不同提取方法对牛油果油理化特性、抗氧化性能及脂肪酸组成的对比研究

刘义军，卜梦婷，谭 戈，陈伟团，陈心怡，张 利，李积华*

（1.中国热带农业科学院农产品加工研究所/农业农村部热带作物产品加工重点实验室，广东湛江 524001；2.海南省果蔬贮藏与加工重点实验室，广东湛江 524001；3.云南农业大学热带作物学院，昆明 650201；4.华南农业大学食品学院，广州 510642；5.广东海洋大学食品科技学院，广东湛江 524094）

牛油果是一种热带亚热带水果，其可能起源于墨西哥埃布拉州的特瓦坎山谷，主要品种有“Hass”“Choquette”“Gwen”“Lula”“Maluma”等等，其中 Hass是最为常见的品种，占世界总种植面积的80%。牛油果的主产国是墨西哥，年产量为560万吨，总产量占世界的34%，此外，多米尼加共和国，秘鲁，哥伦比亚和印度尼西亚也盛产牛油果，总产量占世界的30%[1-2]。牛油果富含人体所需的钙、镁、锌、钾和硒等微量金属元素，以及多种维生素、生育酚等[3]，其果肉中主要成分是粗脂肪和蛋白质，影响着牛油果的食用品质[4-5]，且粗脂肪含量随着品种、产地及成熟度不同，其含量存在较大的差异，比如上述品种中，Hass果肉油脂含量较高，为19%[6-7]。现有研究对牛油果油的提取方法，如离心法[8]、压榨法、超临界二氧化碳萃取[9-10]、水酶法萃取[11-12]、超声辅助萃取[13]和微波辅助萃取[14]等，以及其在加热处理过程中稳定性[15-16]、改性乳液的物理和氧化稳定性[17]等方面做了大量研究，然而对多种提取方法所得牛油果油的理化特性、总酚和抗氧化活性等性质的对比研究相对较少。本研究系统性的研究了乙醇浸提法、正己烷浸提法、冷榨法、热榨法以及水代法对牛油果油感官品质、理化特性、总酚含量和抗氧化性能、脂肪酸组成及相对百分含量的影响，通过对比研究确定不同提取方法对牛油果油品质的影响和变化规律，为后期牛油果油产品的开发提供基础数据支撑。

1 材料和方法

1.1 主要试验材料

牛油果（Persea americana Mill），品种为 Hass，产于智利，从沃尔玛超市购买，自封袋包装置于4℃冰箱保存，果皮颜色变黑后，用于油脂的提取试验，此时其水分含量为68.50%，粗脂肪含量为13.4%。

1.2 主要试验仪器

OP101榨油机（深圳亿美康电子商务有限公司），CR22GⅢ高速冷冻离心机（日本HITACHI），JYLC020E榨汁机（九阳股份有限公司），ZVF300-G5R5/P7R5T4MD管线式高剪切胶体磨（上海切可机械设备有限公司），UV-1780紫外可见分光光度计（日本岛津），AOC5000-GCMS-QP2010plus气相色谱-质谱联用仪（岛津企业管理（中国）有限公司），Color i 5D光谱仪（美国X-Rite公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 水代法

参考Werman所使用的粗脂肪提取法[18]，实际提取过程中对其参数进行了相关修改。牛油果去皮去核，收集新鲜果肉，称取果肉1 000 g，按照料水比1∶2打浆，然后胶体磨1 min，加入1∶2的水清洗机器，料浆与清洗液混合，搅拌均匀，然后调节pH值8.0，然后至于75℃水浴中低速搅拌1.5 h，然后至于10 000 r/min离心10 min，取上层油（含乳化层），然后至于4℃冰箱中冷藏24 h，然后低温高速离心机离心10 000 r/min离心10 min去除乳化层取上层清油，收集牛油果油至于4℃冰箱保存，用于检测与分析。

1.3.2 浸提法

牛油果去皮去核，得到牛油果果肉，然后果肉切成厚度为1 cm，长度为1 cm，宽度为1 cm的布丁，牛油果果肉布丁至于55℃烘箱中干燥24 h，干燥后的牛油果进行粗粉，过40目，然后按照一定的料液比和提取温度下提取1.5 h，其中乙醇浸提的料液比为1∶4，提取温度为80℃；正己烷浸提的料液比为1∶4，提取温度为60℃，然后趁热过滤或者离心，取上清液，旋转蒸发仪浓缩，然后低温高速离心机离心10 000 r/min离心10 min去除其他杂质，收集牛油果油至于4℃冰箱保存，用于检测与分析。

