不同产地南瓜籽油组成及氧化稳定性的差异

曹子伦，雷芬芬,2,3,*，郑竟成,3，何东平,3，万方云

（1.武汉轻工大学食品科学与工程学院，湖北 武汉 430023；2.大宗粮油精深加工教育部重点实验室，湖北 武汉 430023；3.国家粮食局粮油资源综合开发工程技术研究中心，湖北 武汉 430023；4.宝得瑞（湖北）健康产业有限公司，湖北 荆门 431821）

南瓜籽作为南瓜加工的副产物，油脂含量丰富，其含量大约占南瓜籽干质量的35%～50%。通过物理压榨、溶剂萃取、超临界萃取、微波萃取等方式均可制备南瓜籽油。脂肪酸作为油脂的主要成分，很大程度上决定油脂的生物活性和营养价值。南瓜籽油不仅不饱和脂肪酸含量较高，而且还含有多种天然的抗氧化剂成分，如VE、类胡萝卜素、植物甾醇等，可作为食品抗氧化剂，具有降低血脂、改善前列腺疾病、消炎等功能。

研究表明，南瓜籽中营养成分的含量主要取决于南瓜种类以及气候。不同产地的南瓜其特征也大不相同，如形状、大小、颜色、味道和种子。我国籽用南瓜分布主要黑龙江、吉林、内蒙古、新疆、甘肃、贵州等北方省区和南方凉山区。根据各地生态条件的不同，中国籽用南瓜划分为六大产区，国内其他省区如湖北、广东、宁夏也均有试种。目前我国对南瓜籽油的研究主要围绕制油工艺和脂肪酸组成上，对南瓜籽油抗氧化性质和功能性成分的研究不足。本实验从全国六大产区和试种产区的籽用南瓜籽中制得南瓜籽油，采用气相色谱和高效液相色谱法，对全国不同省份的8种南瓜籽油的理化性质、脂肪酸、生育酚和抗氧化性质进行分析，明确不同产地南瓜籽油品质之间的差异，并利用系统聚类分析（systematic cluster analysis，SCA）和主成分分析（principal component analysis，PCA）对样品分类，旨在分析产地对南瓜籽油主要组成成分和氧化稳定性的影响，为南瓜籽的开发利用提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

南瓜籽的样品采自全国8个南瓜产区，编号分别为1～8，分别采自：广东广州市、云南楚雄市、甘肃白银市、吉林四平市、江苏苏州市、内蒙巴彦淖尔市、新疆阿克苏市、湖北恩施市。样品2和8品种为毛边，其余样品均为光板品种。称取不同南瓜籽样品约0.5 kg，均匀单层铺放在烘干机配置的网片上，烘干机风速为中档，烘干机温度为70 ℃，烘干处理至水分质量分数为7%，经双螺旋压榨机物理压榨、过滤得到南瓜籽油样品。

没食子酸、豆甾醇标准品 上海源叶生物科技有限公司；-生育酚、-生育酚、-生育酚标准品上海安谱实验科技股份有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2,2’-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐（2,2’-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate)，ABTS）标准品 美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

UV-2450紫外-可见分光光度计 日本岛津公司；456-GC气相色谱仪 德国Bruker公司；892型Rancimat油脂氧化稳定性测定仪 瑞士万通中国有限公司；UV2489高效液相色谱仪 沃特世科技上海有限公司。

1.3 方法

1.3.1 南瓜籽仁含油量

参考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》的方法测定。

1.3.2 南瓜籽油的理化性质

酸价：参考GB 5009.229—2016《食品中酸价的测定》；过氧化值：参考GB 5009.227—2016《食品中过氧化值的测定》；碘值：参考GB/T 5532—2008《动植物油脂碘值的测定》。

1.3.3 南瓜籽油脂肪酸组成

色谱条件：SH-RXi-5Sil MS毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升温程序：70 ℃，保持3 min，以10 ℃/min升温至180 ℃，再以2 ℃/min升温至200 ℃，保持1 min，最后以3 ℃/min升温至220 ℃，保持15 min；进样口温度250 ℃；载气为高纯氦气，分流比30∶1；柱流量1 mL/min；进样量1 μL。

