不同方式提取松籽油理化性质及微波加热对其品质影响的研究

马文君，齐宝坤，王 晶，李 杨，冯红霞，曹 亮，隋晓楠，江连洲

(东北农业大学食品学院，哈尔滨 150030)

近年来，微波加热不仅在食品工业中得到广泛应用，在家庭生活中愈发普遍。微波加热相比于常规加热可以快速节能地加热食物［1，2］。其原理是基于电磁波与食品中的分子的相互作用，在加热过程中由于食物中分子的震动和扩散，导致热量在整个容器中以同样的速度的产生。与此相反，常规加热则先是在接触表面产生热量，然后热量向内部传播［3-5］。微波加热和常规加热对食品组分的影响因而完全不同。同时，微波加热相比于常规加热，食品氧化的速度更快［6-8］。

松籽不仅是传统的大众喜爱的休闲食品，也是一种含油量较高的油料资源。松仁中含60% 以上的油脂，油脂中富含油酸等不饱和脂肪酸。松籽油具有独特的芳香气味，营养性能佳，是一种尚待开发利用且极具潜力的资源［9］。目前关于松籽油的研究，多集中在对溶剂法提取的松籽油的研究上，水酶法作为一种新型提取方法在提取松籽油的研究上也主要集中在对其提取条件的优化上，并未对水酶法松籽油的理化性质进行系统的分析［10-12］。

本文对比水酶法以及溶剂法提取的松籽油的各种理化性质，并进行脂肪酸分析，旨在对两种提取方法得到的松籽油进行全面分析，寻找出适合松籽油的提取方法，以最大程度的保持器营养成分及品质。本文从酸值、过氧化值、比消光系数K232、K270等4 个指标的变化方面，研究了一定功率下微波时间对松籽油品质的影响，旨在评价微波加热松籽油的安全性。为松籽油的开发利用提供一些基本信息。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

油料:脱皮红松籽仁，产自长白山地区;酶制剂:Alcalase 碱性蛋白酶(活力1.2×105U/mL)，novo 公司。无机试剂:氢氧化钠，盐酸，碘化钾，硫代硫酸钠，可溶性淀粉，氧化锌，浓硫酸，钼酸钠，硫酸联氨，磷酸二氢钾，酚酞指示剂，重铬酸钾，邻苯二甲酸氢钾，等试剂均为分析纯。有机溶剂:正己烷、乙酸、异辛烷、氢氧化钾、无水乙醇、95% 乙醇、环己烷等均为分析纯。

仪器:HP6890/HP5973 GC/MS 联用仪，美国惠普公司;LDZ5-2 型台式低速离心机，上海安亭科学仪器厂;旋转蒸发器，上海申生科技有限公司;FA2004 型电子分析天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司;F2102 型植物试样粉碎机，天津泰斯特仪器有限公司;XMTD-4000 型电热恒温水浴锅，北京市永光明医疗仪器厂;JJ-1 型增力电动搅拌机，金坛市医疗器械厂;WGL-45B 型电热恒温鼓风干燥箱，天津泰斯特仪器有限公司;UV-1600PC 紫外可见分光光度计，上海菁华科技仪器有限公司;微波炉，美的MM721NG1-PW 型家用微波炉(最大功率700W);罗维朋比色计，杭州麦哲仪器有限公司;85-2 数显恒温磁力搅拌器，丹瑞仪器;阿贝折射仪;电炉;马弗炉等。

1.2 方法

1.2.1 松籽主要成分的测定

水分的测定:根据GB304—87 进行测定;粗脂肪的测定:根据GB5512—85 中索氏抽提法进行测定;粗蛋白的测定:根据GB6432—94 进行;粗纤维的测定根据GB6193—86 灰分测定:根据GB5009.4—85 进行测定。

1.2.2 水酶法提取工艺要点

松籽仁经粉碎后，按料液比1∶5 加入蒸馏水，置于恒温水浴锅中并不断的搅拌，用NaOH 调节pH 至8.5，加入2% 的Alcalase 碱性蛋白酶，恒温50℃下酶解3.0h后，升温至100 ℃灭酶5 min，最后进行离心分离，收集上层清油。吸取乳状液，进行冷冻解冻破乳，然后进行离心分离，取上层清油，与第一次收集的油合并。冷藏保存。

