不同预处理方法对提取萝卜籽油品质的影响

赵功玲 莫海珍 孔 瑾 杨秋丽

(河南科技学院食品学院，新乡 453003)

不同预处理方法对提取萝卜籽油品质的影响

赵功玲 莫海珍 孔 瑾 杨秋丽

(河南科技学院食品学院，新乡 453003)

研究了整粒浸泡酶解、种子粉碎酶解、种子粉碎3种预处理方法对提取的萝卜籽油中多种指标的影响。结果表明，整粒浸泡酶解预处理方法提取的油脂中异硫氰酸酯、莱菔素含量高，总抗氧化能力、清除DPPH·能力强，种子粉碎酶解法次之，种子粉碎法最差；种子粉碎预处理法的油脂中酸价和过氧化值含量最高，种子粉碎酶解法次之，整粒浸泡酶解法最低；3种预处理方法对油脂脂肪酸组成变化不显著。整粒浸泡酶解法提取油脂的条件为：整粒种子25 ℃浸泡1 h，破碎后25 ℃酶解50 min，酶解pH5.0，液料比20 mL/g，提取时间5 min；萝卜籽油的提取率为34.51%，提取效率为95.03%。

萝卜籽油 预处理方法 酶解 品质

十字花科植物中含有大量硫苷，当植物组织破碎，硫苷就会与自身的黑芥子酶接触，水解生成异硫氰酸酯；硫苷及异硫氰酸酯具有很强的抗癌、促进脂质代谢、抗氧化、抑菌等生理活性[1-3]。萝卜种子中含有大量的异硫氰酸酯，其中莱菔素含量占总异硫氰酸酯的60%以上[4-5]。莱菔素与存在于西兰花中的莱菔硫烷相比，在烃基链上有不饱和键，比莱菔硫烷的活性强1.3～1.5倍[6]。

萝卜种子的含油量很高，达30%～45%，萝卜籽油不饱和脂肪酸的含量很高，具有很高的开发价值[7]。本研究采取不同预处理方法提取萝卜种子中的油脂，通过对油脂中总异硫氰酸酯、莱菔素、酸价、过氧化物值、脂肪酸组成及抗氧化性能的比较，确定萝卜籽油的提取方法，为进一步开发利用萝卜种子提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

长春萝卜种子：北京种子公司；莱菔素标品、甲醇、1,1-二苯基-2-苦基肼、异硫氰酸苯甲酯、1,2-苯二硫醇：Sigma公司；磷酸二氢钠、柠檬酸、二氯甲烷和其他试剂均为国产分析纯试剂。

冷冻离心机：上海医分仪器制造有限公司；Trace DSQ气质联用仪：美国菲尼根公司；UV-2102PCS紫外分光光度计：上海尼龙科仪器有限公司；JJ-2组织捣碎机：金坛市华峰仪器有限公司；RE-5299旋转蒸发仪：河南智诚科技发展有限公司；药物粉碎机：武义县屹立工具有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 萝卜种子不同预处理方法

1.2.1.1 整粒浸泡酶解预处理方法

萝卜种子100 g，加2倍量蒸馏水，封口，摇床(25 ℃，100 r/min)中分别浸泡0、0.5、1、1.5、2、4、6、8、10 h，取出，捣碎机快速打碎，放回摇床酶解50 min，取出，冷冻干燥，加20倍二氯甲烷，封口，用力摇动5 min，冷冻离心5 min(10 000 r/min)，取二氯甲烷层。相同方法再提取2次，合并3次提取液，旋转蒸发，得到的萝卜籽油保存于-20 ℃。

1.2.1.2 种子粉碎酶解预处理方法

药物粉碎机粉碎的萝卜种子100 g，加2倍蒸馏水，封口，摇床(25 ℃，100 r/min)中分别酶解0、0.5、1、1.5、2、4、6、8、10 h，取出，冷冻干燥，其余操作同1.2.1.1。

1. 2.1.3 种子粉碎预处理方法

药物粉碎机粉碎的萝卜种子100 g，加20倍量二氯甲烷，其余操作同1.2.1.1。

提取过油脂的残渣，低温去除二氯甲烷后，按照1.2.1.2的方法操作，用于测定脱脂残渣中异硫氰酸酯及莱菔素的含量。

1.2.2 总异硫氰酸酯与莱菔素含量测定方法

[8-9]的方法分别测定提取油脂及脱脂残渣中总异硫氰酸酯及莱菔素的含量。

1.2.3 油脂酸价和过氧化值测定方法

参考GB/T 5530—2005和GB/T 5538—2005方法分别测定提取油脂的酸价、过氧化值[10]。

1.2.4 油脂抗氧化能力测定

1.2.4.1 T-AOC法

取3μL 提取的油脂，加0.1 mL甲醇溶解，用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定总抗氧化能力。

