亚临界萃取藜麦油组分及抗氧化性分析

黄睿涵，管 骁，黄 凯，李 森

（上海理工大学 医疗器械与食品学院，上海 200093）

0 引言

藜麦（Chenopodium Quinoa）是双子叶假谷物，属藜科植物，原产于南美洲安第斯山脉［1］。藜麦品种丰富，全世界约250种藜属物种。藜麦的主要生产国是秘鲁和玻利维亚，同时在中国、欧洲国家和加拿大等地也有种植［2］。我国于20世纪90年代在西藏地区进行试种藜麦，目前在山西、河北、甘肃和吉林等地均有种植［3-4］。

藜麦不含谷蛋白，且富含矿物质、维生素、蛋白等营养成分，其蛋白质含量高达16%～22%，是联合国粮农组织（FAO）推荐的唯一单体植物即可满足人体基本营养需求的完美全营养食品。藜麦含有丰富的 VB1，VB2，VC，VE 和叶酸，其含量远高于其他谷物［5］，由于藜麦出色的营养价值，常将藜麦用作谷物的替代品加入食品中［6］。在传统藜麦使用中，藜麦常作为沙拉生食，或作为辅料加入汤料中。在目前食品工业中，藜麦籽粒经磨粉后加入面粉中，已有藜麦粉为原料制作的面包、饼干等烘焙产品。相较于黑麦、大麦、荞麦等谷物，藜麦油脂含量丰富［7］，含有丰富的不饱和脂肪酸，是一种潜在的油料作物。目前针对于我国藜麦油脂成分鲜有报道，因此，本研究以国产藜麦为原料，通过亚临界提取技术提取藜麦中油脂，分析油脂脂肪酸组成，为藜麦的开发利用及进一步提升藜麦的资源利用率提供参考。

1 材料与方法

1.1 主要材料和仪器

材料：白藜、红藜、黑藜于本地市场市购，原产地山西；氢氧化钾、乙醇、DPPH·，ABTS+·，过硫酸钾均为分析纯，购买自国药集团化学试剂有限公司；丁烷购买自濮阳龙宇化学有限公司。

仪器：亚临界生物萃取设备（成套，河南亚临界生物技术有限公司）；7890A气相色谱仪（安捷伦科技有限公司）；OSB-2100旋转蒸发仪（动静理化器械株式会社EYELA）；UV-2800可见分光光度计（尤尼柯（上海）仪器有限公司）；HK-820杂粮磨粉机（广州旭朗机械设备有限公司）；ME分析天平（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司）。

1.2 试验条件

1.2.1 亚临界丁烷油脂提取

称取300 g藜麦原料装入试验特制尼龙滤袋（300目），置于萃取罐中并密封，使用真空泵将萃取罐和分离罐中空气排出，设置萃取温度40 ℃，料液比1：3（w/v）加入亚临界丁烷溶剂，脱脂时间20 min，溶剂循环3次，最后一次萃取周期完成后，将丁烷溶剂彻底回收至溶剂罐，打开分离罐下阀门，将萃取得到的藜麦油收集，4 ℃保存备用。

1.2.2 脂肪酸组成分析

准确称取0.3 g油样溶于正己烷中，使用氢氧化钾乙醇溶液酯化并震荡，置于60 ℃下保持30 min。使用气相色谱仪进行检测，色谱条件：色谱柱（HP-88，100 m×0.25 mm×0.2 µm），FID 检测器，进样口和检测器温度250 ℃；升温程序：200 ℃保持2 min，然后以3 ℃/min的升温速度升温至230 ℃，保持15 min；氮气载气，流速1 mL/min。根据脂肪酸曲线的出峰时间与标准的脂肪酸甲酯标品进行定性分析，通过测定峰面积来定量分析各组分的相对含量。

1.2.3 不同浓度藜麦油的配置

准确称取2.5 g藜麦油，用无水乙醇定容至250 mL容量瓶中，得到100 mg/mL藜麦油乙醇溶液，并以此为基准，用无水乙醇稀释得到20、40、60、80、100 mg/mL浓度系列藜麦油乙醇溶液，保存备用。

