制油工艺对花生油品质的影响

2019-11-20王屋梁杨晓宇曹培让刘元法

中国油脂 2019年9期

王屋梁，李凯，杨晓宇，曹培让，刘元法

(1.江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡214122； 2.江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室，江苏无锡214122； 3.江南大学食品学院，江苏无锡214122； 4.无锡德合食品科技有限公司，江苏无锡 214122)

花生是四大油料作物之一，种植面积居油料作物第二位，脂肪含量为47%～50%[1]。花生油中脂肪酸主要为不饱和脂肪酸，其中油酸和亚油酸含量丰富。花生油因滋味可口、气味芬芳，深受我国居民喜爱。研究表明花生油对人体健康大有益处，可以降低患心脑血管疾病风险[2-4]。

随着生活水平和健康意识的不断提高，人们对食用油脂的品质提出了更高的要求。目前，工业上花生油的制取工艺主要为溶剂浸出法和高温压榨法，其中溶剂浸出法是最常用的一种制油工艺，但存在生产安全隐患、溶剂残留等问题[5]。高温压榨法虽可以增强花生油的香味，但会使其色泽加深、杂质含量增加，并且高温压榨使花生蛋白严重变性，所得花生饼只能作为廉价的饲料[6]。低温冷榨法避免了高温处理而导致的油脂中营养成分流失，所得的油脂色泽浅、杂质少、风味纯正，同时冷榨较大程度上避免和减少饼蛋白质的变性[7]，可以提高油料的综合利用率。水酶法是在水代法的基础上利用酶对油料细胞结构进一步破坏，促使油脂释放，反应条件温和，所得油脂品质高，同时也能有效回收油料中蛋白质[8]。

本研究采用低温压榨法、高温压榨法和水酶法制取花生油，分别对其色泽、酸价、过氧化值及氧化稳定指数进行测定，采用气相色谱测定脂肪酸组成及角鲨烯含量，利用高效液相色谱测定生育酚含量，使用分光光度计测定多酚含量，同时测定DPPH自由基和ABTS自由基的清除能力，借此对所得花生油的营养和品质进行综合评价，以期为花生油生产及其开发利用提供理论依据和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 原料与试剂

花生仁，购自山东；甲醇、无水乙醇、乙酸乙酯、正己烷、氢氧化钠、氢氧化钾、三氟化硼、乙醚、酚酞、冰乙酸、碘化钾、可溶性淀粉、碳酸钠、DPPH(二苯代苦味酰基自由基)试剂、抗氧化标准物质Trolox、ABTS(2,2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)、过硫酸钾，均购自J & K公司；甲醇(色谱纯)、正己烷(色谱纯)、异丙醇(色谱纯)、焦性没食子酸、福林酚试剂、脂肪酸甲酯混标、生育酚混标(纯度95%)、角鲨烯标准品，均购于Sigma公司；磷酸缓冲液，购于上海碧云天生物技术有限公司；去离子水，实验室自备；Alcalase 2.4L，购自诺维信公司。

1.1.2 仪器与设备

电热鼓风干燥箱；半粒脱皮机；液压榨油机；HH-4 数显恒温水浴锅；RW-20电动搅拌器，德国IKA公司；罗维朋比色仪；RE-52A旋转蒸发仪；SHB-3循环水真空泵；TGL-16G型台式离心机；EL204电子天平,上海梅特勒托利多仪器有限公司；KQ-300 DE数控超声波清洗器；Mini-240分光光度计，日本岛津公司；Diol-SPE二醇基固相萃取小柱(500 mg, 6 mL)，上海安普公司；Rancimat 743 氧化稳定仪，瑞士Rancimat公司；Waters 2695高效液相色谱仪，美国Waters公司；Agilent 7820气相色谱仪，美国Agilent公司。

1.2 实验方法

1.2.1 花生油的制取

冷榨法：取一定量花生仁，置于60℃烘箱中10 h,取出冷却、脱皮，液压榨油机压榨，将所得油样于4 500 r/min离心15 min，得到冷榨花生油。

热榨法：取一定量花生仁，置于150℃烘箱中75 min,取出冷却、脱皮，液压榨油机压榨，将所得油样于4 500 r/min离心15 min，得到热榨花生油。

水酶法：取一定量花生仁，置于60℃烘箱中10 h, 取出冷却、脱皮，参照Deng等[9]的方法，按料液比1∶5加水磨浆，在Alcalase 2.4L蛋白酶添加量1.5%、60℃、pH 8.5条件下酶解3 h，升温至90℃，并保持10 min；将所得油样于4 500 r/min 离心15 min,静置，取上层，得到水酶法花生油。

1.2.2 基本理化指标测定

酸价，参照GB 5009.229—2016;过氧化值，参照GB 5009.227—2016;色泽，参照GB/T 22460—2008；氧化稳定性，参照GB/T 21121—2007,用Rancimat 743 氧化稳定仪测定。