1.2.4.2 DPPH·法

参考文献[11]测定油脂DPPH·的清除率。

1.2.5 脂肪酸组成分析

按照1.2.1.1(浸泡1h)、1.2.1.2(酶解1 h)及1.2.1.3叙述方法分别提取油脂，用于脂肪酸组成分析。

氢火焰离子检测器：温度为230 ℃；DB-23弹性石英毛细管色谱柱 (60 m×0.25 mm×0.25 μm)；柱程序升温过程：180 ℃维持10 min，4 ℃/min升至200 ℃，维持6 min，再以10 ℃/min升至230 ℃，维持6 min。气化室温度250 ℃；高纯氦气流速1.0mL/min；分流比为20∶1，进样量为1 μL[12]。

1.2.6 确定整粒浸泡酶解法提取油脂的条件

以莱菔素含量为参数，整粒种子加水浸泡1 h后，选取酶解时间、酶解温度、酶解pH、提取时间、液料比为因素，通过单因素试验确立整粒浸泡酶解法提取油脂的条件。

酶解时间确定：分别酶解10～70min，按照1.2.1.1方法提取油脂。酶解温度确定：相同的反应体系，20～60 ℃酶解50 min提取油脂。酶解液pH确定：磷酸-柠檬酸缓冲液调节pH分别为3.0，5.0，7.0，9.0，25 ℃酶解50 min，按照1.2.1.1方法提取油脂。提取时间确定：操作同酶解时间确定，只是酶解时间为50 min，提取时间1～30 min。液料比确定：操作同酶解时间确定，但酶解50 min，提取5 min，二氯甲烷与种子的比例(mL/g)分别设置为5∶1，10∶1，20∶1，30∶1，40∶1。

1.2.7 油脂提取率与提取效率计算

提取率=萝卜籽油质量/萝卜籽质量×100%

提取效率=整粒浸泡酶解优化方法提取率/索氏提取方法提取率×100%

索氏提取方法参考文献[13]。

2 结果与分析

2. 1预处理方法对萝卜籽油异硫氰酸酯含量的影响

如图1，种子粉碎提取的方法，油脂中总异硫氰酸酯的含量几乎为0。整粒浸泡酶解法与种子粉碎酶解法油脂中总异硫氰酸酯含量的变化规律相似，即0～1 h，随时间的延长，总异硫氰酸酯的含量逐渐增加，而后(1～10 h)缓慢降低，但相同时间下前者方法的总异硫氰酸酯的含量比后者高约2～4倍。3种预处理方法中，整粒浸泡酶解的方法油脂总异硫氰酸酯的含量最高，整粒浸泡1 h时有最高的含量，数值为129.10 mg/kg。

种子粉碎酶解法的总异硫氰酸酯的含量低于整粒浸泡酶解法，应该与种子破碎时间较长造成硫苷的挥发以及种子中黑芥子酶的活性低有关；0～10 h的酶解时间，1 h可能已经完成了酶解过程，所以总异硫氰酸酯的含量最高；随酶解时间的延长，总异硫氰酸酯的含量降低与其的挥发性可能有关。

整粒浸泡酶解法的总异硫氰酸酯的含量高，与种子浸泡过程中酶活性增加可能有关；浸泡1 h可能使种子中黑芥子酶的活性达到最高，所以异硫氰酸酯的含量最高；随着浸泡时间的延长，黑芥子酶活性可能无变化，但种子已经开始萌发，可能造成异硫氰酸酯的含量降低。浸泡超过10 h，种子明显萌发，异硫氰酸酯的含量降低显著。另外，种子在浸泡过程中吸水膨胀，降低了单位重量的硫苷的浓度，减小了破碎难度及破碎时间，从而也减少了异硫氰酸酯的挥发和氧化。

种子粉碎提取法，无酶解过程，种子中的硫苷不能转化异硫氰酸酯，所以提取的油脂中含量几乎为0。由图1知，残渣经过酶解后，提取出了大量异硫氰酸酯，变化规律同其他两种预处理方法。这些试验结果验证了萝卜种子中硫苷的亲水性与异硫氰酸酯的非极性的性质[14]。

