冷榨法和酶解法提取辣木油的应用领域研究

2019-04-29高定烽李思敏熊华斌高云涛李晓芬张东华

中国油脂 2019年4期

张言，高定烽，李思敏，石峰，熊华斌，2，3，高云涛，李晓芬，张东华

(1.云南民族大学化学与环境学院，昆明 650500； 2.云南省跨境民族地区生物质资源清洁利用国际联合研究中心，昆明 650500； 3.民族地区矿产资源综合利用重点实验室，昆明 650500)

辣木(MoringaoleiferaLam.)为辣木科、辣木属多年生植物，原产于印度北部，现我国已有大量种植。辣木含有约20种氨基酸、46种抗氧化物质和抗炎化合物，富含丰富的微量元素，被誉为“神奇之树”[1]，其主要栽种于砂壤和有机质中且抗逆性强[2]。辣木作为食物和药物使用已经有几千年的历史[3]，其还是一种重要的油料植物，种子的出油率在25.1%(压榨法)～41.4%(溶剂法)之间[4]。

辣木油具有极佳的稳定性和良好的芳香固着特性，是化妆品、香料、防腐剂的优良原料[5]。段琼芬等[6]对缅甸产和云南产的辣木油成分分析显示，辣木油富含不饱和脂肪酸，其中油酸含量达62%～74%，使其作为植物油的品质达到了橄榄油和油茶籽油的水平。同时，辣木油中含有丰富的维生素E、甾醇以及黄酮类等成分，在降血脂、降胆固醇、降血压和改善睡眠等方面有较高的保健价值，因而具有较高的市场开发前景。

为了提高辣木籽的出油率和品质，压榨法、溶剂法、压榨-溶剂法、超声波-溶剂法、超临界萃取法以及酶解法等技术都被应用于辣木油的提取。这些提取方法各有优缺点。用压榨法提取辣木油机械化程度较高，容易大规模生产，但存在饼残油量较高和出油率低的不足；用溶剂法提取辣木油虽然可以提高出油率，但油的色泽相对较深；用压榨-溶剂法提取辣木油或超声波-溶剂法能降低成本提高出油率，但产品需要进一步脱溶和精炼处理[7]；超临界萃取法提取辣木油需要价格高昂的设备，使许多企业难以承担；酶解法提取辣木油对设备无要求，出油率高，但需要提供给酶一个稳定的反应条件和较长的反应时间，提取效率相对较低[8]。

提取方法的差异不仅影响出油率和生产成本，而且也影响辣木油的品质进而影响其应用领域。本研究选取最具代表性的冷榨法和酶解法提取的辣木油进行了氧化稳定性、维生素E含量和DPPH自由基清除能力分析，对不同品质辣木油的应用领域进行探讨，为辣木油的生产及应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

辣木籽，购买于云南玉溪辣木种植基地；DPPH(1,1-di-phenyi-2-picryhydrazyl)，美国Sigma公司；维生素E(HPLC级)，德国Dr. Ehrenstorfer GmbH公司；维生素C(HPLC级)，BOMEI生物有限公司；其他试剂均为分析纯。

TU-1950型UV-Vis分光光度计，北京普析公司；KQ-250DA型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；BSA124S型电子天平，赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；高效液相色谱仪，美国安捷伦公司；892专业型Rancimat油脂氧化稳定性测定仪，瑞士万通中国有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 辣木油的制备

冷榨法：辣木籽，冷榨温度75℃，压力4.0 MPa，冷榨转速36 r/min，静置去沉淀。冷榨辣木油的颜色比较深，为了提高辣木油的应用范围，需对其进行精制，脱胶、脱酸参考文献[9]进行，脱色参考文献[10]进行。

酶解法[11]：带果荚的辣木籽打成粉，料液比1∶9，中性蛋白酶，酶用量2.0%，酶解时间4 h，酶解温度45℃，pH 6。由于酶解制得的辣木油清亮，颜色比较浅，采用酶解原油。

冷榨辣木油和酶解辣木油均在4℃的环境下储存备用。

1.2.2 辣木油的氧化稳定性分析

采用GB/T 21121—2007《动植物油脂氧化稳定性的测定》测定辣木油的氧化稳定性。将经过净化的空气通入已加热至规定温度的不同的辣木油中，氧化过程中释放的气体与空气混合导入长颈瓶中，瓶内预先装有超纯水和一支测量电导率的电极，当电导率快速增加时，表示诱导期结束。测量温度为100～120℃。

1.2.3 辣木油中维生素E含量的测定

参照丁明等[12]方法测定辣木油中维生素E的含量，对色谱条件进行了优化。

色谱条件：Agilent ZORBAX SB-C18色谱柱，流速1.0 mL/min，检测波长280 nm，进样量20 μL，柱温25℃，分析时间40 min。

标准使用液配制：准确称取5 mg维生素E标准品，用正己烷溶液定容于25 mL容量瓶中,充分摇匀后,静置。配制的标准使用液即200.00 μg/mL，经0.45 μm有机系滤膜过滤后进行高效液相色谱测定。

