不同产地米糠油理化特性与组成分析研究

杨青坪，梁少华，杨瑞楠

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001）

0 前言

中国是稻米的原产国，年产稻谷2 亿t，居世界首位[1].米糠油是稻谷加工过程中产生的米糠经压榨或浸提制取的油脂[2]，是一种营养丰营的植物油.它含有丰富的油酸、亚油酸、维生素E、谷维素、甾醇等活性成分，其中油酸、亚油酸比例接近1∶1，符合国际卫生组织推荐的最佳标准[3]；米糠油中含有的维生素E 等天然抗氧化成分，可应用于糕点类食品以延长货架期[4]；此外，米糠油中含有的谷维素具有降低胆固醇、抗高血脂、调节体内激素等营养保健功能和良好的抗氧化作用[5]，广泛用于食品、医药等领域.

米糠油特有的功能作用和营养特性已经吸引了越来越多的国内外专家学者的目光.目前，已有的报道主要集中在米糠油中谷维素、维生素E 和甾醇等天然活性成分的研究上[6-10]，而对不同产地米糠油理化特性与组成分析基础性研究并不多.作者以4 种不同产地的米糠原油为原料，研究和分析了其基本理化性质、脂肪酸组成、sn-2 位脂肪酸分布、甘三酯组成和VE、甾醇、谷维素含量，为提高米糠油的综合利用率和深度开发奠定基础.

1 材料与方法

1.1 材料

4 种不同产地的油样均为未精炼的米糠原油，米糠油1 号（产地：辽宁省）；米糠油2 号（产地：河北省）；米糠油3 号（产地：黑龙江省哈尔滨市）；米糠油4 号（产地：河南省）.

乙醚、乙醇（95%）、邻苯二甲酸氢钾、氢氧化钾、酚酞、铝粉、浓盐酸、无水碳酸钠、甲基橙、可溶性淀粉、重铬酸钾、碘化钾、硫代硫酸钠、三氯甲烷、冰乙酸、丙酮、正庚烷、磷酸二氢钾、浓硫酸、钼酸钠、硫酸联氨、磷酸、甲醇、金属钠、甲酸、氯化钙、氯化钠、胆酸钠、2'，7'-二氯荧光素、羧甲基纤维素钠、三羟甲基氨基甲烷缓冲液、无水硫酸钠、硅胶GF2549（化学纯）、正己烷（色谱纯）、氯化铁，未标明的药品和试剂均为分析纯.

维生素E 标准品：α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚，α-生育三烯酚、β-生育三烯酚、γ-生育三烯酚、δ-生育三烯酚和豆甾醇标样均为sigma 公司产品.

1.2 仪器与设备

Sartorius BSA224S 型分析天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；Agilent7890A 型气相色谱仪：美国Agilent Technologies；Waters2695 型高效液相色谱仪：Waters Corporation；WGL-125B 电热鼓风干燥箱：天津市泰斯特仪器有限公司；DZKW-4 型电子恒温水浴锅：北京中兴伟业仪器有限公司；XW-80A 漩涡混合器Vortex：海门市麒麟医用仪器厂；TDL-80-2B 低速台式离心机：上海安亭科学仪器厂；TU-1810 紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限公司；RE-52AA 旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂；WSL-2 型比较测色仪：上海易测仪器设备有限公司；NDJ-8S 数字显示黏度计：上海精密科学仪器有限公司.

1.3 方法

1.3.1 不同产地米糠油理化指标的测定

相对密度按照GB/T 5518—2008 方法测定；折光指数按照GB/T 5527—2010 方法测定；色泽按照GB/T 22460—2008 方法测定；黏度按照GB/T 5516—2011 方法测定；酸价按照GB/T 5530—2005测定；过氧化值按照GB/T 5538—2005 方法测定；皂化值按照GB/T 5534—2008 方法测定；不皂化物按照GB/T 5535.1—2008 方法测定；磷脂含量按照GB/T 5537—2008 方法测定.

1.3.2 米糠油脂肪酸组成分析

米糠油脂肪酸甲酯采用GB/T 17376—2008 方法制备；脂肪酸甲酯的气相色谱分析采用GB/T 17377—2008 方法分析，色谱条件：色谱柱（BPX-70 毛细管柱30.0 m×250 μm×0.25 μm），进样口温度230 ℃，柱温190 ℃，检测器温度300 ℃，氢离子火焰检测器（FID），氮气流速1.2 mL/min.

