云南铁核桃及‘云新’核桃油脂抗氧化研究

耿树香 宁德鲁 贺 娜 陈海云

( 云南省林业科学院院，云南 昆明 650201)

核桃（Juglans regia）又称胡桃、羌桃，是云南栽培历史悠久的传统经济作物。由于核桃油的多不饱和脂肪含量高双键极易被氧化，其稳定性较低。在加工、贮藏、销售过程中极易氧化哈败，容易造成核桃油产品经济效益的损失。核桃油脂的抗氧化性及贮藏稳定性实验已有部分研究，并取得一定的成效[1-13]，‘云新’是“八五”及“九五”期间云南省林业科学院用云南核桃及新疆核桃作亲本，培育出早实、早熟的杂交新品种，而铁核桃大量分布于云南迪庆、怒江、昭通等地，为云南大范围生长的野生种，其油质较好，且油中抗氧化物质丰富，但目前对其油脂的抗氧化及贮藏稳定性研究较少。

本研究以云南主栽‘云新’核桃及铁核桃为研究对象，利用天然抗氧化剂与合成抗氧化剂的复配，寻求找到最佳浓度配比的抗氧化剂组合。由于核桃油在加工和贮藏过程中易出现氧化酸败，从而使其商品价值和营养价值下降，保藏期缩短，有效延长核桃油的保质时间、提高产品的质量和货架期的一种有效方法是添加抗氧化剂。本研究以亚油酸相对含量较高的云南主栽品种的核桃油为研究对象，选用具有安全、高效、耐高温等特点的天然抗氧化剂油状迷迭香、油溶性茶多酚及人工合成的叔丁基对苯二酚（TBHQ）进行复配实验，以过氧化值（POV）及酸值（AV）为评价标准，探讨天然复合抗氧化剂联合作用，以期得出抗氧化效果最佳的天然复合抗氧化剂，为核桃油产品的贮藏提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 供试材料

核桃供试材料于2016年9—10月采自云南核桃主栽区，并于40 ℃烘干，低温保存，于是2017年3—5月榨油并分析。‘云新’采自云南省林业科学院，铁核桃采自云南怒江。

1.1.2 供试试剂

无水乙醚、无水乙醇、石油醚（60～90 ℃）、氢氧化钾、甲醇、氢氧化钠、磷酸二氢钾、无水硫酸钠、正己烷、酚酞、可溶性淀粉、碘化钾、三氯甲烷、冰乙酸、硫代硫酸钠，均为分析纯，购自天津市风船化学试剂科技有限公司；叔丁基对苯二酚（TBHQ）（食品级）、迷迭香油（食品级）＞98%、油溶性茶多酚（食品级）均购自北京普华仁生物技术开发有限公司。

1.1.3 仪器设备

BSA224S电子天秤（北京赛多利斯仪器系统有限公司）、小型研磨机、丹麦FOSS Soxtec 2008全自动索氏抽提仪（福斯赛诺分析仪器（苏州）有限公司）、DHG-9146A型烘箱（上海习仁科学仪器有限公司）、FOSS消化炉（福斯赛诺分析仪器（苏州）有限公司）、6YY-280全自动液压榨油机（山东沂水阳东机械有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 核桃油脂提取

1）索氏提取法（溶剂萃取法）。称取粉碎后核桃仁6.0 g（精确到0.000 1 g），加入80 mL石油醚（60～90 ℃），FOSS Soxtec 2008索氏抽提仪提取：提取程序如下：沸腾温度90 ℃，时间35 min；淋洗时间40 min；回收时间10 min；完成后置于80 ℃烘箱行脱溶剂恒质量。

2）压榨提取法（物理压榨）。原料经磨碎机粉碎后过筛（筛网孔径为5 mm），利用全自动液压榨油机对粉碎的果仁碎粒进行低温压榨获得毛油。压榨温度25 ℃左右，压力设置为48 Mpa，压榨时间为2 h左右。