1.2.4 对DPPH·自由基的清除作用

精确称取0.007 8 g DPPH，用无水乙醇定容至100 mL，超声处理5 min，得到0.2 mmol/L DPPH溶液，避光储存。取1 mL不同浓度的藜麦油样品溶液与2 mL DPPH溶液放入试管中，充分混匀后在阴凉避光处放置30 min，在517 nm波长处测定吸光度得A1。同样方法测定1 mL样品液与2 mL无水乙醇，1 mL无水乙醇与2 mL DPPH溶液的吸光度，记为A2，A0。重复测定3次，结果取平均值，按以下公式计算自由基清除率。

清除率 =［1-（A1-A2）/A0］×l00%

1.2.5 对ABTS+·自由基的清除作用

配制7 mmol/L的ABTS+水溶液和2.45 mmol/L的K2S2O8溶液，二者等体积混合后在室温下避光放置12～16 h，生成ABTS+储备液。将该储备液用乙醇稀释，直至溶液在734 nm波长下的吸光度为0.70±0.02，得到工作液。取0.2 mL不同浓度的藜麦油溶液与3.8 mL ABTS+工作液，混合均匀后室温下避光反应6 min，于734 nm波长下测定吸光度Ai，同样方法测定3.8 mL无水乙醇与0.2 mL不同浓度藜麦油记为Aj，测定0.2 mL乙醇与3.8 mL ABTS+记为A0。重复测定3次，结果取平均值，按以下公式计算自由基清除率。

清除率 =［1-（Ai-Aj）/A0］×l00%

1.3 数据分析

采用SPSS 20.0软件对数据进行分析，采用单因子方差分析法（ANOVA，Tukey检验）进行显著性检验，P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 气相色谱特征及组分

如图1所示，采用气相色谱法对不同品种藜麦油脂进行分析可知，3种藜麦主要脂肪酸种类一致，保留时间基本一致，根据出峰时间与标准品的脂肪酸甲酯标品进行对比，共检测出8种脂肪酸，其主要脂肪酸组成为亚油酸、油酸、α-亚麻酸及棕榈酸。

图1 不同品种藜麦籽油气相色谱图Fig.1 GC spectra of quinoa oil from different varieties

2.2 不同品种藜麦油脂的脂肪酸组成

藜麦油脂的脂肪酸组成通过数据库检索进行定性分析，并按照峰面积归一法进行定量，其分析鉴定结果见表1。由表1可知，从藜麦油脂中共检测到8种脂肪酸，3个品种藜麦油脂肪酸种类相同，且均以亚油酸（47.37%～50.50%）为主，其次为油酸（26.88%～30.84%）；不同品种中，黑藜亚油酸含量最高，为50.5%；红藜油酸含量最高，为30.84%，但其α-亚麻酸在所有品种中含量占比最低，为9.16%。其中藜麦油中亚麻酸、亚油酸为人体必须脂肪酸，同时也是花生四烯酸，EPA，DHA等重要脂肪酸合成的前提，对人体具有重要的生理功能［8-9］。已有研究表明，亚油酸有助于人体骨骼的生长，有利于脑细胞代谢，促进婴幼儿智力发育［10］。油酸为单不饱和脂肪酸，氧化稳定性较多不饱和脂肪酸强，它能降低低密度脂蛋白胆固醇而不降低对人体有益的高密度脂蛋白胆固醇，可以降低动脉硬化，降低冠心病（CHD）的死亡率［11］。与花生油［12］、大豆油［13］、菜籽油相比［14］，藜麦油亚麻酸含量更丰富，藜麦油脂中还含有丰富的α-亚麻酸（9.16%～10.70%），α-亚麻酸是n-3系多不饱和脂肪酸母体，具有降压、抗癌、延缓衰老、改善心脑血管疾病以及提高脑神经等功效［15］。

表1 不同品种藜麦油脂肪酸组成及含量Tab.1 Fatty acid composition and content of quinoa oil from different varieties 单位：（%）

2.3 不同藜麦品种脂肪酸饱和度分析

由表2可知，不同品种藜麦脂肪酸的饱和度相似。黑藜不饱和度较高，为90.23%；红藜不饱和度最小，为89.78%。其中黑藜含有的多不饱和脂肪酸最多，为63.34%；红藜中单不饱和脂肪酸最多，为30.84%。藜麦油中饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸：多不饱和脂肪酸约为1：2.5：6.3，藜麦油脂中多不饱和脂肪酸含量高。中国营养学会提出人体脂肪酸摄入的推荐比例：饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸的质量比是1：1：1，多不饱和脂肪酸中n-6与n-3的比是4：6，因此建议藜麦油与富含饱和脂肪酸的橄榄油等调和使用，弥补脂肪酸组成上的不足。