1.3.3 压榨法

牛油果去皮去核，得到牛油果果肉，然后果肉切成厚度为1 cm，长度为1 cm，宽度为1 cm的布丁，牛油果果肉布丁至于55℃烘箱中干燥24 h，得到牛油果果干，然后至于单螺杆压榨机进行压榨，采用热榨（180℃）和冷榨（常温）两种模式对牛油果进行压榨，然后低温高速离心机离心10 000 r/min离心10 min去除其他杂质，收集牛油果油至于4℃冰箱保存，收集牛油果油至于用于检测与分析。

1.4 理化性质测定

粗脂肪按照GB/T 14488.1-2008测定[19]；酸价按照GB 5009.229-2016测定[20]；碘值按照 GB/T 5532-2008测定[21]；过氧化值的测定按照GB 5009.227-2016测定[22]；水分及其挥发物按照GB 5009.236-2016 测定[23]；皂化值按照 GB/T 5534-2008 测定[24]；不皂化物按照GB/T 5535.2-2008/ISO 18609：2000测定[25]；气味、滋味按照 GB/T 5525-2008 测定[26]。

颜色的测定采用Color i 5D光谱仪对牛油果油的颜色进行测定，仪器参数如下：光源D65，色温6500K，视场选择8度视角，测定孔径4 mm，光源LED蓝光激发。测定前，黑白板校正，抽出黑板，保留白板，分别取5种提取方法油脂样品，样品测定时用量需到达测量皿刻度线，将装有样品的测量皿放于测量位置，重复测量3次，记录样品色泽测定指标L、a、b的值。

1.5 牛油果油多酚含量及体外抗氧化活性试验

1.5.1 DPPH抗氧化活性测定

用电子分析天平称量3 mg DPPH，用无水乙醇溶解，超声5 min定容于100 mL容量瓶中，制备浓度为 30 μ/mL（0.076 mmol/L）DPPH 溶液，摇匀备用。移取100 μL油，加入无水乙醇稀释30倍（3 mL），制备样品溶液，用于抗氧化活性的测量。移取3mLDPPH溶液与3 mL无水乙醇摇匀混合，常温放置30 min，以水作为空白对照，在517 nm波长处测量吸光度值为A空白，3 mL DPPH溶液与3 mL样品溶液摇匀混合，常温放置30 min，在517 nm波长处测量吸光度值为A样品。牛油果 DPPH·的清除率（ηDPPH）按式①计算

1.5.2 ABTS抗氧化活性测定

用分析天平称取0.192 12 g ABTS，用蒸馏水定容至50 mL，制备浓度为7.00 mmol/的ABTS溶液。用分析天平称取0.033 44 g过二硫酸钾，蒸馏水定容至50 mL，制备浓度为2.45 mmol/L的过二硫酸钾溶液。把50 mL ABTS储备液与50 mL过二硫酸钾储备液混合，在黑暗室温条件下保存12 h后，用无水乙醇将混合液稀释至734 nm吸光度为0.7左右（经验值：无水乙醇∶ABTS+=50∶1），制备·ABTS+工作液。移取50 μL油，加入无水乙醇稀释40倍（2 mL），制备样品溶液。提取4 mL·ABTS+工作液与2 mL无水乙醇混合、摇匀，静置6 min，以无水乙醇作为空白，在734 nm下测量其吸光度值为A空白。提取4 mL ABTS+工作液与2 mL样品液混合、摇匀，静置6 min，在734 nm下测量其吸光度值为A样品。牛油果·ABTS+的清除率（ηABTS+）按式②计算

1.5.3 总酚含量测定

牛油果油中总酚测定采用福林酚比色法[27]，取3.0 g牛油果油样品，加入15 mL正己烷溶解后分别加入5 mL80%甲醇水溶液萃取，合并3次萃取液，用25 mL正己烷洗去残油，加无水甲醇定容至25 mL容量瓶中，制备总酚样液。以没食子酸为标样，制作标准曲线，Y=（A-0.096 4）/0.010 18，R2=0.998 5（其中Y为溶液质量浓度，A为吸光度）。取2 mL样液或标样，加入0.5 mL福林酚试剂，反应3 min后加入2 mL饱和Na2CO3水溶液，蒸馏水定容至25 mL后显色1 h，765 nm处测定吸光度Y，牛油果油中总酚含量以没食子酸当量来计算，总酚质量分数PC=Y×25 mL/（2×3.0 g），单位为μg/g。