质谱条件：电子电离源；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；接口温度250 ℃；质量扫描范围40～550 u；全扫描方式。

1.3.4 南瓜籽油总酚含量测定

采用福林-酚比色法测定南瓜籽油的总酚含量。最终结果为每千克南瓜籽油中所含总酚等同于没食子酸的毫克数。以没食子酸为标准，配制质量浓度分别为20、40、60、80、100 μg/mL标准溶液。取0.2 mL标准液置于5 mL的小试管中，加入3 mL蒸馏水后，再加入0.25 mL福林-酚溶液，室温下静置6 min后，加入20%的碳酸钠溶液0.75 mL，在室温下静置2 h。用紫外-可见分光光度计在波长750 nm处测定其吸光度。没食子酸与吸光度的标准曲线方程为=0.005+0.052 6（=0.996 9）。

1.3.5 南瓜籽油甾醇含量测定

参照GB/T 5535.1—2008《动植物油脂 不皂化物测定 第1部分：乙醚提取法》，有所改动。取2 g南瓜籽油置入100 mL圆底烧瓶中，向其中加入5 mL质量浓度为0.1 g/mL的VC溶液，再加入20 mL浓度为1 mol/L的KOHEtOH溶液，使其在90 ℃油浴回流30 min。冷却后，将其转移到分液漏斗中，加入100 mL蒸馏水，用100 mL乙醚洗3 次，放出下层后，再用水洗至乙醚层为中性。取乙醚层在35 ℃下旋蒸出去乙醚，用无水乙醇将不皂化物定容至25 mL。

以豆甾醇为对照品，对南瓜籽油总甾醇含量进行测定。精确称取0.1 g豆甾醇标准品，用无水乙醇定容至100 mL制成质量浓度为500 μg/mL的标准母溶液，然后分别配制质量浓度0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 mg/mL的标准溶液。取标准溶液2 mL加入10 mL小试管中，加入2 mL无水乙醇后再加入2 mL磷硫铁显色剂，室温下避光显色15 min。用紫外-可见分光光度计在波长442 nm处测定其吸光度。豆甾醇质量浓度与吸光度的标准曲线方程=3.958 7-0.11（=0.997 9）。

1.3.6 南瓜籽油生育酚含量

参考GB/T 26635—2011《动植物油脂 生育酚及生育三烯酚含量测定 高效液相色谱法》。

样品制备：取1.3.5节所得的不皂化物过0.22 μm微孔滤膜后进行高效液相色谱分析。

高效液相色谱条件：Venusil XBP色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流动相为甲醇；流速1 mL/min；柱温25 ℃；进样量2 μL；紫外检测器；检测波长292 nm。

1.3.7 南瓜籽油氧化稳定性和自由基清除能力

1.3.7.1 氧化稳定性

采用油脂氧化稳定仪测定其氧化诱导时间，实验温度设定为106.6 ℃，空气流量为20 L/h。

1.3.7.2 ABTS阳离子自由基和DPPH自由基清除能力

参考梁红敏等的方法测定ABTS阳离子自由基的清除能力，按式（1）计算：

式中：为100 μL甲醇与3 mL稀释液反应在波长734 nm处的吸光度；为100 μL南瓜籽油样品与3 mL稀释液反应后在波长734 nm处的吸光度。

参考黄健花等的方法测定DPPH自由基清除率，按式（2）计算：

式中：为2 mL甲醇与2 mL DPPH溶液反应后在波长517 nm处的吸光度；为2 mL南瓜籽油样品与2 mL DPPH溶液反应后在波长517 nm处的吸光度。

1.4 数据处理

所有数据均重复测定3 次取其平均值，采用Excel 2016，SPSS 19软件进行方差分析，LSD多重检验样本间的差异显著性（＜0.05），相关性分析、SCA、PCA，并计算最终PC得分。

