不同烟草品种烟籽油理化性质及脂肪酸和挥发性成分评价

宋碧清，杨晓东，郑昀晔，王国平，徐盛春，赵 燕，赵珊珊，马宇轩，*，李素娟，*

(1.玉溪中烟种子有限责任公司，云南 玉溪 653100； 2.浙江省农业科学院 农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室 公共实验室，浙江 杭州 310021； 3.中国农业科学院 农业质量标准与检测技术研究所，北京 100081)

植物油含有脂肪酸、维生素E、多酚及类胡萝卜素等营养成分，是人民生活营养及能量的重要来源。我国是植物油消费大国，1995年以来，我国植物油料及油脂生产总体保持稳步增长，但随着人口快速增加及人民健康意识增强，国内食用植物油难以满足快速增长的消费需求。根据国家粮油信息中心的最新预算，2020年我国食用植物油的对外依存度超过70%。今年上半年我国进口食用植物油665万t，较去年同期大幅增加148万t，增幅28.6%，创历史同期最高纪录。而且我国食用植物油和植物油料的进口来源国相对比较集中，一旦主产国由于气候和生产条件发生变化，以及贸易摩擦产品质量等因素，在一定程度上会对我国油脂油料的进口产生一定影响。例如，2018年4月起国际贸易争端及2019年12月起新型冠状病毒疫情，就加剧了我国油料产业的严峻形势。在此背景下，发掘一种新的食用油原料，缓解我国油料生产压力、为国内植物油料油脂持续开发利用，更好地满足当前人民生活消费需求显得尤为迫切和重要。

烟草(L.)是茄科烟草属植物。我国烟草种植面积及产量均居世界首位，在全国各地广为栽培，其叶片经烘烤可作卷烟原料，故通常称为烤烟。每年烤烟产量的20%～25%为烟籽及残次烟叶、烟梗、烟末。烟籽属高油高蛋白种子，含油量可达40%左右，出油率为25%～32%，经济价值高，是很有开发前途的一种油料作物。烟籽油是通过压榨或提取方法从烟籽中提取的油料。烟籽油不饱和脂肪酸含量丰富，占比高达90%，其中亚油酸含量高达70%左右，因此，烟籽油被归类为亚油酸，属半干性油的范畴。由于人体自身不能合成不饱和脂肪酸，而不饱和脂肪酸对于软化血管、预防和治疗高血压、动脉硬化等心脑血管疾病却有着很重要的作用，所以烟籽油在成为新型食用油原料及保健功能油类产品方面具有巨大潜力。相关毒理学研究表明，烟籽油无急性毒性、亚慢性毒性和遗传毒性，且有报道称烟籽油精炼后可以作为食用油。本研究以不同品种烟籽为原料，采用索氏提取法提取其中脂肪油进行理化性质分析，并用气相色谱(GC)、气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分别测定烟籽油的脂肪酸组成和挥发性成分，以期为烟籽作为新型食用油原料提供参考，对拓展烟籽产业创新，推动植物油料开发利用具有现实意义。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为2020年收获的Burley21、NC89、Rustica、保山4号、大竖把直把、红大、云香2号、云雪2号8个品种的烟籽(来源自玉溪中烟种子有限责任公司)。

1.2 仪器与设备

主要仪器设备有： R-100型旋转蒸发仪(瑞士Buchi公司)；分光光度计(美国Thermo公司，NanoDrop 2000c)；阿贝折光仪(上海力辰仪器科技有限公司)；7890A 气相色谱仪-FID检测器(美国Agilent公司)；色谱柱DB-23(60 m × 0.25 mm，0.25 μm，美国Agilent公司)；气相色谱-质谱联用仪(美国Agilent公司，7890A/5975C)；色谱柱BD-23(60 m × 0.25 mm，0.25 μm，美国Agilent公司)。

1.3 主要试剂

(1)分析纯试剂：正己烷、异丙醇、乙醚、酚酞、95%乙醇、氢氧化钾、盐酸标准溶液(0.5 mol·L)、碘化钾、异辛烷、冰乙酸、1.0%淀粉指示剂溶液、I标准溶液(0.5 mol·L)、四氯化碳、冰醋酸、氯化碘、十二烷酸乙酯、氯乙酰、碳酸钾；(2)色谱纯试剂：甲醇、正己烷、二氯甲烷；(3)脂肪酸甲酯混合标准品和内标十一烷酸甲酯(纯度均大于99%)。