1.2.3 脂肪酸组成分析

气相色谱条件：TR-FAME柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)；升温程序为60℃保持3 min，以5℃/min 升温至175℃保持15 min，再以2℃/min升温至220℃保持10 min；分流比100∶1；检测器、进样口温度220℃；进样量1 μL。

1.2.4 生育酚含量测定

参照Li等[12]的方法采用HPLC进行测定。称取1.0 g油样，精确至0.001 g，置于10 mL 棕色容量瓶中，加入正己烷超声溶解定容后，过0.22 μm 有机膜，取20 μL进样。

HPLC条件：Nucleosil Silica 柱(20 cm×4 mm×5 μm)；流动相为正己烷-异丙醇(体积比98.5∶1.5)；流速1 mL/min；柱温30℃；检测波长295 nm。

配制质量浓度分别为10、20、40、80、100、200、400 μg/mL混合生育酚标准品的正己烷溶液，进样，以质量浓度与峰面积绘制标准曲线，采用外标法测定生育酚含量。

1.2.5 多酚含量测定

参照Herchi等[13]的方法测定多酚含量。分别取6 mL甲醇和6 mL正己烷活化SPE柱，再用6 mL正己烷-乙酸乙酯(体积比 99∶1)溶液缓冲系统。称取6.0 g油样，精确至0.001 g，溶于12 mL正己烷中过柱，用12 mL正己烷洗脱非极性物质，再加入6 mL甲醇洗脱，得到多酚提取液，后将其浓缩至1 mL,加入福林酚0.5 mL，反应5 min后，加入2 mL 7.5% Na2CO3溶液，用去离子水定容至10 mL，放置于暗处反应2 h，765 nm处测定吸光度。

用焦性没食子酸作标准品，参照GB/T 8313—2008 绘制标准曲线。采用外标法测定多酚含量。

1.2.6 角鲨烯含量测定

参照文献[14]的方法，采用气相色谱测定角鲨烯含量。气相色谱条件：HP-5毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)；升温程序为起始温度160℃，以15℃/min升温至220℃保持2 min，再以10℃/min 升温至280℃保持10 min；分流比20∶1；检测器、进样口温度280℃；进样量1 μL。

配制质量浓度分别为10、20、40、60、80、100、120 μg/mL角鲨烯标准品的正己烷溶液，进样，以质量浓度与峰面积绘制标准曲线，采用外标法测定角鲨烯含量。

1.2.7 DPPH自由基清除能力测定

（107）黄羽苔 Xenochila integrifolia（Mitt.）Inoue.杨志平（2006）

1.2.7.1 极性组分DPPH自由基清除能力

极性萃取液的制备：称取4.0 g油样，加入5 mL甲醇，避光振荡30 min 混匀，3 000 r/min 离心15 min,静置，待分层后取上清液，重复以上操作4次，合并萃取液，甲醇定容。

DPPH自由基清除能力测定：参考文献[15]的方法，略作改动。取2 mL上述极性萃取液，与2 mL浓度为0.1 mmol/L的DPPH-甲醇溶液混合，避光放置2 h,517 nm处测定吸光度；DPPH自由基清除能力以μmolTE/100 g(以油质量计，下同)表示。

1.2.7.2 非极性组分、全油样品DPPH自由基清除能力

非极性萃取液的制备：取适量的萃取后残余的非极性部分，用乙酸乙酯定容。

全油样品的制备：称取适量油样，用乙酸乙酯配制成质量浓度为15 mg/mL的样液。

DPPH自由基清除能力测定：将甲醇替换成乙酸乙酯，其余同极性组分DPPH自由基清除能力测定。

1.2.8 ABTS自由基清除能力测定

ABTS工作液制备：参考Marfil等[16]的方法，配制ABTS反应储备液，使用前用0.2 mol/L磷酸缓冲液(pH 7.4) 稀释,使其在734 nm处的吸光度为0.70±0.002。

ABTS自由基清除能力测定：取1.2.7.1中的极性萃取液20 μL与1 980 μL ABTS工作液振荡混合，30℃下反应10 min,734 nm处测定吸光度；ABTS自由基清除能力以μmolTE/100 g表示。

1.2.9 数据分析

采用SPSS软件进行数据统计与分析。显著性差异采用One-Way ANOVA检验以及DUCAN检验。

2 结果与讨论

2.1 不同制油工艺花生油基本理化指标(见表1)

