不同制油工艺对文冠果油特性及品质影响的研究

郭 雄，彭吟雪，胡传荣,2，何东平,2，刘零怡,2

(1.武汉轻工大学 食品科学与工程学院，武汉 430023；2.国家粮食局粮油资源综合开发工程技术研究中心，武汉 430023)

油脂加工

不同制油工艺对文冠果油特性及品质影响的研究

郭 雄1，彭吟雪1，胡传荣1,2，何东平1,2，刘零怡1,2

(1.武汉轻工大学 食品科学与工程学院，武汉 430023；2.国家粮食局粮油资源综合开发工程技术研究中心，武汉 430023)

研究了不同制油工艺(浸出法、普通螺旋压榨法、水酶法、超临界CO2萃取法)对文冠果油特性及品质的影响。结果表明：浸出法的文冠果油得率最高且色泽最浅，水酶法文冠果油水分及挥发物含量最高，普通螺旋压榨法文冠果油酸值最低，水酶法文冠果油过氧化值最低；文冠果油中不饱和脂肪酸以油酸、亚油酸为主，不饱和脂肪酸含量以水酶法的最高，浸出法文冠果油中生育酚、甾醇含量最高；62.℃烘箱实验中，文冠果油的酸值变化均不大，过氧化值呈指数下降，生育酚的含量下降；烘箱实验前后，超临界CO2萃取的文冠果油的DPPH自由基清除率最大，烘箱实验后，4种方法制取的文冠果油的DPPH自由基清除率都很低。

文冠果油；制油工艺；酸值；过氧化值；不饱和脂肪酸；DPPH自由基清除率

Abstract：Effects of different oil producing processes (leaching method,ordinary screw press method,aqueous enzymatic extraction method and supercritical CO2extraction method) on the characteristics and quality ofXanthocerassorbifoliaBunge.oil were studied.The results showed that leaching method had the highest oil yield and the lightest oil color,aqueous enzymatic extraction method had the highest moisture and volatile matter content,ordinary screw press method had the lowest acid value,aqueous enzymatic extraction method had the lowest peroxide value.The unsaturated fatty acids inXanthocerassorbifoliaBunge.oil were mainly composed of oleic acid and linoleic acid,the content of unsaturated fatty acids was the highest in aqueous enzymatic extraction oil,tocopherol and sterol contents were the highest in leaching oil.In 62.℃ oven experiment,the fourXanthocerassorbifoliaBunge.oils all had little change of acid value,while peroxide values decreased exponentially,also the contents of tocopherols decreased.The DPPH free radical scavenging rates ofXanthocerassorbifoliaBunge.oil produced by supercritical CO2were the highest before and after 62.℃ oven experiment,and the DPPH free radical scavenging rates of the fourXanthocerassorbifoliaBunge.oils were all very low after oven experiment.

Keywords：XanthocerassorbifoliaBunge.oil; oil producing process; acid value; peroxide value; unsaturated fatty acid; DPPH free radical scavenging rate

文冠果油中含有大量的不饱和脂肪酸，尤其是油酸及亚油酸，这两种脂肪酸对人体健康十分有益。其中油酸利于软化血管，在人体新陈代谢过程中有重要作用；亚油酸是人体必需脂肪酸，可以降固醇、降血压、降血脂，预防动脉粥样硬化等[1-3]。

目前国内制取文冠果油的方法各有不同。邓红等[4]研究了超声波辅助水相酶法提取文冠果油工艺。梁俊玉等[5]采用超声盐破乳辅助酶法提取文冠果油并对文冠果油的脂肪酸进行了评价。于鹏[6]采用液压榨油及用乙醚对压榨饼进行浸出两步法制备文冠果油。殷振雄等[7]采用热盐水法提取文冠果油并对脂肪酸进行了分析。阮瑜琳等[8]采用水酶法制备文冠果油。麻起等[9]对文冠果油的超临界CO2萃取工艺进行了研究。周泉城等[10]研究了提取方法对挤压文冠果油品质和贮藏变化的影响。

本文以文冠果为原料，通过比较浸出法、普通螺旋压榨法、水酶法、超临界二氧化碳(CO2)萃取法4种不同制油工艺对文冠果油的理化指标、营养成分、货架期、DPPH自由基清除率、油脂老化时间进行研究，以期为进一步研究文冠果油的提取工艺提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 原料与试剂

文冠果：甘肃省靖远县；纤维素酶：南宁庞博生物工程有限公司；DPPH：上海联硕生物科技有限公司；果胶酶、正己烷、氢氧化钠、盐酸、浓硫酸、硼酸溶液、95%乙醇、硫代硫酸钠、碘化钾、淀粉、乙腈、甲醇：国药集团化学试剂有限公司；双蒸水：实验室自制。

