引用本文
葛杭丽, 彭丽, 孟祥河, 肖朝耿. 不同提取方法所得山茶油的品质比较[J]. 浙江农业学报, 2017,29(7): 1195-1200.
GE Hangli, PENG Li, MENG Xianghe, XIAO Chaogeng. Comparison into quality of Camellia oil extracted by different methods [J]. ACTA AGRICULTURAE ZHEJIANGENSIS, 2017,29(7): 1195-1200.  
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不同提取方法所得山茶油的品质比较
葛杭丽1, 彭丽1, 孟祥河1, 肖朝耿1,2,*
1.浙江工业大学 海洋学院,浙江 杭州 310000
2.浙江省农业科学院 食品科学研究所,浙江 杭州 310021
*通信作者,肖朝耿,E-mail:xiaochaogeng@163.com

作者简介:葛杭丽(1991—),女,浙江杭州人,硕士研究生,研究方向为粮食油脂与植物蛋白。E-mail:ghl1817@163.com

收稿日期: 2017-02-23
摘要

采用化学分析法、HPLC、GC-MS法分析水酶法、水代溶剂法、有机溶剂萃取法所得山茶油的理化指标、角鲨烯、维生素E、主要脂肪酸含量及组成。结果显示,水酶法和水代溶剂法提取山茶油的感官指标和理化指标相近,优于有机溶剂萃取法所提山茶油。水酶法所提山茶油中的角鲨烯(255.00 μg·g-1)、α-维生素E(247.44 μg·g-1)、β-维生素E(46.05 μg·g-1)、δ-维生素E(11.65 μg·g-1)含量高于其他2种方法所提山茶油。各方法提取的山茶油中脂肪酸组成没有显著性差异。从感官、理化指标和特征活性物质角鲨烯及维生素E含量综合来看,水酶法提取山茶油的品质较优,在工业生产中具有较大的应用前景。

关键词: 提取方法; 水酶法; 山茶油; 品质
中图分类号:S685.14; TQ914.1 文献标志码:A 文章编号:1004-1524(2017)07-1195-06 doi: 10.3969/j.issn.1004-1524.2017.07.19
Comparison into quality of Camellia oil extracted by different methods
GE Hangli1, PENG Li1, MENG Xianghe1, XIAO Chaogeng1,2,*
1. Ocean College, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310000, China
2. Institute of Food Processing, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China
Abstract

In order to compare and analyze the quality of Camellia oil extracted by aqueous enzymatic extraction, aqueous extraction and organic solvent extraction, physicochemical indexes of extracted lipids were analyzed, as squalene and vitamin E (VE) contents, and fatty acid composition were determined by chemical analysis, HPLC and GC-MS methods. It was shown that the sensory and physicochemical index of Camellia oil extracted by aqueous enzymatic extraction and aqueous extraction was similar, and was better than that extracted by organic solvent. The contents of squalene and α-,β-,δ-VE in Camellia oil extracted by aqueous enzymatic extraction were 255.00, 247.44, 46.05, 11.65 μg·g-1, respectively, and were higher than those extracted by other methods. In general, aqueous enzymatic method was superior for Camellia oil extraction to other methods in term of sensory quality, physicochemical index as well as the content of functional material (squalene and VE), and thus possessed greater potential for industrial implication.

Keyword: extraction method; aqueous enzymatic method; Camellia oil; quality

山茶(Camellia oleifera), 山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)植物, 常绿乔木或灌木[1]。山茶籽作为山茶植物的副产物之一, 除了可用于山茶树繁殖外, 还是一种良好的食用木本油料来源[2]。山茶油是一种优质食用油, 其中, 油酸和亚油酸含量高达80%, 品质与橄榄油相似, 有“ 东方橄榄油” 之称[3]。油茶籽油富含不饱和脂肪酸(不饱和脂肪酸含量高达90%左右), 油酸含量在40%~57%之间, 还含有维生素E、茶多酚及角鲨烯等功能性成分, 且含有少量花生酸, 不含难以被人体消化吸收的芥酸和山俞酸, 所以食后容易消化, 营养价值高。除食用外, 在医学上还具有调节免疫细胞活性, 增强免疫功能, 消除人体自由基, 促进新陈代谢的功效[4]。近年来, 学者在山茶油提取及品质分析方面有较多研究。其中, 常见的提取方法主要有压榨法[5]、有机溶剂法[6]、水剂法[7]和水酶法[8]等。本研究拟探讨以水酶法、水代溶剂法和有机溶剂萃取法提取的山茶油的感官指标、理化指标、代表性活性成分含量及其脂肪酸组成, 旨在为茶油提取及应用提供一定的基础数据与参考。

