白花菜籽油的制备及脂肪酸组成分析

曾维丽，石 晓，张锋杰

(漯河医学高等专科学校河南省营养与健康工程研究中心1，漯河 462002) (漯河市食品产业公共研发平台2，漯河 462000)

白花菜(CleomegynandraL.)别名臭花菜、羊角菜、五梅草，为一年生草本植物，属于十字花目的山柑科(Capparaceae)[1]，原产美洲，现在非洲西部、塔桑尼亚、印度、中国中南部广泛分布[2]。它富含对人体有益的多种维生素、矿物质、蛋白质等[3]，具有抗细菌[4]、抗真菌[5]、抗癌[6]、抗氧化[7]、抗神经性病变疼痛[8]等多种药用价值和医疗保健价值。

白花菜籽为白花菜的成熟种子，性味苦、辛、温，具有祛风除湿、活血止痛的功效[9，10]，目前关于种子的研究主要集中在挥发油[11，13]、黄酮类[14,15]等物质的提取和活性研究上，而对白花菜籽油的研究鲜见报道。试验通过研究白花菜籽油的溶剂浸提方法、脂肪酸组分分析和理化特性，为白花菜籽的开发利用提供一种新的途径。

1 材料与方法

1.1 主要材料

白花菜籽：购于湖北省孝感市云梦县。

正己烷、石油醚、乙醚、环己烷、异丙醇等试剂均为分析纯。

1.2 主要仪器设备

DFY-200C万能粉碎机，B-8111型索氏抽提器，DHG-9030鼓风干燥箱，RE-2000A旋转蒸发仪，100Conc型紫外分光光度计，Shimadzu气相色谱仪GC-2030等。

1.3 方法

1.3.1 营养成分分析

蛋白质测定: GB 5009.5—2016 食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定; 水分测定: GB 5009.3—2016 食品安全国家标准 食品中水分的测定; 还原糖测定: GB 5009.7—2016 食品安全国家标准 食品中还原糖的测定; 脂肪测定: GB 5009.6—2016 食品安全国家标准 食品中脂肪的测定; 灰分测定: GB 5009.4—2016食品安全国家标准 食品中灰分的测定; 粗纤维测定: GB/T 5009.10—2003 植物类食品中粗纤维的测定。

1.3.2 白花菜籽油的提取

白花菜籽经去杂、干燥处理后用万能粉碎机粉碎至40目，冰箱保存备用。取适量菜籽粉末，滤纸包扎，用环己烷、正己烷、异丙醇、石油醚等溶剂于一定温度下水浴回流提取，浸提结束，回收溶剂，所得浓缩液在鼓风干燥箱中干燥至质量恒重即得白花菜籽油。每次实验平行3次。根据差量法计算油脂提取率，其计算公式为：

式中：M为白花菜籽油含水量/%；M1为白花菜籽质量/g；M0为白花菜籽油质量/g。

1.3.3 白花菜籽油提取方法及工艺优化

选择正己烷、环己烷、石油醚、异丙醇等4种溶剂研究其对白花菜籽油提取率的影响，结合食品安全性综合考虑选择浸提溶剂。

选择料液比、浸提时间和浸提温度3个工艺参数进行单因素实验。设定料液比为1∶3、1∶5、1∶7、1∶9，浸提时间为30、60、90、120、150 min，浸提温度为20、40、60、80 ℃。

1.3.4 白花菜籽油脂肪酸分析

白花菜籽油甲酯化方法及气相色谱条件按照GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的测定》方法进行。气相色谱测定条件为：气相色谱柱为DB-WAX 30M I.D.0.32 mm，进样口温度为250 ℃，检测器温度为250 ℃，分流比为1∶10，进样量为0.5 μL。

1.3.5 白花菜籽油理化指标的测定

色泽: GB/T 5525—2008《植物油脂透明度、气味、 滋味鉴定法》；熔点: GB 5536—1985《植物油脂检验 熔点测定法》；酸价: GB/T 5009.37—2003《食用植物油卫生标准的分析方法》；碘值:GB/T 5532—2008《动植物油脂碘值的测定》；皂化值: GB/T 5534—2008《动植物油脂皂化值的测定》；过氧化值: GB/T 5538—2005《动植物油脂过氧化值测定》。