图1 预处理方法对萝卜籽油总异硫氰酸酯含量影响

2.2预处理方法对萝卜籽油中莱菔素含量的影响

由图2可知，莱菔素的变化规律与总异硫氰酸酯相似，只是含量相对低。采取整粒浸泡酶解的方法，油脂中莱菔素的含量最高，种子粉碎酶解法次之；种子粉碎直接提取法含量为0。整粒种子在0～10 h的浸泡过程中，1 h时莱菔素含量最高，达84.71 mg/kg(占总异硫氰酸酯的69.49%)，随浸泡时间的延长，莱菔素的含量逐渐降低。经试验，浸泡时间大于10 h，种子明显萌发，莱菔素的含量更低，但MTBITC(萝卜根中的主要异硫氰酸酯)含量相对增加，这与相关文献报道的结果一致[15]。

图2 预处理方法对萝卜籽油菜菔素含量的影响

2.3 预处理方法对萝卜籽油酸价的影响

3种预处理方法对油脂酸价的影响如图3。整粒浸泡酶解法与种子粉碎酶解法的变化规律相似，但酸价数值在相同时间下前者低于后者；浸泡或酶解1 h时，油脂酸价最低，随浸泡时间的延长，酸价缓慢上升。浸泡或酶解1 h时的酸价低可能与油脂中异硫氰酸酯及莱菔素含量高有关，因为异硫氰酸酯及莱菔素具有强的抗氧化及抑菌活性[16]，可有效抑制油脂的氧化酸败，降低酸价；随浸泡或酶解时间的延长，异硫氰酸酯及莱菔素含量逐渐降低，油脂酸价逐渐增高。

图3 预处理方法对萝卜籽油酸价的影响

2.4 预处理方法对萝卜籽油过氧化值的影响

如图4，整粒浸泡酶解法在浸泡1 h时，油脂过氧化值最低，比0 h时低5倍；1 h时后，随浸泡时间的延长，过氧化值呈现上升趋势，10 h的过氧化值低于0 h，也即种子粉碎直接提取法。种子粉碎酶解法的变化规律与整粒浸泡酶解法相似，但过氧化值在相同时间下比整粒浸泡酶解法高。整粒浸泡酶解法与种子粉碎酶解法的过氧化值在超过0 h的处理时间下都比种子粉碎法低，应该与油脂中的异硫氰酸酯及莱菔素含量有关；相对于酸价，异硫氰酸酯及莱菔素的含量对油脂中的过氧化值的影响要大。

图4 预处理方法对萝卜籽油过氧化值的影响

2.5 预处理方法对萝卜籽油抗氧化能力的影响

2.5.1 预处理方法对萝卜籽油总抗氧化能力的影响

由图5看出，浸泡1 h，整粒浸泡酶解法的总抗氧化能力最强，并且比0 h时也即种子粉碎法高几乎3倍；1 h时后，随浸泡时间的延长，总抗氧化能力快速下降，但10 h时的值还远高于0 h。种子粉碎酶解法的变化规律与整粒浸泡酶解法相似，但抗氧化能力在相同时间下比整粒浸泡酶解法低。种子粉碎法提取的油脂总抗氧化能力最差。

图5 预处理方法对萝卜籽油总抗氧化能力的影响

2.5.2 预处理方法对萝卜籽油清除DPPH·的影响

如图6，整粒浸泡酶解法浸泡1 h时，清除DPPH·能力最强，随浸泡时间的延长，清除DPPH·能力变化不大。种子粉碎酶解法的变化规律与整粒浸泡酶解法相似，但清除率在相同时间下比整粒浸泡酶解法稍低。种子粉碎法清除DPPH·能力最差。

图6 预处理方法对萝卜籽油清除DPPH·的影响

2.6 预处理方法对萝卜籽油脂肪酸组成的影响

由表1看出，3种预处理方法的萝卜籽油中，都含有15种脂肪酸，其中芥酸含量最高，变化范围为27.65%～31.94%，其次是油酸(27.27%～29.59%)、亚油酸(9.54%～11.13%)和二十碳一烯酸(10.25%～10.32%)，再次是α-亚麻酸、棕榈酸，还有少量的硬脂酸、二十四碳一烯酸等；不饱和脂肪酸占总脂肪酸的量达88%以上。

SPSS数据分析软件分析，3种预处理方法对油脂脂肪酸的组成影响不显著，但方法1的芥酸含量相对稍低，可能与整粒浸泡过程中种子萌发有关；亚油酸、亚麻酸、花生二烯酸含量相对稍高，可能与酶解过程使油脂异硫氰酸酯及莱菔素含量高，在一定程度上保护了多不饱和脂肪酸的氧化有关。