1.2.3 溶剂浸提步骤

称取25g 松籽仁放入250mL 索氏抽提器中，用300mL 石油醚加热回流6h。抽提结束后，经旋转蒸发器回收溶剂，随后经过真空干燥得到油脂，将所得松籽油放置在棕色玻璃瓶中，放于冰箱冷冻，用于后续试验。

1.2.4 松籽油脂肪酸组成的测定

(1)甲酯化反应。吸取0.2 mL 红松籽油，加入4 mL 0.5mol/L 的氢氧化钠—甲醇溶液，在65℃水浴搅拌约15 min，待油滴完全消失后，再加入3 mL 三氟化硼—甲醇(20%，m/V)溶液，继续反应5 min，混合液加入10 mL 石油醚和10 mL 水，萃取两次后合并石油醚层备用。

(2)松籽油GC-MS 色谱分析条件。色谱条件:色谱柱为HP－1(25 m × 0.2 mm ×0.33 μm)弹性石英毛细管柱;载气为He 气;载气流量为1 mL/min;进样口温度为230 ℃;起始柱温60 ℃，保持10 min，以15 ℃/min升温到200 ℃，保持2 min，再以5 ℃/min 升温至230 ℃，保持30 min，汽化室温度为230 ℃，灯丝延迟450 s，分流比50∶1，进样量0.2μL。质谱条件:电离方式EI，电子能量70 eV，离子源温度200 ℃，质谱扫描范围30～500 a.m.u。

1.2.5 松籽油的物理化学性质测定

理化特性的测定。游离脂肪酸值:参照AOCS Official Method Ca 5a-40 Free Fatty Acids 方法测定;皂化值:参照AOCS Official Method Cd 3-25 Saponification Value 方法测定;过氧化值:参照AOCS Official Method Cd 8b-90 Peroxide Value Acetic Acid Isooctane Method 方法测定;折射率:AOCS Official Method Cc 7-25Refractive Index 方法测定;颜色:AOCS Official Method Cc 13e-92Color 方法测定;磷脂含量:GB/T 5537-2008 粮油检验 磷脂含量的测定钼蓝比色法方法测定;

1.2.6 微波加热处理油样

分别取油样约50mL，分别放在微波炉转盘正中央，以最高功率(700W)，依次加热1min、3min、5min、10min、15min。取出后立即冷却至室温，测定其酸值、过氧化值、比消光系数K232、K270。同时测定未加热的油样的各项指标。其中酸值、过氧化值的测定方法同上，K232、K270的测定方法参考ISO 3656:2002 进行测定。叶绿素含量的测定方法参考Mosquera et al.(1991)。

1.2.7 统计方法

数据统计方法:所有的试验至少进行3 次试验，运用SPSS 18.0 软件对数据进行统计分析，用Tukey's 检验进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 松籽的基本组成

本试验材料松籽的主要成分为:粗蛋白约含16.5%、粗脂肪约含63.5%、水分含量约为4.2%、纤维含量为13.6%、灰分含量为3% 左右。

2.2 松籽油物理化学性质分析

表1 列出了水酶法提取的松籽油和溶剂法提取的松籽油的理化性质的对比，从表1 中可以看出，不同提取方法对两种油的色泽以及折射率的影响不显著。溶剂法提取的油，颜色较水酶法提取的油稍深一些，但差别不显著，这是因为一些有色物质被溶剂浸提出来造成的。水酶法提取的松籽油的游离脂肪酸含量比溶剂法提取的松籽油要低一些，这是由于在水酶法提油过程中，提取环境为碱性环境，中和了一部分游离脂肪酸的结果。水酶法提取的松籽油相对于溶剂法提取的松籽油有相对较高的过氧化值，表明在水酶法提取的松籽油中有相对较高的氢过氧化物，这是由于水酶法提取的湿热环境会加速油脂的氧化。水酶法提取的松籽油的皂化值与溶剂法松籽油的皂化值差别不显著，这与脂肪酸的分析结果相对应。水酶法松籽油的磷脂含量低于溶剂法松籽油的磷脂含量，这是因为，磷脂在无水状态下可溶于油，而在有水存在的情况下会和水形成水合物后不溶于油［23］，水酶法提取松籽油的环境，使得磷脂与水结合形成乳状物，所以提取的油中磷脂含量较溶剂法提取的油较少。这为油脂后续精炼过程提供了便利。

