不同提取方法对栀子籽油品质的影响

陈俊龙， 崔雨同， 郑娱洁， 王 艳， 许光治， 张有做

(浙江农林大学农业与食品科学学院，杭州 311300)

栀子(Gardenia jasminoides Ellis)又称黄栀子、山栀子，其果实富含环烯醚萜类、藏红花素类等多种功能成分，具有保肝利胆、降血糖、神经保护等作用[1]，作为中药在我国已经有两千多年的使用历史[2-4]。栀子也是我国首批药食两用资源(2002年)，提取的栀子黄色素已广泛应用于食品工业中；栀子油脂较高(约20%)，其饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸：多不饱和脂肪酸的比例接近世界卫生组织和中国营养营养学会提出的1∶1∶1[5]，且富含角鲨烯、植物甾醇等微营养元素[6]。最近研究显示，栀子油对肝损伤、抑郁、神经疾病等有一定的预防保护作用[7-10]。因此栀子是一种宝贵的健康植物油资源。

栀子油的研究相关研究也越来越受到关注，学者已对超临界CO2萃取[11]、酶法、丁烷亚临界萃取[12]等提取方法对栀子油产量和品质的影响开展了大量研究，但目前的研究主要集中在栀子全果栀子油的提取及成分分析。栀子仁、栀子皮等栀子不同部位的化合物组成和含量有较大差异。最近，唐卓伟等[13]研究了栀子皮中油脂含量，并优化了提取条件。但目前关于栀子籽中油脂的研究还鲜见报道。

本研究以工业固体废弃物栀子籽为原料，比较了压榨法、浸出法和亚临界萃取法3中提取方法对栀子籽油理化性质、脂肪酸组成及功能性物质成分的影响，以期为栀子籽资源利用、栀子籽油生产加工及品质提升提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

材料：栀子籽、叶绿醇标品(≥90%)、β谷甾醇标品(≥75%)、豆甾醇标品(≥90%)、菜油甾醇标品(≥98%)、菜籽甾醇标品(≥98%)、角鲨烯标品(≥98%)、维生素E标品(≥99%)、韦氏试剂、14%三氟化硼-甲醇溶液、正己烷(色谱级)、甲醇(色谱级)，基准级邻苯二甲酸氢钾、乙醚、异丙醇、酚酞、甲醇、三氯甲烷、冰乙酸、无水硫代硫酸钠、重铬酸钾、硫酸、无水乙醇、可溶性淀粉、碘化钾、环己烷。

设备：BSA224S型电子分析天平，KQ-500DE型数控超声波清洗器，TGL-20B-C型高速离心机，SHB-Ⅲ-A循环水式多用真空泵，CBE-5L型亚临界萃取装置，QP-2010 GC-MS，QEY-1000型粉碎机，DK-8D型电热恒温水浴锅，RE-52A旋转蒸发仪，N-EVAP型氮吹仪。

1.2 方法

1.2.1 栀子籽油提取方法

栀子籽于80 ℃烘箱条件处理1 h，粉碎，过40目筛后置4 ℃保存备用。

压榨法：参照郭刚军[14]实验方法用液压式低温压榨机进行榨油，得到低温压榨栀子籽油毛油。

浸出法：以正己烷为提取溶剂，料液比1∶10为提取条件，在室温下浸泡72 h，经减压蒸发得到浸出法栀子籽油毛油(萃取次数为3次)。

亚临界萃取法：在60 ℃，0.5 MP压力条件下以丁烷为萃取溶剂，料液比1∶10为提取条件，萃取4 h，萃取混合物固液分离进入蒸发系统，经过减压蒸发得到丁烷亚临界萃取栀子籽油(萃取次数为3次)。

式中：m为出油总质量/g；M为栀子籽总质量/g。

1.2.2 理化指标的测定

分别按照GB 5009．229—2016《动植物油脂酸价的测定》、GB 5009．227—2016 《动植物油脂过氧化值的测定》、GB 5534—2008《动植物油脂皂化值的测定》、GB/T 5532—2005《动植物油脂碘值的测定》的方法依次测定栀子花籽油的酸值、过氧化值、皂化值和碘值。

1.2.3 脂肪酸组成分析

甲酯化：参照GB/T 17363—2008《动植物油脂脂肪酸甲酯的制备》。

GC-MS：实验条件用Rxi-5ms型弹性石英毛细血管柱。柱温最初为150 ℃，保持2 min，随后以8 ℃/min，上升到170 ℃然后保持2 min，再以2 ℃/min上升到230 ℃保持4 min。进样口温度250 ℃，用高纯氮气作为载气用，流速3.0 mL/min，分流比为30∶1。MS在50～500m/z检测，在脂肪酸峰面积基础上计算百分比。

1.2.4 不皂化物组成分析

参照GB/T 5535.1—2008《动植物油脂不皂化物测定》。

GC条件：色谱柱为Rxi-5ms；进样口温度300 ℃；进样分流比20∶1；载气：高纯氮气；流速：1 mL/min；程序升温：初始温度为180 ℃，保持10 min，以20 ℃/min升温到260 ℃，保持45 min。

