粗榧种子油脂抗氧化性及其脂肪酸组成分析

刘晓娇，李　彬 ，何鸿举，樊明涛

(1.商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西商洛　726000;2.河南科技学院 食品学院，河南新乡　453003；3.西北农林科技大学 食品科学与工程学院,陕西杨凌　712100)



粗榧种子油脂抗氧化性及其脂肪酸组成分析

刘晓娇1，李彬1，何鸿举2，樊明涛3

(1.商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西商洛726000;2.河南科技学院 食品学院，河南新乡453003；3.西北农林科技大学 食品科学与工程学院,陕西杨凌712100)

摘要以粗榧种子为试材，分析不同浓度的粗榧种子油脂提取物对常用食用油(核桃油、大豆油和花生油)过氧化值的影响，并与维生素E抗氧化性进行比较，探究粗榧种子油脂的抗氧化性，并通过气相色谱(GC)和高效液相色谱(HPLC)分别测定粗榧种子油脂的脂肪酸组成与脂溶性维生素质量分数。结果表明：粗榧种子出油率达31.45%，高于大豆等油料作物；3种食用植物油在16 d内的抗氧化效果均随粗榧种子油脂提取物添加量的增加而增强，而粗榧种子油的过氧化值几乎没有变化；在核桃油中进行粗榧种子油脂和维生素E抗氧化性比较发现，粗榧种子油抗氧化性明显高于维生素E。此外，GC分析结果表明，粗榧种子油的脂肪酸组成以棕榈酸质量分数最高，达24.31%，其次是质量分数不等的硬脂酸(12.74%)、珠光脂酸(8.18%)、十五烷酸(7.69%)等脂肪酸；HPLC检测结果表明：粗榧种子油脂中维生素E质量分数为9.73 mg/kg, 维生素A质量分数为0.63 mg/kg。可见，粗榧是一种天然抗氧化物质的良好来源，值得进一步开发和利用。

关键词粗榧；抗氧化；气相色谱法；脂肪酸

油脂是日常消费和食品加工中的重要原料，大豆和油菜籽油的产量分别位居世界第1和第3，第2位是棕榈油[1]。但是含油脂食品在贮运加工中极易被氧化，通过自动氧化产生的异味物质，对食品的品质和质量产生不利影响。在氧化的初级阶段，氢过氧化物是最主要的氧化产物，随后分解成低分子量的含氧成分，如醇类、醛类、游离脂肪酸和酮，最终导致酸败[2]。这些小分子的醛类、酮类对身体健康有害，如果食用酸败的油脂，轻者会引起腹泻，严重时还可能造成肝脏疾病；再次，随着油脂的酸败，食品中的脂溶性维生素如维生素A、维生素D等与水溶性维生素C都将受到破坏；此外，油脂酸败产生的二羰基化合物还会与食品中的氨基化合物发生褐变反应，产生色变，影响食品的外观，而且油脂中不饱和脂肪酸分子之间还会以氧桥的方式聚合而增加油脂的粘稠度，改变其流变性[3]。因此，寻求新型油脂和能够延缓并抑制油脂酸败的新型抗氧化剂显得尤为重要。

目前，国内外对粗榧的研究多集中在生物学特性的观察、栽种技术、绿化环保、食用与药用等方面[4]，而国内外对粗榧种子中油脂的提取及脂肪酸组成的研究还未见报道。本试验拟利用索氏提取法提取粗榧种子中的油脂，通过对不同浓度的油脂提取物在商品油核桃油、大豆油和花生油中过氧化值的变化研究其抗氧化性，并与维生素E进行对比，最后利用气相色谱(GC)和高效液相色谱(HPLC)分别测定粗榧油脂的脂肪酸组成及维生素A和维生素E的质量分数，以期为粗榧在食品抗氧化应用方面提供理论依据。此外，粗榧作为中国亚热带重要的特种油料植物，在商洛地区具有丰富的资源，其有效的开发利用将会提高秦岭植物资源的利用率，对商洛地区油料植物开发具有促进作用，并可提高其经济效益，符合陕西省商洛市十二五发展规划纲要。