1.4 数据分析

2 结果与分析

2.1 白花菜籽主要成分

白花菜籽主要成分分析见表1。

从表1可以看出，白花菜籽中碳水化合物、粗蛋白和粗脂肪含量相对较高，其他成分含量较低。其中粗脂肪的质量分数为31.24%，属于高脂肪含量的植物油料资源，具有很好的开发优势和开发前景。

表1 白花菜籽主要成分

2.2 白花菜籽油提取工艺参数确定

2.2.1 不同溶剂浸提对白花菜籽油提取率的影响

选择正己烷、环己烷、石油醚、异丙醇等4种溶剂，料液比为1∶5，于浸提瓶中在60 ℃条件下浸提60 min，混合液采用布氏漏斗分离，滤液置于旋转蒸发仪浓缩，浓缩液于恒温干燥箱中干燥至恒重，研究不同溶剂对白花菜籽油提取率的影响，结果见表2。

表2 不同溶剂浸提对白花菜籽油提取率的影响

从表2可以看出，使用正己烷作为浸出溶剂时，白花菜籽油的提取率最高，异丙醇次之，环己烷最低。研究发现，正己烷蒸汽有损伤中枢神经系统和运动神经细胞的作用，美国已于1990年通过清洁空气法案正式将正己烷列为空气污染有害物质[16]。石油醚在浸提生产中刺鼻味明显，工业上一般不用；环己烷单独使用时油脂提取率较低。异丙醇因其具有良好的可再生性、溶解油脂和宜回收等特点，近年来成为研究的热点[17-19]。

2.2.2 异丙醇浸提料液比对白花菜籽油提取率的影响

以异丙醇为浸提溶剂，浸提料液比为1∶3、1∶5、1∶7、1∶9，于浸提瓶中在60 ℃条件下浸提60 min，混合液采用布氏漏斗分离，滤液置于旋转蒸发仪浓缩，浓缩液于恒温干燥箱中干燥至恒重，研究料液比对白花菜籽油提取率的影响，结果见图1。

图1 浸提条件对白花菜籽油提取率的影响

从图1可以看出，随着溶剂用量的增大，白花菜籽油提取率开始增加比较明显，当料液比为1∶7时，达到最大，而后随溶剂用量增大，油脂提取率增加不明显。此结论与通常情况下溶剂浸提油脂的结论相一致[20-22]。如果溶剂用量过高既造成生产成本的提高，又降低溶剂中的油脂浓度，让后续溶剂的蒸发浓缩工艺时间加长、能耗加大，进而增大生产成本。就提取率而言，料液比为1∶9 和1∶7无显著性差异，所以后续试验选用料液比1∶7作为异丙醇浸提白花菜籽油的浸提参数。

2.2.3 异丙醇浸提时间对白花菜籽油提取率的影响

以异丙醇为浸提溶剂，浸提料液比为1∶7，于浸提瓶中在60 ℃条件下分别浸提30、60、90、120、150 min，混合液采用布氏漏斗分离，滤液置于旋转蒸发仪浓缩，浓缩液于恒温干燥箱中干燥至恒重，研究浸提时间对白花菜籽油提取率的影响，结果见图1。

从图1可以看出，浸提时间在30～60 min之间时，白花菜籽油提取率随浸提时间的延长而增大；而后随着浸提时间的持续延长，白花菜籽油提取率呈下降趋势，至90 min时达最低；时间再延长，油脂提取率变化不大。这是由于，随着提取时间的延长，油脂提取率逐渐达到最大，提取时间继续延长，对增大提取率没有明显的效果。但是，提取时间越长，生产能耗也就越大，成本也随之提高。综合考虑，以60 min为异丙醇提取白花菜籽油的提取时间。

