精炼对山核桃油中反式脂肪酸影响的研究

马 添，尹潞海，陈 锋，余兆硕，麻成金，2

（1.吉首大学植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室，湖南吉首416000；2.吉首大学食品科学研究所，湖南吉首416000）

精炼对山核桃油中反式脂肪酸影响的研究

马 添1，尹潞海1，陈 锋1，余兆硕1，*麻成金1，2

（1.吉首大学植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室，湖南吉首416000；2.吉首大学食品科学研究所，湖南吉首416000）

以酸价为1.067 mg KOH/g的山核桃毛油为原料，分别采用不同的脱胶方法（磷酸脱胶、草酸脱胶）和脱酸方法（甲醇脱酸、乙醇脱酸、碱炼脱酸），重点研究了不同方法对山核桃油中反式脂肪酸（TFA）的组成及含量的影响，探讨了不同方法中山核桃油的酸价及TFA含量的变化规律。结果表明，采用磷酸脱胶，山核桃毛油的TFA含量降至0.017 5%；采用甲醇脱酸，TFA含量仅由0.017 5%上升至0.053 2%。在对山核桃毛油进行精炼后得出TFA组成变化：脱臭前只产生反式油酸，脱臭后同时产生反式亚油酸，且反式亚油酸的含量显著高于反式油酸，前者是后者的2.58倍。

山核桃油；精炼；反式脂肪酸；定量分析

0 引言

山核桃油是以山核桃为原料，经过物理或化学方法提取得来的植物油。山核桃油含不饱和脂肪酸，尤其是亚油酸含量丰富，因而具有预防心脑血管疾病、改善记忆力、抗衰老等功效[1]。国际上，也以亚油酸、亚麻酸这2种必需脂肪酸的含量作为衡量油脂营养价值的重要指标。

然而，在山核桃油存放、精炼等过程中，顺式脂肪酸会转变为反式脂肪酸（TFA），不仅对油脂的营养价值造成影响，还会危害人体健康。由于TFA主要来源于精炼过程，因此有必要在此过程中降低TFA含量。目前，国内关于精炼对油脂中TFA的影响研究较少，李桂华等人[2]研究表明，碱炼和脱色阶段对TFA影响不大，脱臭是TFA上升的主要阶段。夏天文等人[3]研究发现，脱臭温度、脱臭时间、脱臭结构等因素对TFA含量影响较大。但是，目前对于不同精炼方法对山核桃油中TFA组成及含量变化的研究较少，试验将重点着眼于此，以期确定合理的精炼方法。

1 试验部分

1.1 试剂与仪器

山核桃毛油，从吉首市水果市场购置新鲜山核桃，经前期处理后利用榨油机榨取得到。

异辛烷为色谱纯；氢氧化钾、氢氧化钠、草酸、磷酸、甲醇、乙醇等，均为分析纯；反式脂肪酸甲酯标准品，NU-CHEK-PREP公司提供。

7890A-5975C型气相色谱-质谱联用仪，美国安捷伦公司产品；6YBS-Z380型榨油机，北京环球同创科技发展有限公司产品；85-2A型数显恒温测速磁力搅拌器，金坛市白塔新宝仪器厂产品；LXJIIB型离心机，上海安亭科学仪器厂产品；SHZ-D（Ⅲ）型循环水多用真空泵，巩义子华仪器有限责任公司产品；JA2014型电子分析天平，上海精科有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 山核桃油脱胶

（1）磷酸脱胶。称取毛油100 g，预热到80℃，转速80 r/min，加入油质量0.3%的85%磷酸及油质量5%的85℃热水，搅拌30 min，以转速4 000 r/min离心10 min，弃去下层沉淀，得到磷酸脱胶油。

（2）草酸脱胶。称取毛油100 g，预热至40℃，转速80 r/min，加入油质量0.4%的20%草酸水溶液，并加热至60℃，搅拌30 min，静置1 h，再分别经过一次水洗和二次水洗[4]，得到草酸脱胶油。