2 结果与分析

2.1 南瓜籽含油率分析

如图1所示，去壳南瓜籽样品含油率为32.15%～42.06%，从整体上看，南瓜籽样品含油率有显著性差异（＜0.05）。样品8的含油率最高，达42.06%，最低的样品2含油率为32.15%。产地对于南瓜籽出油率影响显著，湖北和新疆产的南瓜籽样品含油率最高，云南产的南瓜籽样品含油率最低。南瓜籽成熟时期一般为9—10月，喜光喜温但不耐高温。南瓜茎蔓多，叶面积大，蒸腾作用强，需要及时灌溉才能获得高产，局部降雨量和土壤条件也对南瓜籽的生长发育有较大影响。中部地区日照充足，土地肥沃且雨量充沛。故湖北出油率较高。地域纬度越高夏天日照时间越长，新疆、内蒙古、吉林产的南瓜籽样品含油率不同的原因可能是局部降雨和气温变化导致的。云南产的南瓜籽样品含油率最低，可能是当地山高谷深，气候垂直变化明显所致。范媛等研究发现以无壳南瓜籽仁为原料，冷榨法榨取南瓜籽油的出油率为40.4%～46.0%，与样品含油率大致相同，含油率不同可能是品种之间差异导致。

图1 南瓜籽的含油率Fig. 1 Oil content of pumpkin seeds

2.2 不同南瓜籽油理化性质分析

由表1可知，南瓜籽油酸价为0.13～0.55 mg/g，过氧化值为0.014～0.022 g/100 g，碘值为100.12～133.17 g/100 g；样品均符合LS/T 3250—2017《南瓜籽油》中的规定。酸价反映油脂中游离脂肪酸的含量，样品2的酸价最高（0.55 mg/g），酸价最低为样品6（0.13 mg/g）。刘玉梅等测得裸仁南瓜籽油酸价在0.89 mg/g以上，可能是由原料品种、新鲜程度和加工工艺造成的差异。过氧化值反映了油脂氧化酸败的程度，南瓜籽油样品的过氧化值均较低，表明所有样品的质量较好。碘值反映了油脂的不饱和程度，结果显示样品6碘值最高（133.17 g/100 g），样品1碘值最低（100.12 g/100 g）。杨学芳等对市面上销售的南瓜籽油碘值进行了测定，结果为108.4 ～116.2 g/100 g，与本实验结果基本一致。

表1 南瓜籽油理化性质比较Table 1 Comparison of physicochemical properties of pumpkin seed oils from different production regions

2.3 不同南瓜籽油的脂肪酸组成

如表2所示，南瓜籽油主要脂肪酸组成依次为棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸。本研究样品中，不饱和脂肪酸占总脂肪酸的80.920%～83.953%。高于一般的食用油，如大豆油、米糠油、花生油等。亚油酸是南瓜籽油中含量最丰富的不饱和脂肪酸，样品4的南瓜籽油亚油酸含量显著高于其他产地（＜0.05），样品2和样品8的南瓜籽油样品中棕榈酸含量均高于其他光板样品。与葡萄籽油相比，亚油酸占南瓜籽油比例较低。油料脂肪酸组成的差异可能不仅与品种有关，与气候和纬度也有关。南瓜籽油中饱和脂肪酸相对含量有随纬度升高而增加的趋势，广东和江苏样品饱和脂肪酸相对含量较低，随着纬度的增加，新疆和甘肃样品中饱和脂肪酸增加显著。同属于毛边的2个样品中，云南的样品中饱和脂肪酸也略低于湖北样品。而不饱和脂肪酸的相对含量有随着纬度的升高而减少的趋势。

