浸出与冷榨山茶油中脂肪酸的测定及品质评价

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(福建省医学科学研究院，福建省医学测试重点实验室,福建福州350001)

山茶油作为我国最古老的木本食用植物油之一,一直被南方居民称为“油王”。作为其来源的油茶树是世界四大木本油料树种之一。野生油茶和人工栽培省份主要集中在长江以南地区,如福建、江西、湖南、广西、浙江、云南和广东等[1]。山茶油中富含不饱和脂肪酸[2-5]、麦角甾醇[6]、角鲨烯[7]、维生素[8]、茶皂素[9-10]、丁基羟基茴香醚和2,6-二叔丁基对甲酚[11]、茶多酚[12]等有效物质[13],具有抗氧化[14-15]、抗肿瘤[16]、降血压[13]、降血糖[13]、抗炎[17-18]、抗菌[19]、保护胃黏膜[20]和护肝[21]等作用,用于营养保健[22]、调节免疫[13]、防治肥胖[23]、产后恢复[13]、预防心血管疾病[24]和皮肤科疾病[25-27]等。

民间和工业中山茶油常用的制备方法主要有溶剂浸出和物理压榨两种方法[13]。压榨法是以物理压榨的方式从山茶籽中压榨得到山茶油,民间多用此法提取植物油,浸出法则是运用物理化学原理,利用食品级溶剂将山茶籽中的山茶油浸出的一种方法[8]。压榨工艺一般包括压榨、滤过、精制、提炼等步骤,冷榨法采用纯物理工艺,在低于70 ℃的温度下进行压榨,可以有效地避免高温操作带来的有害物质以及对油脂中营养物质的破坏,同时可以提高生产效率、降低生产成本和能源消耗[28]。浸出工艺中的溶剂浸提、精制、淬炼等步骤均会影响山茶油中活性成分的组成、含量进而影响到山茶油的品质[13]。已有文献报道[4,29-32]山茶油中含有4～8种主要脂肪酸,本文运用气相色谱方法,采用30多种脂肪酸标准品,检测出了浸出山茶油与冷榨山茶油中十余种脂肪酸的含量并结合其理化指标、体外抗氧化与体内抗疲劳试验对其品质进行了评价,为不同加工工艺山茶油中脂肪酸的组成与含量及其山茶油的品质评价提供了科学的依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

乙醚、甲醇、正己烷、氢氧化钾 分析纯,国药集团化学试剂有限公司;35种脂肪酸甲酯标准品 纯度>99%,福建省出入口检验检疫局;浸出山茶油(批号20151001)及冷榨山茶油(批号20151002) 福建颐元宝生物技术有限公司;健康SD大鼠 清洁级,雄性,体重180～220 g,动物合格证号:SYXK(闽)2011-002,上海斯莱克公司。

AL204型电子分析天平 梅特勒-托利多仪器上海有限公司;Agilent 7890A气相色谱仪,配有FID检测器 杭州瑞析科技有限公司;CP-Sil88FAME色谱柱 济南赛畅科学仪器有限公司;KQ2200E型超声波清洗机 江苏省昆山市超声波仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 山茶油脂肪酸组成分析

1.2.1.1 山茶油的甲酯化反应 精密称取山茶油0.6 g,用正己烷溶解,置于50 mL容量瓶中,加入20 mL氢氧化钾-甲醇溶液(浓度为4 mol/L,称取113 g氢氧化钾,溶解于500 mL甲醇即得),室温振荡30 min,加入蒸馏水,使正己烷层上移至容量瓶颈部,摇匀后静置分层,直至上层完全澄清,移取上清液,供气相色谱测定。

1.2.1.2 气相色谱条件 色谱柱:CP-Sil88FAME[100 m×0.25 mm(内径)0.20 μm];柱温:初始温度160 ℃,保持5 min,以1.8 ℃/min速率,升温至220 ℃,保持11 min;载气:高纯氦气99.999%,柱流速0.5 mL/min;进样口:温度为250 ℃,分流比为30∶1;检测器:温度为260 ℃,氢气为40 mL/min,空气为300 mL/min。