1.2.2 山核桃油脱酸

（1）碱炼脱酸。磷酸脱胶后对油样进行碱炼脱酸处理，处理方法参考文献[5-6]。

（2）甲醇脱酸。磷酸脱胶后对油样进行甲醇脱酸处理。于45℃条件下，按照油与甲醇1∶2.5（W∶V）的比例加入甲醇，以转速180 r/min搅拌20 min，静置分出下层油样，连续3次萃取脱酸，并通过旋转蒸发仪在70℃脱除甲醇，得到甲醇脱酸油。

（3）乙醇（95%）脱酸。磷酸脱胶后对油样进行乙醇脱酸处理。在与甲醇脱酸相同的方法和条件下得到油样，并通过旋转蒸发仪在80℃脱除乙醇，得到乙醇脱酸油。

1.2.3 山核桃油脱色

采用活性白土脱色处理[7]。

1.2.4 山核桃油脱臭

连接真空脱臭装置，启动真空泵，将油样预热到100℃以上，通入蒸汽，调节通汽量（在不引起油飞溅的情况下，通汽量尽量加大），使油样升温到200℃，真空度0.1 MPa，维持脱臭4 h，得到脱臭油。

1.3 测定方法

1.3.1 理化指标的测定

酸价参照GB 5009.229—2016动植物油脂酸值和酸度的测定。

1.3.2 反式脂肪酸测定

TFA参照GB 5009.257—2016食品安全国家标准食品中反式脂肪酸的测定。

（1）甲酯化。称取油样60 mg至具塞试管中，加入4 mL异辛烷溶解，加入200 μL氢氧化钾-甲醇溶液，猛烈振摇30 s后静置至澄清。向溶液中加入约1 g硫酸氢钠，猛烈振摇，中和氢氧化钾，待盐沉淀后，取上清液用滤膜过滤后进样。

（2）色谱检测条件。HP-5MS型毛细管石英柱（30 m×250 μm×0.25 μm），FID检测器；载气为高纯氦气，压力75 kPa，流速1.3 mL/min；进样口温度240℃，检测器温度250℃；柱温采用三级程序升温（初始温度为60℃，保持5 min；以5℃/min升温至165℃，保持1 min；再以2℃/min升温至225℃，保持17 min）分流比为30∶1，并通过外标法进行定量分析。

2 结果与讨论

2.1 不同精炼脱胶方法对山核桃油酸价的影响

酸价达1.07 mg KOH/g的山核桃毛油中含有色素、游离脂肪酸等杂质，达不到食用要求（参照GB/T 22327—2008核桃油）。为此，试验采用1.2.1所述脱胶方法，对山核桃毛油进行脱胶处理，通过测定各方法中油样的酸价指标，探讨不同脱胶方法对山核桃油酸价的影响。

不同精炼脱胶方法对山核桃油酸价的影响见图1。

图1 不同精炼脱胶方法对山核桃油酸价的影响

由图1可知，2种精炼脱胶方法均未达到降低酸价的目的。其中，磷酸脱胶中酸价上升显著，达到1.23 mg KOH/g；草酸脱胶中酸价稍有上升，变化不大。主要原因可能是由于山核桃油在脱胶过程中带入了一定量的酸性物质，从而使脱胶过程酸价上升。可见，脱胶工序并不能有效降低酸价，同时还可能使酸价升高。

2.2 不同精炼脱酸方法对山核桃油酸价的影响

为研究不同精炼脱酸方法对山核桃油酸价的影响，研究进一步采用1.2.2精炼脱酸不同方法，降低酸价为1.23 mg KOH/g磷酸脱胶油，从而达到食用目的。

不同精炼脱酸方法对山核桃油酸价的影响见图2。

由图2可知，碱炼脱酸效果较显著，酸价下降至0.32 mg KOH/g；甲醇脱酸、乙醇脱酸的酸价相差不大，分别降低至0.40 mg KOH/g和0.39 mg KOH/g。主要原因可能是由于物理萃取和化学中和的原理不同，而导致脱酸效果不同。可见，脱酸是降低山核桃油酸价的主要工序。其中，通过化学中和的碱炼脱酸比通过物理萃取的甲醇、乙醇脱酸效果更好，脱酸效果也直接决定了成品油的品质。

