精炼对苦杏仁油品质及其氧化稳定性的影响
2019-04-29张海生薛婉瑞
薛 菁,张海生,薛婉瑞
(陕西师范大学 食品工程与营养科学学院,西安 710119)
苦杏仁营养价值高,富含蛋白质、脂肪、维生素等,有显著药用及食用价值[1-2]。苦杏仁油为淡黄色油状物,品质优良,用途广泛,多用于食品、化妆品、香料等工业[3-4]。苦杏仁油富含90%以上的不饱和脂肪酸,有预防心脏病、降压、降血脂的功效[5]。
油脂精炼是指去除毛油中的磷脂、游离脂肪酸等杂质,得到食用安全、成分健康、货架期长的精炼油[6]。精炼过程主要包括3个步骤:脱胶、脱酸及脱色。脱胶是为了去除油脂中的磷脂类杂质,有水化脱胶、干法脱胶、特殊脱胶等多种脱胶方法[7]。脱酸是把毛油中的游离脂肪酸脱去,减少油脂的氧化酸败[8],主要有碱炼法、酯化法、超临界萃取法等,其中碱炼脱酸是常用的脱酸方法。油脂脱色可以去除毛油中的色素、残留胶体、磷脂等,常用吸附脱色法、加热法、化学试剂脱色法等[9]。
目前,有关精炼对苦杏仁油品质及氧化稳定性的研究较少。本文以苦杏仁为原料,利用有机溶剂浸提法提取苦杏仁毛油,对毛油进行水化脱胶、碱炼脱酸、活性白土脱色。对精炼前后苦杏仁油的酸价、碘值等理化指标和脂肪酸组成进行对比分析,探究精炼工艺对苦杏仁油理化指标的影响。对精炼前后的苦杏仁油进行氧化加速实验,探讨其氧化稳定性,旨在为苦杏仁的精深加工提供参考。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 原料与试剂
苦杏仁:购于西安雨润中药材市场。
石油醚、85%磷酸、丙酮、乙醚、异丙醇、酚酞、氢氧化钠、硫代硫酸钠、环己烷、冰乙酸、韦氏试剂、可溶性淀粉、碘化钾、三氯甲烷、甲醇、14%三氟化硼甲醇、氯化钠、活性白土,均为分析纯;正己烷,色谱纯。
1.1.2 仪器与设备
电热鼓风干燥箱,上海福玛;HH-S4电热恒温水浴锅,北京科伟永兴;85-2控温磁力搅拌器,江苏金怡;RE-52AA旋转蒸发仪,上海亚荣;SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵,郑州长城;BS224S电子天平,上海赛多利斯;FW400A高速万能粉碎机,北京科伟永兴;台式低速大容量离心机,上海安亭;Multiskan Go全波长酶标仪,美国热电; QP-2010Ultra单四极杆气质联用,日本岛津。
1.2 实验方法
1.2.1 苦杏仁毛油制备
采用有机溶剂浸提法提取苦杏仁毛油。将苦杏仁粉碎后用石油醚浸提苦杏仁粉末,旋转蒸发去除残留石油醚后,得到苦杏仁毛油。
1.2.2 苦杏仁精炼油制备
水化脱胶:量取适量苦杏仁毛油,预热升温到60℃,按油质量0.3%加入85%的磷酸溶液,搅拌均匀后,再加入稍高于油温的热水,加水量为油质量的3%,搅拌30 min后静置,离心取上层水化脱胶油。
碱炼脱酸:取水化脱胶油,搅拌加热至60℃,加入质量分数9.5%的氢氧化钠溶液,超碱量为0.25%,30 min后停止搅拌,静置,离心取上层脱酸油。
活性白土脱色:取苦杏仁脱酸油,搅拌加热至65℃,加入油质量4%的活性白土,搅拌15 min后静置,离心取上层脱色油,即得苦杏仁精炼油。
将苦杏仁精炼油密封保存备用。
1.2.3 理化指标测定
酸价测定:参考GB 5009. 229—2016;碘值测定:参考GB/T 5532—2008;过氧化值测定:参考GB 5009. 227—2016;共轭二烯值测定:参考GB/T 22500—2008测定232 nm处油脂的消光系数;透明度、滋气味评价:参考GB/T 5525—2008。
1.2.4 苦杏仁油脂肪酸组成分析
甲酯化:参照GB/T 17376—2008中三氟化硼甲酯化法。吸取一定量苦杏仁油,加入5 mL 0.5 mol/L 氢氧化钠甲醇溶液,70℃皂化至试管中油状物完全溶解后,继续加入5 mL 14%三氟化硼甲醇溶液,升温煮沸3 min,加入2 mL正己烷,取出后立即加入10 mL饱和的氯化钠溶液,猛烈振摇15 s以上,静置待其分层后,吸出上清液进行气相色谱-质谱分析。
气相色谱-质谱条件:GC/MS接口温度250℃;柱升温程序为初温80℃,以4℃/min的升温速率升温至290℃;以氦气为载气,恒温30 min,流速1.5 mL/min;进样量0.2 μL;分流比100∶1;EI离子源,离子源温度230℃;电子能量70 eV。
