彭雅丽,彭思敏,申超群
(1. 长沙通量检测科技有限公司,湖南长沙 410208;2. 省部共建木本油料资源利用国家重点实验室,湖南省林业科学院,湖南长沙 410018;3. 深圳市通量检测科技有限公司,广东 深圳 518102)
食用油是人类主要来源能量和必需的营养素,总共95%~98%的食用植物油由1 个甘油分子单元和3 个脂肪酸单元的甘油三酯组成[1]。脂肪酸基于双键的数量和表征一般可以分为饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA) 和多不饱和脂肪酸(PUFA)[2]。在食用油脂中不饱和脂肪酸组成与饱和脂肪酸组成的比例,是影响与人类营养相关的胆固醇和肥胖的主要因素[3]。由于过多摄入脂肪和动物脂肪不仅会增加肥胖的发生率,而且还会增高心血管疾病的发生风险[4-5]。因此,少吃油,选好油,减少饱和脂肪酸的摄入,已成为人们的普遍认知。植物油相较于动物油,不饱和脂肪酸相对含量一般较高,因此不管是对于已经患有心血管疾病还是为了防治心血管等疾病的人来说,含有丰富不饱和脂肪酸的植物油更适合日常食用[6]。研究表明,多不饱和脂肪酸有降血脂、降血压、促进脂肪代谢、提高免疫力和大脑功能、抗肿瘤等作用[7]。食用植物油中脂肪酸的组成成分因产地、品种的不同而不同,从而影响其功能和物理特性[8-9]。脂肪酸是评价油脂品质的重要指标之一,其组成、含量和比例在很大程度上决定了食用油的营养价值[10]。根据2021 年最新研究显示,ω-3脂肪酸除了抗氧化和抗炎作用外,ω-3 脂肪酸,尤其是EPA 和DHA,具有抗炎、促进合成的作用,可能未来用作COVID-19 治疗的一部分[11]。另外,联合国粮食及农业组织(FAO) 推荐油脂中的ω-6/ω-3 脂肪酸标准比例为2.5∶1 ~8.0∶1[12],中国营养学会针对一般人群膳食ω-6/ω-3 脂肪酸的推荐标准比例为4∶1 ~6∶1[13]。
中国是植物油料传统种植国家,历史悠久、资源丰富。近10 年来,在国家政策的鼓励下,我国各品种的植物油迅速发展[14]。目前,我国除了菜籽油、茶油、花生油、豆油等多种植物油为主要食用植物油以外,还有各个地区利用当地特有的油料生产的植物油[15],如麻疯树种子油、油莎豆油、猕猴桃果仁油、松子油、红花茶油等。
研究的主要目标是通过气相色谱法分析,以脂肪酸组成为油脂品质的重要指标,通过数据分析对我国区域内的24 种不同油料制成的食用植物油进行品质分析,以期为中国植物油的育种和加工利用提供科学理论依据和参考信息。
食用植物油样本:2015 年以来从黑龙江、浙江、江苏、湖南、广东、广西、江西、福建、新疆、青海、宁夏、河南、四川、山东、辽宁、北京、天津等17 个省(自治区、直辖市) 的68 个生产厂家采集的食用植物油成品,放于玻璃瓶置于4 ℃下保存备用。其中,核桃仁油样本10 份,麻疯树种籽油6 份,红花籽油3 份,菜籽油5 份,豆油2 份,花生油8 份,棉籽油2 份,葵花籽油3 份,玉米油2 份,棕榈油1 份,月见草籽油2 份,扁桃仁油1 份,沙棘果油3 份,杏仁油2 份,亚麻籽油2 份,油莎豆油2 份,微孔草油2 份,葡萄籽油2 份,猕猴桃果仁油2 份,福建青葙籽油1 份,华山松子油1 份,油茶籽油2 份,芥花籽油1 份,芝麻油3 份。
试剂:正己烷、甲醇,均为色谱纯;无水硫酸钠、H2SO4,KOH,均为分析纯;37 种脂肪酸甲酯混标(Supelco 37 Component FAME Mix)。