表2 南瓜籽油脂肪酸组成Table 2 Fatty acid composition of Pumpkin seed oil

2.4 不同南瓜籽油脂质伴随物的含量

由图2A可知，南瓜籽油总酚含量差异显著（＜0.05），总酚含量范围为167.21～204.50 mg/kg。王璐对南瓜籽油的总酚含量进行测定，与本实验样品总酚含量接近。样品2南瓜籽中总酚含量最高（204.50 mg/kg），总酚含量差异显著的原因可能是品种之间的差异。黄建花等测定了13种植物油的总酚含量，其总酚含量介于9.83～387.40 mg/kg之间，南瓜籽油的总酚含量比米糠油、大豆油、玉米油、菜籽油等植物油高，与橄榄油总酚含量接近。具有良好的营养价值。一般南瓜籽油中总甾醇含量在1 000 mg/kg左右，测定样品的总甾醇含量在1 204.38～1 604.51 mg/kg，不同样品的总甾醇含量差异显著（＜0.05）。熊小平等测定了13种植物甾醇含量，小麦胚芽油甾醇含量最高（7 991.83 mg/kg），其余植物油的甾醇含量介于145.28～1 780.53 mg/kg之间，南瓜籽油与传统食用油相比，是较好的植物甾醇来源。朱琳等测定了3种不同产地超临界萃取的南瓜籽油甾醇含量，测定超临界萃取的南瓜籽油甾醇总量为2 996.36 mg/kg，与样品总甾醇含量差异较大，可能与不同的制油工艺有关，本实验中样品均采用冷榨法，而微波法和超临界萃取法所制得油样甾醇含量均高于冷榨工艺。由图2B可知，南瓜籽油生育酚含量显著差异（＜0.05）。王璐等对南瓜籽油的总生育酚含量进行测定，与本实验样品总生育酚含量相比差异较大，可能是不同的品种类型和榨油工艺导致生育酚含量的差异。刘阳等测定了7种植物油的生育酚含量，不同植物油生育酚含量范围为265.41～1 129.21 mg/kg。南瓜籽油的生育酚含量显著高于米糠油、玉米油、油茶籽油等常见植物油，是生育酚较好的来源。

图2 南瓜籽油脂质伴随物含量Fig. 2 Contents of lipid concomitants in pumpkin seed oil

2.5 不同南瓜籽油的氧化稳定性

图3 南瓜籽油氧化稳定性Fig. 3 Oxidative stability of pumpkin seed oil

使用Rancimat装置将油脂样品置于高温条件下持续通入氧气，将油脂氧化的挥发性物质通过空气导入去离子水中，通过持续监测去离子水的电导率，检测氧化曲线的拐点，即为氧化诱导时间，可反映油脂的氧化稳定性，该装置提供油脂对于氧化诱导时间的数据，以评估油脂抗氧化稳定性。由图3可知，在条件为106 ℃时，氧化诱导所需时间为9.56～14.65 h。氧化诱导所需时间越长，则证明其氧化稳定性越好。氧化稳定性较好的是样品6，氧化诱导所需时间在14 h以上。Leila等使用Rancimat在100 ℃下的测定结果为18 h，原因为其所设定的温度差异。刘阳等在110 ℃测定了7种植物油的氧化诱导时间，南瓜籽油的氧化诱导时间高于大多数食用油，和大豆油相仿（11.90 h），低于菜籽油（17.24 h）。菜籽油中富含菜籽多酚，大豆油中生育酚含量较高，丰富的天然活性成分对油脂的氧化稳定性具有重要影响。

图4 南瓜籽油自由基清除能力Fig. 4 Free radical-scavenging capacity of pumpkin seed oil

如图4所示，南瓜籽油极性组分ABTS阳离子自由基清除率在27.45%～34.36%之间，南瓜籽油极性组分DPPH自由基清除率在81.87%～87.13%之间，清除自由基效果最好的均为样品2。结果与陈田等的测定结果相类似，通过测定南瓜籽油、亚麻籽油、葡萄籽油DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除能力，发现3种植物油的ABTS阳离子自由基清除率在20%以上，而DPPH自由基清除率在80%以上。裸仁南瓜籽油DPPH自由基清除能力显著高于葡萄籽油和亚麻籽油，葡萄籽油ABTS阳离子自由基清除能力与裸仁南瓜籽油相当，二者均高于亚麻籽油。

2.6 油脂伴随物与氧化稳定性和自由基清除能力的相关性分析

生育酚是重要的脂溶性微量营养素，可以抑制自由基和清除氧气，从而提高南瓜籽油氧化稳定性。由表3可知，氧化诱导时间与单一油脂伴随物的相关性不显著，与亚油酸、棕榈酸、油酸含量存在显著关系（＜0.05），可能油脂的氧化稳定性是多种油脂伴随物共同作用的结果，也与油脂的脂肪酸组成相关。相关文献也证实油脂的氧化稳定性由油脂伴随物含量以及油脂的脂肪酸组成综合效应所影响。