表1 预处理方法对萝卜籽油脂肪酸组成的影响

注：方法1为整粒浸泡酶解法，方法2为种子粉碎酶解法，方法3为种子粉碎法。

2.7 整粒浸泡酶解法提取油脂的条件

由图7看出，随酶解时间的延长，莱菔素含量逐渐增加，但酶解时间超过50 min，莱菔素的量反而减少，最高含量的酶解时间是50 min。

对于酶反应，温度是一个重要的因素。如图8，太低、太高的温度不利于酶的作用，25 ℃可能是黑芥子酶最佳的活性温度，莱菔素含量最高。

影响酶活性很大的因素是pH。如图9，环境pH过高和过低对酶解过程都不利，pH 5时莱菔素的含量最大，pH大于5，随pH的增高，莱菔素含量急剧下降。

图10显示，随提取时间增加，莱菔素的量逐渐增加；提取5 min莱菔素的含量最高；提取时间大于5 min，莱菔素含量变化不大，所以选择5 min为最佳提取时间。

如图11所示，随液料比增加，莱菔素的量逐渐增加；液料比大于20 mL/g，莱菔素的浓度变化不大，故选择20 mL/g 为提取的最佳液料比。

25 ℃整粒种子浸泡1 h，pH 5.0、25 ℃酶解50 min，液料比20 mL/g、提取时间5 min的条件下进行了3次油脂提取试验，萝卜籽油的平均提取率为34.51%，提取效率达95.03%，油脂中莱菔素含量为85.34 mg/kg。

图7 酶解时间对萝卜籽油菜菔素含量的影响

图8 酶解温度对萝卜籽油菜菔素含量的影响

图9 酶解pH对萝卜籽油菜菔素含量的影响

图10 提取时间对萝卜籽油菜菔素含量的影响

图11 液固比对萝卜籽油菜菔素含量的影响

3 结论

3.1 整粒浸泡酶解预处理方法提取的萝卜籽油中总异硫氰酸酯、莱菔素含量、总抗氧化能力及清除DPPH·能力明显高于种子粉碎酶解法与种子粉碎法；而酸价及过氧化值含量明显低于后两者方法。3种预处理方法所得萝卜籽油脂肪酸组成相似。总之，整粒浸泡酶解预处理方法提取的油脂品质优于种子粉碎酶解法与种子粉碎法。

3.2 整粒浸泡酶解法提取萝卜籽油的条件为： 25 ℃整粒种子浸泡1 h，破碎后酶解50 min，酶解温度25 ℃，酶解pH 5.0，液料比为20 mL/g，提取时间5 min。萝卜籽油的提取率为34.51%，提取效率达95.03%，油脂中莱菔素含量为85.34 mg/kg。

3.3 整粒浸泡酶解法提取的萝卜籽油中总异硫氰酸酯、莱菔素含量高，应该与油脂的抗氧化性能的提高、油脂酸价及过氧化值的降低有关。由于异硫氰酸酯易挥发、稳定性差，所以要密闭低温存放萝卜籽油。

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The Effect of Various Pretreatment Methods on the Quality of Radish Seed Oil

Zhao Gongling Mo Haizhen Kong Jin Yang qiuli

(School of Food Science, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003)

Radish seeds have been prepared by different pretreatment methods to extract oil and the multiple indexes of oil have been investigated simultaneously. The total isothiocyanate, sulforaphene contents, total antioxidant capacity and DPPH radical scavenging activity of radish seed oil pretreated by soaking untarnished seed in water followed by grinding; enzymatic acting was significant higher than those of the oil which were subjected to grinding and enzymatic acting or grinding pretreatments; while the opposite change rules could be presented by the acid value and peroxide value contents of the oil. The fatty acid composition of the oils was showed indistinctively. As the optimized method, soaking the untarnished seed in water followed by grinding and enzymatic acting, the extraction conditions were proved to involve soaking the seeds: time for 1 h, enzymolysis for 50 min at 25 ℃, pH 5.0, with a liquid/material ratio of 20 mL/g, and extraction time of 5 min. On the optimal conditions, the oil yield could reach 34.5% and extract efficient radio of 95.0%.

radish seed oil, pretreatment methods, enzymatic acting, quality

TS 225.1

A

1003-0174(2016)04-0061-06

国家自然科学基金(31101537)，河南省基础与前沿技术研究计划(132300410359)

2014-08-06

赵功玲，女，1968年出生，副教授，食品营养与卫生

孔瑾，男，1957年出生，副教授，食品生物活性