表1 松籽油理化性质

2.3 松籽油的脂肪酸组成

表2 中列出了水酶法和溶剂法提取松籽油的脂肪酸分析结果，从表2 中可以看出，两种方法提取的松籽油的脂肪酸组成和含量基本相同，提取方法对松籽油脂肪酸的影响不显著。从松籽油的脂肪酸组成上来看，含量最多的是亚油酸其次是油酸，还含有少量的棕榈酸、硬脂酸、花生一烯酸等脂肪酸。

表2 松籽油的脂肪酸组成

2.4 微波加热对松籽油品质的影响

2.4.1 微波加热对松籽油酸值(AV)的影响

游离脂肪酸值(常以酸值表示)常被用于评价水解程度，也是油脂加热过程中监测油脂变质重要指标［13，14］。图1 显示，两种油在微波加热过程中，酸值的变化均不明显，甚至是在长时间加热的情况下也是如此。酸值的变化与微波加热时间没有建立联系。这个结果主要与油脂提取过程中脂肪氧化酶失活及微波炉加热过程不存在水分和水蒸气有关［15］。

图1 松籽油的酸值随微波加热时间的变化

2.4.2 微波加热对松籽油过氧化值(POV)的影响

氢过氧化物是不饱和脂肪酸氧化过程中的最主要产物，是主要的氧化初级产物。它们非常不稳定，并且能导致次级氧化产物的形成。所以过氧化值是氧化过程初级阶段的最重要的监测指标［15，16］。图2 显示，在加热的前3min 内，过氧化值有轻微的增加，但是并不显著，随后过氧化值急剧上升，这是因为松籽油受微波的作用，引发反应所需的自由基，加速过氧化物的形成，生成了大量的氢过氧化物，当加热时间过长，过氧化值开始下降，导致这种现象的原因是，氢过氧化物是油脂氧化的初级产物，不稳定，在热的作用下会发生分解，使氢过氧化物的分解速度大于生成速度，使过氧化值下降。两个样品的过氧化值与微波加热时间显著相关［17］。

图2 松籽油的过氧化值随微波加热时间的变化

2.4.3 微波加热对松籽油比消光系数K232、K270的影响

为了弥补过氧化值的不足，还测定了紫外吸收K232和K270(图3～4)，K232主要是衡量油脂中含有共轭二烯的氢过氧化物(氧化初级产物)［14］，K270可以表明油脂的含有共轭三稀的二级氧化产物。这些氧化产物在270nm 处有特征吸收峰，可以确定油脂氧化后期。K232在3min 之前没有明显变化，3min 后急速增加，这表明随着微波时间的延长，油脂的氧化速度加快。K270的变化趋势同样如此。随着微波时间的延长K232和K270的值都较加热初始有很大改变，呈现出一种正相关的趋势，这预示着微波加热时间过长会使松籽油的品质下降［18］。

图3 松籽油的K232随微波加热时间的变化

图4 松籽油的K270随微波加热时间的变化

2.4.4 微波加热对松籽油中色素的影响

松籽油的颜色与油脂中叶绿素和胡萝卜素含量的多少相关。这些色素在黑暗条件下可以作为天然抗氧化剂抑制油脂氧化，而在光照下则作为促氧化剂影响着油脂的氧化稳定性［19］。由图5 可知，未经过微波加热的水酶法提取的松子油的叶绿素含量为5.43 mg/kg，溶剂浸提法得到的为6.1 mg/kg，随着微波加热时间的延长，两种油样的色素含量在3min 后均显著下降，但溶剂浸提法制取的油脂叶绿素含量一直高于水酶法提取的油脂，这是由于在水相环境下部分色素溶于水中。

图5 松籽油的叶绿素含量随微波加热时间的变化

3 结论

对水酶法和溶剂法提取的松籽油的理化指标的测定结果显示，不同提取方法对松籽油的皂化值、折射率、色泽的影响不显著，但水酶法松籽油色泽浅，松籽香气浓郁，酸值及磷脂含量均低于溶剂法松籽油，而过氧化值高于溶剂法松籽油。脂肪酸的分析结果表明，两种方法提取的松籽油脂肪酸组成差异不显著。

微波加热两种方法松籽油的结果表明，微波加热对松籽油品质的影响基本一致，随着加热时间的延长酸值没有发生显著的改变;过氧化值先增加后降低;K232、K270均呈现出增大的趋势;叶绿素含量一直下降。因此，随着加热时间的延长，油的品质发生显著的下降。所以在微波加热松籽油过程中应尽量避免过长时间的加热。

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