精炼过程对大花黄牡丹籽油品质及氧化稳定性的影响

张超奇，兰小中，袁 雷，阚金涛，钟政昌✉

（西藏农牧学院 食品科学学院，西藏 林芝 860000）

大花黄牡丹（Paeonia ludlowii）为西藏特有植物，主要分布于西藏林芝市海拔 2 900～3 200的雅鲁藏布江河谷及山坡边缘[1-2]，属国家一级保护植物、目前处于极危状态[3]，大花黄牡丹籽油可作为开发油用牡丹的新资源，具有一定的开发价值[4-5]，据有关资料记载，大花黄牡丹仅生长在我国西藏的米林、林芝、波密、察隅、隆子等县，分布区狭窄，在西藏，野生大花黄牡丹现仅存6 000～7 000丛（株）[6]，呈逐年减少趋势。目前对于大花黄牡丹的研究主要集中在根皮上，也有人曾分析过牡丹籽油中脂肪酸的组成成分，而对于大花黄牡丹籽油的加工工艺及其理化特性的研究相对较少。大花黄牡丹新鲜种子千粒重达1.3 kg左右[7]。牡丹籽油中不饱和脂肪酸含量较高，其中亚麻酸、亚油酸、油酸分别占比为35.70%、22.19%和27.14%[8]。亚麻酸和亚油酸是人体健康的必需脂肪酸，并具有多种生理效应[9]。α-亚麻酸具有降血脂[10]、减肥[11]、预防心血管疾病[12]、抵抗癌症[13]抗氧化[14]等功能。亚油酸有抑制胆固醇合成，调节血压等功能[15]，且油酸在医药行业也具有一定潜力[16]，因此对大花黄牡丹籽油进行精炼并测定其相应成分，是很有必要的。本研究探讨了不同处理过程对大花黄牡丹籽油脂肪酸及理化特性的影响，有望能探讨出一种对牡丹籽油优势单体成分或某种理化指标破坏较少的更有效合理的精炼工艺，为后期采取更有效的精炼措施提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牡丹籽，2018年 10月采于西藏自治区林芝市米瑞乡，经西藏农牧学院食品科学学院兰小中教授鉴定为大花黄牡丹种子，大花黄牡丹种子采用手工剥壳后得牡丹籽仁，后经粉碎、烘干后使用。

正已烷、氯仿、无水乙醇、盐酸、三氯甲烷、冰乙酸、氢氧化钠、硫代硫酸钠、氢氧化钾、活性炭：青岛中科泰达经贸有限公司；水为超纯水、正己烷（色谱纯）、乙酰氯、正庚烷（色谱纯）、甲醇（色谱纯）、无水硫酸钠、碳酸钠。以上试剂除另有说明外均为分析纯。

1.2 仪器与设备

Thermo Trace GC Ultra—DSQⅡ气相色谱质谱联用仪：美国热电公司；GWA-UN超纯水仪：北京普析通用仪器有限责任公司；AL204-IC分析天平，感量为0.000 1 g：梅特勒-托利多仪器有限公司；GJ881-4电热烘干箱：上海-恒科学仪器有限公司；LYNX4000高速离心机：赛默飞世尔科技有限公司；SHA-B水域恒温振荡器：金坛市诺艺实验仪器厂；VELP OXITEST油脂氧化分析仪（VELP scientifica srl）：意大利；R-1001VN旋转蒸发器：郑州长城科技工贸有限公司；电热恒温水浴锅、2WAJ型阿贝折射仪：上海光学仪器五厂；XLW-1500Y粉碎机：永康鑫龙威工贸有限公司。

1.3 方法

1.3.1 牡丹籽油的主要理化指标分析

碘值：参照GB/T 5532—2008方法测定[17]；过氧化值：参照GB 5009.227—2016方法测定[18]；皂化值：参照GB/T 5534—2008方法测定[19]；折光指数：参照GB/T 5527—2010方法测定[20]；酸价：参照GB 5009.229—2016方法测定[21]。

