薄壳山核桃油成分及抗氧化性研究

于 敏 徐宏化 王正加 斯金平 张爱莲

薄壳山核桃油成分及抗氧化性研究

于 敏 徐宏化 王正加 斯金平 张爱莲

（浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室培育基地，临安 311300）

通过气相色谱法检测薄壳山核桃油中的脂肪酸组成及含量，用ABTS法测定薄壳山核桃油的抗氧化活性。结果表明：薄壳山核桃油中油酸含量最高，其次依次是亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、亚麻酸，含量最小的是顺-11-二十碳烯酸，不饱和脂肪酸质量分数达到90%；品种ZL75的抗氧化活性最强（自由基清除率65.33%）。试验结果对抗氧化、防衰老植物的开发、利用以及薄壳山核桃优良品种的栽培和开发有一定的指导作用。

薄壳山核桃油 抗氧化性 氧化稳定性

薄壳山核桃［Carya illinoinensis（Wangenh.）K.Koch］是世界上重要的干果油料树种之一，含油量高，通常在55%～75%之间，这个取决于品种、地理位置、年份、肥料以及采收时间［1］。薄壳山核桃抗氧化性强［2］，食用薄壳山核桃改善血清脂质可以减少心脏疾病的风险［3-4］，而上述功效与薄壳山核桃中高不饱和脂肪酸含量有关。因此研究不同种质的薄壳山核桃油脂肪酸含量与抗氧化性，揭示薄壳山核桃品种间差异性，是薄壳山核桃品种选育与深度开发的一项基础性工作。本研究旨在对29个薄壳山核桃优良单株种仁油脂进行详细分析，为薄壳山核桃油品质研究提供数据依据，同时为薄壳山核桃的综合开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试薄壳山核桃编号为ZL64～ZL79，ZL81～ZL93，共29种优良单株。供试品于2012年果实成熟期10月采自浙江杭州市余杭区，每棵优株随机采50个果，剥除果皮和种壳，种仁于55℃干燥箱中烘干，粉碎，供分析测试用。

1.2 仪器与试剂

GG-17索氏提取器：四川蜀牛玻璃仪器；日立L-8900氨基酸自动分析仪：日本日立公司；Ice3000型原子吸收光谱仪：Thermo Fish公司；GENESY 10S紫外-可见光光谱仪：Thermo Fish公司；AB104-N电子分析天平：梅特勒托利多仪器上海有限公司；D-37520型高速离心机：德国HERAEUS公司；RE-121旋转蒸发仪：瑞士步琪公司。Milli-Q Academic超纯水系统：默克密理博公司；Agilent 6890N气相色谱仪：安捷伦公司。

ABTS（CAS：［30931-67-0］），过硫酸钾：宜兴市第二化学试剂厂；DL-α-生育酚：纯度96%，阿拉丁试剂；氯仿：杭州高晶精细化工有限公司；甲醇：浙江三鹰化学试剂有限公司。

1.3 方法

1.3.1 薄壳山核桃油制备

按GB／T 14772—2008［5］方法进行粗脂肪提取和测定。提取的油脂置于-8℃冰箱保存，待测。

1.3.2 脂肪酸测定

将提取的薄壳山核桃油按（GB／T 17376—2008［6］）酯交换法进行甲酯化，酯化完全后取2μL注入色谱柱进行分析（GB／T 17377—2008［7］），脂肪酸通过与脂肪酸甲酯标准品保留时间比较鉴定，用面积归一化法进行定量［8］。

1.3.3 薄壳山核桃油抗氧化性测定

运用ABTS法测定油的抗氧化活性，该方法同时适用于亲脂性和亲水性抗氧化剂［9］。相对于抗氧化能力测定的体内方法，ABTS法这种体外测定方法有很多优点，如花费的时间短，经费少，所需仪器设备非常简单，与抗氧化剂的生物活性相关性更强。

1.3.3.1 ABTS＋自由基的制备

将10 mL 7 mmol／L ABTS 和80 μL 140 mmol／L过硫酸钾溶液混合，在室温、避光的条件下静置16 h，形成ABTS＋自由基储备液。该储备液在室温、避光的条件下表现较稳定，使用前用体积分数为80%的乙醇稀释成工作液，使其在734 nm波长下的吸光度为0.700±0.002。