2.3 不同精炼脱胶方法中山核桃油TFA的变化

对山核桃油磷酸脱胶和草酸脱胶所得的油样采用1.3.2中所述方法进行脂肪酸和TFA组成及含量分析。

不同精炼脱胶方法后山核桃油脂肪酸组成和TFA的含量见表1。

图2 不同精炼脱酸方法对山核桃油酸价的影响

表1 不同精炼脱胶方法后山核桃油脂肪酸组成和TFA的含量/%

由表1可知，山核桃毛油TFA在最初未检测到，经过磷酸脱胶和草酸脱胶后TFA含量均有所增加，分别升高至0.017 5%和0.021 3%。其中，主要产生的是反式油酸，且草酸脱胶比磷酸脱胶产生反式油酸的含量更多。因此，磷酸脱胶效果较好。

2.4 不同精炼脱酸方法中山核桃油TFA的变化

对山核桃油磷酸脱胶后得到的脱胶油分别经过碱炼脱酸、甲醇脱酸和乙醇脱酸，所得油样分别采用1.3.2中所述方法进行脂肪酸和TFA组成及含量分析。

不同精炼脱酸方法后山核桃油脂肪酸组成和TFA的含量见表2。

由表2可知，经过不同脱酸方法后山核桃油中TFA含量均有所增加，其中乙醇脱酸油中TFA含量较多，由0.017 5%升高至0.056 0%。可以看出，甲醇脱酸比碱炼脱酸、乙醇脱酸效果更好。虽然3种油样的TFA含量总体呈上升趋势，但含量最高仅为0.056 0%，且不同油样之间TFA含量相差不大，主要产生反式油酸。

2.5 脱色和脱臭对山核桃油TFA的变化

对山核桃油碱炼脱酸后得到的脱酸油，分别采用1.2.3和1.2.4中所述方法进行脱色和脱臭处理，所得油样采用1.3.2中所述方法进行脂肪酸和TFA组成及含量分析。

脱色和脱臭后山核桃油脂肪酸组成和TFA的含量见表3。

表2 不同精炼脱酸方法后山核桃油脂肪酸组成和TFA的含量/%

表3 脱色和脱臭后山核桃油脂肪酸组成和TFA的含量/%

由表3可知，碱炼脱酸油经过脱色、脱臭后，山核桃油中产生新的组成成分——反式亚油酸，其含量为0.201 0%。反式亚油酸的含量显著高于反式油酸，前者是后者的2.58倍，这可能与其脂肪酸碳链中含有2个不饱和双键有关，油酸只有1个不饱和双键，因而反式亚油酸含量较高[8]。同时可知，脱臭是TFA产生的主要工序，这与参考文献[3]结论基本一致。

2.6 精炼对各工序中山核桃油TFA组成及含量和酸价的影响

对精炼各工序的山核桃油经甲酯化处理后进行GC-MS分析，并利用外标法进行定量分析。

精炼各工序山核桃油中TFA组成及含量见表4，精炼对山核桃油中总TFA含量的影响见图3，精炼对山核桃油酸价变化的影响见图4。

由表4和图3可知，脱臭前，总TFA的形成速度相对缓慢，山核桃油中只产生反式油酸；脱臭后，总TFA的含量上升较快，山核桃油中产生反式油酸和反式亚油酸。随着精炼工序的增加，山核桃油中TFA的含量呈上升趋势。主要原因可能是在脱臭过程中存在高温、高真空的条件，使部分不饱和脂肪酸发生构型转变[9-10]，从顺式结构转变为反式结构，使山核桃油中TFA含量上升较快。

由图4可知，山核桃油在脱胶过程中酸价升高，经碱炼脱酸后，加入的碱中和了油脂中部分游离脂肪酸使得酸价显著降低，达到0.32 mg KOH/g；经脱色过程，酸价缓慢升高，变化不大；脱臭过程除去了一定量的游离脂肪酸，山核桃油酸价明显降低，最终山核桃油的酸价达到0.30 mg KOH/g。精炼后的山核桃油酸价，达到国标（GB/T 22327—2008核桃油）中一级成品油的标准。

