前处理保护对超临界萃取石榴籽油的影响研究

杜俊民,刘雪芳，张朔生

(1.山西中医药大学 制药与食品工程学院，山西 榆次 030619；2.山西农业大学 食品科学与工程学院，山西 太谷 030801)

油脂加工

前处理保护对超临界萃取石榴籽油的影响研究

杜俊民1,刘雪芳2，张朔生1

(1.山西中医药大学 制药与食品工程学院，山西 榆次 030619；2.山西农业大学 食品科学与工程学院，山西 太谷 030801)

采取加入不同剂量的VE及无水乙醇对石榴籽粉进行前处理保护，考察前处理对超临界萃取石榴籽油相关指标及抗氧化性影响。结果表明：石榴籽原料以选择存储时间短、新鲜的石榴籽最好；加VE后石榴籽油得率和石榴酸、VE的含量增加；酸值和过氧化值下降；加0.3%VE处理的石榴籽油抗氧化效率最高，为38.7%；萃取前加入0.3% VE于石榴籽粉再进行超临界CO2萃取是获得抗氧化性强的石榴籽油的有效方法。

石榴籽油；前处理；超临界萃取；抗氧化性

Abstract：The seed powder ofPunicagramatumwas pretreated by adding different amounts of anhydrous ethanol and vitamin E,and the effects of pretreatment methods on indexes and antioxidation ofPunicagramatumseed oil by supercritical CO2extraction were investigated.The results showed that freshPunicagramatumseed with short storage time should be selected as material.After vitamin E pretreatment,the yield ofPunicagramatumseed oil and contents of punicic acid and vitamin E in the oil increased,while acid value and peroxide value decreased.ThePunicagramatumseed oil added with 0.3% vitamin E had the highest antioxidant efficiency,reaching 38.7%.Adding 0.3% vitamin E toPunicagramatumseed powder before supercritical CO2extraction was effective method for obtainingPunicagramatumseed oil with strong antioxidation.

Keywords：Punicagramatumseed oil; pretreatment; supercritical extraction; antioxidation

石榴为石榴科石榴属落叶灌木或小乔木。研究表明，石榴籽油含有大量石榴酸，石榴酸为多不饱和脂肪酸，具有共轭三烯结构，具有极强的抗氧化能力，对鼠肿瘤细胞和人单核白血病细胞有强的细胞毒性，可以有效抵抗人体炎症和氧自由基的破坏作用，具有延缓衰老、预防动脉粥样硬化等作用[1-3]。但石榴酸性质非常活泼，极易发生氧化反应。研究表明[4]，石榴籽油的抗氧化性与石榴酸含量有关，石榴酸含量越高，石榴籽油抗氧化性越好。

超临界CO2萃取过程温和，有助于保护多不饱和脂肪酸，已有使用超临界CO2萃取石榴籽油的报道[5-7]。防止油脂氧化最常见的方法是萃取后加入抗氧化剂[8-9]。维生素E(VE)[10]和植物多酚物质[11-12]对氧敏感，易被氧化，故可保护其他易被氧化的物质，通过添加或提取这类物质到石榴籽中，进行萃取前处理操作，有利于石榴籽油石榴酸的保护，从而获得抗氧化性强的石榴籽油。本研究采用不同的前处理方法对石榴籽进行保护，考察不同前处理方法提取的石榴籽油的指标变化及抗氧化活性，以期为石榴籽油的开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

山东枣庄产石榴籽(存储时间20 d)，安徽亳州产石榴籽(存储时间2年)，陕西西安产石榴籽(存储时间1年半)，大豆油(购于超市)，维生素E(VE)标准品(含量>97%，Sigma公司)，VE软胶囊(天津市中央药业有限公司)；其他试剂均为分析纯。

HA-121-50-02超临界CO2流体萃取装置(江苏南通华安超临界萃取有限公司)，电热鼓风干燥箱，GC-6800A气相色谱仪(山东鲁分仪器公司)，液相色谱仪(美国Waters 公司)，碘量瓶(250 mL)，碱式滴定管，分析天平。

