松子油提取工艺及3种松子油脂肪酸组成分析

董 越，刘会平，刘易坤，田丽元，邵 萍

(天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津 300457)

松子油提取工艺及3种松子油脂肪酸组成分析

董 越，刘会平，刘易坤，田丽元，邵 萍

(天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津 300457)

通过对马尾松、云南松和红松3种常见松子的主要组分进行分析，得出马尾松是制备松子油的一种理想原料。采用离心分离法提取松子油，在单因素试验的基础上，通过正交试验对其工艺条件进行优化，并对得到的松子油理化性质进行测定；通过GC-MS对马尾松、云南松和红松3种松子油脂肪酸组成进行测定。结果表明：松子油最佳提取工艺条件为加热温度85℃，离心转速6 500 r/min，离心时间10 min；在此条件下松子油的提取率为60.54%，得率为37.53%，所得松子油理化指标符合国标植物油卫生标准。以亚麻酸和皮诺敛酸标准品进行定性分析，得出松子油中的十八碳三烯酸主要为皮诺敛酸，3种松子油皮诺敛酸的相对含量分别为20.61%、19.35%和15.65%，其中马尾松松子油中皮诺敛酸的相对含量最高。

松子油；离心分离；脂肪酸；皮诺敛酸

松子，又名松子仁、海松子、罗松子等，有红松、马尾松、云南松等品种。我国松树资源十分丰富，产地主要集中在辽宁、吉林、河北、山东各省[1]。松子有很高的营养价值，松子脂肪含量高达70%左右，其中含有各种类型的不饱和脂肪酸，包括亚麻酸、亚油酸和油酸，以及特有的成分皮诺敛酸等[2]。皮诺敛酸是γ-亚麻酸 (GLA)同分异构体，是一种新型的多不饱和脂肪酸，属于Δ5型多不饱和脂肪酸[3]，具有减肥、降血脂功能以及抑制癌细胞转移等功能[4-6]。

目前植物油提取多以有机溶剂浸提为主，压榨次之。有机溶剂浸提易造成溶剂残留，且浸提后的粕不能再合理利用，造成资源的浪费；另外，松子脂肪含量高，压榨出油率较低，不易进行，成本较高[7-8]。本试验采用离心分离的方法提取松子油，通过GC-MS分析常见3种松子油的脂肪酸组成及皮诺敛酸含量，为开发皮诺敛酸资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料与试剂

马尾松松子、红松松子、云南松松子由大连良运(食品)有限公司提供，-20℃冷冻贮藏；氢氧化钾、甲醇、无水硫酸钠等均为分析纯；正己烷为色谱纯；皮诺敛酸甲酯标准品：Cayman Chemical；γ-亚麻酸标准品：美国Sigma公司。

1.1.2 仪器与设备

海能(K9840)自动凯氏定氮仪；电热鼓风干燥箱；恒温水浴锅；三辊研磨机；TDL-5A离心机；JR-2集热式磁力加热搅拌器；SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵；RE-52AA旋转蒸发器； 岛津GC-MS QP2010 气质联用仪。

1.2 试验方法

1.2.1 松子主要成分测定

根据相关国家标准进行测定。蛋白质：GB 5009.5—2010；脂肪：GB 5009.6—2010；水分：GB 5009.3—2010；灰分：GB/T 5505—2008。

1.2.2 松子油提取

1.2.2.1 原料预处理

将松子仁清洗，置于60℃鼓风干燥箱中干燥1 h，再用120℃电烤箱烘烤20 min，冷却后用粉碎机粉碎，进三辊研磨机研磨成酱(固液混合物)，备用。

1.2.2.2 松子油离心提取

通过离心分离的方法提取松子油，即通过恒温水浴加热离心管中酱料，高速离心一定时间，倒出上清液，并将上清液再以上述条件进行再次离心，即可得到澄清的松子油。按下式计算松子油提取率和得率。

松子油提取率=松子油质量/(样品质量×样品中脂肪含量)×100%

松子油得率=松子油质量/样品质量×100%

1.2.3 松子油理化指标测定

根据相关国家标准进行测定。酸值:GB/T 5530—2005；过氧化值：GB/T 5538—2005；皂化值：GB/T 5534—2008；碘值：GB/T 5532—2008。

