精炼工艺对杜仲籽油品质的影响

朱远坤，张振山，谢庆方，刘玉兰(河南工业大学 粮油食品学院，郑州 450001)

杜仲(EucommiaulmoidesOliver)，又名胶木，为杜仲科杜仲属落叶乔木，是我国特有的经济及药用林木。我国杜仲资源丰富，全国种植面积约36万hm2，主要分布在我国的西部、中部以及中南部地区[1]，占世界杜仲总量的99%以上[2]。杜仲因含有丰富的不饱和脂肪酸、桃叶珊瑚甙、多聚环烯醚萜甙等多种生物活性成分而极具开发利用价值[3]。近年来，国内外学者对杜仲的化学成分和药理作用进行了大量研究，发现杜仲在调血脂、降血压、降血糖、抗菌、抗病毒和抑制脑瘤细胞生长等方面具有积极作用[4-6]。杜仲翅果含油量为8%～15%，脱壳后的杜仲籽含油量一般为27%～33%。研究表明，杜仲籽油富含不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸含量在90%以上[7-8]，其中α-亚麻酸占61%～63%。由此可见，杜仲籽油是一种良好的功能性油脂。

目前，有关杜仲籽油的研究主要集中于杜仲籽油萃取方面。焦惠丽等[9]研究了压榨法对杜仲籽油得率的影响。麻成金等[10]研究了超临界CO2制备杜仲籽油的技术。何国菊[11]对石油醚萃取杜仲籽油进行了研究。然而，有关精炼工艺对杜仲籽油品质的影响研究鲜有报道。

本文以杜仲籽为原料，利用有机溶剂法萃取杜仲籽油，分别探究脱胶、脱酸、脱色以及脱臭等精炼工序对杜仲籽油理化指标、脂肪酸组成、VE含量、磷脂含量以及氧化稳定性的影响，研究结果可为杜仲籽油精炼工艺的设计以及杜仲籽油中功能性成分在精炼工艺中的保留提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料与试剂

杜仲籽，购买于贵州省遵义市，使用前手工去除树叶、杂草粒、瘪粒、霉变粒等杂质。烘箱法测得整籽水分含量为4.54%，索氏抽提法测得整籽含油量为14.83%(干基)。

正己烷、甲醇、氢氧化钾、无水硫酸钠、氯化钠、无水乙醚、三氯甲烷、无水乙醇等，均为分析纯；正己烷，色谱纯：美国生物VBS公司；脂肪酸甲酯标准品：美国Sigma公司；α-、β-、γ-、δ-生育酚和α-、β-、γ-、δ-生育三烯酚标准品：北京三区生物技术有限公司。

1.1.2 仪器与设备

Agilent GC-7890B气相色谱仪：美国安捷伦公司；UV-1100紫外可见分光光度计：上海美普达仪器设备有限公司；Waters-e2695高效液相色谱仪：美国Waters公司；743Rancimat 氧化酸败仪：瑞士万通公司；FW117高速万能粉碎机：北京市永光明医疗仪器有限公司；RE-52AA旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂；2WAJ阿贝折光仪：上海申光仪器仪表有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 杜仲籽毛油的制备

清选的杜仲籽用粉碎机粉碎，准确称取100 g粉碎的杜仲籽粉，置于1 000 mL烧杯中，按料液比1∶6 加入正己烷。室温下，搅拌速率100 r/min，萃取6.5 h。重复萃取2遍，合并抽滤液，旋转蒸发仪浓缩后在5 000 r/min的转速下离心5 min。上清液即为杜仲籽毛油。按上述方法制备200 g杜仲籽毛油备用。

1.2.2 杜仲籽油精炼工艺[12-13]

杜仲籽油精炼采用物理和化学相结合的方法。其工艺流程为：毛油→水化脱胶→碱炼脱酸→吸附脱色→水蒸气脱臭→精炼油。

水化脱胶：称取毛油(200±1)g置于500 mL的烧杯中，搅拌加热，待油样升温至60～65℃，缓慢加入油质量0.1%磷酸和3%蒸馏水，搅拌25 min脱胶，于3 500 r/min离心20 min，将油样在0.09 MPa、105℃条件下脱水至无气泡得到脱胶油。

碱炼脱酸：将脱胶油加热到65℃，加入8%的碱液，当皂脚颗粒变大，停止搅拌。离心后将上层的半净油转移到500 mL烧杯中，加热到95℃，转入分液漏斗中，用沸水洗涤，直到放出的沸水pH呈中性为止，得脱酸油。

