脱毒苦杏仁油脂肪酸组成及抗氧化稳定性研究

王海泽，赵 忠,b，渠 美，朱海兰

(1 西北农林科技大学 a 林学院，b 西部环境与生态教育部重点实验室，c 经济与管理学院，陕西 杨凌 712100)

苦杏仁为蔷薇科植物杏(PrunusarmeniacaL.)、山杏(RrunusarmeniacaL.var. ansu Maxim.)及西伯利亚杏(PrunussibiricaL.)等的干燥成熟种子[1]，主产于我国辽宁、内蒙古、河北、山东、陕西、山西、甘肃、新疆等地[2]。苦杏仁不仅具有润肺、止咳、平喘等功效[3]， 还具有防癌、抗癌的作用[4]，脱毒后可榨取高档食用油。医学研究表明，不饱和脂肪酸具有明显降低高密度脂蛋白血清胆固醇的作用，进而可减少高血压、心脏病及中风等疾病的发病率。苦杏仁油中含有丰富的不饱和脂肪酸，在加工、贮藏和使用过程中，会因空气、光照、酶及金属离子等的作用，而易发生自动氧化反应，导致营养价值降低，甚至酸败变质。因此，在苦杏仁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，是保证苦杏仁油优异品质的一个不容忽视的问题[5-7]。

目前，西北农林科技大学林学院西部环境与生态教育部重点实验室已经攻克了苦杏仁油的脱毒及氰化物含量测定等关键技术，在此基础上，延缓苦杏仁油的自动氧化进程，延长其保质期，是进一步研究的核心问题。本研究在分析苦杏仁油脂肪酸组成的基础上，探讨了苦杏仁油的脂肪酸组成和抗氧化性能，并对其货架寿命进行了预测，以期为苦杏仁食用油的开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 主要材料和试剂

当年产苦杏仁，自甘肃庆阳县农户家购得。

试剂：碘化钾、硫代硫酸钠、冰乙酸、三氯甲烷、可溶性淀粉、柠檬酸、植酸、抗坏血酸(VC)等，均为分析纯级试剂；抗氧化剂叔丁基对苯二酚(TBHQ)、没食子酸丙酯(PG)、维生素 E(VE)及抗氧化剂增效剂抗坏血酸(VC)、柠檬酸(CA)，均为国产食品添加剂。VC为水溶性抗氧化剂，不溶于油脂中，然而微量VC可以保护油溶性抗氧化剂，增强其抗氧化性能，因此本试验用其作为增效剂。

1.2 主要仪器

GC-7A型气相色谱仪(配FID检测器)、AUW220D分析天平，日本岛津公司；101型电热鼓风干燥箱，北京科伟永兴仪器有限公司；螺旋榨油机，河南企鹅粮油机械有限公司；油脂全连续精炼设备，西安中谷油脂设备有限公司。

1.3 苦杏仁油的提取

于西北农林科技大学林学院西部环境与生态教育部重点实验室，在“仁用杏精深加工技术研究与开发”项目中试加工车间压榨提取苦杏仁油，并进行脱酸、脱臭、脱毒[8]、脱色处理。

1.4 苦杏仁油的脂肪酸组成分析

采用气相色谱法进行分析，试验在西北农林科技大学食品测试中心完成。

1.4.1 苦杏仁油的甲酯化 称取约100 mg 油样， 置于具塞试管中，加入1～2 mL石油醚(30～60 ℃)与苯的混合液(V(石油醚)∶V(苯)=1∶10)，振摇使油脂溶解后，加入0.4 mol/L KOH-甲醇溶液1～2 mL，混匀后在室温下静置5～10 min，再加入12 mL水，静置取上清液用于色谱分析。

1.4.2 气相色谱分析条件 石英毛细管柱型号：DB-nAX，3 cm×0.25 mm；柱温：50 ℃保持5 min，以10 ℃/min升温至230 ℃，保持20 min；检测口：FID 270 ℃，进样口：250 ℃。

1.5 光照、温度对苦杏仁油稳定性的影响

取50 mL苦杏仁油(起始过氧化值(POV)为0.4 mmol/kg)，在烘箱((65±0.5) ℃)避光、室温((25±0.5) ℃)曝光和室温避光条件下分别存放0，10，20，30和40 d，测定POV，研究光照、温度对苦杏仁油稳定性的影响[9-10]。

