香榧籽油的超临界萃取及其脂肪酸组成的比较分析研究

阙 斐 张星海 赵 粼

(浙江经贸职业技术学院应用工程系，杭州 310018)

香榧(Torreya grandis cv.Merrilli)是红豆杉科(Taxaceae)榧属(Torreya)植物，其种子香榧籽是我国特有的珍稀干果。浙江省绍兴市会嵇山区是香榧的主栽区，其中以诸暨市种植面积最大、产量最高、品质最优［1］。香榧籽不仅香脆可口，营养丰富，且具有杀虫消积、润肺化痰、滑肠消痔、健脾补气、去瘀生新等药用价值［2］;现代研究表明，香榧籽提取物还具有抗氧化和抗急性炎症的生理功能［3］，因此香榧在食用、药用等方面都具有较大的开发潜力。然而近年来对香榧籽油的研究非常有限:陈振德等研究发现香榧籽油对动脉粥样硬化形成有明显的预防作用［4］，牛丽颖等利用GC－MS分析了香榧籽油中的脂肪酸组成，并且发现了功能活性较强的特殊脂肪酸金松酸(5，11，14－二十碳三烯酸)，与日本、法国学者在研究日本榧、榧树籽油中的发现相似［5］;而香榧籽油与其他植物油脂肪酸的比较目前鲜见报道。随着人们生活水平的提高，橄榄油、山茶油等具有一定保健功能的植物油，虽然价格昂贵，却越来越受到市场的欢迎;而香榧油研究的滞后也导致了其产业化的相对落后。

本试验首先采用无毒、无污染、无溶剂残留的超临界CO2流体萃取研究了香榧籽油的提取工艺，然后比较了香榧籽油与橄榄油、花生油、山茶油、芝麻油等四种市场常见的功能性植物油的脂肪酸成分。本研究不仅可以评价香榧油与其他植物油的区别，而且可为香榧籽油作为高档功能性油脂的开发利用提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

成熟的香榧种子:产自浙江诸暨，自然风干，中药粉碎机粉碎后过20目筛备用;橄榄油:品利(上海)食品有限公司;山茶油:天台山康能保健食品有限公司;花生油:山东鲁花集团;芝麻油:益海嘉里粮油(中国)有限公司;正己烷、氢氧化钾、甲醇等均为分析纯。

1.2 仪器设备

1L/50MPa－ⅡA型超临界二氧化碳流体萃取设备:杭州华黎泵业有限公司;安捷伦7890A/5975C型气象色谱－质谱(GC－MS)联用仪:安捷伦科技有限公司;HK－06A高速粉碎机:杭州赛旭食品机械有限公司。

1.3 萃取试验方法

在超临界CO2萃取中，对萃取率影响较大的因素有萃取压力、萃取温度以及萃取时间等［6］。本试验将CO2流量控制在10 kg/h左右，选取工作条件范围:萃取压力20～30 MPa，萃取温度40～50℃，萃取时间1～3 h。每次将200 g粉碎后的香榧种子粉末投入萃取釜中，并按以下公式计算香榧籽油的萃取率:

萃取率=油脂质量/原料质量×100%

1.4 油样甲酯化预处理

精密称取最佳优化萃取条件下的香榧籽油及橄榄油、花生油、山茶油、芝麻油各0.25 g置于20 mL塞试管中，加入10 mL正己烷溶解油脂，再加入0.5 mL氢氧化钾－甲醇溶液(氢氧化钾11.2 g，甲醇溶解定容至100 mL)，摇匀，静置30 min澄清后，上层溶液用于GC－MS测定。

1.5 脂肪酸分析鉴定

色谱条件:色谱柱DB－WAX(30 m×0.25 mm，0.5 μm);载气为氦气(纯度 99.999%);柱流速 1 mL/min;进样口250℃;进样量 1 μL;分流比 30∶1;程序升温:30℃，保持0.5 min，以25℃/min从40℃升到195℃，以3℃/min从195℃升到205℃，以8℃/min从205℃升到230℃，230℃保持10 min;

质谱条件:GC/MS接口温度230℃;电子轰击(EI)源，离子源温度200℃;四级杆温度150℃;电子能量70 eV;扫描质量范围 50.00 ～800.00 amu;倍增电压980 V;溶剂延迟时间3 min。

结果采取与NIST'08质谱图谱检索库检索比较鉴定，采用峰面积归一法进行定量。

2 结果与分析

2.1 萃取最佳工艺条件分析

以香榧籽油的萃取率为试验指标，以影响萃取率的3个因素(温度、压力、萃取时间)设计三因素三水平正交试验，因素水平如表1所示。

表1 因素水平表

根据表1所列的水平按照L9(34)正交表进行试验，并对试验结果进行统计分析。萃取压力、温度、时间三因素对香榧籽油萃取率的影响可从表2分析得出，影响超临界CO2流体萃取香榧籽油的主要因素依次为:萃取压力＞萃取温度＞萃取时间。在试验设定范围内，最佳萃取压力为30 MPa，温度为50℃，萃取时间为2 h，此时萃取率达16.2%。