吸附脱色：将脱酸油在搅拌下加热至90℃进行真空脱水后，冷却至70℃，再加入油质量3%的活性白土，搅拌30 min，升温至90～100℃下搅拌15～20 min。冷却后破真空，过滤即得脱色油。

水蒸气脱臭：在真空残压小于等于100 Pa条件下，使油温保持在240℃下脱臭2 h后，关闭直接蒸汽，将油样冷却至80℃以下，破真空，过滤，得精炼油。

1.2.3 杜仲籽油理化指标的测定

酸值测定参照GB/T 5530—2005；过氧化值测定参照GB/T 5538—2005；碘值测定参照GB/T 5532—2008；皂化值测定参照GB/T 5534—2008；折光指数测定参照GB/T 5527—2010；磷脂测定参照GB/T 5537—2008。

1.2.4 杜仲籽油脂肪酸组成测定

杜仲籽油脂肪酸甲酯化参照GB/T 17376—2008中的三氟化硼法。气相色谱条件：氢火焰离子化检测器(FID)；HP-88色谱柱(100 m×0.25 mm×0.2 μm)；检测器温度280℃，进样口温度240℃；柱起始温度140℃保持5 min，4℃/min升至240℃，保持10 min；载气N2，流速 22 mL/min；进样量1 μL，分流比50∶1。采用标准品对照法定性，面积归一化法定量。

1.2.5 杜仲籽油中VE含量测定[14]

准确称取0.5 g油样于10 mL容量瓶中，用正己烷溶解定容，取2～3 mL经0.45 μm微滤膜过滤后，用HPLC测定。根据相对保留时间以及标准曲线回归方程对VE中的各组分(α-、β-、γ-、δ-生育酚和α-、β-、γ-、δ-生育三烯酚)进行定性和定量分析。

HPLC条件：Waters 2475荧光检测器；大连依利特NH2柱(250 mm×4.6 mm×5 μm)；流动相为异丙醇-正己烷(体积比1∶99)；流速0.8 mL/min；柱温40℃；激发波长298 nm；发射波长325 nm。

1.2.6 杜仲籽油氧化诱导时间测定

参照文献[15]方法，称取杜仲籽油(3±0.05)g于氧化酸败仪中，在加热温度100℃、通气量20 L/h条件下，测定杜仲籽油的氧化诱导时间。

1.2.7 数据分析与统计

上述试验均进行3次重复测定，结果以“平均值±标准差”表示，用SPSS13.0软件对数据进行统计学处理。用方差分析对各组的组间平均值进行比较，显著水平为p=0.05。

2 结果与分析

2.1 精炼过程中杜仲籽油基本理化指标的变化

对杜仲籽毛油、脱胶油、脱酸油、脱色油及脱臭油分别进行折光指数、酸值、过氧化值、皂化值、碘值以及磷脂含量测定，结果见表1。

表1 精炼过程中杜仲籽油基本理化指标

注：不同字母表示在同一行数据中有显著性差异，相同字母则表示没有显著性差异，显著性水平为p=0.05。下同。

由表1可以看出，杜仲籽毛油的酸值和过氧化值均较高，这可能是由于杜仲籽油中不饱和脂肪酸含量较高，杜仲籽自身含有的脂肪酶和脂肪氧化酶促进了杜仲籽油的水解和氧化。此外，杜仲籽毛油中磷脂含量为(0.53±0.11)%，低于大豆油中的1.1%～3.2%，高于米糠油中的0.1%～0.5%[16]。精炼过程对杜仲籽油的酸值、过氧化值、磷脂含量以及折光指数均有显著影响。其中，对酸值影响最大的是脱酸和脱臭工序，酸值分别较上个工序降低了92.3%和75.5%，Zhu等[17]在对花生油精炼工艺研究时得到了与此相似的结果。与毛油相比，脱胶油和脱酸油的过氧化值较高，这可能是由于在脱胶和脱酸过程中发生氧化所致，这与王向云等[18]研究葡萄籽油在精炼过程中过氧化值的变化趋势一致；脱色过程对降低油脂的过氧化值具有显著的效果，与脱酸油相比降低了77.7%，脱色油的过氧化值为(2.59±0.37 )mmol/kg，达到GB 2716—2005《食用植物油卫生标准》的要求。在精炼过程中，碘值的变化没有显著差异，皂化值在脱胶、脱酸和脱色阶段升高，在脱臭阶段降低，但也没有显著差异，这与Pal等[19]报道葵花籽油在精炼过程中的变化趋势一致。