1.3.2 脂肪酸成分分析

1.3.2.1 GC-MS 条件 色谱柱：HP-wax；柱长：30 cm；内径：0.25 mm；膜厚：0.25 µm。进样口温度：270 ℃。程序升温：初始柱温 40 ℃，保持1 min，以7 ℃/min升温至210 ℃，保持 5 min，再以1.5 ℃/min升温至240 ℃。载气：高纯氦（纯度＞99.999%），流速：1.0 mL/min。进样方式：不分流进样。进样量：1 µL。质谱参考条件：电离方式：电子轰击电离源（EI）；电离能量：70 eV；传输线温度：280 ℃；离子源温度：230 ℃；溶剂延迟：5 min；扫描方式：选择离子扫描（SIM）。

1.3.2.2 样品处理 样品甲酯化称取样品0.5 g置50 mL离心管，加入5 mL正己烷，加入15 mL的10%乙酰氯-甲醇溶液，瓶口封死，在80 ℃水浴反应2 h，每隔20 min振摇1 次，取出冷却室温，加入6%碳酸钠10 mL，再加入5 mL正己烷，在振荡仪振摇30 min，取出上清液过0.22 µm滤膜，浓度过高时再稀释100倍后待测。空白实验：除不加试样外，均按样品处理。

1.3.3 精炼工艺

工艺流程为：溶剂毛油→脱胶→脱酸→脱色→脱臭。

1.3.3.1 牡丹籽油的提取 将 100 g经去皮粉碎烘干的牡丹仁粉置入 500 mL的烧瓶中，精确称取50 g左右经去皮粉碎烘干的牡丹仁粉，用经脱脂处理过的滤纸包好加入一定比例的石油醚，放入索氏抽提器中，在69 ℃恒温水浴中萃取8～10 h，后经旋转蒸发得牡丹籽毛油。

1.3.3.2 脱胶处理 参考何东平[22-23]等方法脱胶，方法稍做改变，在搅拌下加热毛油至50 ℃，按油重 4%加入沸水中，快速搅拌 15 min，升温至80 ℃，停止搅拌，快速离心，分离除去下层水和胶质，得脱胶油。

1.3.3.3 脱酸处理 采用张彬[24]等方法，最后快速离心，分层，得脱酸油。

1.3.3.4 脱色处理 采用活性炭进行脱色，将脱酸油置于烧杯中，在搅拌下加热，将油温升高至110 ℃左右，且油中水分去尽，加入油重 6%的活性炭，快速搅拌25 min，趁热过滤，即得脱色油，目前油脂工业中使用广泛的脱色方法是吸附脱色法[25]。

1.3.3.5 脱臭处理 在 0.1 MPa的真空条件下脱臭，将脱色油加热至一定温度，将少量蒸馏水通入油的底部，并调整转速，使油温保持在该温度下脱臭至数小时，油脂无异味，停止加热，破真空，将油放出，得成品油。

1.3.4 牡丹籽油氧化稳定性测定

采用油脂氧化分析仪分别对不同处理的牡丹籽油测定它们在 90 ℃的诱导期（induction period）。测定的条件：样品用量5～10 g；氧气压力为0.6 MPa；达到设定的温度开始测定。

1.3.5 数据处理

采用 SPSS 20.0软件进行单因素方差分析，数据以X±SD表示，显著性P＜0.05，用Origin 8.1软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同精炼过程对大花黄牡丹籽油理化特性的影响

牡丹籽油精炼过程中的主要理化特性变化分析按照测定理化特性的指标，每精炼一步测定一次，结果见表1。

表1 牡丹籽油精炼过程中主要理化指标测定结果

碘价在脱色后降低为140 g I/100 g，且存在显著性差异，酸价主要是在经过脱酸后降低为0.36 mgKOH/g，原因是由于碱炼过程中，碱中和了油脂中游离的脂肪酸，皂化后与油脂分离。过氧化值在脱酸后升高为1.89 mmol/kg，而在脱色后又降低为0.76 mmol/kg，主要是因为脱酸后在水洗干燥时，由于温度高，没有采用真空干燥，导致牡丹籽油中的游离脂肪酸在高温条件下被氧化分解，这和鲁大伟[26]等研究结果类似。皂化值在脱臭后显著降低为182 mg/g，原因可能是由于在高真空条件下，小分子脂肪酸被脱除，较脱色后显著降低，且存在显著性差异（P＜0.05），折光指数没有明显变化，说明对油脂进行精炼对其性质影响很小，不存在显著影响。白喜婷等[27]证实牡丹籽油在脱胶和脱酸后，胶体含量和酸价明显降低，这和本研究结果一致。