1.2 实验方法

1.2.1 石榴籽前处理

取200 g石榴籽，粉碎，过20目筛，收集石榴籽粉。分别加入0.1、0.3、0.6 g VE到石榴籽粉中，搅拌均匀在65.℃下烘干4 h，即为加入VE前处理。在石榴籽粉中不加入任何抗氧化剂按上述方法烘干4 h，即为空白对照。在空白石榴籽粉中分别加入0.3、0.6、1.2 mL无水乙醇，即为加入无水乙醇前处理。

1.2.2 超临界流体萃取石榴籽油

取一定量上述石榴籽粉，装入萃取器中，进行超临界CO2萃取。萃取分离条件为：萃取压力30 MPa，萃取温度45.℃，CO2流量10 L/h，分离压力8 MPa。每隔15 min从分离器接取1次萃取物，萃取到无油为止。称重，计算石榴籽油得率。石榴籽油得率=石榴籽油质量/石榴籽粉质量×100%。

1.2.3 石榴籽油指标分析

1.2.3.1 石榴酸含量测定

石榴籽油的甲酯化：参照GB/T 17376—2008进行。

色谱条件：色谱柱20% DEGS(1.2 m×3 mm)，汽化温度250.℃，柱温190.℃，FID检测器温度250.℃，氢气流量35 mL/min，氮气流量45 mL/min，空气流量400 mL/min。脂肪酸定性以峰保留时间确定，含量以峰面积归一化法计算。

1.2.3.2 VE含量测定

样品溶液制备：参照GB/T 5009.82—2003进行。

色谱柱采用Hypersil ODS2色谱柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流动相为甲醇-水(体积比98∶2)；流速1.0 mL/min；柱温25.℃，紫外检测波长300 nm；进样量20 μL。

1.2.3.3 酸值的测定

参照GB/T 5530—2005进行。

1.2.3.4 过氧化值的测定

参照GB/T 5538—2005进行。

1.2.4 石榴籽油体外抗氧化实验

采用Schaal烘箱法。称取50 g大豆油4份，置于250 mL三角瓶中，分别加0.25 g大豆油、0.25 g无前处理石榴籽油、0.25 g经VE前处理的石榴籽油、0.25 g经无水乙醇前处理的石榴籽油，只加入大豆油的为空白对照。各样品搅拌均匀，置于(60±1).℃恒温条件下，每隔24 h取样，测定过氧化值。连续测定10 d。

抗氧化效果以抗氧化效率表示：抗氧化效率=(对照组过氧化值增加量-添加抗氧化剂处理组过氧化值增加量)/对照组过氧化值增加量×100%。

2 结果与讨论

2.1 不同产地石榴籽对萃取石榴籽油的影响

为了获得高石榴酸含量的石榴籽油，对山东枣庄、陕西西安和安徽亳州3个不同产地的石榴籽进行了超临界CO2萃取，结果见表1。

表1 不同产地石榴籽对萃取石榴籽油的影响

由表1可知，山东、陕西和安徽3个产地的石榴籽油在常温放置10 d后都出现了凝固现象，表明未做前处理进行超临界萃取存在油脂容易氧化凝固问题。3个产地石榴籽油得率分别为22.4%、18.6%和16.6%，而相应石榴酸含量分别为75.1%、65.4%和61.1%，山东枣庄的最高，而安徽亳州的最低。原因除产地不同外，可能还与石榴籽的新鲜程度有关，山东石榴籽存储不到1个月时间最新鲜，而安徽石榴籽存储时间最长，已经2年时间。综合考虑，宜选择新鲜的山东石榴籽作为超临界萃取原料为佳。

2.2 不同前处理对石榴籽油提取率及油中石榴酸含量的影响

选择山东石榴籽为原料进行不同前处理，再进行超临界CO2萃取石榴籽油，其石榴籽油得率和石榴酸含量结果见图1。

注：1.对照组；2.加0.3 mL无水乙醇；3.加0.6 mL无水乙醇；4.加1.2 mL无水乙醇；5.加0.1 g VE；6.加0.3 g VE；7.加0.6 g VE。