表2 不同品种藜麦籽脂肪酸饱和度所占比例Tab.2 Proportion of fatty acid saturation of quinoa oil from different varieties 单位：（%）

2.4 藜麦油脂肪酸组分含量比例差异性比较

由表3可知，3种藜麦的亚油酸含量占比最高，为50.50%，平均值达48.74%，变异系数为0.03；其次为油酸，含量占比30.84%，平均值为28.71%，变异系数为0.07；二十四酸占比最低，平均值为0.25%，变异系数0.09。对于不同藜麦品种，脂肪酸组成含量变异系数小，相对稳定，表明藜麦油脂脂肪酸组成不会因品种不同而产生显著性差异。

表3 不同品种藜麦油脂肪酸组分含量比例差异比较Tab.3 Comparison of the content ratio of fatty acid components in different varieties of quinoa oil

2.5 不同脂肪酸相关性分析

分析三个品种藜麦脂肪酸的平均含量相关性，结果（见表4）表明，三个品种中，硬脂酸与棕榈酸呈显著正相关关系，相关系数为0.99；棕榈酸与α-亚麻酸呈显著负相关关系，相关系数为0.99。亚油酸与二十四酸、山嵛酸呈显著负相关关系，相关系数分别为0.95、0.96；二十四酸与山嵛酸呈显著正相关关系，相关系数为0.99。

表4 不同脂肪酸组分间相关系数Tab.4 Correlation coefficient between different fatty acid components

2.6 DPPH·清除率的测定

由于DPPH·自由基结构简单，反应容易控制，已广泛应用于动植物提取物或单一化合物的抗氧化特性评价，藜麦油对DPPH·自由基清除能力的大小可以反映藜麦油脂的抗氧化能力。从图2可见，浓度在20～60 mg/mL范围内，藜麦油随质量浓度的升高，对DPPH·清除率也升高，所有藜麦油均当浓度达到80 mg/mL时达到最高清除率。

图2 藜麦油对DPPH·的清除作用Fig.2 DPPH radical scavenging ability of quinoa oil

黑藜油在低浓度时的DPPH·清除率高于红藜油与白藜油。三种藜麦油最终清除率无显著性差异，白藜油、红藜油、黑藜油的最终DPPH·清除率分别为96.42%、97.55%、97.26%。

2.7 ABTS+·清除率的测定

大部分自由基性质活泼，但ABTS+·是稳定的自由基，ABTS+·能和各种氧化剂生成蓝绿色自由基阳离子，而抗氧化剂的存在又可以使ABTS+·还原，从而使颜色褪去，可以根据其吸收峰下的吸光值对其进行定量分析［16］。由图3可知，在20～60 mg/mL时，三种藜麦油随着质量浓度的升高，藜麦油的ABTS+·清除能力升高。在低浓度时，三种藜麦油的ABTS+·清除率，黑藜>红藜>白藜，表明黑藜具有更高的抗氧化能力。当藜麦油质量浓度达到100 mg/mL时，三种藜麦油的最终ABTS+·清除能力没有显著性差异，黑藜油、红藜油、白藜油ABTS+·清除率分别为97.46%、95.28%、97.10%。

图3 藜麦油对ABTS+·的清除作用Fig.3 ABTS+ radical scavenging ability of quinoa oil

3 结论

（1）藜麦油共检出8种脂肪酸，不饱和脂肪酸含量高，亚油酸、油酸与α-亚麻酸为藜麦油的主要脂肪酸组成成分。饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸：多不饱和脂肪酸约为1：2.5：6.3。

（2）不同品种藜麦之间脂肪酸变异系数小。脂肪酸相关性分析可知，硬脂酸与棕榈酸、二十四酸与山嵛酸呈显著正相关关系，亚油酸与二十四酸、山嵛酸，α-亚麻酸与棕榈酸呈显著负相关关系。

（3）藜麦油具有良好的抗氧化能力，在低浓度下黑藜麦油的抗氧化能力高于红藜麦油与白藜麦油。