1.4 烟籽的准备

按照GB/T 5009.3—2016《食品安全国家标准—食品中水分的测定》进行烟籽含水率的测定。将符合含水率要求的烟籽洗净晾干、粉碎研磨，过50目筛。

1.5 烟籽油的提取

采用GB/T 14488.1—2008《植物油料—含油量测定》中的索氏提取法将烟草种子研磨后，以正己烷为溶剂，料液比1∶20，85 ℃浸提8 h进行烟籽油提取。

1.6 烟籽油理化性质测定

采用GB 5009.229—2016《食品安全国家标准—食品中酸价的测定》方法测定烟籽油酸价。参考GB/T 5534—2008《动植物油脂 皂化值的测定》，采用改进水浴静置皂化法测定烟籽油皂化值。采用GB 5518—2008《粮油检验-粮食油料、相对密度的测定》方法测定烟籽油比重。参考GB 5009.227—2016《食品安全国家标准-食品中过氧化值的测定》，采用改良的可见光光度法测定烟籽油过氧化值。参考GB/T 5538—1995《植物油脂检验碘值测定法》，采用可见光光谱法进行烟籽油碘值测定。根据GB/T 5527—2010《动植物油脂—折光指数的测定》方法测定烟籽油折光指数。

1.7 烟籽油脂肪酸及挥发油成分测定

1.7.1 气相色谱分析条件

DB-23毛细管柱(60 m × 0.25 mm，0.25 μm)；程序升温条件：初始100 ℃，保持3 min；以20 ℃·min升至175 ℃；以2.5 ℃·min升至230 ℃。载气为氮气；流速2 mL·min；分流比为1∶29.5；进样口温度270 ℃；检测器为FID检测器；检测器温度280 ℃；进样量1μL。

1.7.2 烟籽油的甲酯化

取40 mg样品于试管中，加入4 mL氯乙酰/甲醇溶液(体积比1∶10)，加入1 mL十一碳酸甲酯内标溶液(1mg·L，甲醇配制)。密封，80 ℃水浴2.5 h。冷却至室温，加入5 mL 7%碳酸钾水溶液。2 000 r·min离心1 min。取上清液过0.22 μm尼龙滤膜，装入进样小瓶，上机检测。混合脂肪酸甲酯标准品用正己烷配制成适当浓度用于脂肪酸的定性分析。

1.7.3 气相色谱-质谱联用仪分析条件

DB-23毛细管柱(60 m × 0.25 mm，0.25 μm)；进样口温度280 ℃；升温程序：初始50 ℃，保持1 min；以25 ℃·min升到150 ℃，保持2 min；以5 ℃·min升到250 ℃。载气为氦气；载气流量2 mL·min；进样量1 μL；分流方式为分流，分流比5∶1。

质谱条件：电离方式EI；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；四级杆温度150 ℃；接口温度280 ℃；扫描质量范围32～550 amu；对采集到的质谱图利用NIST谱库进行检索，并用气相色谱峰面积归一化法定量。

1.7.4 烟籽油挥发性成分的提取

称取0.1 g样品移入具塞试管中，用甲醇—二氯甲烷混合溶液(1∶4)稀释至10 mL。过0.45 μm有机滤膜，装入进样小瓶，上机检测。

2 结果与讨论

2.1 烟籽油理化性质

不同品种烟籽油的理化性质详见表1。由表1可见，除皂化值和折光指数外，这8个品种烟籽油在其他理化性质方面都存在差异。

表1 不同品种烟籽油理化性质

2.1.1 不同品种烟籽油酸价分析

酸价是反映油脂酸败程度的主要指标之一，可以反映油脂品质的好坏。酸价越低，表明油脂质量越好，新鲜度和精炼程度越好；酸价越高，表明油脂因水解产生的游离脂肪酸越多，油脂的酸败程度越大，油品质越差，容易对人体健康造成危害。本研究中8种烟籽油的酸价介于0.60～1.65 mg·g，这与张雨萌等测试的椰子油(0.7 mg·g)、橄榄油(0.86 mg·g)和花生油(1.74 mg·g)的酸价接近，但是明显低于海南山茶油(4.13 mg·g)，可见酸价的高低受物种影响。而同一物种的品种不同，油脂酸价也会存在差异。在测试的8种烟籽油中，红大、NC89、大竖把直把、云雪2号、Burley21的酸价较低，说明这5个品种的烟籽油的氧化程度较低，油脂因水解产生的游离脂肪酸较少，油脂的质量较高。相反，保山4号、Rustica、云香2号的酸价较高，表明其油脂的氧化程度较高，与其他品种相比，品质较差，较易给人体健康带来危害。