1材料与方法

1.1原料与试剂

原料：粗榧采自商洛市镇安县；核桃油、花生油和大豆油均购自商洛市华润万家超市。

试剂：维生素A、维生素E标准品均购自中国药品生物制品检定所；无水乙醚、三氯甲烷、冰乙酸、碘化钾、淀粉指示剂、Na2S2O3、KOH、甲醇、正己烷、氯化钠、Na2SO4均为分析纯；甲醇为色谱纯。

1.2主要仪器设备

脂肪测定仪(SER148/6)，意大利维生素ELP公司；鼓风干燥箱(101-00)，广东华兴机械设备有限公司；电热恒温鼓风干燥箱(DHG-92034AS)，浙江宁波江南仪器厂；双功能水浴恒温振荡器(SHA-B)，江苏金坛科析仪器有限公司；龙腾ESG-4电子天平；微型旋涡混合仪(WH-3)，上海沪西分析仪器厂有限公司；气相色谱仪(Thermo-Trace GC)，美国Thermo公司；高效液相色谱仪(LC-2010A)，日本岛津公司。

1.3试验方法

1.3.1粗榧种子油的提取[5-7]粗榧种子→除杂→粉碎→称量→索氏浸提4 h→淋洗2 h→回收1 h→称量

出油率按下式(1)计算：

油脂质量分数=(m2-m1)/m×100%

(1)

其中：m2为接收瓶和油脂的质量(g)，m1为接收瓶的质量(g)，m为样品的质量(g)。

1.3.2粗榧种子油抗氧化性分析过氧化值的测定：设置烘箱温度为90 ℃，将样品置于其中，每4 d取2～3 g样品，加入三氯甲烷与冰乙酸[V(三氯甲烷)∶V(冰乙酸)=2∶3]的混合物，再加入1 mL的饱和碘化钾溶液，于暗处放置3 min，取出立即加入100 mL水和1 mL淀粉指示剂，用Na2S2O3滴定至蓝色消失，记录消耗的Na2S2O3体积[8-9]，按下式(2)计算过氧化值。

X=(V-V空白)/m×c×0.126 9×100×78.8

(2)

其中：X为待测物的过氧化值(meq/kg)，V为消耗Na2S2O3体积(mL)，V空白为空白消耗的Na2S2O3体积(mL)，c为Na2S2O3的摩尔浓度(0.014 8 mol/L)，0.126 9为换算系数，m为样品质量。

粗榧种子油在不同食用油中的抗氧化性分析：取核桃油、花生油和大豆油各20 g，分别添加质量分数为0%、2%、5%、10%、12%的粗榧种子油脂提取物，将样品置于烘箱中，每4 d分别取3种食用油各2 g，测定其过氧化值并记录数据，方法同上述过氧化值的测定，研究粗榧种子油的抗氧化性。

粗榧种子油与维生素E的抗氧化性比较： 维生素E抗氧化性分析，精确称取0.050 0 g维生素E溶于少量无水乙醇中，并用无水乙醇定容于5 mL容量瓶中，制得10 g/L的维生素E母液。用无水乙醇稀释100倍后得到0.1 g/L 维生素E溶液，取该溶液1 mL加入到20 g的纯天然核桃油中，充分搅拌溶解，于烘箱中(90 ℃)进行酸败，每2 d测定1次过氧化值并记录数据，方法同上述过氧化值的测定。

粗榧种子油抗氧化性分析：取20 g的纯天然核桃油，加入4.000 g粗榧子油，于烘箱中(90 ℃)进行酸败，每2 d测定1次过氧化值并记录数据，方法同上述过氧化值的测定。