1.1.2 仪器与设备

安捷伦7890B气相色谱、安捷伦1200HPLC高效液相色谱：美国Agilent；WSL型罗维朋比色皿；DF-101S集热式磁力搅拌器；TD5A离心机；RE52CS旋转蒸发仪；743 Rancimat油脂氧化稳定性测定仪：瑞士万通；TK-0.5单螺旋式压榨机：曲阜市鲁强机械制造有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 文冠果油的制取

将文冠果进行去壳除杂、烘干处理得到文冠果仁。

浸出法：将文冠果仁粉碎、过筛，然后用滤纸包裹放在浸出器中，用正己烷将文冠果仁中的油脂萃取溶解出来，然后真空旋转蒸发分离并干燥得到文冠果油。

普通螺旋压榨法：利用TK-0.5单螺旋式压榨机，将未经炒制的文冠果仁直接压榨，后经过滤而成。

水酶法：取粉碎的文冠果仁10.00 g，在料液比1∶5 的条件下分三步进行酶解。第一步，加细胞壁多糖水解酶(纤维素酶与果胶酶配比1∶2)，加酶量为3%，酶解时间为3 h，待反应完成后升温至80.℃灭酶；第二步，加入碱性蛋白酶，加酶量为1%，酶解时间为1 h，待反应完成后升温至80.℃灭酶；第三步，离心之后吸取上层游离油，再将乳状液冷冻、解冻、离心、破乳，得另一部分游离油。

超临界CO2萃取法：将钢瓶中的CO2冷却至-5.℃，根据实验装置条件确定超临界CO2流量为18 L/h。称取约50 g粉碎的文冠果仁粉装入装料筒，将装料筒放入萃取釜，在设定的萃取压力28 MPa和温度42.℃下萃取文冠果油，萃取192 min后在分离釜中回收文冠果油[9]。

1.2.2 理化指标检测

酸值测定参照GB/T 5530—2005，过氧化值测定参照GB/T 5538—2005，色泽测定参照GB/T 5525—1985。

1.2.3 文冠果油脂肪酸组成分析

甲酯化：采用GB/T 17376—1998中四碳或四碳以上脂肪酸甲酯的特殊制备方法。

气相色谱分析条件：SP-2560色谱柱(100 m×0.25 mm×0.20 μm)；进样体积1.0 μL；载气为高纯氦气；分流比50∶1；进样口温度250.℃；检测器温度280.℃；氢气流量40 mL/min；空气流量400 mL/min；辅助气流量40 mL/min；升温程序为100.℃保持5 min，然后以4.℃/min升温至230.℃，保持20 min。

1.2.4 营养成分检测

生育酚测定参考GB/T 5009.82—2003，植物甾醇测定参考GB/T 25223—2010。

1.2.5 62.℃烘箱实验

烘箱法抗氧化性实验中，油样在62.℃条件下的恒温箱内放置1 d相当于室温22.℃条件下储存16 d，以此来预测文冠果油的货架期。取适量油样置于62.℃烘箱中，每隔4 d取样检测其酸值、过氧化值和生育酚含量变化情况，保持28 d。最终通过测定烘箱实验前后文冠果油的老化时间及对DPPH自由基的清除作用，比较文冠果油抗氧化性的变化。

1.2.6 DPPH自由基清除率的测定[11]

准确称取DPPH 20 mg，用无水乙醇定容至500 mL 容量瓶中，摇匀后于室温下存放于暗处备用。再称取一定量的待测油样，配制成不同质量浓度的待测溶液，用移液枪准确移取0.2 mL的待测溶液和3.8 mL DPPH振荡混匀，置于暗处反应1 h，在517 nm下测定吸光度As；另取0.2 mL的水与3.8 mL 的DPPH混合后测定吸光度A0；同时测定0.2 mL待测溶液与3.8 mL无水乙醇混合后的吸光度Ar。DPPH自由基清除率的计算公式如下：

1.2.7 文冠果油老化时间的测定

称取约3.00 g文冠果油，置于Rancimant油脂氧化稳定测定仪中，设置温度110.℃，测定其老化时间。

2 结果与分析

2.1 不同方法制取的文冠果油得率

不同方法制取的文冠果油得率见图1。

图1 不同方法制取的文冠果油得率

由图1可知，文冠果油得率最高的为浸出法(98.04%)，得率最低的为水酶法(68.74%)。因此，就油脂得率而言浸出法最优，并且浸出法所需成本最小，也是最为经济的一种制油方法。