1.6 抗氧化剂对苦杏仁油稳定性的影响

1.6.1 抗氧化剂的选择 由GB 2760-2007《食品添加剂使用卫生标准》和《国内外食品添加剂使用规范和限量标准》可知，由于抗氧化剂的溶解度、毒性等问题，油溶性抗氧化剂的添加量一般不超过200 mg/kg，因此本试验抗氧化剂的最大添加量均小于200 mg/kg。本研究最终采用 Schaal 烘箱法，按照150 mg/kg 的添加量，在50 mL苦杏仁油(起始POV值为0.4 mmol/kg)中分别添加TBHQ、PG和VE3种油溶性抗氧化剂，使混合均匀，试验重复3次，并设置空白对照。然后将所有样品设置的重复置于65 ℃数显恒温干燥器中加速氧化40 d，期间每隔10 d取样1次，分析测定POV值的变化，测量3次求平均值，研究不同抗氧化剂对苦杏仁油抗氧化性能的影响，从中选取合适的抗氧化剂。

1.6.2 添加抗氧化剂和增效剂对苦杏仁油抗氧化作用的影响及其货架寿命的预测 酚类抗氧化剂使用时常常配合使用增效剂(SH)，如CA、VC等，这些增效剂本身没有抗氧化作用或者不溶于测定样品中，但是可以增强抗氧化剂的作用，这是由于增效剂能使催化氧化作用的金属离子钝化，同时其产生的氢离子又可以使抗氧化剂再生[11]。在油溶性抗氧化剂使用时，将2种或2种以上的抗氧化剂复配使用，或者将抗氧化剂与CA、VC等增效剂复配，可以大大增强抗氧化效果。

为了探讨添加抗氧化剂TBHQ及增效剂对苦杏仁油的抗氧化作用，并确定TBHQ的适宜添加剂量和合适的增效剂，在苦杏仁油中分别加入不同量的TBHQ及CA、VC2种增效剂，具体处理分别为50 mg/kg TBHQ、25 mg/kg TBHQ+25 mg/kg VC、25 mg/kg TBHQ+25 mg/kg CA、75 mg/kg TBHQ、100 mg/kg TBHQ、50 mg/kg TBHQ+50 mg/kg VC、50 mg/kg TBHQ+50 mg/kg CA、150 mg/kg TBHQ、75 mg/kg TBHQ+75 mg/kg VC、75 mg/kg TBHQ+75 mg/kg CA。同时设置空白对照，将处理好的苦杏仁油样品，置于65 ℃数显恒温干燥器加速氧化40 d，每隔10 d测定1次POV值，并记录其诱导时间，诱导时间是指苦杏仁油POV值达到国家一级食用油标准要求POV临界值(5 mmol/kg)时的天数，最后推算常温(25 ℃)贮存时苦杏仁油的货架期。

由Schaal烘箱法测得苦杏仁油在(65±0.5) ℃条件下POV值达到GB 2716-2005《食用植物油卫生标准》规定一级食用油标准POV值时所需贮藏时间，根据温度与油脂货架寿命系数的关系预测出25 ℃下苦杏仁油的贮藏时间，即为苦杏仁油的预期货架寿命[12-14]。GB 2716《食用植物油卫生标准》规定，一级成品植物油脂的过氧化值上限为5 mmol/kg。据Arrhenius经验公式，对于正常化学反应，反应温度每升高10 ℃，反应速度升高1倍，即KT+10 ℃/(KT)=2(其中K为反应速度常数，T为温度升高度数)，而反应速度常数与食品货架寿命呈反比，即反应速度常数越大，货架寿命越短。因此，由QT/(Q(T+10 ℃))=2(其中Q为货架寿命，T为原始贮藏温度)可得温度与货架寿命的关系[15]，结果如表1所示。由表1可知，Schaal试验(65 ℃)1 d相当于25 ℃贮藏16 d。因此，可由Schaal耐热试验得到的苦杏仁油在(65±0.5) ℃条件下POV值达到国家标准规定值所需的贮藏时间，推求得到苦杏仁油在25 ℃条件下的预期贮藏时间，即苦杏仁油的预期货架寿命。

表 1 温度与货架寿命系数的关系

1.7 POV的测定

参照GB/T 5538-2005进行测定。将50 mL冰乙酸-异辛烷(V(冰乙酸)∶V(异辛烷)=3∶2)溶液加入锥形瓶中，盖上塞子，摇动至样品溶解；加入0.5 mL饱和碘化钾溶液，盖上塞子使其反应，时间为(60±1) s，在此期间摇动锥形瓶至少3次；然后立即加入30 mL蒸馏水，用硫代硫酸钠标准溶液滴定上述溶液。逐渐添加滴定液，同时伴随有力的搅动，直到黄色几乎完全消失；添加约0.5 mL淀粉溶液，继续滴定，临近终点时，不断摇动使所有的碘从溶剂层释放出来，逐滴添加滴定液，至蓝色消失，即为终点。同时作空白对照试验。多次测量求平均值，按下式计算POV：