1.3.3粗榧种子油脂中脂肪酸组成分析粗榧种子油脂甲酯化：取100 mg 油样置于10 mL 具塞试管中，加入0.5 mL、1 mol/L KOH-甲醇溶液，用微型旋涡混合仪振荡后，放入双功能水浴恒温振荡器，振摇温度40 ℃，振摇时间30 min，达到要求后，拿出静置15 min，加入2 mL 正己烷，再用微型旋涡混合仪振荡，静置10 min，取上清液，加入少许无水硫酸钠，吸收水分之后，将溶液移入进样瓶，进行气相色谱分析[10]。

气相色谱分析条件：Thermo气相色谱仪：TR-5G毛细管柱(30.0 m×0.25 mm×0.25 μm)；FID检测器，进样口温度为250 ℃；柱温初始温度70 ℃，保持2 min，以 5 ℃/min升温至280 ℃，保持5 min；载气为氦气，流速1 mL/min；进样量为1 μL[11]。

1.3.4粗榧种子油脂中脂溶性维生素质量分数测定样品预处理：精密称取2.000 g样品置于皂化瓶中, 加入30 mL 无水乙醇和5 mL 质量分数为10%的抗坏血酸, 加10 mL氢氧化钾(1+1)，混匀。置沸水浴中回流皂化30 min，使皂化完全。皂化后立即放入冰水中冷却。将皂化后的试样移入分液漏斗中，用50 mL水分2～3次洗皂化瓶，洗液并入分液漏斗中。用约100 mL乙醚分2次洗皂化瓶及其残渣，乙醚液并入分液漏斗中。用约50 mL水洗分液漏斗中的乙醚层，用pH试纸检验直至水层不显碱性。将乙醚提取液经过无水硫酸钠后经旋转蒸发仪使乙醚快速蒸发，提取液用甲醇定容至10 mL，置冰箱中备用，外标法定量。

标品配制：将维生素E、维生素A分别用甲醇配成50 mg/L、10 mg/L的标准溶液，置冰箱中供液相检测用。

测定条件:高效液相色谱仪( LC-2010A)：A ZORBAX Eclipse XDB-C18 column (4.6 mm×250 mm, ID = 5 μm, Agilent○R),柱温 30 ℃,流动相为甲醇，流速为1 mL/min，紫外检测器，检测波长300 nm，进样量 20 μL。

2结果与分析

2.1 粗榧种子油脂质量分数的测定

根据“1.3.1”中公式(1)，粗榧种子出油率如表1所示。

表1　粗榧种子出油率

由表1可知，粗榧种子的出油率为31.45%，是一种含油率非常丰富的油料种子。田盼盼等[11]对紫苏、凤仙花、黄芩、五味子、荆芥、桔梗、地丁等18种中药材种子的油脂进行提取并测定了出油率，结果发现紫苏籽出油率最高，可达12.82%。此外，凤仙花、黄芩、五味子、荆芥和桔梗含油率在 8% 以上，均低于粗榧种子出油率。可见，粗榧有潜力作为一种食用调和油开发利用。

2.2添加不同质量分数粗榧种子油脂对食用油过氧化值的影响

加入粗榧种子油脂后对核桃油、花生油和大豆油过氧化值的影响如图1～3所示。

由图1可知，随着放置时间的延长，粗榧子油的过氧化值几乎无变化，说明自身含有天然的抗氧化成分；当核桃油中不添加粗榧种子油时，其过氧化值随着时间的延长逐渐增加，第16天的过氧化值约为第0天过氧化值的4倍，说明纯核桃油易被氧化；在添加不同质量分数粗榧种子油的核桃油中，在相同的时间下，随着添加比例的增加，过氧化值逐渐减小，且低于同期不加粗榧种子油的过氧化值，说明添加一定的粗榧种子油可以提高核桃油的抗氧化活性；添加12 %比例的核桃油第16天的过氧化值约为第0天过氧化值的1.4倍，过氧化值几乎不变，说明添加12%比例的粗榧种子油脂抗氧化效果较好。可见，粗榧种子油脂中含有某种天然的抗氧化剂，且其抗氧化性明显。