2.2 不同精炼过程牡丹籽油氧化稳定性比较

氧化稳定性以油脂氧化诱导期表示。不同处理下的牡丹籽油氧化稳定性测定结果见图1。

图1 不同处理下的牡丹籽油与诱导期关系图

图1为不同精炼过程下的牡丹籽油氧化稳定性差异，第四步脱色油的IP值相比较而言最低。由图 1可知，牡丹籽油依次精炼之后，IP值从9.56～9.75小幅度上升，接着IP值从9.75骤然下降为4.23，到最后一步IP值从4.23上升到7.78，可能是较高的碱炼温度造成油脂抗氧化物质的损失，油脂中的天然色素如维生素E等某些抗氧化成分易在脱色过程中被除去，大大影响了油脂的品质[28]，而且活性炭用量过多，也会造成氧化稳定性降低，而在脱臭后IP值增加，可能是真空干燥有避免此类副作用发生的效果。Szydłowska-Czerniak Aleksandra[29]等和曹万新[30]得出类似结论：精炼过程会导致油脂抗氧化能力，酚类物质含量等都会在不同程度上降低，其中脱色过程损失最为严重。这和本研究结果一致，有文章得出对种子进行烘焙会影响其氧化稳定性[31]的结论，因此这也有可能是对牡丹籽进行烘干的原因。

2.3 不同精炼过程下牡丹籽油脂肪酸成分变化分析

将精炼过程中不同处理阶段的油样按照1.3.2的方法处理，进行 GC-MS分析，牡丹籽毛油的总离子流图见图2。

从表2可以看出，牡丹籽油中饱和脂肪酸在精炼油中约占 12.49%，不饱和脂肪酸约占87.51%。在不饱和脂肪酸中以亚麻酸、油酸和亚油酸为主，油酸含量最高约占42.25%，亚麻酸次之约占29.44%，亚油酸约占 15.29%。另外，由表 2 数据分析可知，牡丹籽油精炼过程中，硬脂酸、二十一烷酸和二十二酸在脱胶工序中脂肪酸含量有较小变化，棕榈酸在脱臭工序中脂肪酸含量从9.12%下降到8.91%，有显著性差异（P＜0.05），其他脂肪酸含量变化不大，差异不显著（P＞0.05）。从本研究可看出脂肪酸成分中油酸含量占比最高，及棕榈酸脂肪酸含量在脱臭工序中发生变化，这与鲁大伟[26]和白喜婷[27]等的分析稍有不同，可能是由于牡丹产地和周围环境等的不同。牡丹籽油脂肪酸组成共有 20种，主要为亚麻酸，亚油酸，油酸，棕榈酸，硬脂酸，以牡丹籽毛油脂肪酸成分含量来说，本研究和冯西娅等[32]做出的分析差异较大，很有可能是生活环境差异的原因。

图2 牡丹籽油的总离子流图

表2 牡丹籽油精炼过程中不同处理阶段脂肪酸组成及含量

3 结论

本研究探究不同精炼过程对大花黄牡丹籽油品质及氧化稳定性的影响。结果发现脱色过程对碘价影响较大，脱酸后油脂酸价降低明显，过氧化值在脱酸后明显升高，在脱色后又显著降低，这说明过氧化值的降低主要在脱色过程，皂化值在脱色过程降低，且都存在显著性差异（P＜0.05），而折光指数没有较大变化，说明对油脂进行精炼对折光指数影响很小；依次精炼油脂后，其氧化稳定性浮动较大，我们发现油脂在经过脱酸和脱色之后，氧化稳定性显著降低，油脂精炼过程做到第二步脱胶工序或者做到第五步脱臭工序最好，这样才能最大限度的维持油脂稳定性；而脱胶和脱臭这两个工序分别对牡丹籽油的硬脂酸和棕榈酸两种成分有显著影响（P＜0.05），其他成分不存在显著性差异。综上，后期调整精炼过程的顺序，再观察大花黄牡丹籽油品质及氧化稳定性的变化，也是很有必要的。精炼工艺应根据牡丹籽油品质选择合适的精炼步骤，以最大限度地保留优势成分，本研究可为牡丹籽油的品质研究提供基础数据，以期开发出更好的精炼工艺。