1.3.3 米糠油的sn-2 位脂肪酸组成分析

油样酸价高于3 mg/g 时，根据溶剂法及柱色谱法制备中性油.取6 滴中性油于长试管中，向油样中加入25 mg 胰脂酶及2 mL 缓冲溶液，摇匀.再加入0.6 mL 胆酸钠溶液（质量浓度为2 g/L）及0.4 mL 氯化钙溶液，手动摇匀1 min，置于40 ℃恒温水浴中保温1 min（保持手动缓慢摇动）再用混合器振荡2 min，加入1 mL 盐酸溶液及2 mL 乙醚于试管中，摇匀，置于离心机中离心2 min（转速为2 500 r/min），取上清液，经薄层层析后显色确定甘一酯，甘一酯甲酯化后，经气相色谱分析sn-2 位脂肪酸组成[11].

1.3.4 米糠油甘三酯组成及含量的计算方法

由气相色谱可得米糠油sn-2 位脂肪酸及全样脂肪酸含量，通过1，3-随机-2 随机学说计算米糠油sn-1，3、sn-2 位脂肪酸分布：

%sn-1，3 位=（3×全样脂肪酸含量－sn-2 位脂肪酸含量）/2.

根据公式：

%sn-XYZ=[（X 酸在sn-1，3 位的摩尔分数）（Y 酸在sn-2 位的摩尔分数）（Z 酸在sn-1，3 位的摩尔分数）]×10-4，可计算出米糠油的甘三酯种类与含量[12].

1.3.5 米糠油中维生素E 含量的分析

米糠油中维生素E 含量分析采用GB/T 5009.82—2003 方法.

色谱条件：固定相为waters NH2柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相为正己烷∶异丙醇=99∶1（V/V）；柱温为40 ℃；流速为0.8 mL/min；检测器为RF-10AXL 荧光检测器；激发波长298 nm；发射波长325 nm；进样量2 μL，外标法计算.

1.3.6 米糠油中总甾醇含量的分析

米糠油中总甾醇含量分析采用分光光度法[13].

1.3.7 米糠油中谷维素含量的分析

米糠油中谷维素含量分析采用分光光度法[14].

2 结果与分析

2.1 不同产地米糠油理化指标比较分析

测定不同产地米糠油理化指标，结果见表1.

由表1 可知，不同产地的米糠油的相对密度、折光指数相差不大，研究结果与王文侠等[15]的研究结果基本一致.油脂和脂肪酸的折光指数与双键数目和共轭程度呈正相关[12]，折光指数相差不大，说明油中不饱和程度没有较大差异，这与表2 分析结果基本一致.而黏度和色泽有较大差异，其中1 号辽宁省的米糠油黏度（0.159 Pa·s）最大，4 号河南省的米糠油黏度（0.096 Pa·s）最低，3 号、4 号米糠油色泽较深.这可能是由于米糠储藏条件与加工工艺不同，造成油中的色素物质含量有差异.酸值在7.9～57.7 mg/g 之间，不同产地之间有显著性差异，其中1 号辽宁省的米糠油酸价最高，为57.7 mg/g，大于国标规定的米糠原油酸价标准.这可能是因为米糠中含有多种酶，特别是脂肪酶含量及活性高，在加工过程中，脂肪酶经过碾米过程被释放出来，与油脂接触迅速发生反应，使部分脂肪水解成游离脂肪酸[16].过氧化值和酸值是反映油脂氧化和酸败的指标，数值越高，油的品质越差，根据表1 可知，3 号黑龙江的米糠油品质较好.皂化值在185.6～194.3 mg/g 之间，在国标允许范围之内[17].与周宝兰[18]的研究结果相比，本试验米糠油中不皂化物的含量较高，可能是所用米糠油甾醇含量较高所致.且不同产地米糠油不皂化物含量有差异，其中1 号辽宁省米糠油不皂化物质量分数（6.26%）稍高于2 号河北省（5.56%）、3 号黑龙江（5.42%）和4 号河南省（4.11%），但磷脂含量（3.68 mg/g）远低于其他三省.