表4 精炼各工序山核桃油中TFA组成及含量/%

图3 精炼对山核桃油中总TFA含量的影响

图4 精炼对山核桃油酸价变化的影响

3 结论

精炼对山核桃油中TFA影响的试验结果表明，其脱胶油、脱酸油和脱色油的TFA含量均小于0.100 0%，但随精炼工序增加含量呈递增趋势，脱臭后发生显著变化达到0.279 0%。对于不同脱胶和脱酸方法对TFA含量的影响：磷酸脱胶中产生的TFA含量少于草酸脱胶，其TFA含量降至0.017 5%；甲醇脱酸中产生的TFA含量最少，其含量仅由0.017 5%升至0.053 2%。在对山核桃毛油进行精炼后得出其TFA组分变化：脱臭前只产生反式油酸，脱臭后同时产生反式亚油酸，且反式亚油酸的含量显著高于反式油酸，前者是后者的2.58倍。

综上所述，精炼后的山核桃油虽然产生一定量TFA，但其含量较少，仍在安全范围内。因此，选择合适的脱胶和脱酸方法，改进脱臭精炼工艺，可为工业化生产低TFA的山核桃油提供试验参考。

[1]陈丹，赵声兰.核桃油保健及药用功效研究[J].亚太传统医药，2009（1）：27-29.

[2]李桂华，王向云，赵芳，等.不同精炼脱酸方法对葡萄籽油中反式脂肪酸的影响研究[J].现代食品科技，2014（1）：120-125，152.

[3]夏天文，孟橘，杨帆，等.脱臭过程对油脂反式脂肪酸含量的影响[J].中国油脂，2007（12）：18-20.

[4]罗晓岚，朱文鑫.米糠油草酸脱胶工艺介绍[J].中国油脂，2009（10）：16-17.

[5]李吉.精炼工艺对糠油中功能因子的影响[D].武汉：武汉轻工大学，2014.

[6]万本屹，董海洲，李宏.核桃油精炼工艺的研究[J].西部粮油科技，2001，26（2）：18-20.

[7]孟阿会，陈夏，蔺立杰，等.几种食用油中反式脂肪酸含量的测定[J].农业机械，2011（32）：62-64.

[8]王少振，孙淑华.油脂精炼过程中反式脂肪酸控制的研究进展[J].粮食与食品工业，2014，12（2）：18-21.

[9]马素敏，毕艳兰，张林尚，等.脱臭工艺条件对牡丹籽油反式脂肪酸形成及品质的影响[J].中国油脂，2014，39（3）：15-19.

[10]梁少华，董彩文，赵西周，等.脱臭工艺条件对棉籽油中反式脂肪酸含量的影响[J].中国油脂，2010，35（3）：54-58.◇

The Research on the Effects of Refining on Trans-Fatty Acid in Carya cathayensis Sarg Oil

MA Tian1，YIN Luhai1，CHEN Feng1，YU Zhaoshuo1，*MA Chengjin1，2
（1.Key Laboratory of Plant Resources Conservation and Utilization，College of Hu'nan Province，Jishou Univerusity，Jishou，Hu'nan 416000，China；2.Institute of Food Science，Jishou University，Jishou，Hu'nan 416000，China）

Carya cathayensis Sarg oil with acid value of 1.067 mg KOH/g as raw material.Taking degumming method（phosphoric acid and oxalic acid degumming）and deacidification method（methanol extraction，ethanol extraction and alkali refining deacidification），the composition and content of trans-fatty acid in Carya cathayensis Sarg oil are investigated.The changes of acid value and trans-fatty acids content in different refined technologies are discussed.The results show that phosphoric acid degumming is better than others and its content of trans-fatty acids as low as 0.017 5%.The methanol extraction deacidification is better than others and its content of trans-fatty acid increased from 0.017 5%to 0.053 2%.The trans-fatty acid composition of Carya cathayensis Sarg oil after refining process shows that it produces linolelaidic acid after deodorization. The content of linolelaidic acid is significantly higher than elaidic acid and the former is 2.58 times of the latter.

Carya cathayensis Sarg oil；refining；trans-fatty acid；quantitative analysis

TS224.6

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.05.030

1671-9646（2017）05b-0007-04

2017-04-28

吉首大学自然科学类本科生研究项目（15JDX004）。

马添（1995—），男，在读本科，研究方向为食物资源研究与利用。

*通讯作者：麻成金（1963—），男，硕士，教授，研究方向为食物资源研究与利用。