2.2 不同方法制取的文冠果油的理化性质

4种不同方法制取的文冠果油的色泽、水分及挥发物的检测结果见表1。

表1 不同方法制取的文冠果油的色泽、水分及挥发物测定结果

由表1可知，油样均呈淡黄色，其中，浸出法的色泽最浅。普通螺旋压榨法的及超临界CO2萃取法的色泽最深，普通螺旋压榨法的油颜色深原因可能是由于压榨出油口温度较高，导致油中某些成分遭到破坏或者变性从而加深了油的颜色；而超临界CO2萃取法的油颜色深，可能是超临界CO2萃取法制油时萃取了原料物质中的色素成分。另外，水酶法制得的文冠果油的水分及挥发物含量最高，则是因为水酶法制油过程的酶解体系是水环境，因此其中水分及挥发物含量较高，需要进一步精炼。

不同方法制取的文冠果油的酸值、过氧化值见表2。

表2 不同方法制取的文冠果油的酸值、过氧化值

由表2可知，超临界CO2萃取法制取的文冠果油酸值(KOH)最高(0.58 mg/g)，这可能是因为超临界CO2法在超临界CO2的环境下高压处理时间较长，游离脂肪酸增加所致。普通螺旋压榨法制取的文冠果油酸值(KOH)最低(0.12 mg/g)，可能是由于普通螺旋压榨法的温度相对较低，油脂中水分较少，而且提取工艺简单，压榨时间较短，游离脂肪酸形成较少。另外浸出法和水酶法因为都有一定的保温条件，且水酶法处理过程一直处于水浴状态，导致游离脂肪酸的形成，因此酸值可能升高。在过氧化值方面，超临界CO2萃取法的低于浸出法的，原因可能是超临界CO2萃取法处理过程中未接触氧气，无氧化过程。普通螺旋压榨法的过氧化值最高，则可能因为油脂出口直接接触氧气，发生了氧化过程。从浸出法角度考虑，可能因为制取的文冠果油在后期旋转蒸发烘干溶剂的过程中被加热，且在最后烘干时接触氧气导致过氧化值升高。水酶法制取的文冠果油过氧化值最低，原因在于水酶法一直保持在水浴且低温的状态下，因此基本无氧化过程的产生。

2.3 不同方法制取的文冠果油脂肪酸组成

采用不同方法制取的文冠果油的脂肪酸组成见表3。

由表3可知，4种不同方法制取的文冠果油的脂肪酸组成基本相同，总体来说其中以亚油酸含量最高，其次是油酸、芥酸以及二十碳一烯酸。神经酸是一种在神经组织和脑组织中含量较高的脂肪酸，能够恢复神经末梢活动，促进神经细胞生长和发育，是大脑神经系统生长发育修复的必需物质。一般植物油中神经酸含量很低，现在研究发现神经酸含量较高的元宝枫籽油中神经酸含量为5%[12]。因此，进一步研究文冠果油十分必要。不同方法制取的文冠果油中脂肪酸组成略有差异，由表3可知，不饱和脂肪酸含量以水酶法制取油的最高，为92.07%，其次是普通螺旋压榨法的，为91.21%；单不饱和脂肪酸含量以水酶法制取的文冠果油最高，为50.38%，其次是超临界CO2法的，为49.81%；多不饱和脂肪酸含量以浸出法制取的最高，为41.78%，其次是水酶法的，为41.69%。因此，水酶法制取的文冠果油脂肪酸不饱和程度相对较高，可能是因为水酶法条件相对温和，能够更大程度地保留油料的营养物质。

表3 不同方法制取的文冠果油的脂肪酸组成 %

2.4 不同方法制取的文冠果油营养成分的比较

2.4.1 生育酚含量

现代医学研究已证实，生育酚具有抗氧化、抗癌、预防近视等功效。油脂中生育酚的抗氧化效果与生育酚的各种同分异构体的含量有关，尤其与α-生育酚的含量有关，此外与食用油的种类、加工工艺、储存温度条件等因素也密切相关[13-14]。不同方法制取的文冠果油中α-、γ-、δ-生育酚相对含量及生育酚总含量见表4。

由表4可知，不同方法制取的文冠果油中生育酚组成也有区别，超临界CO2萃取法制取的文冠果油中γ-生育酚相对含量最高，为72.68%，而浸出法制取的文冠果油中α-生育酚相对含量最高，为17.83%。因为浸出法制取的文冠果油中生育酚总含量最高(530.42 mg/kg)，其中α-生育酚含量最高，因此就生理功效而言，浸出法制油最佳。

