酚和維生素E均呈現(xiàn)降低趨勢(shì),且美藤果仁含水量越高,其油樣各組分含量降低得越快。因此推斷,美藤果仁含水量越高,會(huì)導(dǎo)致美藤果油中植物甾醇、VE、多酚等內(nèi)源性抗氧化物質(zhì)含量降低得越快,從而使得美藤果油越容易發(fā)生氧化變質(zhì)。
圖4 美藤果油甾醇含量變化
圖5 美藤果油多酚含量變化
圖6 美藤果油維生素E含量變化
表2 美藤果油維生素E含量隨時(shí)間變化回歸方程
油脂在加速氧化過(guò)程中,脂肪酸總體上變化很小,主要表現(xiàn)為多不飽和脂肪酸的減少[24],飽和脂肪酸含量高的油脂穩(wěn)定性高于不飽和脂肪酸含量高的油脂[25]。由表3可知,含水量4%~10%美藤果仁制得的美藤果油,脂肪酸組成主要為棕櫚酸、亞油酸、α-亞麻酸、硬脂酸,其中亞油酸和α-亞麻酸含量最高。隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng),美藤果油的亞油酸、α-亞麻酸和多不飽和脂肪酸含量整體呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)(p<0.05),而棕櫚酸、硬脂酸等飽和脂肪酸的含量則整體呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)(p<0.05),其中:多不飽和脂肪酸損失量排序?yàn)?%<4%≈6%<10%;飽和脂肪酸增加量為8%<6%<4%<10%。說(shuō)明美藤果仁水分小于或等于8%時(shí),更有利于美藤果油中的不飽和脂肪酸的保存。
表3 水分對(duì)美藤果油脂肪酸的影響
接表3
通過(guò)對(duì)不同含水量的美藤果仁制得的油樣的氧化產(chǎn)物、微量組分和脂肪酸含量的變化發(fā)現(xiàn),美藤果仁含水量對(duì)美藤果油氧化穩(wěn)定性及組分有顯著性影響,顯著影響美藤果油的品質(zhì)??傮w來(lái)說(shuō),含水量4%~10%,隨美藤果仁含水量減少,對(duì)應(yīng)的美藤果油氧化穩(wěn)定性越好,越利于甾醇、VE、多酚等微量組分和不飽和脂肪酸的保存,以及減少飽和脂肪酸的生成。其中,美藤果仁含水量10%對(duì)美藤果油的影響程度最顯著,其甾醇、VE、不飽和脂肪酸的損失量及飽和脂肪酸增加量均最多;含水量于8%時(shí),不飽和脂肪酸的損失量和飽和脂肪酸的增加量均最少;含水量6%和8%時(shí),甾醇損失程度差異不顯著,含水量4%和6%時(shí),不飽和脂肪酸損失程度差異不顯著。因此,實(shí)際生產(chǎn)中建議將美藤果仁含水量控制在8%以?xún)?nèi),以較好控制美藤果油品質(zhì)。