图1　添加不同质量分数粗榧种子油脂后

由图2可知，当花生油中不添加粗榧种子油时，其过氧化值随着时间的延长逐渐增加，第16天的过氧化值约为第0天过氧化值的3倍，说明大豆油和核桃油一样易被氧化，但是当大豆油中添加12 %的粗榧种子油时，其抗氧化值在第16天为38.44 meq/kg，约为不添加粗榧种子油同期时的5/11，说明粗榧种子油有一定的抗氧化性；随着放置时间的延长，粗榧种子油的过氧化值几乎无变化，进一步说明其具有天然的抗氧化成分。

由图3也可以看出，当不添加粗榧种子油脂时，大豆油在第16天时的过氧化值约为第0天时的79倍，说明大豆油极易被氧化，与图1、2相比，其氧化程度高于核桃油和花生油；在同一时间，添加粗榧种子油脂的大豆油，其过氧化值均低于不添加粗榧种子油脂的大豆油过氧化值，说明粗榧对子油具有一定的抗氧化性，且在第16天时，添加12%粗榧种子油的大豆油，其过氧化值为13.30 meq/kg，而不添加粗榧种子油的大豆油过氧化值为116.68 meq/kg，约为前者的8.8倍；粗榧种子油在放置的过程中，随着时间的延长，其过氧化值基本不变，说明其含有一定的抗氧化成分，与图1、2的结果相符。

图2　添加不同质量分数粗榧种子油脂后

图3　添加不同质量分数粗榧种子油脂后

2.3粗榧种子油脂的抗氧化作用与维生素E抗氧化作用的比较

粗榧种子油脂和维生素E对核桃油过氧化值的影响如图4。

图4可知，随着时间的延长，核桃油的过氧化值逐渐增高，但在同一天，添加粗榧种子油脂的核桃油过氧化值低于添加维生素E的核桃油，说明粗榧种子油可以延缓油脂的酸败。由此说明，粗榧种子油是一种潜力较大的抗氧化剂。

2.4气相色谱分析脂肪酸组成

通过GC对粗榧种子油脂的脂肪酸进行分析(图5)，其脂肪酸组成如表2所示。

图4　添加粗榧种子油脂和维生素E后

图5　粗榧种子油脂气相色谱分析

序号Number保留时间/minRetentiontime脂肪酸种类Kindsoffattyacids相对质量分数%Relativemassfraction19.47丁酸 Butyricacid5.76214.88己酸 Caproicacid5.77317.46辛酸 Octoicacid5.97419.93癸酸 Decanoicacid6.25526.65十五烷酸 Pentadecanoicacid7.69628.69棕榈酸 Palmiticacid24.31730.64珠光脂酸 Heptadecanoicacid8.18832.52硬脂酸 Stearicacid12.74936.04花生酸 Arachicacid6.581037.70二十一烷酸 Heneicosanoicacid5.171139.30山嵛酸 Behenicacid4.911240.84二十三烷酸 Tricosanoicacid3.801342.34木焦油酸 Tetracosanoicacid2.89

从表2看出，不饱和脂肪酸质量分数低，可能是粗榧种子油过氧化值低的原因。其中棕榈酸是粗榧种子油脂中质量分数最丰富的脂肪酸，质量分数达到24.31%，其次是硬脂酸、珠光脂酸、十五烷酸、花生酸等脂肪酸。棕榈酸是一种高级饱和脂肪酸，以甘油脂的形式普遍存在于动植物油脂中，在自然界中分布很广，可以作为工业原料用于制成洗涤剂、软化剂等。硬脂酸、花生酸、丁酸、辛酸等也可以用作食品添加剂及在工业中应用。

2.5高效液相色谱测定粗榧种子中维生素A和维生素E质量分数

通过HPLC对粗榧种子中维生素A和维生素E质量分数进行测定，结果如图6、图7所示。

由图6、图7和外标法可以得出，粗榧种子中维生素A和维生素E的质量分数分别为0.63 mg/kg、9.73 mg/kg。可见，粗榧种子油脂的抗氧化性很有可能是因为其质量分数丰富的脂溶性维生素，所以才表现较强的抗氧化性。