3）核桃油样的抗氧化实验。将4个品种带壳核桃分别液压冷榨制成毛油备用，选择TBHQ、油溶性茶多酚、迷迭香油这3种抗氧化剂[2]，TBHQ因其氧化性能较好而选择较低的浓度。将3种抗氧化剂的不同浓度组合搭配加入核桃油中，用绿棕色玻璃瓶分装待用。

4）核桃油的强制氧化处理。用Schaal烘箱法将所有核桃油样置于（60±2）℃烘箱中强化保存，敞口，每隔24h取样测定过氧化值（POV）和酸价（AV），测定核桃油的抗氧化性能。

1.2.2 正交实验设计

为考察3种常见的抗氧剂，即TBHQ（A）、茶多酚（B）和迷迭香（C）对液压冷榨后的两品种核桃油（铁核桃油、云新核桃油）抗氧化酸败的效果及最优的抗氧化酸败成分配比，选择正交实验设计方案对上述问题进行分析。正交设计实验方案见表1。

1.2.3 指标测定

1）核桃油脂过氧化值（POV）测定。依据GB/T 5538—2005 测定[14]。

2）核桃油脂酸值（AV）测定。核桃油脂酸值依据GB/T 5530—2005来测定[15]。为评价3种物质加入核桃油后的抗氧活性和抗酸变活性效果，抗氧化能力和抗酸败能力的计算公式为：

式中：POVmax为10次测量过氧化值的最大值，POV0为样品初始的过氧化值，t为过氧化值达最大值的时间。

式中：AVmax为10次测量酸值的最大值，AV0为样品初始的酸值，t为酸值达最大值的时间。

3）皂化值。参照采用标准GB/T 5534—2008《动植物油脂皂化值的测定》[16]。

4）碘值。参照采用标准GB/T 5532—2008《动植物油脂碘值的测定》进行[17]。

5）不溶性杂质。参照采用国际标准GB/T 15688—2008《动植物油脂不溶性杂质含量的测定》[18]。

6）透明度、滋气味。依据GB/T 5525—2008《植物油脂透明度、气味、滋味鉴定法》进行[19]。

表 1 正交设计实验方案Table 1 Scheme of orthogonal design

1.2.4 数据分析

利用Microsoft Excel 2007建立核桃仁油质及蛋白质原始数据表，运用SPSS 17.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 核桃油理化指标测定结果

分别利用冷榨、索氏提取法在最佳条件下，因铁核桃原料在云南油用更普遍，且相对其他核桃品种更抗氧化，所以在此以铁核桃仁为原料测定其出油率、酸价、过氧化值、碘值、皂化值等，实验结果见表2。

由实验结果可以发现，提取方法对核桃油的品质有一定的影响，压榨法获得的核桃油过氧化值、酸价较低，这可能由于在压榨提取过程中温度保持在相对较低的水平；此外，压榨过程中会有核桃颗粒渗出，所以杂质含量会偏高。但本实验的2种方法提取获得的核桃油均符合国家标准，从活性物质的保留和安全性的角度考虑，索氏提取法用时较长，浸提后的毛油容易残留机溶剂，对人体有害；压榨法在整个提取过程中能保持较低温度，有利于核桃油中营养成分的稳定，所以，后续实验中用的核桃油均通过物理压榨法提取获得。