1.2.4 松子油脂肪酸组成分析

用GC-MS对离心提取的3种松子油进行脂肪酸组成及相对含量的测定。

甲酯化：采用氢氧化钾-甲醇法甲酯化[9]。称取100 mg松子油于25 mL具塞试管中，加入8 mL正己烷，摇匀后加入400 μL氢氧化钾-甲醇溶液(0.5 mol/L)，摇晃2 min使其充分甲酯化，再加入10 mL蒸馏水，静置分层，吸取上层液，加入适量无水硫酸钠除水，并过0.22 μm有机滤膜后用于GC-MS分析。

GC条件：BR-S Wax毛细管色谱柱(30 m×0.32 mm×0.50 μm)；进样口温度250℃；柱温升温程序为初始温度100℃保持1 min，以4℃/min升到200℃保持1 min，再以2℃/min升到250℃保持2 min；载气He，压力49.5 kPa；进样量0.2 μL，分流比50∶1；溶剂延迟时间3 min。

MS条件： 电子轰击(EI)离子源；离子源温度220℃；质量范围(m/z)35～500，全扫描。

2 结果与分析

2.1 松子主要成分含量(见表1)

表1 常见3种松子主要成分含量 %

2.2 离心提取松子油单因素试验

2.2.1 加热温度对松子油提取率的影响

设定离心转速为4 500 r/min，离心时间为20 min，比较不同加热温度对松子油提取率的影响。结果见图1。

由图1可知，酱料加热温度越高，油脂越容易析出，松子油提取率越高；达到一定温度后，油脂析出趋于平衡，提取率则趋于稳定。加热温度在75℃时松子油的提取率达到最大值。

图1 加热温度对松子油提取率的影响

2.2.2 离心转速对松子油提取率的影响

设定酱料加热温度为75℃，离心时间为20 min，比较不同离心转速对松子油提取率的影响。结果见图2。

图2 离心转速对松子油提取率的影响

由图2可见，离心转速越大，分离因数越大，松子油分离也越迅速，分离效果越好，在5 500 r/min时，松子油提取率增加趋于缓慢。这是由于随着离心转速增加，下层酱料逐渐变得紧实，松子油析出变得困难。

我们东川摄影界基本上也以红土地为创作基地，我们摄影家协会，140多个会员，差不多都从拍红土地中得到过锻炼。我们拍红土地要晚于昆明，时间是2000年左右。我们交通不太好，去红土地要绕汤丹。后来东川城区到新田的公路修通后，去的频次才多起来。

2.2.3 离心时间对松子油提取率的影响

设定酱料加热温度为75℃，离心转速为5 500 r/min，比较不同离心时间对松子油提取率的影响。结果见图3。

图3 离心时间对松子油提取率的影响

由图3可知，离心时间越长，松子油析出越多，在离心时间为15 min时，松子油提取率达到峰值。

2.3 离心提取松子油正交试验优化

在单因素试验的基础上，以加热温度(A)、离心转速(B)、离心时间(C)以及误差项(D)为影响因素，以提取率为评价指标，采用L9(34)正交试验优化工艺条件。松子油提取正交试验结果见表2，方差分析见表3。

表2 松子油提取正交试验结果

表3 方差分析

注：F0.05(2,2)=19.00，F0.01(2,2)=99.00。

由表2可以看出，3个因素对松子油提取率的影响程度依次为B(离心转速)>A(加热温度)>C(离心时间)。松子油的最佳提取工艺条件为A3B3C1，即加热温度为85℃，离心转速为6 500 r/min，离心时间为10 min。在最佳工艺条件下进行3次平行验证试验，松子油提取率平均为60.54%，通过计算得率为37.53%。

由表3可以看出，离心转速对松子油提取率的影响显著，而加热温度、离心时间对提取率的影响不显著。

2.4 松子油理化指标分析

松子油理化指标见表4。由表4可以看出，松子油符合GB 2716—2005中酸值(KOH)小于等于4 mg/g，过氧化值小于等于0.25 g/100 g的要求。

表4 松子油理化指标

2.5 松子油脂肪酸组成及相对含量

皮诺敛酸与γ-亚麻酸是同分异构体[10]，其分子结构式分别为5,9,12-十八碳三烯酸和6,9,12-十八碳三烯酸，两者只有1个双键位置不同，使用极性色谱柱可将两者分开。通过GC-MS分析和对比皮诺敛酸(29.487 min)与γ-亚麻酸(29.680 min)的保留时间，确定松子油中的十八碳三烯酸(29.508 min)主要为皮诺敛酸，其次是少量的α-亚麻酸，而没有γ-亚麻酸。与国外文献中检测的皮诺敛酸相符[11]。