2.2 不同产地米糠油脂肪酸组成分析

采用面积归一化法对各种脂肪酸进行定量分析，由米糠油全样及sn-2 位脂肪酸分析结果，根据sn-1，3-随机-2-随机分布学说可计算出sn-1，3位脂肪酸含量.全样、sn-2 位及sn-1，3 位脂肪酸组成及含量见表2.

表2 不同产地米糠油的立体专一分布Table 2 Total and sn-2 fatty acid composition of rice bran oils from different areas %

由表2 可知，米糠油主要由7 种脂肪酸组成，全样脂肪酸组成中油酸（C18∶1/O）含量最高，相对含量为39.78%～42.18%，其次是亚油酸（18∶2/L），相对含量33.25%～37.16%，二者含量之和接近80%.可以看出对于不同产地的米糠油，油酸、亚油酸含量变化不大，表明米糠油总体不饱和脂肪酸含量高，且相对稳定.米糠油中油酸、亚油酸是人体必需脂肪酸，具有延缓动脉粥样硬化、促进人体新陈代谢的重要作用[5]，二者含量比例接近于国际卫生组织推荐的油酸和亚油酸比例为1∶1 的最佳比例[3].饱和脂肪酸中棕榈酸（16∶0/P）含量最高，相对含量16.65%～18.48%，亚麻酸（18∶3/Ln）、硬脂酸（18∶0/St）、花生酸（20∶0/Ad）、豆蔻酸（14∶0/M）含量相对较低，均在5%以下，与喻凤香等[19]研究结果相比，未检测到棕榈油酸，其他脂肪酸含量基本相同，除了米糠原料油品种差异这一因素外，当地的地质因素等条件也会影响脂肪酸含量.

sn-2 位脂肪酸组成中，棕榈酸、硬脂酸等饱和脂肪酸分布较少，油酸（38.65%～46.92%）、亚油酸（49.18%～58.54%）等不饱和脂肪酸含量较高，不饱和脂肪酸总量高达90%以上，这种脂肪酸分布符合植物油脂甘三酯中不饱脂肪酸连结在sn-2 位上的立体专一分布的特点[12].不同产地米糠油的脂肪酸含量虽然略有差异，但趋势相同.

2.3 不同产地米糠油甘三酯组成分析

根据sn-2 位、sn-1，3 位脂肪酸组成（表2）和sn-1，3-随机-2-随机分布规律，可计算出米糠油的甘三酯种类与含量[12]，见表3.

由表3 可知，米糠油中的甘三酯组成主要是以油酸、亚油酸、棕榈酸为主.三不饱和脂肪酸甘三酯含量达到50%，一饱和二不饱和脂肪酸甘三酯含量高达30%，其中以OOL（17.24%～19.43%），LOL（16.59%～17.79%），POL（12.90%～16.43%）相对含量较高，比较高的甘三酯还有POO（8.38%～10.29% ）、OOO（7.31%～8.23% ）、PLL（6.29%～7.30%），其余相对含量较低，均在5%以下.甘三酯含量差异的原因除了基因控制这一主要因素之外，也会与气候条件如降水量和日光照射时间有关[20].

表3 不同产地米糠油主要甘三酯组成成分Table 3 Triacylglycerol compositions of rice bran oils from different areas %

2.4 维生素E 含量分析

图1 不同产地米糠油维生素E 分析测定色谱图Fig.1 Vitamin E determination chromatogram of rice bran oils from different areas

维生素E 是防止油脂氧化酸败的天然抗氧化剂且具有生理活性功能，目前已经从植物资源中分离出4 种生育酚（α、β、γ、δ）和4 种生育三烯酚（α、β、γ、δ）.按1.3.5 中所述方法分析不同产地米糠油中维生素E 含量，4 种米糠油维生素E 分析测定色谱图见图1，标准品色谱图见图2，分析结果见表4.

根据保留时间与标准品谱图进行比对分析，鉴别出每个峰代表的生育酚类型.其中1 为α-生育酚，2 为α-生育三烯酚，3 为β-生育酚，4 为γ-生育酚，5 为β-生育三烯酚，6 为γ-生育三烯酚，7为δ-生育酚，8 为δ-生育三烯酚.