1.3.3.2 标准溶液的配制

精密称取标准品α-生育酚50 mg，定容至5 mL，即标准品质量浓度为10 mg／mL。将标准品溶液稀释至质量浓度分别为0.032、0.016、0.008、0.004、0.002 mg／mL。

1.3.3.3 供试品溶液制备

吸取0.5 mL油脂用7∶3比例的氯仿∶甲醇溶液定容置10 mL棕色容量瓶中，即制成体积分数为5%供试品液。

1.3.3.4 测定供试品溶液抗氧化能力

取体积分数为5%的供试品溶液0.5 mL加入1.5 mL ABTS＋自由基工作液，混合，放置6 min后，2 500 r／min离心5 min，取上清，在734 nm 波长处测定吸光度。每份样品平行操作3次，按照公式［10-11］计算清除率。清除率计算公式：清除率＝［（AControl-ASample）／AControl］× 100%。式中：AControl为1.5 mL ABTS＋自由基溶液与0.5 mL氯仿甲醇溶液混合后的吸光度；ASample为1.5 mL ABTS＋自由基溶液与0.5 mL样品混合后的吸光度。

根据薄壳山核桃油和标准品对ABTS＋自由基溶液的清除率大小来比较样品及标准品α-生育酚对ABTS＋自由基清除能力的大小。清除率越大，抗氧化活性越大，反之越小。确定油的抗氧化活性，单位为α-TE（α-tocopherol equivalent，α-生育酚当量），即体积分数为5%的待测油样的自由基清除能力相当于α-生育酚的自由基清除能力的毫克数。

1.3.4 氧化稳定性测定

油脂氧化稳定性指数（Oil Stability Index）反应了油脂的耐贮性，即油脂抵御自动氧化的能力，测定油脂的氧化稳定性对于制造、贮存和消费以及用于新型抗氧化剂的开发等有重要意义。本研究采用脂肪酸组成和α-生育酚含量进行评价，通过稳定指数（α-生育酚×饱和脂肪酸／不饱和脂肪酸）［12］来评价稳定性，指数越高，保质时间越长。

1.4 数据处理

所有数据在Microsoft Excel、SPSS17.0数据处理系统中进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 薄壳山核桃油脂肪酸组成

薄壳山核桃种仁中油含量跟品种、成熟度、环境以及园艺情况（horticultural practices）有关［1，13］。油脂中含有较少的饱和脂肪酸（9%），只高于一些红花籽油（4%～8%）和菜籽油（7%），而其高含量的不饱和脂肪酸比橄榄油、榛子、杏仁等其他油脂的不饱和脂肪酸含量都高［14］。由表1可知，不同种质薄壳山核桃油中的棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、顺-11-二十碳烯酸等脂肪酸的含量都存在一定的差异，种质间变异系数均大于0.05。所测的六种脂肪酸中，棕榈酸和硬脂酸为饱和脂肪酸，其余四种为不饱和脂肪酸。Rajaram S等［3］通过将日常食物的20%替换成薄壳山核桃的人体营养试验研究结果食用薄壳山核桃的人未增加任何体重，这正是由于薄壳山核桃富含的不饱和脂肪酸能够改善人体血脂、降低胆固醇等功效。所有种质的薄壳山核桃油不饱和脂肪酸质量分数均超过90%，除了编号为ZL85的种质外，其余种质的不饱和脂肪酸中油酸质量分数占了60%以上，但ZL85种质的亚油酸、亚麻酸含量却是所有种质的亚麻酸中含量最高的。通过SPSS统计软件分析可知：油酸与亚油酸呈极显著负相关，相关系数为-0.995；油酸与亚麻酸呈极显著负相关，相关系数为-0.792。即当油酸含量降低时，亚油酸与亚麻酸含量增加；这主要是由于在高等植物体内亚油酸和亚麻酸的合成需要利用油酸为反应底物，因此他们的合成会降低油酸的浓度［14］。薄壳山核桃树2年周期的结果实变化趋势可影响种仁脂肪酸组成和生育酚的含量，甚至会影响到某些酚类化合物［15］。未来的研究应该确定不同种质的薄壳山核桃的园艺情况对其种仁的化学成分是如何作用影响的。