表 2 铁核桃油的基本理化指标Table 2 Basic physical and chemical indicators of J. regia oil

2.2 不同品种及不同抗氧化剂的复配研究

2.2.1 铁核桃油

铁核桃正交实验抗氧化及抗酸败能力评价参数结果见表3，采用极差分析对正交实验结果进行分析，结果见表4。由表3可知，加入抗氧剂实验组的抗氧能力均优于空白对照组，表明叔丁基对苯二酚（TBHQ）、茶多酚和迷迭香加入铁核桃油中均表现出了抗氧化能力，加入抗氧剂实验组的抗酸败能力均弱于空白组实验，表明叔丁基对苯二酚（TBHQ）、茶多酚和迷迭香加入铁核桃油中减缓了酸败过程。由表4可知，POV值最佳的抗氧化剂组合为A4B2C2，即叔丁基对苯二酚（TBHQ）、茶多酚和迷迭香的含量分别为0.02%、0.04%和0.04%。AV值最佳的抗氧化剂组合为A1B2C3，即叔丁基对苯二酚（TBHQ）、茶多酚和迷迭香的含量分别为0.005%、0.04%和0.06%。由实验结果的极差分析可知，3种物质对铁核桃油抗氧能力影响因素的排序为ACB、即叔丁基对苯二酚（TBHQ）＞迷迭香含量＞茶多酚含量，3种物质对铁核桃油抗酸败能力影响因素的排序为CAB、即迷迭香含量＞叔丁基对苯二酚（TBHQ）含量＞茶多酚含量。

表 3 铁核桃油正交实验抗氧化及抗酸败能力评价参数结果Table 3 Evaluation parameters of antioxidant and rancidity resistance of J. regia oil in orthogonal test

表 4 铁核桃油抗氧化及抗酸败能力正交实验极差分析结果Table 4 Range analysis in orthogonal test of antioxidant and rancidity resistance of J. regia oil

2.2.2 云新核桃油

云新核桃油正交实验抗氧化能力评价参数结果如表5所示，采用极差分析对正交实验结果进行分析，结果见表6。由表5可知，加入抗氧剂实验组的抗氧化能力均优于空白对照组，表明叔丁基对苯二酚（TBHQ）、茶多酚和迷迭香加入云新核桃油中均表现出了抗氧化能力，加入抗氧化剂实验组的抗酸败能力优于空白对照组的实验序号是 1、2、3、4、8、9、10、11、12、14、15和16；较空白组弱的实验序号是5、6、7和13，表明叔丁基对苯二酚（TBHQ）、茶多酚和迷迭香加入云新核桃油中有些配方表现出了抗酸败能力，有些则加速了酸败过程。由表6可知，POV值最佳的抗氧化剂组合为A2B2C1，即叔丁基对苯二酚（TBHQ）、茶多酚和迷迭香的含量分别为0.01%、0.04%和0.02%。由实验结果的极差分析可知，3种物质对大麻核桃油抗氧能力影响因素的排序为ACB、即叔丁基对苯二酚（TBHQ）含量＞迷迭香含量＞茶多酚含量，AV值最佳的抗氧化剂组合为A2B3C4，即叔丁基对苯二酚（TBHQ）、茶多酚和迷迭香的含量分别为0.01%、0.06%和0.08%。由实验结果的极差分析可知，3种物质对云新核桃油抗酸败能力影响因素的排序为ABC、即叔丁基对苯二酚（TBHQ）含量＞茶多酚含量＞迷迭香含量。

表 5 云新核桃油正交实验抗氧化抗酸败能力评价参数结果Table 5 Evaluation parameters of antioxidant and rancidity resistance of 'Yunxin' walnut oil in orthogonal test

表 6 云新核桃油抗氧化能力抗酸败正交实验极差分析结果Table 6 Range analysis in orthogonal test of antioxidant andrancidity resistance of 'Yunxin' walnut oil

2.3 加入抗氧化剂后核桃油氧化过程规律分析

2.3.1 铁核桃油

为明晰加入抗氧剂后，铁核桃油POV值的变化规律，实验每隔24 h测量核桃油的过氧化值及酸值，铁核桃油抗氧实验过氧化值描述性统计分析结果如表7所示，实验组过氧化值的均值存在一定的差异。由变异系数的大小可知，17组实验的10次测量过氧化值变化最大的是空白组实验，实验组间过氧化值变化较小，实验组AV值的均值存在一定的差异，17组实验的10次测量AV值变化最大的是空白组实验，实验组间AV值变化较小。