1 材料与方法
1.1 试验材料与仪器

山茶籽, 安徽黄山市售; 正己烷、甲醇, 色谱纯, 天津市四友精细化学品有限公司; 石油醚, 分析纯, 天津大茂化学试剂厂; 纤维素酶, 上海阿拉丁生化科技股份公司; Acalase 2.4L碱性蛋白酶, Novozymes公司; 维生素E、角鲨烯, 纯度≥ 98%, 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

SOX406脂肪测定仪, 海能仪器; CR21GⅡ 高速冷冻离心机, 日本日立公司; HJ-6B六联磁力搅拌器, 金坛市瑞华仪器有限公司; 岛津高效液相色谱仪, 带2075检测器, 日本岛津公司; TRACE1300气相色谱仪, 配有ISQ LT质谱仪, 美国Thermo Fisher Scientific公司。

1.2 山茶油提取方法

有机溶剂萃取法:取10 g粉碎山茶籽仁(40目)低温烘干至质量恒定, 置于滤纸杯中, 并用石油醚80 ℃索式抽提提取5 h, 收集抽提液, 经旋转蒸发后即得。

水代溶剂法:取20 g粉碎山茶籽仁(40目)低温烘干至质量恒定, 以料液质量体积比1:8的比例添加蒸馏水, 50 ℃水浴搅拌浸提4 h, 所得混合物在8 000 r· min-1、4 ℃条件下离心30 min, 静置分层, 取上层清油。

水酶法:取5 g粉碎山茶籽仁(40目)低温烘干至质量恒定, 置于100 mL烧杯中, 以料液质量体积比1:8的比例添加蒸馏水, 在90 ℃水浴中灭酶10 min, 冷却至室温。以0.1 mol· L-1 NaOH溶液调节pH至6.0, 以1.344 mL· h-1的流速加入0.05 mol· L-1氯化钙, 同时添加0.8%纤维素酶, 在50 ℃条件下酶解1 h, 然后用0.2 mol· L-1 NaOH溶液调节pH至9.0, 添加0.7% Alcalase 2.4L 碱性蛋白酶, 在60 ℃条件下酶解4 h, 之后90 ℃水浴灭酶10 min, 冷却至室温, 样品液8 000 r· min-1、4 ℃条件下冷冻离心30 min, 收集上层清油。

1.3 感官及理化指标测定

感官评价, 参照GB/T 5525— 2008方法进行; 密度测定, 参照GB/T 5526— 1985方法进行; 酸价测定, 参照AOCS-cd-3d-63方法进行; 过氧化值测定, 参照AOCS-cd-8-53方法进行; 碘值测定, 参照AOCS-cd-1d-92方法进行; 皂化值测定, 参照GB/T 5534— 2008方法进行。

1.4 角鲨烯和维生素E含量测定

角鲨烯和维生素E含量测定均采用高效液相色谱法[9]。

角鲨烯含量测定色谱条件:色谱柱, Eclipse XD-C18(4.6 mm× 250 mm, 5 μ m), Agilent; 流动相, 乙腈:甲醇(体积比)=60:40, 流速2.0 mL· min-1; 进样量l0 μ L, 柱温30 ℃, 时间20 min, 紫外检测波长λ =210 nm[10]。

维生素E含量测定色谱条件:色谱柱, Eclipse XD-C18(4.6 mm× 250 mm, 5 μ m), Agilent; 流动相, 甲醇, 流速0.9 mL· min-1; 进样量l0 μ L, 柱温40℃, 时间20 min, 紫外检测波长λ =294 nm。