表2 萃取正交试验结果及分析表

2.2 香榧籽油脂肪酸组成

由图1可知，香榧籽油主要含有10种脂肪酸，经鉴定结果列于表3，分别为棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、二十碳一烯酸、二十碳二烯酸、金松酸，其中亚油酸的质量分数最高(38.23%)，其次为油酸(35.52%)，然后为棕榈酸(7.45%)，不饱和脂肪酸的质量分数高达86.45%;牛丽影等［5］在香榧籽油中亦得到了7.41%的金松酸，即5，11，14－二十碳三烯酸。金松酸属于Δ5多亚甲基间断多不饱和脂肪酸(polymethylene－interrupted polyunsaturated fatty acid)，即第一个不饱和双键位于第5位碳，两个双键之间有一个以上的亚甲基分隔，是松、罗汉松和银杏等裸子植物的特征脂肪酸［7］，在富含金松酸的松子油与普通植物油(如玉米油)为对照的系列试验中，金松酸表现出了明显的抗炎［8－9］、减少白色念珠菌感染期间前列腺素E2产生［10］、抑制肝脏和血浆中脂肪酸合成酶［11－12］、降低血浆和肝脏中甘油三酯水平［13］等生理活性。荷兰洛德斯克罗科兰有限公司2006年申请的专利中，将金松酸作为一种控制体重、控制食欲的食品添加剂［14］。因此金松酸的存在可能对香榧籽油的功能活性有较大的影响。香榧籽油中，亚油酸、二十碳二稀酸(cis－11，14－Eicosadienoic acid)、金松酸均为ω－6多不饱和脂肪酸，质量分数达46.16%，亚麻酸为ω－3多不饱和脂肪酸，质量分数仅为0.33%，还有一种二十碳二稀酸(6，11－Eicosadienoic acid)为ω－9多不饱和脂肪酸，质量分数为0.6%。

图1 香榧籽脂肪酸甲酯的GC－MS总粒子流图

表3 香榧籽油脂肪酸的组成

2.3 香榧籽油与橄榄油等植物油脂肪酸的比较

橄榄油、花生油、山茶油、芝麻油主要的脂肪酸通过GC－MS鉴定后与香榧籽油的比较结果如表4所示。在这5种植物油中，含量都较高是油酸，橄榄油、山茶油中油酸质量分数分别达到了76.58%、75.93%，这与姜显光等［15］的报道接近。香榧籽油亚油酸含量较为突出(38.23%)，其主要脂肪酸种类在所检测的5种植物油中最为丰富。除花生油外，其余的植物油中的脂肪酸均以不饱和脂肪酸为主，其中香榧籽油与芝麻油较为相似，其单不饱和脂肪酸质量分数(MUFA)分别为36.39%、39.51%，多不饱和脂肪酸(PUFA)质量分数分别为 49.80%、42.75%;而山茶油与橄榄油较为类似，单不饱和脂肪酸(MUFA)的质量分数分别达到 77.31%、75.93%，是其多不饱和脂肪酸(PUFA)含量的7～15倍。多年来，以油酸为代表的单不饱和脂肪酸(MUFA)一直被认为对血浆胆固醇水平呈中性作用。然而，近期的许多研究证实，顺式单不饱和脂肪酸在降低胆固醇方面能力与多不饱和脂肪酸相同，还具有降血糖、调节血脂、防止记忆力下降等功能［16］。而以亚油酸为代表的ω－6多不饱和脂肪酸(PUFA)和以亚麻酸为代表的ω－3多不饱和脂肪酸(PUFA)在体内可以起到稳定细胞膜功能、调控基因表达、维持细胞因子和脂蛋白平衡、抗心血管病、促进生长发育等作用［15］。

从膳食中脂肪酸的平衡角度来说，中国营养学会建议，食用油脂中饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)、多不饱和脂肪酸(PUFA)的比例以1∶1∶1为宜，日本的推荐标准是 3∶4∶3［16］。5 种植物油中，最接近该比例的是花生油，其次是香榧籽油、芝麻油。5种植物油中的多不饱和脂肪酸均以ω－6 PUFA为主，香榧籽油、橄榄油、芝麻油都检测出了少量的亚麻酸(ω－3 PUFA)，自然状态下都难以满足中国营养学会在2000年提出的人体内最佳的ω－6 PUFA∶ω－3 PUFA 比例(4∶1～6∶1)。而从调节生理功能的角度来说，香榧籽油单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸含量较为均衡(36.39%、49.80%)，其中还含有7.41%的金松酸，可能会比其他的油具有更强的生理活性，这需要进一步的研究。

表4 香榧子油和其他植物油脂肪酸组成比较(相对质量分数%)

3 结论

3.1 通过正交试验，香榧籽油的超临界CO2流体萃取的最佳工艺条件为萃取压力30 MPa，温度50℃，萃取时间2 h，此时萃取率达16.2%。

3.2 香榧籽油主要含有10种脂肪酸，主要为亚油酸(38.23%)、油酸(35.52%)，棕榈酸(7.45%)金松酸(7.41%)等，不饱和脂肪酸的质量分数达86.45%;金松酸为其特征脂肪酸，具有明显的抗炎、调节血脂等生理活性;ω－6多不饱和脂肪酸质量分数为46.16%，ω－3多不饱和脂肪酸的仅为0.33%。

3.3 香榧籽油主要脂肪酸种类在所检测的5种油中最为丰富，其脂肪酸的组成与芝麻油较为相似，单不饱和脂肪酸(MUFA)与多不饱和脂肪酸(PUFA)含量较为均衡(36.39%、49.80%);5种植物油中，最接近 SFA∶MUFA∶PUFA=1∶1∶1 的是花生油，其次是香榧籽油、芝麻油;自然状态下，5种植物油都难以满足中国营养学会在2000年提出的人体内最佳的ω－6 PUFA:ω－3 PUFA比例。

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