式中：C为硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；V为苦杏仁油样所用硫代硫酸钠标准溶液体积，mL；V0为空白对照试验所用硫代硫酸钠标准溶液体积，mL；m为试样的质量，g。

2 结果与分析

2.1 苦杏仁油的气相色谱分析

苦杏仁油中除含有36 g/kg的饱和脂肪酸棕榈酸之外，还含有丰富的不饱和脂肪酸，这些不饱和脂肪酸称作必需脂肪酸，不能在人体内合成，而必须从饮食中吸收，是维持生命的重要物质。由表2可知，苦杏仁油总不饱和脂肪酸含量达957 g/kg，其中以单不饱和脂肪酸(油酸)含量最高，为676 g/kg，仅次于橄榄油(800～820 g/kg)和茶油(790～800 g/kg)[16]中的单不饱和脂肪酸含量，亚油酸含量次之，为272 g/kg，棕榈油酸和亚麻酸含量较少，分别为8和1 g/kg。同时，在苦杏仁油中还检出2.27 mg/kg 的维生素E；脱毒后苦杏仁油的氰化物含量为0.148 mg/kg，低于美国和加拿大饮用水卫生标准对氰化物含量不超过0.2 mg/kg的要求[17-18]。据报道，微量苦杏仁甙(氰化物前体)在医疗临床上具有抗癌作用[4]。由此可见，苦杏仁油是一种营养价值很高的植物油资源。

表 2 苦杏仁油的脂肪酸组成

2.2 温度、光照对苦杏仁油稳定性的影响

由图1可知，在(65±0.5) ℃烘箱避光、室温((25±0.5) ℃)曝光和室温避光处理条件下，苦杏仁油的POV均随着处理时间的延长而升高。在室温曝光条件下，苦杏仁油POV的上升速度高于避光条件下，室温曝光条件下贮存20 d，苦杏仁油POV由起始值升至5.05 mmol/kg，超过国家一级食用油脂卫生标准的要求(POV<5 mmol/kg)；而在室温避光条件下，POV一直保持在较低的水平，处理40 d后仍不到2.5 mmol/kg，由此可见，低温避光比曝光处理更有利于苦杏仁油的保存。

图1 光照和温度对苦杏仁油过氧化值的影响

从图1还可以看到，光照、温度均可加速苦杏仁油的氧化，室温((25±0.5) ℃)曝光和(65±0.5) ℃避光条件下苦杏仁油的POV值都是先缓慢后急剧上升，前10 d两者POV值上升速率相近，10 d后温度对苦杏仁油氧化速率的影响远远大于光照。主要原因可能是，前期由于苦杏仁油中含有2.27 mg/kg VE，起到了一定的抗氧化作用，同时油脂氧化尚处于诱导阶段[10]，抑制了氧化速度。后期根据Arrhenius经验公式，对于正常化学反应，反应温度每升高10 ℃，反应速度升高1倍，因此随着时间的延长，温度对苦杏仁油氧化速率的影响呈几何倍数增长；而光照加快油脂氧化速率的原因是光照使空气中的氧分子活化，从而与油脂中游离基反应生成过氧化自由基，过氧化自由基极不稳定，易与空气中的氧气反应形成稳定的过氧化物，直至油脂中的不饱和脂肪酸全部氧化成过氧化物，油脂的感官变化逐渐明显。由此可得，光照、温度对杏仁油的氧化过程均有显著影响，相对光照而言，温度的影响更为明显。因此，避光和较低温度保存是降低杏仁油氧化速率和延长贮藏时间的重要措施。

2.3 抗氧化剂对苦杏仁油稳定性的影响

2.3.1 添加抗氧化剂对苦杏仁油抗氧化作用的影响 由图2可知，未添加抗氧化剂的对照组苦杏仁油，在65 ℃烘箱加速氧化条件下氧化很快，40 d后POV值已经达到11.48 mmol/kg，而添加不同抗氧化剂后苦杏仁油的氧化速度均较慢。3种抗氧化剂对苦杏仁油的抗氧化性能由强到弱的顺序依次为TBHQ>PG>VE，可见TBHQ对苦杏仁油的抗氧化性最优，VE对苦杏仁油的抗氧化性相对较差。不同抗氧化剂作用10，20和30 d时的抗氧化效果与40 d时相似，均以TBHQ效果最优。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[19]。本试验中可能是由于苦杏仁油本身含有丰富的VE，故VE对其抗氧化性能的影响效果不很明显。因此，选择TBHQ作为苦杏仁油的抗氧化剂。