1.5 脂肪酸组成

采用气相色谱— 质谱联用法(GC-MS)对茶油中的脂肪酸组成进行分析测定。在分析之前, 油脂样本需参照文献[11]中的方法进行脂肪酸甲酯化。

GC-MS条件:色谱柱, SP-2560(100 m× 0.25 mm× 0.20 μ m); 载气, He; 柱流速, 20 mL· min-1; 进样量, 1 μ L, 分流比, 20:1; 进样口温度, 250 ℃; 分流比, 20:1。

升温程序:120 ℃, 保持1 min; 10 ℃· min-1的速度升温至175 ℃, 保持10 min; 5 ℃· min-1的速度升温至210 ℃, 保持5 min; 5 ℃· min-1的速度升温至230 ℃, 保持15 min。离子源温度, 220 ℃。

2 结果与分析
2.1 山茶油感官评定

各方法得到的山茶原油呈现出不同的透明度、色泽、气味(图1)。水酶法和水代溶剂法得到的茶油颜色浅黄, 油体澄清、透明, 而有机溶剂萃取法所提茶油呈棕黄色, 较澄清、透明, 说明有较多的脂溶性或者非极性色素被提取出来[12], 同时较高的萃取温度使部分油脂氧化, 导致山茶油颜色加深。水酶法、水代溶剂法所得山茶油与市售精炼茶油一样, 具有茶油固有的清香味, 而有机溶剂萃取法所提茶油无清香味。各方法所提山茶油均无杂质。综上, 水酶法和水代溶剂法提取的茶油在感官品质方面较有机溶剂浸提法更优。另外, 从工业生产及食用安全方面考虑, 有机溶剂萃取法所提茶油会有少量有机溶剂残留, 成本较高, 且在一定程度上降低了食品的安全性。

图1 不同提取方法所得山茶油
从左到右依次为精炼山茶油, 以及水酶法、水代溶剂法、有机溶剂萃取法提取的山茶油Fig.1 Images of Camellia oil obtained by different extraction methods
Figures from left to right showed the images of refined Camellia oil, and Camellia oil extracted by aqueous enzymatic extraction, aqueous extraction or organic solvent extraction

2.2 山茶油理化指标评价

酸价和过氧化值是评价油脂最重要的指标之一, 它们不仅能确定油脂存在的条件, 还能评价油的品质[8]。酸价是脂肪中游离脂肪酸含量的标志, 过氧化值反映的是油脂氧化酸败的程度, 碘值反映脂肪油中不饱和脂肪酸的含量。酸价越小, 过氧化值越低, 说明油脂品质越好[13]。由表1可知, 水酶法所得山茶油的酸价高于有机溶剂萃取法, 与水代溶剂剂法所得山茶油的酸价值相近。这可能是由于在水酶工艺的高温灭酶初期, 没有立即失活的山茶籽中的内源脂肪酶作用于油脂所致[14], 亦可能是由于水酶法提取工艺有助于游离脂肪酸的释放, 或是因为在提取过程中添加了蛋白酶, 导致蛋白在被水解的同时释放出原本与其结合的游离脂肪酸, 最终导致水酶法所得山茶油酸价偏高。但3种方法所得山茶油原油酸价均符合国家标准要求。各方法所得的山茶油中, 以水酶法所得山茶油的过氧化值最低, 有机溶剂萃取法所得山茶油的过氧化值最高。这可能是因为有机溶剂萃取法需要在高温下将油脂从有机溶剂中提取出来, 而高温会使部分油脂发生氧化, 提高过氧化值, 且高温处理易使细胞内抗氧化物质发生氧化[15], 从而降低油脂的稳定性。各提取方法所得山茶油的碘值及皂化值无明显差异。

表1 三种提取方法所得山茶油的理化指标 Table 1 Physicochemical indexes of Camellia oil obtained by different extraction methods
2.3 角鲨烯和维生素E含量分析