SHZ-82 型水浴恒温振荡器,常州迈科诺仪器有限公司产品;HH-8 型数显恒温水浴锅,常州国华产品;GC-2014C 型气相色谱仪,日本岛津公司产品。
1.3.1 脂肪酸甲酯化处理
参照GB 5009.168—2016 的方法并略加改动。用5 mL 的具塞管称取60 mg 左右样品油,加入4 mL的正己烷充分摇匀,用移液枪加入200 μL 的氢氧化钾甲醇溶液,摇匀,让溶液在常温下甲酯化20 min。随后加入1 g 左右的硫酸氢钠摇匀、静置,吸取1 mL左右的上层溶液过滤置上机瓶中,待测。
1.3.2 GC- FID 条件
气相色谱条件:SUPELCO SP-2560 型毛细管色谱柱(100.0 m×0.25 mm×0.20 μm);载气为高纯氦气;进样口温度230 ℃;FID 检测器的温度250 ℃;柱温箱温度120 ℃;进样量1.0 mL/min,分流比50∶1,吹扫3 mL/min;程序升温条件:120 ℃保持3 min,以3 ℃/min 升温至230 ℃,保持10 min,再以5 ℃/min 升至235 ℃,保持15 min。
1.3.3 脂肪酸含量分析
先对脂肪酸甲酯混标标准品进行分析,建立标准图谱;通过与标准图谱的对照,并使用面积归一法测得样品油脂中各脂肪酸的相对含量[16]。
24 种植物油油脂脂肪酸组成及相对含量分析结果见表1。
表1 24 种植物油油脂脂肪酸组成及相对含量分析结果/ %
表1 中数据为同类别,但不同产地来源的样本数据平均值。由表1 可看出,食用植物油中检测出多种脂肪酸,其中饱和脂肪酸主要包括肉豆蔻酸C14∶0、棕榈酸C16∶0、硬脂酸C18∶0、花生酸C20∶0 等,不饱和脂肪酸主要包括棕榈油酸C16∶1、油酸C18∶1、亚油酸C18∶2、亚麻酸C18∶3、花生烯酸C20∶1 等。部分品种食用植物油的脂肪酸中组成稍有差异,如月见草油含肉豆蔻酸较其他品种油脂含量高,棕榈油的棕榈酸含量最高等。
不饱和脂肪酸、油酸含量的高低是评价油脂品质的重要指标[17]。从测定结果看,不同品种食用植物油的脂肪酸组成含量差异较大。24 种食用植物油,油酸的相对含量为8.78%~80.50%,其中月见草油的油酸含量最低为8.78%,油茶籽油的油酸含量最高为80.50%。
24 种植物油油脂的油酸含量比较分析见图1。
图1 24 种植物油油脂的油酸含量比较分析
不饱和脂肪酸的相对含量为48.90%~97.27%,其中棕榈油的不饱和脂肪酸含量最低为49.90%,杏仁油的不饱和脂肪酸含量最高为97.27%。
24 种植物油油脂的不饱和脂肪酸含量比较分析见图2。
图2 24 种植物油油脂的不饱和脂肪酸含量比较分析
不同品种的食用油之间脂肪酸组成差异较大,因此可使用各脂肪酸组成的差异来区分识别单一品种的植物油[18]。
24 种植物油油脂的脂肪酸组成评价见表2。
表2 24 种植物油油脂的脂肪酸组成评价
2.2.1 饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA) 及多不饱和脂肪酸(PUFA) 的比例
粮农组织/世卫组织推荐摄入饱和脂肪酸的最佳限度相对含量在10%以下。粮农组织/世卫组织和欧盟对于单不饱和脂肪酸(MUFA) 的摄入量,通常不提供具体的指标,因为通常被认为对心血管风险有中性影响[6]。对于单不饱和脂肪酸(MUFA) 而言,24 种油中相对含量最高的是油茶籽油,为80.95%。