2.3.2 添加TBHQ及增效剂对苦杏仁油抗氧化作用的影响 由表3可以看出，随时间的延长，对照组苦杏仁油样的POV值增加很快，40 d时上升至11.48 mmol/kg，诱导时间为20 d，货架期仅为320 d。而添加了抗氧化剂TBHQ的苦杏仁油的POV值增长比较缓慢，随着TBHQ添加量的增加，抗氧化效果越来越好，当TBHQ添加量为100 mg/kg时，其诱导期达到30 d，25 ℃下的货架期可达480 d，但尚未达到国家规定的食用油货架期540 d的标准；当TBHQ添加量增加到150 mg/kg时，诱导期达到64 d，苦杏仁油的货架期达1 024 d。因此，单纯以TBHQ作抗氧化剂时，其最适添加量为150 mg/kg。

图2 不同抗氧化剂作用40 d对苦杏仁油抗氧化性能的影响

由表3还可以看出，VC和CA均对TBHQ表现出较强的抗氧化协同作用，是苦杏仁油良好的抗氧化剂增效剂。与单纯添加TBHQ相比，同时添加50 mg/kg TBHQ和50 mg/kg VC，苦杏仁油诱导时间从23 d延长到25 d，货架期从368 d延长到400 d；同时添加75 mg/kg TBHQ和75 mg/kg VC，苦杏仁油诱导时间从28 d延长到38 d，货架期从448 d延长到608 d，达到国家标准要求。与单纯添加TBHQ相比，同时添加50 mg/kg TBHQ和50 mg/kg CA，苦杏仁油诱导时间从23 d延长到36 d，货架期从368 d延长到576 d，达到国家标准要求；添加75 mg/kg TBHQ和75 mg/kg CA，苦杏仁油诱导时间从28 d延长到44 d，货架期从448 d延长到704 d。增效剂增效作用的主要原因是，VC具有较强的还原性，可降低油脂中氧的浓度，通过捕获过氧化自由基，阻断自由基链式反应，从而抑制油脂氧化；柠檬酸能与金属离子形成螯合物，减少金属离子对油脂氧化的催化活性。相比较而言，CA的增效效果稍优于VC，这可能跟苦杏仁油脂肪酸的组成有关。由此可见，在添加75 mg/kg TBHQ作抗氧化剂时，最好再添加75 mg/kg VC或者75 mg/kg CA作增效剂。但出于产业化生产效率考虑，建议在生产中使用150 mg/kg纯TBHQ作为抗氧化剂。

表 3 添加TBHQ和增效剂对苦杏仁油POV值的影响及货架期预测

3 讨 论

苦杏仁含油率高达50%左右，脱毒后的苦杏仁油富含多种营养成分，其不饱和脂肪酸含量高达957 g/kg，尤其富含油酸、亚油酸。不饱和脂肪酸是人体必需脂肪酸，对人体具有十分重要的生理作用和药用价值。另外，苦杏仁油中还含有少量的维生素、无机盐、膳食纤维及人体所需的微量元素，具有润肺、健胃、补充体力的作用，可作为高档保健食用油开发利用。同时，苦杏仁油还可作为精密仪器、钟表的润滑油及高级涂料和高档化妆品的原料，具有很高的经济价值。

本研究通过测定POV的方法评价抗氧化剂对苦杏仁油抗氧化稳定性的影响。POV主要反映氢过氧化物的含量，而氢过氧化物易分解产生醛、酮、酸等小分子物质，发出令人不愉快的味道，因此将POV测定和感官评价相结合，能很好地反应苦杏仁油的氧化稳定性。本研究表明，在低温避光环境下，在苦杏仁油中添加适量抗氧化剂，可以延缓苦杏仁油自动氧化过程，达到延长货架期的效果，是保存苦杏仁油安全有效的方法。

现阶段，关于苦杏仁油、苦杏仁蛋白、木醋液和种皮黑色素的开发研究有了很大进展。本研究从苦杏仁油脂肪酸组成和抗氧化稳定性出发，基于GB 2716-2005《食用植物油卫生标准》，研究证实脱毒后的苦杏仁油为营养价值丰富的高档植物油，贮存条件为低温避光，适宜抗氧化剂为TBHQ(最适添加剂量为150 mg/kg)。然而，现阶段国家还未出台关于苦杏仁油作为食用油的卫生指标和质量指标，并且尚没有关于苦杏仁油保健效果的报道，这些问题将是后续研究的重点。

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