1.2.1.3 气相色谱含量测定 取混合标准工作液和各种样液适量进入气相色谱仪,进样量1.0 μL,根据混合标准品溶液的气相色谱峰的出峰时间与色谱峰的峰面积,对各样品溶液中各个色谱峰进行定性分析,并采用面积归一化法定量分析。

1.2.2 理化指标品质评价 山茶油主要理化指标包括透明度、色泽、相对密度、折光指数、碘值、皂化值、不皂化物、水分及挥发物、不溶性杂质、酸值、过氧化值等各项理化指标,透明度按GB/T 5525-1985检测,色泽按GB/T 5525-1985检测,相对密度采用密度瓶法按GB/T5518-2008检测,折光指数按GB/T5527检测,碘值按GB/T5532检测,皂化值按GB/T5534检测,不皂化物按GB/T5535.2检测,水分及挥发物按GB/T5528检测,不溶性杂质按GB/T5529检测,酸值按GB/T5530检测,过氧化值按GB/T5538检测。

1.2.3 体外抗氧化试验 参考文献[33]方法,取20 μmol/L DPPH溶液1 mL分别与25、50、75、100、125、150 mg/mL供试液样品溶液2 mL或0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16 mg/mL VC溶液混合,充分振荡后放置暗处,在室温下反应30 min,取混合液倒入玻璃比色皿中,测定其在537 nm处的吸光值,同时利用无水乙醇进行空白试验,平行试验三次。以样品溶液质量浓度为横坐标,清除率(R)为纵坐标,并通过回归方程求得清除50%自由基时的样品浓度,即为半抑制率IC50值。比较浸出与冷榨山茶油IC50,IC50越小,清除自由基的能力越强。

R(%)=[1-A/A0]×100

其中:A0表示DPPH与样品溶剂的吸光度;A表示DPPH与样品反应后的吸光度。

1.2.4 体内抗疲劳试验 参考文献[34]方法,取小鼠48 只,随机分为正常对照组(NC)、阳性对照组(PG)、浸出山茶油组(JC)、冷榨山茶油组(LZ),每组12只小鼠,浸出、冷榨山茶油组给予20 mL/kg相应山茶油,阳性对照组给予西洋参0.3 g/kg,正常对照组给予相应体积的生理盐水,各组小鼠连续灌胃30 d,末次给药30 min后,将小鼠体重5%的铅皮绑于小鼠尾根部,放入游泳箱,记录小鼠从游泳开始到沉入水中10 s不能浮起即为小鼠负重游泳时间,时间越长表示抗疲劳效果越好。

1.3 统计学分析

采用SPSS 18.0统计学分析软件,实验检测所得数据以Mean±SEM表示,p<0.05认为组间差异具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 山茶油脂肪酸含量测定

山茶油脂肪酸各色谱峰分离良好,见图1。浸出山茶油与冷榨山茶油样品中各种脂肪酸的含量结果见表1。浸出山茶油和冷榨山茶油都含12种以上脂肪酸成分,C4～C13脂肪酸、反式亚油酸、花生二烯酸、芥酸等成分未检出。浸出山茶油和冷榨山茶油所含脂肪酸均以油酸、棕榈酸、亚油酸、硬脂酸为主,与文献报道[4,29,35]一致。油酸为山茶油重要营养保健成分之一,浸出山茶油和冷榨山茶油中油酸的含量分别为79.37%和80.55%,提示从油酸含量角度看,这两种加工方式的山茶油品质均较佳。浸出山茶油中含有亚麻酸、反式油酸成分,而冷榨山茶油中未检出,说明浸出工艺可以获得更多的脂肪酸成分,冷榨山茶油工艺的企业可以加强冷榨残渣(茶枯)的综合开发利用。

表1 浸出与冷榨山茶油中脂肪酸组成及含量Table 1 Fatty acid composition and contents in camellia oils extracted by method of infusion and cold pressing