2.2 精炼过程中杜仲籽油脂肪酸组成的变化

对杜仲籽毛油、脱胶油、脱酸油、脱色油及脱臭油分别进行脂肪酸组成的测定，结果见表2。

表2 精炼过程中杜仲籽油的脂肪酸组成 %

注：SFA表示饱和脂肪酸，PUFA表示多不饱和脂肪酸，MUFA表示单不饱和脂肪酸。

由表2可以看出，杜仲籽油富含不饱和脂肪酸，尤其是亚麻酸。杜仲籽油所含的脂肪酸主要为亚麻酸、油酸、亚油酸和棕榈酸。亚麻酸是人体必需的脂肪酸，而常见的动植物油脂中通常不含有亚麻酸，或者含量很低。如：大豆油中亚麻酸含量在5.0%～11.0%；玉米油中亚麻酸含量小于2.0%；米糠油中亚麻酸含量小于1.0%[20]。亚麻酸对人体具有降血压、降血脂、预防心血管疾病、抑制癌症、提高智力等作用，因此杜仲籽油在保健品和食品方面具有广阔的应用前景。

精炼过程对杜仲籽油的脂肪酸组成影响不显著。与其他工序相比，脱酸油和脱臭油的不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比值略低。这可能是由于这两个工序均较大程度地脱除了以不饱和脂肪酸为主的游离脂肪酸，与Gutierrez等[21]所报道的精炼过程中脂肪酸组成变化趋势一致。

2.3 精炼过程中杜仲籽油VE含量的变化

对杜仲籽毛油、脱胶油、脱酸油、脱色油及脱臭油分别进行VE含量的测定，结果见表3。

表3 精炼过程中杜仲籽油中VE的含量 mg/kg

注：TP为生育酚。

由表3可以看出，杜仲籽油中含有丰富的VE。杜仲籽毛油中的VE含量为2 353.98 mg/kg，高于大豆油中的721～1 423 mg/kg，玉米油中的330～1 370 mg/kg[22]。精炼过程对杜仲籽油中VE的含量均有显著影响，杜仲籽油中VE总量由毛油中的2 353.98 mg/kg 降低至脱臭油中的1 191.77 mg/kg，VE总量损失了49.37%。其中，β-TP损失率最高，为59.20%，其次为γ-TP和δ-TP，损失率分别为49.46%和47.99%。VE总量在脱臭阶段损失率最大(22.93%)，一方面可能是由于高温导致了VE氧化分解，另一方面可能是由于脱臭过程中通入的水蒸气带走了部分VE。此外，在脱酸和脱胶工序由于碱液的作用以及皂脚和胶质的吸附[23]，杜仲籽油中VE的含量均有明显降低，VE损失率分别为17.38%和6.27%。

2.4 精炼过程中杜仲籽油氧化稳定性的变化

Rancimat法是ISO 6886和AOCS Cd 12b-92推荐的评定油脂氧化稳定性的常用方法，该方法通过仪器自动测定的氧化诱导时间来评判油脂的氧化稳定性，氧化诱导时间越长油脂的氧化稳定性越高。对杜仲籽毛油、脱胶油、脱酸油、脱色油及脱臭油分别进行氧化诱导时间的测定，结果见表4。

表4 精炼过程中杜仲籽油的氧化诱导时间

由表4可以看出，在加热温度100℃、通气量20 L/h 的条件下，杜仲籽油的氧化诱导时间由毛油中的5.03 h缩短到脱臭油中的0.17 h，精炼过程对杜仲籽油的氧化诱导时间具有显著影响(p<0.05)，杜仲籽油的氧化稳定性随精炼加工过程的深入不断降低。这可能与杜仲籽油中VE含量的减少有关，VE是一种天然的抗氧化剂，对维持油脂的氧化稳定性、延长货架期具有明显的作用。通过计算得出，在精炼过程中，杜仲籽油的氧化诱导时间和VE含量之间具有较高的相关性(R2=0.981 7)。

3 结 论

杜仲籽油经过精炼后，其酸值、过氧化值均明显降低，达到了GB 2716—2005《食用植物油卫生标准》的要求。杜仲籽油富含多不饱和脂肪酸，尤其是亚麻酸(60%以上)，精炼过程对杜仲籽油脂肪酸组成影响不显著。杜仲籽油具有较高的VE含量，精炼过程对杜仲籽油中VE的含量均有显著影响，其中脱臭工序的影响最大，β-TP损失率最高。杜仲籽油的氧化稳定性随精炼过程的深入逐渐降低，杜仲籽油的氧化稳定性和VE含量之间具有很好的相关性。

[1] 马蓁,谢马辉,蔡雪刁,等. 杜仲籽油粕营养成分研究[J].西北农林科技大学学报,2016,44(1):206-210.

