水酶法提取石榴籽油脂肪酸组成与氧化稳定性分析

苗利利，夏徳水，高丽娜，郑战伟，仇农学

陕西师范大学食品工程与营养科学学院，西安710062

水酶法提取石榴籽油脂肪酸组成与氧化稳定性分析

苗利利，夏徳水，高丽娜，郑战伟，仇农学*

陕西师范大学食品工程与营养科学学院，西安710062

通过气相色谱-质谱法分析了水酶法提取的石榴籽油的脂肪酸组成。结果表明:石榴籽油含有丰富的不饱和脂肪酸，总不饱和脂肪酸含量达94%以上。采用Schall烘箱法，以过氧化值(POV)为参考指标，研究了光线、温度及抗氧化剂对石榴籽油氧化稳定性能的影响。结果表明，温度、光线对石榴籽油的氧化过程都有影响，温度的影响更为显著;叔丁基对苯二酚(TBHQ)对石榴籽油具有良好的抗氧化效果，并与抗坏血酸(VC)具有较好的协同增效作用;生育酚(VE)和没食子酸丙酯(PG)对石榴籽油无显著抗氧化作用。

石榴籽油;脂肪酸组成;抗氧化性

石榴(Punica granatum L.)又名安石榴、若榴、丹榴、天浆及金罂等，属于石榴科石榴属落叶灌木或者小乔木，我国南北各地均有种植，分布广泛。石榴是生食鲜果，也是传统中药的重要来源。石榴籽油因其特殊的脂肪酸组成，越来越受到人们的重视，研究表明石榴籽油具有很高的营养及医疗保健价值［1-3］。

石榴籽油中含有丰富的不饱和脂肪酸，含量在90%以上［4］，而不饱和脂肪酸的富集使油脂在加工、储藏和使用过程中易受空气、光照、酶及金属离子等的作用，发生自动氧化反应，导致酸败变质。因此，在石榴籽油的加工及贮藏过程中，防止不饱和脂肪酸的自动氧化进程将是保证油脂品质一个不容忽视的问题。为延缓石榴籽油自动氧化进程，提高其保存期，本文在分析石榴籽油脂肪酸组成的基础上，研究了它的抗氧化性能，预测其货价寿命，以期为石榴籽油的加工、应用及深度开发提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料、仪器、试剂

1.1.1 试验原材料

石榴籽取自陕西恒兴果汁饮料有限公司(产地为陕西临潼)，挑选、去除杂物，洗净、晾干，粉碎后40目筛，制成石榴籽粉，低温避光保存备用。

1.1.2 试验仪器及试剂

DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器:巩义市英峪予华仪器厂;KDF-2311型多功能食品粉碎机:天津市康达电器公司;TDL-4型离心机:上海安亭科学仪器厂;QP2010型气相色谱-质谱仪:日本岛津公司，色谱柱为30 m×0.25 mm×0.25 μm的毛细管柱，内涂SE-54;滴定装置等。

1.2 实验方法

1.2.1 石榴籽油水酶法提取［5］

准确称取100.0 g粉碎的石榴籽粉，装入烧杯中，用pH=10的缓冲液调节pH到8.0，100℃灭酶5 min，降温至50℃，然后加入2%Alcalase蛋白酶(mL/g)在50℃进行酶解，酶解3 h后在3500转/分离心20 min，分离清油，得到的石榴籽油在105℃下干燥至恒重。

1.2.2 过氧化值(POV)的测定

参照国家标准GB/T 5538-1995。

1.2.3 GC-MS分析条件

采用日本岛津公司QP2010型气相色谱-质谱仪进行分析，色谱柱为30 m×0.25 mm×0.25 μm的毛细管柱，内涂SE-54。

1.2.4 甲酯化方法［6］

称取约100 mg油样，置于具塞试管中，加入1～2 mL石油醚(30～60℃)与苯(1∶1，V/V)的混合液，振摇使油脂溶解后，加入1～2 mL，0.4 mol/L的KOH-甲醇溶液，混匀后在室温下静置5～10 min，再加入12 mL水，静置取上层溶液，进行色谱分析。

1.2.5 气相色谱-质谱分析条件

1.2.6 温度、光线对石榴籽油氧化稳定性的影响

分别称取100.0 g石榴籽油置于250 mL烧杯中，于(62±1)℃避光、室温(25～30℃)见光和避光三种条件下存放，每隔3 d测油样的过氧化值(POV)，研究温度、光线对石榴籽油稳定性的影响。