表 7 铁桃油抗氧实验过氧化值及酸值描述性统计分析结果Table 7 Results of descriptive statistical analysis of peroxide value and acid value of J. regia oil

2.3.2 云新核桃油

为明晰加入抗氧剂后，云新核桃油POV值的变化规律，实验每隔24 h测量核桃油的过氧化值，云新核桃油抗氧实验过氧化值描述性统计分析结果见表8。实验组过氧化值的均值存在一定的差异。由变异系数的大小可知，实验组均小于对照组，实验组中较大的组为第4组和12组，较小的为第13组和16组。由表8可知，实验组AV值的均值存在一定的差异。由变异系数的大小可知，实验组均小于对照组，实验组中较大的组为第4组和12组，较小的为第13组和16组，随着核桃油摆放时间的增加，其AV值呈现增加的趋势，对比实验组和空白对照组可以明显加入抗氧剂后，核桃油的氧化酸败过程明显减缓。

表 8 云新核桃油抗氧实验过氧化值及酸值描述性统计分析结果Table 8 Results of descriptive statistical analysis of peroxide value and acid value of 'Yunxin' walnut oil

续表 8

3 结论与讨论

通过对铁核桃油提取的方法及理化指标等研究发现：压榨法和索氏提取法提取铁核桃油的得率分别为61.25%、70.18%，2种提取方法对核桃油的提取率影响不大。以POV值为指标，铁核桃的3种抗氧剂最佳配比是：即叔丁基对苯二酚（TBHQ）0.02%+油溶性茶多酚0.04%+迷迭香0.04%；云新核桃的3种抗氧剂最佳配比是：即叔丁基对苯二酚（TBHQ）0.01%+油溶性茶多酚0.04%+迷迭香0.02%。以AV值为指标，铁核桃的3种抗氧剂最佳配比是：即叔丁基对苯二酚（TBHQ）0.015%+油溶性茶多酚0.04%+迷迭香0.06%；云新核桃的3种抗氧剂最佳配比是：即叔丁基对苯二酚（TBHQ）0.01%+油溶性茶多酚0.06%+迷迭香0.08%。

本研究具体到核桃品种油脂的抗氧化，主要是采用天然抗氧化剂，按照其根源分抗氧化剂可分为人工合成抗氧化剂和天然抗氧化剂。人工合成即化学合成抗氧化剂BHA（丁基羟基茴香醚）、BHT（二丁基羟基甲苯）、PG（没食子酸丙酯）[20]，虽抗氧化效果较好，但也具有潜在的毒性甚至有致癌的风险，会带来食品安全问题[21]。相比较而言，天然抗氧化剂是一类能够延缓、阻止或消除氧化损伤， 解决食用油中的油脂氧化和食品安全的问题，本研究主要是以天然抗氧化剂茶多酚及迷迭香为主，辅以少量人工合成抗氧化剂叔丁基对苯二酚（TBHQ）。后期研究全以天然抗氧化剂为主，辅以天然增效剂如Vc等，增强核桃油抗氧化功能。

本实验仅研究了抗氧化剂的外源性在核桃油中的协调增效作用，取得了一些成果，但核桃油本身含有较多的营养物质及抗氧化活性成分，可以结合核桃内源性抗氧化剂的含量作用情况，再进一步完善抗氧化剂配方。

核桃油脂的货架寿命评定指标为感官评定、AV值、POV值、LA值、脂氧合酶、过氧化物酶活动度等，多项参数指标。由于技术限定，本研究仅选用了几个基本评定指标，来判定对核桃油抗氧化稳定性影响的大小，在今后的研究中应增加相应的的评定指标，全面考察核桃油脂的酸败情况。

目前，在核桃油提取工艺方面虽然硕果累累，但大都处于实验阶段，难以应用于高质量、大规模的工业生产。应继续探索且完善适于工业生产的提取工艺。保证核桃油贮藏稳定性，延长其货架期。