1.6 脂肪酸测定

取0.2 g贮存的样品油脂溶解于12 mL的样品瓶中，并加入6.0 mL色谱级正己烷混匀，加入0.5 mL 0.5 mol/L氢氧化钠-甲醇溶液，振荡20 s。静置后取上层清液，加入少量无水硫酸钠干燥，并用0.45 μm亲油膜进行过滤，滤液至于测试瓶中，用GC-MS对脂肪酸组成分析。色谱条件：色谱柱：HP-88弹性石英毛细管柱（100 m×0.25 mm，0.25 μm）；升温程序为初温150℃保留2 min，以2℃/min升温至210℃，以50℃/min升温至250℃保留10 min。进样口温度为250℃，进样量为1 μL，总流速为35.6 mL/min，载气为N2；分流比：50∶1。定性与定量分析：采用NIST 14和Wiley 9.0质谱数据库索进行定性分析，采用面积归一法计算各组分的相对百分含量。

1.7 统计分析

采用IBM SPSS Statistics 22.0分析软件进行方差分析和最小显著性差异法在P=0.05的水平下进行检验，结果以平均值±标准误表示，所有试验数据测量3次。

2 结果与分析

2.1 提取方法对牛油果油颜色的影响

不同提取方法所得牛油果油见图1，其对应的颜色值见表1。由图1可知，水代法所得牛油果油的颜色最黄，透亮，乙醇法所得牛油果油颜色发黑，需要二次精炼脱色等工序处理。由表1可知，5种不同提取方法所得牛油果油彼此间的差异显著，其中水代法所得牛油果油的L值最大，其它方法所得油脂L值小于50，颜色偏黑；正己烷浸提法所得牛油果油a值最大，水代法所得牛油果油b值最大，颜色偏黄。李诺等[28]采用水代法所得牛油果油的色泽为浅黄绿，与本试验结果有一定的差异性，可能源于本方法所得牛油果油成熟度相对较高，导致颜色偏黄，其所得油脂具有牛油果油脂固有的气味且无异味，与本研究结果一致。本试验浸提法所得牛油果油有较浓的溶剂味，因此油品需要后续真空脱臭处理；压榨法所得牛油果油果香味浓郁，水代法虽然得到颜色透亮的油，但是提取工艺相对复杂，因此需要根据其用途及现有的条件采用适当的生产工艺。

表1 不同提取方法对牛油果油颜色的影响Table 1 Effects of different extraction methods on sensory quality of avocado oil

图1 不同提取方法所得牛油果油Figure 1 Avocado oil obtained by different extraction methods

2.2 提取方法对牛油果油理化特性的影响

溶剂浸提（乙醇浸提和正己烷浸提）、压榨法（热榨和冷榨）和水代法5种方法所得牛油果油的物理化学性质见表2。酸价表示油脂水解酸败的重要指标，过氧化值表示油脂由于氧化酸败的重要指标[29]，由表2可知，5种方法中冷榨法与正己烷萃取所得牛油果油的酸价差异不显著，其他方法所得牛油果油两者之间都有显著的差异性，其中水代法所的牛油果油的酸价和过氧化值最低，乙醇法所得牛油果油的酸价和过氧化值最高，但是所得酸价（≤4 mg/g）和过氧化值（≤0.25 g/100 g）都符合GB 2716-2018，表明5种提取工艺在提取牛油果油过程中是由于水解及氧化导致酸败作用程度较小。碘价表示油脂中脂肪酸不饱和程度的重要指标，由表2可知，5种方法中热榨法与水代法以及冷榨法所得牛油果油的碘价差异不显著，其他方法所得牛油果两者之间都有显著的差异性，依据相似相容原理，浸提法在油脂提取过程中，优先与其溶解度较好的脂肪酸，压榨法具有广谱性，水代法优先置换亲水性相对较好多不饱和脂肪酸，本研究结果与熊洋等[30]采用水代法、热榨法所得牛油果油的碘价有较大的差异性，因此牛油果油的碘价受提供工艺及工艺参数的变化而变化。皂化值表示油脂中脂肪酸链长短的重要指标，由表2可知，正己烷浸提法与其它方法所得油脂的皂化值差异显著，其中水代法皂化值最高，脂肪酸链越长极性越弱，越容易溶解于非极性正己烷溶剂，水代法更容易萃取低分子链的脂肪酸。不皂化物含量表示油脂纯度的重要指标，由表2可知，水代法皂化值最低，其杂质最少，同时其他方法所得油脂不皂化物含量大于2%，其粗油不适合制皂，需要进一步精炼。本研究所测得的碘价、酸价、过氧化值和皂化值与王丽媛等[31]有差异，表明牛油果油理化性质的差异与原料预处理方式、提取工艺及其工艺参数有较大的关联性。