1.2.7 抗氧化剂对石榴籽油氧化稳定性的影响

选用VE、PG(没食子酸丙酯)、TBHQ(叔丁基对苯二酚)为抗氧化剂，研究其对石榴籽油氧化稳定性的影响。

采用Schall烘箱法，以不添加抗氧化剂的油样为空白对照，将分别在100.0 g的石榴籽油中分别加入VE、PG(没食子酸丙酯)、TBHQ(叔丁基对苯二酚)。添加量分别为0.02%，以VC为增效剂，置于(62±1)℃的数显恒温干燥器中，每隔3 d测定油样的过氧化值(POV)，研究不同抗氧化剂对石榴籽油抗氧化性能的影响。按国际标准的规定，油脂的过氧化值上限为10 meq/kg，根据Arrhenius经验公式，烘箱法中油脂存放1 d相当于20℃条件下贮藏1个月。由Schall耐热实验可以得出石榴籽油在(62 ±1)℃条件下过氧化值达到国际标准规定值所需的贮藏时间，据此可推得石榴籽油在20℃条件下的预期贮藏时间，即为石榴籽油的预期货架寿命。

2 结果与分析

2.1 石榴籽油的脂肪酸组成分析

资料显示［7］，石榴酸为石榴籽油的主要成分，含量在50%以上。通过质谱分析所得石榴籽油组分的谱图见图1，水酶法提取的石榴籽油鉴定出8种脂肪酸成分，结果见表1。

如表1所示，石榴籽油脂肪酸组成为:石榴酸82.314%、亚油酸4.881%、油酸4.188%、棕榈酸2.231%、硬脂酸1.813%、二十碳三烯酸2.569%等;与超声波辅助提取的石榴籽油的GC-MS分析结果［8］(石榴酸58.68%、二十碳三烯酸15.02%、亚油酸6.06%、油酸6.46%、棕榈酸2.81%、二十碳烯酸1.23%等)相差较大，尤其是石榴酸含量;另外，由图1所示，石榴酸峰型不对称。石榴酸为(9-cis，11-tran，13-cis)-十八碳三烯酸，有研究表明，除石榴酸外，石榴籽油中可能同时存在其他构型异构体，如α-桐酸［(9-cis，11-tran，13-tran)-十八碳三烯酸］，β-桐酸［(9-tran，11-tran，13-tran)-十八碳三烯酸］等，但石榴酸占绝大多数。这些异构体的双键位置都相同，只是构型不同，并且在一定条件下可以互相转化，这也使GC-MS上石榴酸的峰型呈现不对称的特点［9］。

图1 石榴籽油的色谱图Fig.1 Gas chromatography spectrum of pomegranate seeds oil

水酶法提取石榴籽油出油率为20.77%，而索式提取法的出油率25.10%，超声波及微波辅助提取石榴籽油的出油率分别为 23.53%和 20.93%［10］。水酶法提油工艺设备简单、操作安全，处理条件温和，能够尽可能保存营养物质;而且游离油得率较高，可以得到无有机溶剂残留的可直接食用的油脂;能耗低，污染少，废水中BOD(生化需氧量)与COD(化学需氧量)值较低，整个工艺安全可行，适合于工业化生产，具有广阔的市场前景。

表1 石榴籽油脂肪酸组成Table 1 Fatty acid components of pomegranate seeds oil

2.2 石榴籽油抗氧化稳定性研究

2.2.1 温度、光线对石榴籽油氧化稳定性的影响

油脂在贮藏期间，由于受到光、热、空气中的氧，以及油脂中的水和酶的作用，常会发生一些化学、生物等复杂变化，不仅营养价值降低，而且引起酸败，最终变质腐败。因此，石榴籽油的抗氧化问题是一个重要的研究内容。将石榴籽油在烘箱(62±1)℃条件下避光、室温见光和室温避光条件下存放，测定过氧化值(POV)的变化，结果见图2。

由图2可以看出，在各处理条件下，石榴籽油的过氧化值随着时间的延长而升高。烘箱(62±1)℃避光条件下POV急剧升高，而室温见光和室温避光条件下POV均一直保持在较低的水平。在烘箱避光条件下，石榴籽油的POV急剧升高，27 d即由起始值升至11.31 meq/kg，超过国际卫生标准。由此可见，温度对石榴籽油的存放影响较大。由图2可见，室温见光条件下POV上升幅度低，30 d后POV为2.19 meq/kg;同时室温避光条件下POV处理30 d后仍只上升至到1.39 meq/kg，这两种条件下存放的石榴籽油POV都远低于国际卫生标准。在氧化初期，石榴籽油POV值的变化速率缓慢，其原因可能是提取的石榴籽油含有一定量的VE，起到一定的抗氧化作用，同时油脂氧化尚处于诱导阶段，因此氧化的速率较慢。从图可见温度、光线均可加速石榴籽油的氧化，且温度的影响远大于光线。因此，较低温度和避光保存是重要的措施之一。降低石榴籽油氧化速率和延长贮藏时间的最主要措施就是低温，另外避光保存也是重要措施之一。