通过GC-MS分析3种松子油脂肪酸组成，并通过面积归一化法确定其相对含量，结果见表5。

表5 松子油脂肪酸组成及相对含量

由表5可以看出，3种松子油都含有棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、皮诺敛酸5种主要脂肪酸，总不饱和脂肪酸达90%以上，与王高林等[12]的研究相符，其中马尾松松子油中皮诺敛酸含量最高，为20.61%。

3 结 论

采用离心分离法提取松子油，通过单因素试验和正交试验确定最佳提取工艺，得出最佳提取工艺条件为加热温度85℃、离心转速6 500 r/min、离心时间10 min，在最佳工艺条件下，松子油提取率为60.54%，得率为37.53%。3种松子油中都含有棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、皮诺敛酸5种主要脂肪酸，总不饱和脂肪酸达90%以上，其中马尾松松子油中皮诺敛酸含量最高，为20.61%，具有较高的开发利用价值。

[1] 陈宝, 南江, 王星, 等. 松子的开发与利用[J]. 现代农业科技, 2010(20):160.

[2] 李哲敏. 松子仁的营养保健功能[J]. 农牧产品开发, 2001(7):23-24.

[3] NO D S, KIM I H. Pinolenic acid as a new source of phyto-polyunsaturated fatty acid [J]. Lipid Technol, 2013,25(7):135-138.

[4] 王萍, 张银波, 江木兰. 多不饱和脂肪酸的研究进展[J]. 中国油脂, 2008,33(12):42-46.

[5] CHEN S J, HSU C P, LI C W, et al. Pinolenic acid inhibits human breast cancer MDA-MB-231 cell metastasis in vitro[J]. Food Chem, 2011,126(4):1708-1715.

[6] 孙宇. 松子油中皮诺敛酸的分离纯化与减肥功能的研究[D]. 天津：天津科技大学, 2009.

[7] 柴杰, 金青哲, 薛雅琳, 等. 制油工艺对葵花籽油品质的影响[J]. 中国油脂, 2016,41(4):56-61.

[8] 何东平, 李丽娟, 付帅. 松子制取松子油及其微胶囊化的研究[J]. 中国油脂, 2003,28(2):34-36.

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[11] WOLFF R L, PEDRONO F, PASQUIER E, et al. General characteristics ofPinusspp. seed fatty acid compositions, and importance ofΔ5-olefinic acids in the taxonomy and phylogeny of the genus[J]. Lipids, 2000,35(1):1-20.

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Extraction process of pine nut oil and fatty acid composition analysis of three pine nut oils

DONG Yue，LIU Huiping，LIU Yikun，TIAN Liyuan，SHAO Ping

(College of Food Engineering and Biological Technology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457,China)

The main components ofP.massoniana,P.yunnanensisandP.koraiensiswere analyzed, andP.massonianawas an ideal raw material for preparation of pine nut oil. The extraction conditions were optimized by orthogonal experiment based on single factor experiment, and the physicochemical properties of the pine nut oil obtained by centrifugation separation were determined. GC-MS was used to analyze the fatty acid composition of three species of pine nut oils ofP.massoniana,P.yunnanensisandP.koraiensis. The results showed that the optimal extraction conditions were obtained as follows: heating temperature 85℃, centrifugation speed 6 500 r/min, centrifugation time 10 min. Under these conditions, the extraction rate of pine nut oil was 60.54% and the yield was 37.53%. The physicochemical indicators of pine nut oil were in line with the national standard of vegetable oil health. The qualitative analysis of linolenic acid and pinolenic acid standards showed that pinolenic acid was the primary linolenic acid in pine nut oil, and the relative contents of pinolenic acid in three kinds of pine nut oils were 20.61%, 19.35% and 15.65% respectively, in which the relative content of pinolenic acid inP.massonianawas the highest.

pine nut oil; centrifugation separation; fatty acid; pinolenic acid

2016-08-28;

2016-12-25

董 越(1993)，女，硕士研究生，主要从事动物资源开发与功能食品研究工作(E-mail)dy_222@126.com。

刘会平，教授，博士生导师(E-mail)liuhuiping111@163.com。

TS224;TQ644

A

1003-7969(2017)04-0008-04

油脂加工