表4 不同方法制取的文冠果油中α-、γ-、δ-生育酚相对含量及生育酚总含量

2.4.2 植物甾醇含量

不同方法制取的文冠果油中甾醇含量见图2。

图2 不同方法制取的文冠果油中甾醇含量

由图2可见，浸出法制取的文冠果油中甾醇含量最高，为2 105.06 mg/kg，水酶法的甾醇含量最低，为1 276.55 mg/kg。就植物甾醇的获取量而言，浸出法最佳，超临界CO2萃取法次之。

2.5 不同方法制取的文冠果油氧化稳定性

2.5.1 烘箱实验中不同方法制取的文冠果油的酸值、过氧化值

62.℃烘箱实验中不同方法制取的文冠果油的酸值变化见图3，过氧化值变化见图4。

图3 不同方法制取的文冠果油酸值

由图3可见，不论哪种制油方法，文冠果油的酸值变化均不大，变化斜率最大的为水酶法制取的文冠果油，原因可能是因为水酶法制取的文冠果油中水分及挥发物含量较高，因此油脂容易酸败；浸出法和普通螺旋压榨法制取的文冠果油酸值基本上没有发生变化，原因一方面可能是水分及挥发物含量较少，另外一方面可能是因为浸出法和普通螺旋压榨法的处理过程没有接触到其他可能使得油脂酸败的物质，油脂较为纯净。

图4 不同方法制取的文冠果油过氧化值

由图4可见，过氧化值在62.℃烘箱实验中基本都呈指数变化，变化最为显著的依然是水酶法制取的文冠果油，可能原因是由于其中水分及挥发物含量较高，加速了油脂的氧化速率。变化最不显著的是超临界CO2萃取法制取的文冠果油。还可得到，在62.℃烘箱实验进行到24 d(即理论货架期1年)的时候，过氧化值均超过了40 mmol/kg。因此，文冠果油应该适量添加抗氧化剂，以延长其货架期。

2.5.2 烘箱实验中不同方法制取的文冠果油中生育酚含量(见图5)

图5 不同方法制取的文冠果油中生育酚含量

由图5可见，随着62.℃烘箱实验的进行，不同方法制取的文冠果油中生育酚含量都是下降的，且下降趋势基本上都是呈现先慢后快。可能原因是生育酚在油脂中充当天然抗氧化剂，随着实验的进行，天然抗氧化剂逐渐被消耗，后期则呈指数下降。联系图4，从10 d开始，过氧化值呈指数趋势上升，此时生育酚含量也呈指数趋势下降。因此，天然未添加抗氧化剂的文冠果油，由于其中天然的生育酚含量，能在常温下储存大约半年时间。为延长其货架期，建议添加适量抗氧化剂。

2.5.3 烘箱实验前后不同方法制取的文冠果油的老化时间(见表5)

表5 烘箱实验前后不同方法制取的文冠果油老化时间的变化

由表5可知，通过28 d的62.℃烘箱实验，4种方法制取的文冠果油老化时间急剧缩短，表明经过烘箱实验的文冠果油氧化程度高，也就是说在室温下存放大约1年未添加任何抗氧化剂的文冠果油已不适合食用。

2.5.4 烘箱实验前后不同方法制取的文冠果油DPPH自由基清除能力

62.℃烘箱实验前4种方法制取的文冠果油DPPH自由基清除率见图6，62.℃烘箱实验后4种方法制取的文冠果油DPPH自由基清除率见图7。

图6 62.℃烘箱实验前4种文冠果油DPPH自由基清除率

由图6可见，随着油样质量浓度的增大，4种文冠果油对DPPH自由基的清除能力均逐渐增强，超临界CO2萃取法制取的文冠果油DPPH自由基的清除能力相对最强。

图7 62.℃烘箱实验后4种文冠果油DPPH自由基清除率

由图7可见，经过28 d 62.℃烘箱实验后，无论是哪种方法制取的文冠果油对DPPH自由基的清除率都很低，超临界CO2萃取法制取的文冠果油DPPH自由基的清除率相对最大。

3 结 论

(1)4种不同制油工艺中，浸出法的油脂得率最高。

(2)不同方法制取的文冠果油的颜色均呈淡黄色，其中，浸出法的色泽最浅，普通螺旋压榨法的及超临界CO2萃取法的色泽最深。水酶法制取的文冠果油的水分及挥发物含量最高，需要进一步精炼。