图2 温度、光线对石榴籽油氧化稳定性的影响Fig.2 The effects on oxidation stability of pomegranate seed oil by temperature and light

2.2.2 抗氧化剂对石榴籽油氧化稳定性的影响

不饱和脂肪酸含量较高的油脂极易氧化酸败，提高其抗氧化性能的措施主要有改善提取工艺条件、使用脱氧剂或抗氧化剂、低温密闭贮藏以及采用微胶囊包埋技术进行处理等。在油脂保存过程中添加抗氧化剂是一种既简单又比较经济的方法。本试验选用VE、TBHQ、PG三种抗氧化剂，研究其对石榴籽油的抗氧化效果。VC本身并无抗氧化性，但由于VC具有较强的还原性，可捕获过氧化自由基，阻断自由基链式反应，从而能够抑制油脂氧化酸败。因此，VC可用作多种油脂抗氧化剂的增效剂。

图3 抗氧化剂对石榴籽油POV影响Fig.3 The effects on POV of pomegranate seed oil by antioxidant

由图3可见，石榴籽油在烘箱加速氧化试验中POV随着存放时间的延长而升高，添加抗氧化剂后，石榴籽油的POV升高受到抑制，这种作用随着时间的延长表现得更加明显，且随着抗氧化剂的不同而存在显著差异。可以发现，在(62±1)℃条件下，VE、TBHQ和PG试验组的POV均低于空白对照组，尤其是TBHQ组的POV与空白对照组的差异显著，是比较理想的抗氧化剂。VE是一种公认的抗氧化剂，但其对植物油的抗氧化效果表现不一，如果油脂中VE含量低，添加VE后则抗氧化效果显著。本试验中可能是石榴籽油中VE含量比较丰富，所以VE对其抗氧化效果不明显。PG对石榴籽油的抗氧化效果也不如TBHQ。对于这三种抗氧化剂的抗氧化效果强弱顺序依次为:TBHQ＞PG＞VE。由图3可以看出，VC对三种抗氧化剂均有良好的协调作用，对TBHQ的抗氧化协同作用最强，0.2 g/kg TBHQ+0.1 g/kg VC能将杏仁油的贮藏期从27个月延长到40个月以上，是良好的抗氧化剂及增效剂。

3 结论

3.1 气相-质谱分析石榴籽油组分的谱图显示，水酶法提取的石榴籽油主要脂肪酸组成有8种，分别为:石榴酸 82.314%、亚油酸 4.881%、油酸4.188%、棕榈酸2.231%、硬脂酸1.813%、花生酸2.569%等，不饱和脂肪酸含量达94%。

3.2 根据Arrhenius经验公式，Schaal烘箱法中油脂存放的1 d相当于20℃条件下贮藏1个月的货架寿命，计算货架寿命以pov值低于10来计算。温度对石榴籽油的氧化作用比较明显，光线对石榴籽油氧化作用的影响不大。所以，室温条件下无论见光或者避光，石榴籽油放置3年其过氧化值仍低于2.0 meq/kg，具有很好的氧化稳定性。

3.3 添加抗氧化剂可明显提高石榴籽油的贮藏稳定性，随着存放时间的延长，效果愈显著。VE和PG对石榴籽油抗氧化效果不大显著，TBHQ对石榴籽油表现出显著的抗氧化效果。VC是TBHQ的有效增效剂，200 mg/kg TBHQ+100 mg/kg VC作为石榴籽油的抗氧化剂，可使石榴籽油的贮藏期从27个月延长到40个月以上，抗氧化效果显著。

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Analysis of Fatty Acid Composition and Antioxidation Stability of Pomegranate Seeds Oil Extracting by Aqueous Enzymatic

MIAO Li-li，XIA De-shui，GAO Li-na，ZHENG Zhan-wei，QIU Nong-xue*
College of Food Engineering and Nutrition Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China

The fatty acid compositions of pomegranate seeds oil extracting by aqueous enzymatic were analyzed by GCMS.The results showed that pomegranate seeds oil contained substantial unsaturated fatty acid，and the total amount of unsaturated fatty acid reaches 94%.The effects of temperature，light，and several antioxidants on the antioxidation of pomegranate seeds oil were investigated by Schall experiment in reference to peroxide value(POV).The results showed that the antioxidation of the oil was affected by temperature and light，and the effect of temperature was dominant.TBHQ possessed good antioxidation and had satisfactorysynergistic effect with VC.VEand PG had no significant antioxidation on pomegranate seeds oil.

pomegranate seeds oil;fatty acid composition;antioxidation

1001-6880(2011)06-1156-04

2010-06-09 接受日期:2010-09-26

国家大学生创新性实验计划项目(091071839)

*通讯作者 Tel:86-29-85310517;E-mail:nongxueq@snnu.edu.cn

Q946.81

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