多不饱和脂肪酸(PUFA) 是合成许多组织激素和构建细胞膜的基础条件。PUFA 一个众所周知的特性是对循环系统的有益作用,PUFA 可抑制血小板聚集并降低胆固醇水平,因此PUFA 限制了心血管疾病的发展,如动脉粥样硬化和冠心病等。PUFA 还具有抗炎和抗过敏作用,主要是通过抑制过度免疫反应和增加身体的免疫屏障水平。此外,PUFA 还有抗癌作用,相关研究显示其既能抑制癌组织的扩散和增殖,又能减少新生肿瘤的发展[19]。从多不饱和脂肪酸(PUFA) 来看,24 种油中相对含量最高的是月见草油,为79.53%。
饱和脂肪酸(SFA) 会提高总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇,有强有力的证据表明偶数饱和脂肪酸(月桂酸、肉豆蔻酸和棕榈酸) 会提高低密度脂蛋白(LDL) 胆固醇浓度。在提高LDL 胆固醇的效果方面不同的饱和脂肪酸存在约3 倍的差异,饱和脂肪酸对LDL 胆固醇的影响效力顺序为硬脂酸>中链饱和脂肪酸>棕榈酸>月桂酸>肉豆蔻酸[20]。
从饱和脂肪酸(SFA) 来看,24 种油中相对含量最低的是杏仁油,为2.73%。
综上所述,合理的脂肪酸组成比例对人体健康具有重要意义。国内外研究证实,合理膳食脂肪酸SFA,MUFA 和PUFA 的比值为1∶1∶1。由表2 可知,24 种植物油油脂的SFA,MUFA 和PUFA 比例最接近推荐的比例是麻疯树种籽油∶花生油∶微孔草油∶福建青葙籽油,比值分别为1∶1.8∶1.4,1∶1.8∶1.7,1∶1∶8∶2.5 和1∶1.3∶2.1。
2.2.2 PUFA 与SFA 的比值
减少SFA 的摄入,适当增加MUFA 和PUFA 可以有效降低血脂的水平,有利于心脏血管健康[21]。研究证实,当PUFA 与SFA 比值大于2 时,植物油才具有降血脂的功能,且比值越大,油脂降血脂的作用就越明显[22]。由表2 可知,24 种油中PUFA 与SFA 的比值大于2 的油有棉籽油、芥花籽油、福建青葙籽油、扁桃仁油、微孔草油、沙棘籽油、菜籽油、芝麻油、豆油、玉米油、葵花籽油、猕猴桃果仁油、华山松籽油、葡萄籽油、亚麻籽油、月见草油、红花籽油、核桃仁油、杏仁油,其中华山松籽油、葡萄籽油、亚麻籽油、月见草油、红花籽油、核桃仁油、杏仁油的PUFA 与SFA 比值远远大于2,证明大部分植物油食用油脂都有益于降血脂。
(1) 24 种植物油油脂的脂肪酸组成差异较大,不饱和脂肪酸的相对含量为48.90%~97.27%,其中棕榈油不饱和脂肪酸含量最低、杏仁油不饱和脂肪酸含量最高;油酸的相对含量为8.78%~80.50%,其中月见草油的油酸含量最低、油茶籽油的油酸含量最高。
(2) 24 种植物油油脂的SFA,MUFA 和PUFA比例最接近1∶1∶1,是麻疯树种籽油、花生油、微孔草油和福建青葙籽油,比值分别为1∶1.8∶1.4,1∶1.8∶1.7,1∶1.8∶2.5 和1∶1.3∶2.1。
(3) 24 种油中PUFA 与SFA 的比值大于2 的油有棉籽油、芥花籽油、福建青葙籽油、扁桃仁油、微孔草油、沙棘籽油、菜籽油、芝麻油、豆油、玉米油、葵花籽油、猕猴桃果仁油、华山松籽油、葡萄籽油、亚麻籽油、月见草油、红花籽油、核桃仁油、杏仁油,其中华山松籽油、葡萄籽油、亚麻籽油、月见草油、红花籽油、核桃仁油、杏仁油的PUFA 与SFA 比值远远大于2。
(4) 24 种植物油中,既满足SFA,MUFA 和PUFA 比值是1∶1∶1,又满足PUFA 与SFA 比值大于2 的是微孔草油和福建青葙籽油,可对这2 个品类进行更为深入的油脂加工研究。