表1 不同制油工艺花生油的色泽、酸价、过氧化值和氧化稳定指数(OSI)比较

注：结果以”平均值±s”表示;同一列不同字母表示有显著性差异(p<0.05);下同。

由表1知，水酶法花生油酸价最高，过氧化值最低，OSI最高。酸价高可能与甘油三酯在酶和水分的作用下分解生成游离脂肪酸和甘油有关。热榨花生油的色泽最深，过氧化值最高，OSI最低，这可能是因为高温烘烤及压榨工序有助于脂溶性色素的溶出，同时在高温过程中花生中的蛋白质和糖类物质会发生美拉德反应，其反应产物使得热榨油的色泽进一步加深。在高温烘烤条件下，油脂易发生氧化，使得过氧化值升高，OSI降低。而冷榨花生油因制取条件温和，其酸价及过氧化值均低于热榨花生油，OSI高于热榨花生油。

2.2 不同制油工艺花生油脂肪酸组成(见表2)

表2 不同制油工艺花生油的脂肪酸组成 %

注：同一行不同字母表示有显著性差异(p<0.05)。

由表2知，花生油的脂肪酸组成主要以棕榈酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1)、亚油酸(C18∶2)为主，其中油酸和亚油酸的含量约占78%。对比3种花生油可知，3种花生油的脂肪酸组成无差别，而水酶法花生油的油酸含量显著高于冷榨花生油和热榨花生油(p<0.05)，亚油酸含量显著低于冷榨花生油和热榨花生油(p<0.05)。

2.3 不同制油工艺花生油微量活性成分含量

2.3.1 生育酚含量(见图1)

注：结果以“平均值±s”表示；同一柱形上方不同字母表示有显著性差异(p<0.05)；下同。

图1 不同制油工艺花生油的生育酚含量比较

生育酚是一种很好的抗氧化剂，有4种单体即α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚和δ-生育酚。由图1知，花生油中生育酚以α-生育酚和γ-生育酚为主，占总生育酚含量的83%～90%，β-生育酚及δ-生育酚含量极低，这与文献[17]的研究结果一致。热榨花生油的α-生育酚和总生育酚含量分别为(124.57±0.03)mg/kg、(206.61±3.24)mg/kg，显著高于冷榨花生油及水酶法花生油(p<0.05)。这可能是因为高温烘烤有助于脂肪伴随物的溶出，同时美拉德反应产物可以保护生育酚不被氧化。在长时间的酶解条件下，水酶法花生油中生育酚因结构被破坏，含量降低。

2.3.2 多酚含量(见图2)

图2 不同制油工艺花生油的多酚含量比较

酚类物质具有抗氧化作用。研究表明，酚类化合物具有保护心脏、降低心血管疾病风险、抗癌等功效[18]。由图2知，热榨花生油的多酚含量为(44.27±2.60)mgGAE/kg，显著高于冷榨花生油和水酶法花生油(p<0.05)，而冷榨花生油和水酶法花生油中多酚含量无显著差异(p>0.05)。这可能是因为高温烘烤过程中，多酚多聚物的化学键断裂，释放出更多的多酚，同时美拉德反应产物在一定程度上可以保护多酚不被氧化。多酚是极性物质，在水酶法提取花生油的过程中，多酚极易溶于水相，使得油相中的多酚含量减少[19]。

2.3.3 角鲨烯含量(见图3)

图3 不同制油工艺花生油的角鲨烯含量比较

角鲨烯是一种脂质不皂化物，具有增强机体免疫力、抗衰老、抗疲劳、抗癌等多种生理功能。由图3知，冷榨花生油的角鲨烯含量为(477.20±10.31) mg/kg，显著高于热榨花生油和水酶法花生油(p<0.05)，这可能是由于角鲨烯是一种不稳定的物质[20]，其结构受热易被破坏。高温烘烤、酶解都会使角鲨烯结构受到不同程度的破坏，从而使得其含量降低。热榨花生油和水酶法花生油的角鲨烯含量无显著差异(p>0.05)。

2.4 不同制油工艺花生油DPPH自由基和ABTS自由基清除能力(见表3)

由表3知，热榨花生油全油、极性组分及非极性组分的DPPH自由基清除能力均显著高于冷榨花生油和水酶法花生油(p<0.05)，冷榨花生油除极性组分的DPPH自由基清除能力显著低于水酶法花生油(p<0.05)外，其全油及非极性组分的DPPH自由基清除能力与水酶法花生油无显著差异(p>0.05)。比较全油、极性组分和非极性组分的DPPH自由基清除能力可知，花生油中的极性组分与非极性组分均具有清除自由基的作用，同时花生油全油的DPPH自由基清除能力不等于这两个组分的简单相加。全油的DPPH自由基清除能力高于非极性组分，这说明花生油中的极性组分在乙酸乙酯体系中起到了清除自由基的作用。全油的DPPH自由基清除能力却低于极性组分，这有可能是因为乙酸乙酯的体系抑制了某些微量活性成分的抗氧化作用，使得自由基清除能力下降[21]。

由表3知，热榨花生油清除ABTS自由基能力显著高于冷榨花生油和水酶法花生油(p<0.05)，冷榨花生油的ABTS自由基清除能力与水酶法花生油无显著差异(p>0.05)。