根据色谱峰的保留时间和保留系数检索NIST2014谱库,结合人工谱图解析,确定脂肪酸种类,采用峰面积归一化法计算脂肪酸相对含量。
1.2.5 氧化稳定性研究
参考王吉[10]的方法稍作改进。以油脂的过氧化值和共轭二烯值为指标,采用烘箱加速法研究苦杏仁油的氧化稳定性。取等量精炼前后的苦杏仁油,测定在65℃条件下,储存1、3、5、9、12 d的油脂过氧化值和共轭二烯值,探究氧化稳定性的变化情况。
1.2.6 数据处理
用Excel软件进行数据统计处理,各实验均做3次重复。
2 结果与分析
2.1 精炼对苦杏仁油理化指标影响
苦杏仁毛油和精炼油的理化指标见表1。
表1 苦杏仁毛油和精炼油理化指标
由表1可知,精炼后的苦杏仁油澄清透明、无异味,符合市场需求。酸价反应了油脂中游离脂肪酸的含量[11],苦杏仁毛油因含有水分、磷脂类胶体杂质、游离脂肪酸等物质,酸价偏高。精炼油酸价与毛油相比降低,且在国家标准GB 2716—2018范围之内。碘值反映了油脂的不饱和程度[12],精炼前后苦杏仁油碘值差异小,两种油脂碘值较大,不饱和程度高[13]。过氧化值表示油脂和脂肪酸被氧化的程度,苦杏仁毛油和精炼油的过氧化值都低于国标的0.25 g/100 g,说明油脂氧化程度低。综上,脱胶、脱酸、脱色后的苦杏仁油色泽、透明度、滋气味都优于毛油,游离脂肪酸含量减少,油脂不饱和程度基本不变,未发生明显氧化酸败。
2.2 精炼对苦杏仁油脂肪酸组成的影响
苦杏仁毛油和精炼油的脂肪酸组成及相对含量见表2。
表2 苦杏仁毛油和精炼油的脂肪酸组成及相对含量 %
由表2可知,苦杏仁油主要包含棕榈油酸、棕榈酸、亚油酸、油酸、硬脂酸,脂肪酸组成与文献[14]报道的小白杏杏仁油脂肪酸组成基本相同。其中,苦杏仁毛油和精炼油不饱和脂肪酸含量均接近95%,饱和脂肪酸含量约为5%。不饱和脂肪酸含量越多,油脂营养价值越高,开发前景越好。精炼前后苦杏仁油各脂肪酸相对含量变化很小,说明精炼对苦杏仁油的脂肪酸组成影响小。
2.3 苦杏仁油氧化稳定性
油脂的氧化稳定性是评价油脂品质的重要指标之一,并对其货架期的预测也有参考价值。图1为65℃下储存时间对苦杏仁油过氧化值的影响。
图1 不同储存时间对苦杏仁油过氧化值的影响
由图1可知,随着储存时间的延长,苦杏仁毛油的过氧化值先缓慢升高,然后基本不变。苦杏仁精炼油的过氧化值呈现出明显增加的趋势,说明在高温的影响下,油脂开始发生一定程度的氧化酸败,9 d 后苦杏仁精炼油的过氧化值为0.191 5 g/100 g,12 d后,苦杏仁精炼油的过氧化值达到0.348 1 g/100 g。其可能原因是精炼包括了脱胶、脱酸、脱色3个过程,随着每一步精炼工艺的深入,油脂本身所含的天然抗氧化剂如VE等也会损失一部分,导致油脂自身抗氧化能力减弱。因此,精炼对苦杏仁油的氧化稳定性有较大影响。
图2为65℃下储存时间对苦杏仁油共轭二烯值的影响。油脂中共轭双键的二烯类化合物的含量可以用在波长232 nm的消光系数来表示,也能够作为油脂氧化程度的评判标准[15]。
图2 不同储存时间对苦杏仁油共轭二烯值的影响
由图2可知,随着储存时间的延长,苦杏仁毛油的共轭二烯值一直处于上升趋势,12 d时为0.034 1,其原因可能是苦杏仁油高温氧化酸败过程中,生成的过氧化物不稳定分解,其中亚甲基双键氧化中断了油脂二烯键[16]。苦杏仁精炼油的共轭二烯值随储存时间的延长,整体呈现上升的趋势,12 d时的共轭二烯值和毛油的接近。储存1 d时测定苦杏仁精炼油的共轭二烯值高于毛油,可能在油脂精炼过程中,油脂在高温的作用下,部分双键共轭,因此共轭二烯值较高。
综合苦杏仁油氧化稳定性测定过程中的过氧化值和共轭二烯值来看,精炼工艺使苦杏仁油的两个指标都呈现上升的趋势,其原因可能是精炼过程中脱去油脂杂质的同时,一些抗氧化物质也被去除。
3 结 论
本实验对苦杏仁毛油进行水化脱胶、碱炼脱酸、活性白土脱色,精炼后的苦杏仁油颜色呈淡黄色,滋气味、透明度都优于毛油,酸价和过氧化值都低于毛油,碘值变化不大;运用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对苦杏仁油脂肪酸组成及相对含量进行分析,精炼前后其主要脂肪酸组成及相对含量基本不变,不饱和脂肪酸含量接近95%,主要以油酸和亚油酸为主;通过对苦杏仁油过氧化值及共轭二烯值的变化趋势分析,得到精炼工艺使苦杏仁油的氧化稳定性降低。