表1 不同种质薄壳山核桃油脂肪酸的质量分数

表1 （续）

2.2 油脂的抗氧化性

薄壳山核桃种仁含有高含量的生育酚、角鲨烯和植物甾醇［16］，生育酚是众所周知维生素E类中有抗氧化力的芳香族化合物，一种活性很强的抗氧化剂，并且适量的生育酚有助于降低冠心病的风险［17］。生育酚的抗氧化活性依赖于浓度、温度、光照度、底物、溶剂、检测方法以及某些亲氧化剂的化合物等［18］，α-生育酚作为天然抗氧化剂是通过阻止链传递和过氧化物的分解来终止油脂的自动氧化，但其含量也不是越大越好，高浓度的α-生育酚可以抑制过氧化物的分解，但却可以促进过氧化物的形成［19］。由表2可以看出薄壳山核桃油有较强的抗氧化性，其中种质编号为ZL75的自由基清除率最高，为65.33%。

表2 不同种质薄壳山核桃油抗氧化性及α-生育酚的质量浓度

2.3 薄壳山核桃油氧化稳定性

油脂的氧化是从不饱和脂肪酸的氧化开始的，氧化使得油中不饱和脂肪酸的相对含量下降，而饱和脂肪酸的相对含量上升，因此脂肪酸的组成会随贮存时间变化的快慢，可以从一定程度上反应油脂的抗氧化能力，油脂抗氧化能力越高，其脂肪酸的组成变化越慢。由表3可以看出，在29个种质中，ZL83的稳定指数最高，表现氧化稳定性最强（0.201），由于种质ZL68的α-生育酚含量最低，表现出氧化稳定性最差（0.035）。将α-生育酚含量与氧化稳定性进行相关性分析，其结果为极显著正相关，相关系数为0.965。另外，Isbell T A等［20］对几种脂肪酸相似的植物油研究发现，油脂的氧化稳定性与油脂中生育酚总量和油脂碘值的比值呈线性关系。

表3 不同种质薄壳山核桃油氧化稳定性指数

3 讨论与结论

不同种质的薄壳山核桃油含量差异较大，29个种质的种仁油脂中不饱和脂肪酸质量分数均超过90%，油脂中油酸与亚油酸、亚麻酸含量呈极显著负相关，油酸为亚油酸和亚麻酸的合成底物；不同种质薄壳山核桃油中α-生育酚含量差异较大，ZL75的α-生育酚含量最高，其抗氧化也就最强；ZL83的稳定指数最高，表现氧化稳定性也就最强。

薄壳山核桃油与橄榄油有相似的脂肪酸组成和生育酚含量，而薄壳山核桃油比橄榄油的抗酸败能力更强［14］。Wu等［21］对美国常见的食品和蔬菜进行抗氧化性测定表明：薄壳山核桃是所有食物和蔬菜中抗氧化性最强的。薄壳山核桃中油脂含量最高，而油脂富含天然抗氧化剂成分，使油成为提取这些天然抗氧化剂的首选［22］，因此对食品特别是油的抗氧化活性的研究应该越来越受到重视，国内诸多的研究都是针对于薄壳山核桃的引种、栽培以及育种，有关于薄壳山核桃种仁的研究非常有限，而对于薄壳山核桃种仁的研究有利于人们更好地认识薄壳山核桃的营养价值，以更好地去利用和开发薄壳山核桃，为抗衰老、抗氧化等方面开辟一个新的研究方向。

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Study of Oily Compositions and Antioxidant Capacity in Apocarya

Yu Min Xu Honghua Wang Zhengjia Si Jinping Zhang Ailian
（The Nurturing Base for the State Key Laboratory of Subtropical Forest Cultivation，Zhejiang A ＆ F University，Lin′an 311300）

The composition and contents of fatty acids of the Apocarya oil were determined by gas chromatography（GC），antioxidant capacity of Apocarya was determined by ABTSmethod.The experience results showed that oleic acid content were the highest in Apocarya oil，followed by linoleic acid，palmitic acid，stearic acid，linolenic acid，and the content of 11-eicosenoic acid at the least，unsaturated fatty acid content reached 90%；ZL75 had the highest antioxidant capacity（the free radical scavenging rate was 65.33%）.This experience results can play a guiding role in development，utilization of antioxidant，anti-aging plant and cultivation and development fine varieties of Apocarya.

Apocarya oil，antioxidant capacity，oxidation stability

S664.1

A

1003-0174（2016）09-0086-05

浙江省科技厅重大项目（2011C14010），浙江省重大科技专项（2012C1202），杭州市科技局项目（20120232B83）

2015-01-26

于敏，女，1989年出生，硕士，林木遗传育种

张爱莲，女，1976年出生，博士，食品与药品质量控制