MS条件：进样口温度230 ℃；离子源温度230 ℃；全扫描方式；溶剂延迟2 min。

2 结果与讨论

2.1 不同提取方法栀子籽油出油率比较

油脂是植物组织的重要组成部分，油脂含量高低是油料作物品质的重要指标。为分析栀子籽油的出油率，本研究采用丁烷亚临界萃取法、正己烷浸出法和压榨法3种方法提取栀子籽油，比较了不同提取方法对其出油率的影响。由表1可知，3种提取方法的油脂出油率以此为：丁烷亚临界萃取法>正己烷浸出法>压榨法，丁烷亚临界萃取法出油率最高为(15.4±0.3)%，而压榨法出油率率最低为(6.5±0.4)%。压榨法的出油率显著低于萃取法，压榨过程饼粕对油脂有一定的吸附力，同时原料带有的水分也对出油率产生影响，导致大部分油脂未能完全析出。正己烷浸出法与丁烷亚临界萃取法均属于溶剂浸提法。但丁烷亚临界萃取法的出油率显著高于正己烷浸出法。丁烷亚临界萃取法过程中，提取剂丁烷流体在压力的作用下其扩散快、穿透物料的能力强，更有利于油脂溶出，这可能是其出油率更高的原因。因此，从出油率来看丁烷亚临界萃取法提取栀子籽油的效果最好。

表1 不同提取方法栀子籽油出油率

2.2 不同提取方法对栀子籽油理化性质的影响

为分析提取方法对栀子籽油理化性质的影响，测定了3种栀子籽油的酸价、过氧化值、皂化值和碘值。由表2可知，3种提取方法得到的栀子籽油中压榨法得到的栀子籽油的酸价和过氧化值均显著高于其他2种方法，其酸价为(3.15±0.035) mg/g是其他2种方法的2倍多。压榨过程中油脂从机器中流出的速度较漫，与空气时间接触时间长，这可能加速了油脂的氧化分解。皂化值反映油脂的分子量大小，游离脂肪酸会影响油脂的皂化值的分子量大小，游离脂肪酸会影响油脂的皂化值，正己烷浸出法制得的栀子籽油皂化值最低，说明得到的油脂分子量相对较大；丁烷亚临界萃取法的皂化值最高，游离的脂肪酸含量较高。丁烷亚临界萃取法得到的栀子籽油碘值最大，说该方法提取的油不饱和脂肪酸含量最好。丁烷亚临界萃取在无氧密闭萃取釜中完成，能有效防治油脂提取过程脂肪酸的氧化，避免不饱和脂肪酸损失，可保障栀子籽油的品质。

表2 不同方法提取栀子籽油的理化性质

2.3 不同提取方法对栀子籽油脂肪酸组成的影响

表3为3种不同方法提取栀子籽油的脂肪酸组成；栀子籽油以亚麻油酸(53.27%～54.091%)、油酸(19.483%～21.322%)、棕榈酸(19.507%～20.632%)为主要脂肪酸，此外，含有少量的硬脂酸(3.097%～3.537%)、亚麻酸(0.225%～0.251%)，压榨法提取栀子籽油的饱和脂肪酸显著低于正己烷浸出和丁烷亚临界萃取法提取的样品，单不饱和脂肪酸(主要为油酸)显著高于其他两种提取方法，3种提取方法栀子籽油的多不饱和脂肪酸含量无明显差异。亚油酸具有抗癌、抗动脉粥样硬化、抗氧化、提高免疫等多种功能；油酸对人体健康非常有益，可以由选择性地降低对人体健康有害的低密度蛋白质(Low-density lipoprotein, LDL),同时不破坏对人体有利的高密度胆固醇(High-density lipoprotein, HDL),从而有效预防预防心脑血管疾病的发生[15];还能通过增强胰岛素敏感性，进而控制血糖和体重，具有非常重要的保健功能与价值；棕榈酸可以降低血清中胆固醇的含量。栀子籽油饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量相对均衡。

2.4 不同提取方法栀子籽油主要不皂化物成分测定

油脂不皂化物中含有植物甾醇、角鲨烯、维生素E、多酚类等成分，这些成分具有降血脂等多种生物活性，是评价植物油营养品质的重要指标，且大多具有抗氧化活性，其含量与油脂氧化稳定性直接相关。本实验研究了3种提取方法获得的栀子籽油不皂化物成分，由表4可知，丁烷亚临界萃取法提取的栀子籽油中角鲨烯、维生素E、菜籽甾醇和β-谷甾醇的含量最高，分别为277.64、15.62、195.184、253.629、430.634 mg/100 g，其中β-谷甾醇的含量是其他2种提取方法的2倍多；压榨栀子籽油中叶绿醇和豆甾醇的含量最高；正己烷浸出油各成分的含量介于两者之间。说明不同提取方法对栀子籽油植物甾醇、角鲨烯等微营养成分含量有重要影响。栀子籽油中也含有丰富的微营养物质如角鲨烯、维生素E和植物甾醇等。角鲨烯被广泛应用与医疗保健用品和化妆品中[16]。维生素作为重要的抗氧化物被应用于各行各业中，对于癌症一级非酒精性脂肪肝的治疗有着重要的作用[17,18]。植物油中植物甾醇提供人体每日膳食总含量的40%，植物甾醇有着抗癌、调节内分泌以及降低胆固醇等作用，在医药和食品添加剂中广泛应用[19]。丁烷亚临界萃取法提取的栀子籽油能更好地保存活性物质，得到的优质品质更佳。

表4 不同提取方法对栀子籽油主要不皂化成分含量影响/mg/100 g

3 结论

本实验研究了3种提取方法对栀子籽油的出油率、理化品质、脂肪酸组成以及不皂化物组成及含量进行了分析，正己烷浸出法和丁烷亚临界萃取法出油率显著高于压榨法，其中丁烷亚临界萃取法出油率达到(15.4±0.3)%；栀子籽油脂肪酸组成和含量与栀子果油差别不大，提取方法其影响较小；丁烷亚临界萃取栀子籽油的酸价、过氧化值较其他提取方法低，且不皂化物中角鲨烯、植物甾醇等微营养物质含量更高。丁烷亚临界萃取法提取的栀子籽油品质更好、活性物质成分含量丰富，具有较高的营养价值和保健功效。