(3)文冠果油中不饱和脂肪酸含量大于90%，以油酸、亚油酸为主，亚油酸含量在40%左右。

(4)浸出法制取的文冠果油中生育酚总含量最高(530.42 mg/kg)，而普通螺旋压榨法制取的文冠果油中生育酚总含量最少。超临界CO2萃取法制取的文冠果油中γ-生育酚相对含量最高(72.68%)。而浸出法制取的文冠果油中α-生育酚相对含量最高(17.83%)。浸出法制取的文冠果油中甾醇含量最高(2 105.06 mg/kg)，水酶法制取的文冠果油中甾醇含量最低(1 276.55 mg/kg)。

(5)在62.℃烘箱实验中不同制油方法得到的文冠果油的酸值变化均不大；过氧化值基本都呈指数变化，过氧化值变化最为显著的是水酶法制取的文冠果油；生育酚含量均下降，且基本上呈现先慢后快的下降趋势；通过28 d的62.℃烘箱实验，4种方法制取的文冠果油老化时间急剧缩短。

(6)4种方法制取的文冠果油随质量浓度的增大，对DPPH自由基的清除率逐渐增大，超临界CO2萃取法制取的文冠果油DPPH自由基的清除率最高。但经过28 d的62.℃烘箱实验后，无论是哪种方式制取的文冠果油对DPPH自由基自由基的清除率都很低，未添加任何抗氧化剂的文冠果油货架期约为1年。

[1] BELLENGER-GERMAIN S,POISSEN J P,NAME M.Antihypertensive effects of a dietary unsaturated FA mixture in spontaneously hypertensive rats[J].Lipids,2002,37(6):561-567.

[2] PRISCO D,PANICCIA R,BANDINELLI B.Effect of medium-term supplementation with a moderate dose ofn-3 polyunsaturated fatty acids on blood pressure in mild hypertensive patients[J].Thromb Res,1998,91(3):105-112.

[3] POURMORTAZAVI S M,HAJIMIRSADEGHJ S S.Supercritical fluid extraction in plant essential and volatile oil analysis[J].J Chromatogr A,2007,1163:2-24.

[4] 邓红,仇农学,王军.超声辅助水相酶解提取文冠果油[J].农产品加工(学刊),2008(7):53-57.

[5] 梁俊玉,殷振雄,赵保堂,等.超声盐破乳辅助酶法提取文冠果油及脂肪酸评价[J].食品工业科技,2013,34(23):254-259.

[6] 于鹏.两步法制取文冠果油工艺的研究[J].现代食品科技,2012,28(6):647-650.

[7] 殷振雄,梁俊玉,宋坤,等.热盐水法提取文冠果油及其脂肪酸分析[J].食品与发酵工业,2013,39(8):233-237.

[8] 阮瑜琳,万聪,钟武,等.水酶法同时提取文冠果油及蛋白质的研究[J].中国油脂,2016,41(9):1-6.

[9] 麻起,谷克仁,杜雪丽.文冠果油的超临界CO2萃取工艺研究[J].粮油食品科技,2013,21(4):36-40.

[10] 周泉城,陈浩.提取方法对挤压文冠果油品质和贮藏变化的影响[J].中国粮油学报,2012,27(6):76-78.

[11] 孟大威,李伟,王鹏君,等.草果精油萃取方法及清除DPPH自由基能力研究[J].香料香精化妆品,2013(6):17-22.

[12] 刘祥义,付惠,张加研,等.云南元宝枫种子含油量及其脂肪酸成分分析[J].天然产物研究与开发,2003,15(1):38-39.

[13] 方学智,姚小华,王开良.不同制油方法对油茶籽油品质的影响[J].中国油脂,2009,34(1): 23-26.

[14] 宋晓燕,杨天奎.天然维生素E的功能及应用[J].中国油脂,2000,25(6):45-47.

EffectsofdifferentoilproducingprocessesoncharacteristicsandqualityofXanthocerassorbifoliaBunge.oil

GUO Xiong1,PENG Yinxue1,HU Chuanrong1,2,HE Dongping1,2,LIU Lingyi1,2

(1.College of Food Science and Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China;2.Grain and Oil Resources Comprehensive Exploitation and Engineering Technology Research Center of State Administration of Grain,Wuhan 430023,China)

TS224;TS225.1

A

1003-7969(2017)09-0008-06

2016-12-18；

2017-05-26

国家粮食公益性行业科研专项(201313012)

郭 雄(1989)，男，硕士研究生，研究方向为粮食、油脂及植物蛋白(E-mail)1739350076@qq.com。

刘零怡，讲师，博士(E-mail)liulingyi607@zju.edu.cn。