样品的处理与测定:准确称取2.5 g的辣木油，用正己烷溶液定容到25 mL容量瓶中,充分摇匀后，经0.45 μm有机系滤膜过滤后进行高效液相色谱测定。

1.2.4 抗氧化活性测定

标准储备液的配制：将1 mg/mL DPPH的乙醇溶液稀释使其在517 nm处的吸光度为0.7±0.1，在4℃的环境下储存备用，实验时用乙醇稀释至所需浓度。

取完全相同的DPPH标准储备液5.0 mL于10 mL容量瓶中，加入使其构成浓度梯度的辣木油溶液，摇匀，对照管加入5 mL DPPH标准储备液，在避光和室温条件下放置20 min后分别于517 nm处测定其吸光度，以乙醇溶液为空白，根据吸光度的变化计算不同加入量的辣木油的DPPH自由基清除率。计算公式为：

2 结果与分析

2.1 冷榨法和酶解法提取辣木油的氧化稳定性

无论是作为化妆品用油还是可食用植物油，辣木油的氧化稳定性对其品质均会产生显著的影响。通过氧化稳定性实验检测，冷榨辣木油在120℃的条件下其氧化稳定性依然能达到34.23 h，这一结果均超过了特级初榨橄榄油15.42 h、一级芝麻油14.16 h和一级菜籽油5.68 h的水平[13]。说明通过冷榨方式提取的辣木油氧化稳定性远高于人们日常食用的植物油，其在煎炸和烘培等方面具有较高的潜力，甚至可考虑在一些工业领域尝试使用。但是，通过酶解方式提取的辣木油在100℃时的氧化稳定性仅达到3.64 h。

2.2 冷榨法和酶解法提取辣木油的维生素E含量

维生素E具有较高的活性，对人体的生理活动能产生重要的影响。辣木果荚中含有丰富的矿物质元素和维生素[14]，采用高效液相色谱对冷榨法和酶解法提取的辣木油中的维生素E含量进行了测定。结果表明，冷榨辣木油中几乎不含维生素E。酶解辣木油维生素E含量为66.7 μg/mL。冷榨辣木油中未检测到维生素E，原因可能与冷榨采用了未带果荚的辣木籽有关。贺艳培等[15]对云南元阳县辣木进行研究时发现，辣木籽鲜果荚和鲜叶片中含有维生素E，而辣木籽中并没有检测出维生素E。

2.3 冷榨法和酶解法提取辣木油对DPPH自由基的清除能力

由于辣木油在化妆品行业中具有较大的市场应用空间，本研究进行了辣木油的DPPH自由基清除实验。图1为冷榨辣木油和酶解辣木油对DPPH自由基的清除曲线，得到辣木油对DPPH自由基清除率(E)与辣木油加入量(x)的线性方程和IC50值，结果见表1。

由图1可知，随着辣木油加入量的增加，清除DPPH自由基能力逐渐增强，当加入量增加到一定程度时，清除能力变化趋于平缓，说明辣木油对DPPH 自由基的清除率有良好的线性剂量效应关系。由表1可知，冷榨辣木油和酶解辣木油清除DPPH自由基的IC50值具有显著的差异，其中酶解辣木油的IC50值仅为31.98 μL，不到冷榨法(134.81 μL)的50%。酶解辣木油DPPH自由基清除能力显著高于冷榨辣木油，而其氧化稳定性低于冷榨辣木油，这可能是因为氧化稳定性是抗氧化能力的总的指标，而DPPH自由基清除能力只是其中的一个考察指标，二者是否存在一定的不一致性还需进一步实验验证。

图1 冷榨辣木油和酶解辣木油对DPPH自由基的清除曲线

样品线性方程R2IC50/μL冷榨辣木油E=0.005 2x-0.020 10.997 2134.81酶解辣木油E=0.005 9x+0.311 30.995 231.98

2.4 应用领域

未经精炼的冷榨辣木油颜色呈深黄色，而酶解辣木油则呈浅黄色且清亮。在气味上，未经精炼的冷榨辣木油具有一定的难闻气味，但是酶解辣木油则无异味。该结果与马李一等[16]的研究一致。因此，为了扩大冷榨辣木油的使用范围，脱胶、脱色为冷榨辣木油提升品质的重要手段。综合评价两种提取方法，冷榨法提取辣木油机械化程度高，在实际生产中可节约时间、提高效率，而且氧化稳定性远高于其他常见食用植物油，但需脱胶和脱色，其在烘培和煎炸甚至工业用油等方面具有较好的开发和应用前景。酶解法提取辣木油虽周期相对较长和需要添加酶，但提取的油颜色外观好，营养成分丰富，DPPH自由基清除能力强，适合用于化妆品用油。