2.1.2 不同品种烟籽油皂化值分析

油脂皂化值是指皂化1 g油脂，所用氢氧化钾的毫克数。皂化值的高低反映了油脂中脂肪酸分子量的多少，一般情况下，皂化值越大，油脂越稳定，更易于储存。单一的植物油皂化值相对固定，通常可以通过测定皂化值鉴别植物油中的掺假情况。如表1所示，不同品种的烟籽油皂化值差异不显著，8个品种烟籽油的皂化值在176.13～190.81 mg·g。其中，云雪2号的皂化值最低，云香2号最高，但差异并不显著(>0.05)，说明各品种烟籽油中脂肪酸分子量相近，没有明显差异。陈少东等对茶籽油、橄榄油、芝麻油、玉米油和花生油的皂化值进行考察，发现皂化值的大小依次为芝麻油(226.01 mg·g)>花生油(222.20 mg·g)>橄榄油(214.58 mg·g)>玉米油(209.83 mg·g)>茶籽油(198.77 mg·g)，均高于烟籽油的皂化值。其中茶籽油和云香2号的皂化值非常接近，间接说明烟籽油具有作为食用油的潜能，也为进一步开发烟籽食用油提供科学依据。

2.1.3 不同品种烟籽油比重分析

植物油的比重是植物油品质控制及掺杂鉴别的参考标准之一。不同品种烟籽油比重的比较发现(表1)，各品种烟籽油的比重在0.82～0.93 g·cm。其中大竖把直把的比重最大，与Burley21、NC98和红大3个品种在统计学上有显著性差异，但差值不大，说明不同品种烟籽间的油脂组分大致相似。

2.1.4 不同品种烟籽油过氧化值分析

过氧化值是反映油脂被氧化程度的重要指标，新鲜植物油的过氧化值在10%以下，油脂中含有不饱和碳键，可与氧作用产生过氧化物，植物油在进行不断氧化过程中，过氧化值就会不断上升。过氧化值越高，表明脂肪酸进行氧化的程度越强。比较本研究中不同品种烟籽油过氧化值，除保山4号外，其他7个品种的过氧化值均在1.10%以上，保山4号、红大、Burley21、云香2号和云雪2号的过氧化值较低，表明它们不饱和程度更高、更健康，其中保山4号的过氧化值最低，就过氧化值而言，保山4号品质最好。

2.1.5 不同品种烟籽油碘值分析

碘值是反映脂肪酸不饱和程度的指标之一，碘值越高，说明不饱和程度越高。根据碘值的大小，可以鉴定油脂的不饱和程度，并以此衡量油脂的属性。本研究中8种烟籽油的碘值在1 410.7～1 558.5 g·kg，均属于干性油脂，且明显高于茶籽油(954.6 g·kg)、橄榄油(849.9 g·kg)、芝麻油(802.3 g·kg)、玉米油(936.6 g·kg)和花生油(546.7 g·kg)的碘值，说明烟籽油的不饱和脂肪酸含量高于常见的植物食用油，具有成为不饱和脂肪酸首选食用油类的可能。但是碘值较高，油脂越容易腐败，不利于储存，这也为烟籽油的保存问题提出了警示。另外比较8种烟籽油的碘值发现，虽然它们在统计学意义上差异显著，但数值差异较小，其中Rustica和云雪2号碘值较低，表明其氧化程度较高。NC89、大竖把直把、红大及Burley21四个品种的碘值较高，表明其氧化程度低，相较于其他品种更安全。

2.1.6 不同品种烟籽油折光指数分析

折光指数为油脂的重要物理性质，用于鉴定油脂的纯度及不饱和度。含短链饱和脂肪酸多的油脂，折光指数低；不饱和脂肪酸多的油脂，折光指数高。如表1所示，8个品种折光率差异并不显著，其值均在1.470左右，说明虽然折光率也可反映脂肪酸的氧化程度，但不如化学性质明显，鉴定时需配合其他理化数据。