2.2.4 异丙醇浸提温度对白花菜籽油提取率的影响

以异丙醇为浸提溶剂，浸提料液比为1∶7，于浸提瓶中分别在20、40、60、80 ℃条件下浸提60 min，混合液采用布氏漏斗分离，滤液置于旋转蒸发仪浓缩，浓缩液于恒温干燥箱中干燥至恒重，研究浸提温度对白花菜籽油提取率的影响，结果见图1。

从图1可以看出，当提取温度低于60 ℃时，随温度的升高，白花菜籽油的提取率逐步升高；当提取温度升高至80 ℃时，白花菜籽油提取率与60 ℃相比基本没有变化。此结论说明，在一定范围内提高浸提温度，溶液传质作用增强，可提高提取效率；而温度过高，接近溶剂沸点时，部分溶剂会气化，从而使油脂提取率下降[23,24]。在实际的生产当中，为了节能减耗，同时避免高温带来的油脂氧化，溶剂浸提油脂时普遍采用较低的温度[25]。白花菜籽油富含不饱和脂肪酸，提取过程应采取较低的温度，以降低其对油脂中营养成分的破坏。综合考虑，异丙醇浸提白花菜籽油采用温度为60 ℃比较合适。

2.3 白花菜籽油脂肪酸组分分析

白花菜籽油甲酯经气相色谱分析，得其脂肪酸成分，见表3，白花菜籽油由14种脂肪酸组成，其中亚油酸(约占总脂肪酸的62.65%)、油酸(约占20.66%)、棕榈酸(约占10.98%)、硬脂酸(约占4.18%)是白花菜籽油脂肪酸的主要组成成分，4种脂肪酸的质量分数约占总脂肪酸的98.47%

从表3可以看出，白花菜籽油中饱和脂肪酸质量分数为15.68%，不饱和脂肪酸质量分数约占总脂肪酸的84.32%，其中单不饱和脂肪酸质量分数为21.01%，双不饱和脂肪酸质量分数为62.65%，三不饱和脂肪酸质量分数为0.67%。因此，白花菜籽油以不饱和脂肪酸为主。

亚油酸和亚麻酸是人体必需脂肪酸，具有降低血脂、血压与血糖，预防心脑血管疾病，增强免疫力与抗炎等多种生理功效[26-28]。

表3 白花菜籽油脂脂肪酸组成

2.4 白花菜籽油的理化性质

白花菜籽油的理化性质见表4。

表4 白花菜籽油的理化性质

由表4可知，由于提取得到的白花菜籽油没有精炼处理，其颜色较深，为棕黄色。碘值是反应油脂中脂肪不饱和度的指标，碘值越大，不饱和度越高，反之越小。白花菜籽油碘值为116 gI/100 g，与菜籽油、芝麻油、玉米油的碘值接近，均为高不饱和性油脂[29]。皂化值是反应油或脂肪分子量大小的指标，白花菜籽油皂化值为182 mg/g，与菜籽油、米糠油、牡丹籽油接近。白花菜籽油的酸价为0.65 mg/g，由于没有精炼，所以油脂酸价较高。该油脂的过氧化值为0.2 g/100 g，小于GB 2716—2018规定的0.25 g/100 g，无氧化酸败。

3 结论

通过比较正己烷、环己烷、异丙醇和石油醚等溶剂的浸提效果发现，正己烷浸提白花菜籽油的提油率最高，异丙醇次之，但基于安全性考虑，后续试验以异丙醇作为提取介质。

以异丙醇为浸提溶剂，通过对白花菜籽油的浸提条件研究发现，料液比为1∶7，浸提时间为60 min，浸提温度为60 ℃时，白花菜籽油的提取率最高为28.4%。

利用气相色谱鉴定出白花菜籽油由14种脂肪酸组成，主要成分是亚油酸(62.65%)、油酸(约占20.66%)、棕榈酸(约占10.98%)、硬脂酸(约占4.18%)。其中饱和脂肪酸质量分数为15.68%，不饱和脂肪酸质量分数为84.32%。