[2] 葛玉. 我国食用油市场现状及发展趋势[J]. 价值工程,2013,34(20):160-162.

[3] 刘秋玲,崔丽,陈栋,等. 超临界CO2萃取杜仲翅果油研究[J]. 中国农学通报, 2016,32(4):108-112.

[4] ZHANG R, PAN Y L, HU S J, et al. Effects of total lignans fromEucommiaulmoidesbarks prevent bone loss in vivo and in vitro [J]. J Ethnopharmacol, 2014, 155:104-112.

[5] GU J, WANG J J, YAN J, et al. Effects of lignans extracted fromEucommiaulmoidesand aldose reductase inhibitor epalrestat on hypertensive vascular remodeling [J]. J Ethnopharmacol, 2011, 133:6-13.

[6] HIRATA T, KOBAYASHI T, WADA A, et al. Anti-obesity compounds in green leaves ofEucommiaulmoides[J]. Bioorg Med Chem Lett，2011, 21:1786-1791.

[7] ZHANG L X, JI X Y, TAN B B, et al. Identification of the composition of fatty acids inEucommiaulmoidesseed oil by fraction chain length and mass spectrometry [J]. Food Chem, 2010, 121:815-819.

[8] 向志刚,李先辉,张永康.杜仲翅果油体外抗氧化能力研究[J].食品科学,2011,32(17):133-136.

[9] 焦惠丽,刘玉兰,张东东.不同产地和不同制油工艺对杜仲籽仁油品质分析[J].粮食与油脂,2015,28(9):53-57.

[10] 麻成金,张永康,马美湖,等.微波和超临界CO2萃取杜仲籽油工艺研究[J].食品科学,2006,27(6):131-135.

[11] 何国菊.杜仲翅果籽油和杜仲胶萃取工艺优化[J].安徽农业科学,2011,39(18):10846-10848.

[12] DALIA L, SNCHEZ M, JAIME L C, et al. Effect of the refining process onMoringaoleiferaseed oil quality[J]. Food Chem, 2015,187:53-57.

[13] 谢丹,金青哲,王兴国.精炼对菜籽油品质的影响[J]. 中国油脂, 2012, 37 (1):1-5.

[14] 刘玉兰，彭团儿，马宇翔. 米糠油及其脱臭馏出物中生育酚和生育三烯酚的分析检测[J]. 中国油脂,2010,35(3):70-74.

[16] 金朝辉, 张福胜. 联合法制取大豆磷脂新工艺的研究[J]. 吉林化工学院学报, 2003, 20 (1): 1-3.

[17] ZHU M H, WEN X, ZHAO J H, et al. Effect of industrial chemical refining on the physicochemical properties and the bioactive minor components of peanut oil[J]. J Am Oil Chem Soc, 2016(93):285-294.

[18] 王向云,李桂华,赵芳,等. 化学和物理精炼工艺对葡萄籽油氧化劣变品质的影响[J].中国粮油学报,2015,30(4):86-91.

[19] PAL U S, PATRA R K, SAHOO N R, et al. Effect of refining on quality and composition of sunflower oil[J]. J Food Sci, 2015, 52(7):4613-4618.

[20] 李桂华. 油料油脂检验与分析[M].北京：化学工业出版社,2006:251-255.

[21] GUTIERREZ L H, CRISTINA R, KHALED B. Effects of drying method on the extraction yields and quality of oils from quebec sea buckthorn (HippophaerhamnoidesL.) seeds and pulp[J]. Food Chem, 2008,106:896-904.

[22] 杨波涛,陈凤香,莫文莲,等. 我国食用植物油维生素E含量研究[J].粮油加工,2009(9):52-54.

[23] 常明,朱晋萱,刘睿杰,等. 油脂精炼对茶叶籽油质量变化的影响[J].中国油脂,2014,39(6):31-34.