图1不同前处理石榴籽油得率及石榴酸含量

从图1可以看出，前处理后石榴籽油的石榴酸含量变化明显，其中添加0.6 g VE处理组(添加量0.3%)的石榴酸含量高达85.1%，比对照组的75.1%提高10个百分点。与对照组相比，加入无水乙醇和VE在较低添加量呈现一定的剂量增长关系，而在高添加量增长不明显。石榴籽一旦破碎，与空气中的氧气接触，则容易被氧化聚合，使得石榴酸含量下降。而加入无水乙醇和VE到石榴籽中，可以起到保护石榴酸的作用。VE是常见的抗氧化剂，对含高不饱和脂肪酸的油脂抗氧化性强，而无水乙醇可以提取石榴多酚，伴随石榴籽油具有一定的抗氧化作用[11]。

从石榴籽油得率上来看，加入VE后石榴籽油得率大于对照组的，而无水乙醇处理组的则小于对照组的。这可能是因为VE的石榴酸保护性及其脂溶性共同作用促进了石榴籽油的萃取，而无水乙醇的极性作用使得其不利于超临界CO2萃取，所以石榴籽油得率降低。实验观察发现加入无水乙醇前处理所提石榴籽油浑浊，说明添加无水乙醇后有不溶于油的物质被萃取出来。

2.3 不同前处理对石榴籽油相关指标的影响

对不同前处理后萃取的石榴籽油的VE含量、酸值、过氧化值等进行了测定，结果见表2。

从表2可以看出，前处理后石榴籽油的VE含量比对照组的高，无水乙醇处理组的提高幅度较少，最大值为128 mg/100 g，比对照组120 mg/100 g提高6.7%，这可能是多酚物质保护天然VE作用的结果。而VE处理组的增幅较大，最大值为355 mg/100 g，比对照组120 mg/100 g提高195.8%，这可能是外部VE添加的结果。与对照组相比，前处理后石榴籽油酸值和过氧化值下降，且VE前处理组的比无水乙醇前处理的低。常温放置10 d后，对照组石榴籽油全部凝固，而高效量VE前处理后萃取的石榴籽油效果最好，仅轻微凝固。这可能是因为经过前处理石榴籽油中的石榴酸得到了较好的保护，同时VE和石榴酸存在一定的协同作用使石榴籽油的抗氧化性提高。

表2 不同前处理后萃取的石榴籽油的相关指标

2.4 不同前处理后萃取的石榴籽油的体外抗氧化性(见图2)

图2 不同前处理后萃取的石榴籽油的体外抗氧化性

从图2可以看出，(60±1).℃储藏10 d，空白对照的过氧化值最大，接下来依次是无前处理萃取石榴籽油、加1.2 mL无水乙醇前处理后萃取的石榴籽油、加0.6 g VE前处理后萃取的石榴籽油。这表明石榴籽油具有一定的抗氧化性[13-15]。储藏10 d后，前处理后萃取的石榴籽油比无前处理萃取的石榴籽油具有较低的过氧化值，表明前处理可以提高石榴籽油体外抗氧化性。计算各组石榴籽油抗氧化效率，得出无前处理萃取石榴籽油的为11.6%，1.2 mL 无水乙醇前处理后萃取石榴籽油的为13.2%，0.6 g VE前处理后萃取的石榴籽油的抗氧化效率最高，为38.7%。这是因为一方面石榴籽油中石榴酸含量较高，另一方面VE含量也较高，二者协同作用起到了较好的抗氧化作用。综合考虑，在进行超临界CO2萃取石榴籽油中，可选择添加VE到石榴籽原料中作为前处理方法。