2.3 提取方法对牛油果油总酚含量和抗氧化性能的影响

溶剂浸提（乙醇浸提和正己烷浸提）、压榨法（热榨和冷榨）和水代法所得牛油果油的总酚含量和抗氧化活性见图2。油脂抗氧化性能影响着油脂的稳定性及贮存期，而多酚类化合物是普遍存在植物中重要的抗氧化活性物质[3]。从图2可知，不同提取方法所得牛油果中总酚含量差异显著，且乙醇浸提法所得油脂中总酚含量最高，水代法含量最低，分别为 545.84、9.63 μg/g；DPPH 和 ABTS 体外抗氧化活性试验结果表明，乙醇浸提法＞热榨法＞冷榨法＞正己烷浸提法＞水代法；总酚含量和抗氧化活性在0.01水平上存在极显著的正相关性（r=0.992），即总酚含量高，抗氧化活性高。而李诺等[28]研究水代法所得牛油果的羟基自由基清除能力在90%左右，与本试验存在较大的差异性源于牛油果油的作用浓度不同，本研究浓度0.076 mmol/L，而其浓度为0.1 moL/L。5种提取方法中水代法总酚含量最少，抗氧化活性最小，因此在后期贮藏过程中需适当添加抗氧化剂增强其抗氧化能力，延长贮藏时间。

表2 不同提取方法对牛油果油理化特性的影响Table 2 Effects of different extraction methods on the physicochemical properties of avocado oil

图2 不同提取方法对牛油果油中总酚含量和抗氧化性能的影响Figure 2 Effects of extraction methods on fatty acid composition and relative percentage of avocado oil

2.4 提取方法对牛油果油脂肪酸组成及相对百分含量的影响

溶剂浸提（乙醇浸提和正己烷浸提）、压榨法（热榨和冷榨）和水代法所得牛油果油的油脂肪酸组成和其相对百分含量见表3。从表3可知，本研究共检出 8种脂肪酸：C16∶0，C16∶1，C18∶0，C18∶1，C18∶2，C20∶0，C21∶0，C22∶0，C24∶0。牛油果油的脂肪酸主要由4种不饱和脂肪酸组成，单不饱和脂肪酸含量最高；含量大于3%的脂肪酸：油酸（59.70%～73.63%），棕榈酸（10.60%～13.33%），亚油酸（6.55%～9.75%），棕榈油酸（3.41%～5.28%），与王佳雅等[32]检测结果一致。5种方法所得牛油果油中水代法不饱和脂肪酸和总脂肪酸含量最高，分别为85.72%和99.82%，其中单不饱和C18脂肪酸含量最高为71.93%，与熊洋等[30]报道相比，提高了大约9%。乙醇浸提法共检测出9种脂肪酸，水代法仅检测出6中脂肪酸，与王佳雅等[32]检测结果不一致，源于其采用无水乙醚提取油脂，由此推测加工工艺、工艺参数等影响牛油果油中脂肪酸组成的种类及相对百分含量。5种方法所得牛油果中脂肪酸含量显著分析结果表明不同提取方法对不同脂肪酸相对百分含量存在不同的差异性，如乙醇浸提所得油脂中油酸含量与其他4种方法间的差异显著，而压榨法（热榨和冷榨）、水代法和正己烷浸提法彼此间差异不显著。因此提取方法不同导致牛油果油中脂肪酸组成、相对百分含量都有一定的差异性。

表3 不同提取方法对牛油果油的脂肪酸组成及含量的影响Table 3 Effects of extraction methods on fatty acid composition and relative percentage of avocado oil %

3 结论

提取方法对牛油果油的理化特性、抗氧化性能及脂肪酸组成的有显著的影响。牛油果油主要由不饱和脂肪酸（70%～90%）组成，特征脂肪酸为油酸、棕榈酸、亚油酸和棕榈油酸。5种提取方法中，浸提法（乙醇、正己烷）所得牛油果油多酚含量和抗氧化活性最高，但是其颜色偏黑，且夹带较浓溶剂气味，需增加脱色、脱臭等后续处理工艺。水代法所得牛油果油的酸价、过氧化值、水分及挥发物、不皂化物含量最低，碘价和皂化值最高，不饱和脂肪酸含量最高，但其容易发生乳化现象，需加强破乳关键技术研究。