因此，综合8个烟籽油品种的酸价、皂化值、比重、过氧化值、碘值及折光指数数据，Burley21品种的烟籽油理化性质较好。

2.2 烟籽油脂肪酸及挥发性物质

2.2.1 不同品种烟籽油脂肪酸数据分析

脂肪酸甲酯标准品气相色谱图及烟籽油气相色谱图见图1及图2。通过气相色谱技术，分别检测了红大、NC89、大竖把直把、云雪2号、云香2号、保山4号、Burley21、Rustica共8个品种烟籽油的脂肪酸含量(表2)，8个品种的多不饱和脂肪酸含量在785.99～965.99 mg·g，其中云雪2号、红大及Burley21三个品种的多不饱和脂肪酸含量略高于其他品种，NC89最低。目前认为营养学上最具价值的脂肪酸有两类， 一类是以α-亚麻酸为主体的n-3系列多不饱和脂肪酸， 二是以亚油酸为主体的n-6系列多不饱和脂肪酸，云雪2号和红大两个品种的亚油酸和α-亚麻酸两种必需脂肪酸含量略高于其他品种，亚油酸含量最少的是NC89，α-亚麻酸含量最低的是Burley21。多不饱和脂肪酸含量与饱和脂肪酸含量比值在所有品种中均远远大于2，说明这些品种烟籽油具有很好的降血脂的功效。在所有测试品种的烟籽油中亚油酸含量都是最高(772.41～944.20 mg·g)，依次是油酸(142.54～173.83 mg·g)与棕榈酸(92.45～106.08 mg·g)。其中，亚油酸作为人体必需的一种脂肪酸，其营养价值高，与中枢神经系统的活动、脉搏与血压的调节、前列腺素的合成及其他的生命机能等密切相关。油酸含量在云雪2号与保山4号中略高于其他品种，油酸作为单不饱和脂肪酸的前体物质，是增强人体免疫功能的基础物质。棕榈酸含量在保山4号与红大中略高于其他品种，在NC89、大竖把直把及Burley21中含量较低。硬脂酸含量在云雪2号中略高于其他品种。因此，云雪2号的烟籽油在几乎所有测试的脂肪酸指标上都高于其他品种。棕榈酸和硬脂酸属于一旦摄入过多会对人体有害的脂肪酸，云雪2号烟籽油虽然棕榈酸和硬脂酸的含量也高于其他品种，但其含量仍处于较低的范畴。除此之外，Burley21虽α-亚麻酸含量较低，但其多不饱和脂肪酸含量、亚油酸含量及PUFA/SFA值较高，所以云雪2号及Burley21两个品种的营养价值较其他品种更好。

图1 脂肪酸甲酯标准品气相色谱图

图2 Burley21品种烟籽油脂肪酸气相色谱图

表2 不同品种烟籽油脂肪酸含量均值及标准误差

续表2 Continued Table 2

2.2.2 不同品种烟籽油挥发性物质数据分析

通过GC-MS技术检测，采用NIST标准谱库检索法对匹配度大于等于80%的物质定性，并且在3个平行样品中筛选出至少有2个共有化合物的物质，结合峰面积归一化法测定8个不同品种烟籽油挥发性有机物含量(表3)，通过数据分析，发现8个品种烟籽油中检测出棕榈酸甲酯、棕榈酸、亚油酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸、己内酰胺和2，2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)7种挥发性成分。己内酰胺在NC89、大竖把直把、红大及Burley21四个品种中含量较低，在保山4号中含量最高。而己内酰胺作为尼龙6的单体，因其分子量小及高扩散性，在与食物接触时易迁移至食物中。2，2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)在NC89和红大2个品种中含量高于其他品种。棕榈酸甲酯在Rustica、Burley21及云雪2号3个品种中含量较低，在云香2号中含量最高。棕榈酸在Burley21中含量最低，在红大中含量最高，有报道称棕榈酸过高易使人体内血胆固醇等物质升高从而引起冠心病等一系列疾病。亚油酸甲酯在Rustica中含量最低，在大竖把直把中含量最高。油酸甲酯在NC89中含量最低，云雪2号中含量最高。NC89烟籽油的亚油酸含量最低，云雪2号烟籽油的亚油酸最高，而油酸与亚油酸可有效降低血脂及预防心血管疾病等。综合上述数据，发现脂肪酸与挥发性物质的检测结果具有相当好的一致性。整体而言，云雪2号及Burley21两个品种的烟籽油品质较好。

表3 不同品种烟籽挥发性有机物含量百分比

3 结论

烟籽油是一种经济价值高且具有开发价值的新型油脂。通过对烟籽油理化性质、脂肪酸及挥发性物质的检测及分析，结论如下：(1)除皂化值和折光指数外，8种烟籽油在酸价、比重、过氧化值及碘值中均差异显著，综合理化性质数据，品质较好的是Burley21品种。(2)8个品种的烟籽油多不饱和脂肪酸含量均较高，PUFA/SFA值在5.61～6.60，亚油酸含量在8个品种测得的所有脂肪酸数据中最高。(3)在8个不同品种的烟籽油中检测出棕榈酸甲酯、棕榈酸、亚油酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸、己内酰胺和2，2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)7种挥发性物质，其中亚油酸含量最高，脂肪酸结果与挥发性物质结果一致，比较脂肪酸与挥发性物质结果，发现云雪2号及Burley21两个品种烟籽油品质较好。综合理化性质、脂肪酸与挥发性物质结果，Burley21是较为理想的烟籽油原料，为烟籽作为新食用油原料提供参考依据，进一步推动新型油脂的开发。