图2 生育酚和生育三烯酚标准品高效液相色谱图Fig.2 HPLC figure of tocopherols and tocotrienols standards

由表4 可知，米糠油中维生素E 含量在69.31～127.76 mg/100 g，与刘玉兰等[9]研究结果差异不大，其中主要维生素E 是γ-生育三烯酚、α-生育酚、α-生育三烯酚，其他维生素E 含量较少，在试验中未检测出β-生育三烯酚，δ-生育酚仅在河南米糠油中检测到.米糠油中维生素E 含量均较高，黑龙江米糠油维生素E 含量（127.76 mg/100 g）最高，比花生油（16.5 mg/100 g）、杏仁油（35.3 mg/100 g）、菜籽油（15.5 mg/100 g）等[21]油脂中的维生素E 含量高得多.4 种不同产地的米糠油中维生素E 含量有较大差异，其中河南米糠油的VE含量较低（69.31 mg/100 g），这可能与原料米糠的产地来源有很大关系[9].米糠油中的生育酚含量在21～50 mg/100 g 之间，占米糠油中维生素E 总量40%左右，由此可见，米糠油中的生育三烯酚的含量要高于生育酚的含量，而生育三烯酚在抗氧化性能、降低胆固醇、降血脂等方面具有比生育酚更显著的生理功能[22]，在VE中，γ-VE的抗氧化能力最强，检测米糠油中γ-VE含量最高，所以米糠油具有一定的抗氧化能力.米糠油中α-生育酚含量位居第二（6.45～40.76 mg/100 g），α-生育酚具有迄今所知的最大的维生素E 活性，其他生育酚仅具有α-生育酚的1%～50%的生物活性[23].由此可见米糠油是重要的营养保健油脂，开发利用前景十分广阔.

表4 不同产地米糠油维生素E 含量Table 4 The tocopherol contents of rice bran oils from different areas mg/100 g

2.5 总甾醇含量分析（表5）

由表5 可知，不同产地米糠油甾醇含量差异不显著，1 号辽宁省米糠油甾醇含量最高，为3.38%，其他各省甾醇含量均在3%左右，略高于周宝兰等[24]研究的毛糠油甾醇范围2.55%～3.06%.

2.6 谷维素含量分析（表6）

由表6 可知，米糠油中谷维素含量较普通植物油高.不同产地米糠油谷维素含量有差异，其中，3 号黑龙江米糠油谷维素含量最高，可达1.98%，而4 号河南米糠油含量最低，为1.60%，与刘军海[25]的研究结果基本一致.此外，有文献报道，谷维素含量和油脂酸值呈显著的线性关系[26]，本试验并未发现此规律.

表6 不同产地米糠油谷维素含量Table 6 The oryzanol contents of rice bran oils from different areas

3 结论

（1）4 种不同产地米糠油理化指标中相对密度、折光指数差异较小，其他指标如酸价、皂化值等产地差异显著.

（2）不同产地米糠油脂肪酸种类基本相同，含量相差不大.其中油酸、亚油酸这两种不饱和脂肪酸相对含量较高，占总脂肪酸总量的80%左右；sn-2 位脂肪酸组成中，油酸相对含量38.65%～46.92%，亚油酸相对含量49.18%～58.54%，含量差异明显，油酸与亚油酸含量在4 号河南省米糠油和3 号黑龙江米糠油中分别达到最高.

（3）甘三酯组成中，不同产地没有显著性差异，其中OOL 为17.24%～19.43%，LOL 为16.59%～17.79%，POL 为12.90%～16.43%，含量相对较高，比较高的甘三酯还有POO（8.38%～10.29%）、OOO（7.31%～8.23%）、PLL（6.29%～7.30%），其余甘三酯相对含量较低.

（4）米糠油中主要维生素E 是γ-生育三烯酚、α-生育酚、α-生育三烯酚，不同产地的米糠油维生素E 含量有显著差异，其中黑龙江米糠油维生素E 含量（127.76 mg/100 g）最高.而甾醇（2.98%～3.38%）和谷维素含量（1.60%～1.98%）不同产地相差不大.

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