图6　标准品图谱

图7　样品图谱

3结 论

3.1粗榧种子含有的油脂非常高，其出油率为31.45%，高于大豆、玉米胚芽等植物的出油率。

3.2将粗榧种子油添加到核桃油、大豆油、花生油中，随着添加量的增加，其抗氧化性更明显。

3.3粗榧种子油抗氧化作用与维生素E相比较，其抗氧化作用优于维生素E，经测定维生素A和维生素E的质量分数分别为0.63 mg/kg和9.73 mg/kg。

3.4粗榧种子油的脂肪酸组成以棕榈酸质量分数最高，达24.31%，其次是质量分数不等的硬脂酸(12.74%)、珠光脂酸(8.18%)和十五烷酸(7.69%)等脂肪酸。

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Received 2015-06-05Returned2015-07-16

Foundation itemThe Special Project for Serving Local Economic and Social Development of Shangluo College in 2012(No.12sky-fwdf007).

First author LIU Xiaojiao,female,lecturer,Ph.D student.Research area: food analysis and detection, functional components.E-mail:78xlj@163.com

(责任编辑：潘学燕Responsible editor:PAN Xueyan)

Study on Antioxidant Property and Fatty Acid Compositions ofCephalotaxussinensisSeed Oil

LIU Xiaojiao1, LI Bin1,HE Hongju2and FAN Mingtao3

(1.School of Biomedicine and Food Engineering, Shangluo University, Shangluo Shaanxi726000, China;2.School of Food Science,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang Henan453003,China;3.College of Food Science and Engineering, Northwest A&F University, Yangling Shaanxi712100, China)

AbstractBy analyzing change of peroxide value of Cephalotaxus sinensis seed oil,the antioxidant property of Cephalotaxus sinensis seed oil was investigated by adding Cephalotaxus sinensis seed oil into walnut oil, soybean oil and peanut oil, respectively, and compared with vitamin E in the walnut oil. Besides, the fatty acid compositions and fat-soluble vitamins of Cephalotaxus sinensis seed oil were analyzed by gas chromatography (GC) method and High-performance liquid chromatography (HPLC). The results indicated that the oil yield of Cephalotaxus sinensis seed was 31.45%, which was higher than those of soybean and other oil crops. The antioxidant capacities of the three tested edible vegetable oil were improved with the increase of Cephalotaxus sinensis seed oil. Changes of the peroxide value seed oil were not found in the Cephalotaxus sinensis in the sixteen days. Besides, the antioxidant capacity of Cephalotaxus sinensis seed oil was better than vitamin E in the walnut oil. In addition, the GC results showed that the fatty acids of Cephalotaxus sinensis seed oil were mainly composed of palmitic acid (24.31%), stearic acid (12.74%), heptadecanoic acid (8.18%), pentadecanoic acid (7.69%), etc. HPLC results showed that the content of vitamin E in the Cephalotaxus sinensis seed oil was 9.73 mg/kg, vitamin A 0.63 mg/kg. It was concluded that Cephalotaxus sinensisn oil is a good source for natural antioxidants and worth development and utilization in the future.

Key wordsCephalotaxus sinensis; Antioxidant property; Gas chromatography; Fatty acid

Corresponding authorFAN Mingtao, male, professor,Ph.D tutor.Research area:food biotechnology, functional components.E-mail:fanmt@nwsuaf.edu.cn

中图分类号TS275.4

文献标志码A

文章编号1004-1389(2016)03-0429-06

通信作者：樊明涛，男，教授，博士生导师，从事食品生物技术研究。E-mail:fanmt@nwsuaf.edu.cn

基金项目：商洛学院2012年服务地方经济社会发展专项(12sky-fwdf007)。

收稿日期：2015-06-05修回日期：2015-07-16

网络出版日期：2016-03-06

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160306.1611.030.html

第一作者：刘晓娇，女，讲师，在读博士，研究方向为食品分析与检测。E-mail:78xlj@163.com