植物中的α -生育酚、角鲨烯、酚类等天然抗氧化物质, 被认为能在自由基链式反应过程中打断长链或改变脂质自由基, 从而提高植物油脂的抗氧化性[16]。如图2所示, 3种提取方法所得山茶油中, 水酶法提取的山茶油中角鲨烯含量最高, 达255 μ g· g-1, 水代溶剂法次之, 有机溶剂萃取法所得角鲨烯含量最低, 仅为125 μ g· g-1。这可能是由于水酶法制取过程中利用纤维素酶对油茶籽进行破壁处理, 期间油茶籽中大量的抗氧化物质得以溶出, 而且酶解能够降低抗氧化剂与种子中多糖、蛋白质和果酸的作用程度, 促进角鲨烯释放到油中[17]。

图2 三种提取方法所得山茶油中角鲨烯含量
AEn, 水酶法; AEx, 水代溶剂法; OS, 有机溶剂萃取法Fig.2 Squalene content of Camellia oil obtained by different extraction methods
AEn, Aqueous enzymatic extraction; AEx, Aqueous extraction; OS, organic solvent extraction

维生素E, 又名生育酚, 是一种有效的生物抗氧化剂, 可以调节免疫机能, 防止氧化损伤, 维持正常生理机能[18]。根据其甲基在色酮环上位置的不同, 可分为α 、β 、γ 、δ 4种类型, 其中以α -生育酚活性最强。有研究报道, 茶油中α -生育酚是含量最高的维生素E, 但γ -生育酚几乎无法检测到[9]。如表2所示, 3种提取方法所得山茶油中, 水酶法提取的山茶油中α -维生素E含量最高, 为247.44 μ g· g-1, 水代溶剂法次之, 有机溶剂萃取法所得α -维生素E含量最低, 仅为196.60 μ g· g-1。所得山茶油中, β -、δ -维生素E含量均较少, 但同样均以水酶法所得山茶油中含量最高, 分别为46.05、11.65 μ g· g-1。γ -维生素E在3种方法所得山茶油中均未检出。

表2 不同提取方法所得山茶油中维生素E含量 Table 2 Vitamin E content of Camellia oil obtained by different extraction methods μ g· g-1
2.4 脂肪酸组成

利用GC-MS法, 对不同提取方法所得山茶油的脂肪酸组成进行分析(图3、表3)。其中, 破乳油为水酶法所得乳化物进行破乳后所得山茶油。山茶油中主要的脂肪酸有棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)、油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)等, 其中, 油酸为山茶油中主要的单不饱和脂肪酸(MFA), 约占总量的78%~82%, 高于橄榄油及其他植物油脂中油酸的含量[19, 20, 21]。据相关文献报道, 油酸与亚油酸含量呈一定比例时, 植物油的贮存性较好, 当亚油酸含量较高时, 二烯键的不稳定性导致其容易发生氧化反应而被分解, 产生过氧化物; 而油酸含量高时, 茶油的稳定性会相对升高, 有助于提高茶油的贮存性能[22]。由表3数据可知, 山茶油较为稳定, 有较长的货架期且品质较优。

图3 水酶法提取山茶油中脂肪酸组成的GC-MS图谱Fig.3 GC-MS spectra of fatty acid composition of Camellia oil by aqueous enzymatic extraction

表3 不同提取方法所得山茶油的脂肪酸组成 Table 3 Composition of fatty acid in Camellia oil obtained by different extraction methods %

方差分析显示, 不同方法制取的山茶油脂肪酸组成没有显著性差异。

3 小结

本研究分别采用水酶法、水代溶剂法和有机溶剂萃取法提取山茶油, 对比其感官指标、理化指标、角鲨烯和维生素E含量及脂肪酸组成, 发现以水酶法和水代溶剂法制得的山茶油颜色浅, 过氧化值最低, 具有优良的品质。不同提取方法对茶油的脂肪酸组成没有显著性影响, 但水酶法所得山茶油中角鲨烯和维生素E含量最高, 水代溶剂法所得山茶油次之, 有机溶剂萃取法所得山茶油中含量最低。综合考虑, 水酶法提取的山茶油品质较优, 在工业生产中较具应用潜力。

The authors have declared that no competing interests exist.

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