3 结 论

采用加入不同剂量VE及无水乙醇对石榴籽进行前处理保护，研究前处理保护对所提石榴籽油石榴酸含量及抗氧化性的影响，结果发现，前处理添加0.3%VE后石榴籽油得率和石榴酸含量均得到提高，前处理添加无水乙醇只能提高石榴酸含量，不能提高石榴籽油得率。从石榴籽油抗氧化性的结果来看，石榴籽油中石榴酸含量越高，石榴籽油抗氧化性越强，VE前处理后萃取的石榴籽油的抗氧化性最强。石榴籽原料前处理后油脂酸值和过氧化值降低，石榴籽油凝固现象减轻。原料前处理方法不同可以获得不同抗氧化性的石榴籽油，加入0.3% VE于石榴籽粉前处理后再进行超临界CO2萃取可获得抗氧化性强的石榴籽油。

[1] 张润光,吴倩,张亮,等.石榴籽油的研究进展[J].农产品加工(学刊),2012(6):26-29.

[2] 李婕姝,贾冬英,姚开，等.石榴的生物活性成分及其药理作用研究进展[J].中国现代中药,2009,11(9):7-10.

[3] 刘花花,康健,欧荣,等.新疆石榴籽油的超声辅助提取工艺及GC-MS分析[J].中国油脂，2015,40(1):5-9.

[4] 高忠梅,刘邻渭,原田,等.不同品种石榴籽油组分及抗氧化性研究[J].中国粮油学报,2014,29(12):83-87.

[5] 赵文亚,孙蕾,赵登超,等.超临界CO2流体萃取石榴籽油工艺条件的研究[J].中国油脂，2015,40(7):12-14.

[6] 魏立新,杜玉枝.藏药材石榴籽超临界CO2萃取成分的GC-MS分析[J].中药材，2007,30(11):1401-1403.

[7] 焦静,郭康权,贾小辉,等．超临界二氧化碳萃取石榴籽油的研究[J].食品科技，2007(1):199-202.

[8] 汤务霞,陈明涛,阙晓莉.抗氧化剂BHT和维生素E对菜籽油的抗氧化研究[J].中国食品添加剂，2011(4):59-62.

[9] 阿布都热西提·阿布力克木,依巴代提·阿尤甫.石榴籽油贮藏稳定性研究[J].中国油脂，2012,37(8):43-45.

[10] 刘成梅,冯妹元,刘伟,等.天然维生素E及其抗氧化机理[J].食品研究与开发,2005,26(6):205-208.

[11] 赵国建,李桂峰,董周永,等.石榴籽中多酚的提取及其抗氧化作用研究[J].西北植物学报,2008,28(12):2532-2537.

[12] 胡淳淳,邵建柱,徐继忠，等.不同石榴品种及器官多酚含量的比较研究[J].河北农业大学学报,2010,33(2):17-20.

[13] 李文敏,敖明章,余龙江,等.石榴籽油的微波提取和体外抗氧化作用研究[J].天然产物研究与开发,2006(3):378-380.

[14] 阿依姑丽·艾合麦提,韩海霞,戴小华,等.石榴籽油的提取及其体外抗氧化作用的研究[J].西北药学杂志,2011,26(1):37-39.

[15] 苗利利,吴浩浩,仇农学,等.石榴籽油的体内抗氧化性评价[J].中国油脂，2010,35(1):37-40.

EffectofpretreatmentmethodsonextractionofPunicagramatumseedoilbysupercriticalCO2

DU Junmin1,LIU Xuefang2,ZHANG Shuosheng1

(1.Department of Pharmaceutical and Food Engineering,Shanxi University of Traditional Chinese Medicine,Yuci 030619,Shanxi,China; 2.Food Science and Engineering College,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,Shanxi,China)

TS224.4;TS225

A

1003-7969(2017)09-0024-04

2017-02-17;

2017-06-15

山西省卫生和计划生育委员会资助项目(201201105)

杜俊民(1968)，男，副研究员，博士，研究方向为天然产物萃取与分离(E-mail)dujmtcm@163.com。

张朔生，教授(E-mail)zhangshuosheng@aliyun.com。