图1 脂肪酸混合标准品、浸出山茶油、冷榨山茶油气相色谱图Fig.1 Gas chromatogram of fatty acids mixed standard substance,camellia oil samples extracted by method of infusion and cold pressing注:1.豆蔻酸;2.棕榈酸;3.棕榈一烯酸;4. 十七烷酸; 5. 十七碳一烯酸;6. 硬脂酸;7. 反式油酸;8. 油酸; 9. 亚油酸;10. 花生酸;11.花生一烯酸;12.亚麻酸;13.木焦油酸;14.二十四碳一烯酸EPA。

不饱和脂肪酸含量在8%左右最适合人体吸收[36],由表1可知,棕榈酸的含量在浸出山茶油和冷榨山茶油中分别为8.79%和8.81%,符合这个比例,适合人体吸收。花生一烯酸等单不饱和脂肪酸具有降血糖、降胆固醇,调节血脂等作用,而棕榈酸、硬脂酸和花生酸等都是饱和脂肪酸类,摄入过多的饱和脂肪酸容易引起血压、血脂等升高的症状[37]。花生一烯酸的含量,浸出山茶油低于冷榨山茶油,前者含量为0.02%,后者含量为0.96%。硬脂酸的含量,浸出山茶油高于冷榨山茶油,前者为2.11%,而后者含量为2.07%,提示冷榨山茶油优于浸出山茶油。

2.2 山茶油理化指标品质评价

山茶油主要理化指标每批平行检测3次,浸出山茶油与冷榨山茶油检测结果见表2。浸出山茶油和冷榨山茶油理化指标均符合国家标准(GB11765-2003),酸值和过氧化值有显著差异,分属不同等级山茶油。酸值是反映油脂酸败重要指标,酸值高表明油脂酸败严重,不仅影响药物稳定性,且有刺激作用。过氧化值是衡量油脂酸败程度,一般来说过氧化值越高其酸败就越严重。结果显示,浸出山茶油的酸值和过氧化值均高于冷榨山茶油,说明冷榨山茶油优于浸出山茶油。原因可能是浸出法加工过程中的会浸提出一些杂质成分,影响其酸值与过氧化值,提示不同加工工艺会导致山茶油的成分发生一定变化,其理化参数相应发生了变化。

表2 浸出与冷榨山茶油理化指标品质评价Table 2 Quality evaluation by physicochemical properties of camellia oils extracted by method of infusion and cold pressing

2.3 体外抗氧化试验

浸出山茶油IC50为44.36 mg/mL,冷榨山茶油IC50为40.78 mg/mL,VC的IC50为0.026 mg/mL。冷榨山茶油IC50较浸出山茶油小,清除自由基的能力较强,但差异没有统计学意义(p>0.05)。

2.4 体内抗疲劳试验

各组小鼠游泳时间见图2。阳性对照组、浸出山茶油组和冷榨山茶油组与正常对照组小鼠游泳时间差异有统计学意义(p<0.05)。浸出山茶油组和冷榨山茶油组游泳时间略低于阳性对照组,但差异没有统计学意义(p>0.05),浸出山茶油组游泳时间较冷榨山茶油组较少,但差异没有统计学意义(p>0.05)。本实验结果显示,浸出山茶油和冷榨山茶油均能明显延长小鼠负重游泳时间,从而提高受试小鼠的运动耐力,但冷榨山茶油与浸出山茶油比较,体内抗疲劳效果差异没有统计学意义(p>0.05)。

图2 各组小鼠游泳时间比较Fig.2 The swimming time of weighted mice in each group注:*表示与正常对照组比较,差异有统计学意义(p<0.05)。

3 结论

浸出法与冷榨制备的山茶油品质均较佳,油酸含量均在80%左右。浸出山茶油和冷榨山茶油理化指标均符合国家标准,但酸值和过氧化值有显著差异(p<0.05),分属不同等级山茶油。从花生一烯酸等不饱和脂肪酸含量、硬脂酸等饱和脂肪酸含量、酸值和过氧化值等理化指标、体外抗氧化试验,体内抗疲劳试验这几个指标综合比较,本次研究采用的冷榨山茶油品质优于浸出山茶油。