酚类物质是植物油中的主要抗氧化剂，对于清除自由基具有显著作用。总酚含量与DPPH法测油脂中极性组分自由基清除率存在显著关系（＜0.05）和ABTS法测油脂中极性组分自由基清除率存在显著关系（＜0.05）。黄建花等测定不同品种植物油极性组分、非极性组分﹑植物油全油的DPPH自由基清除能力，发现生育酚含量与植物油非极性组分DPPH自由基清除能力显著相关，同生育酚含量的相关系数最高；植物油极性组分的DPPH自由基清除能力则与多酚含量在小于0.05水平上呈显著相关。郭刚军等的研究表明，不同压榨方式的澳洲坚果油的总酚含量与其羟自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力、ABTS阳离子自由基清除能力极显著相关（＜0.01）。

表3 油脂伴随物与氧化稳定性和自由基清除能力的相关性分析Table 3 Correlation analysis of lipid concomitants with oxidation stability and free radical-scavenging capacity

2.7 PCA结果

PCA是考察多个变量间相关性一种多元统计方法，通过降维将多个指标变量转化为少个重要指标变量，通过分析PC达到对所收集数据进行全面分析的目的。采用SPSS 19软件对南瓜籽油的4种主要脂肪酸和-生育酚、-生育酚、-生育酚、总酚和总甾醇含量等14个指标进行PCA。分析得到各个PC特征值和方差贡献率，结果显示前4个PC累计的方差贡献率为86.663%（表4），故选取前4个PC反映南瓜籽油的特征物质，可用于评价南瓜籽油综合品质和分类。

由表4可知，PC1的贡献率为34.191%，贡献最大的是硬脂酸和饱和脂肪酸，对应的特征值为0.832和0.662。PC2的贡献率为24.110%，贡献最大的为总甾醇和-生育酚，对应的特征值为0.738和0.726，PC3的贡献率为18.594%，贡献最大的为-生育酚和总生育酚含量，对应的特征值为0.931和0.877。PC4的贡献率为9.767%，贡献主要为含油率指标，对应的特征值为0.636。

表4 PCA特征向量、特征值、方差贡献率和累计方差贡献率Table 4 Eigenvectors, eigenvalues, contribution rates and cumulative contribution rates to total variance of principal components

以4个PC、、、与其方差贡献率构建南瓜籽油品质指标综合得分模型，为因变量，、、、为自变量，得到下列方程：

根据方程计算出不同南瓜籽油PC得分和综合得分见表5，其综合得分越高代表油的质量越好。结果表明，样品南瓜籽油的理化性质以及总甾醇、总酚、生育酚含量以及脂肪酸组成均存在一定差异，根据综合得分对样品进行排序，样品3排名第一，综合得分为1.249。

表5 不同南瓜籽油PC得分和综合得分Table 5 Scores of first four principal components and comprehensive scores for different pumpkin seed oils

2.8 SCA结果

如图5所示，通过对南瓜籽油的17 项指标进行聚类分析，在刻度距离为1～25时，将样品分为2 类，第1类为甘肃；第2类为云南、新疆、内蒙、广东、江苏、湖北、吉林。综上所述，样品3的南瓜籽具有较好的综合品质，其余的7种样品综合得分在1.249～-1.531之间，综合品质均低于样品3的南瓜籽油。这2种分析方法的分类结果基本一致，说明2种方法均可对南瓜籽样品进行分类并进行综合评价，为今后油用南瓜籽的选择提供一定的参考。

图5 不同南瓜籽油SCAFig. 5 Cluster analysis of different pumpkin seed oils

3 结 论

藤本油脂产业是我国的新型产业，南瓜籽油作为一种营养成分较好的藤本油脂，极具开发和推广价值。南瓜籽油中的营养成分含量不仅取决于品种，产地对于南瓜籽油也有较大影响。本实验测定了8个产区南瓜籽的含油率以及油脂中的抗氧化活性成分，结果表明，南瓜籽油中共含有11种脂肪酸，主要脂肪酸组成为油酸、棕榈酸、亚油酸、硬脂酸，其中不饱和脂肪酸含量超过80%。南瓜籽油含有丰富的脂总酚、甾醇、生育酚等活性物质，具有开发成功能性保健产品的潜力。由Pearson双变量相关性分析可知，总酚与极性组分自由基清除能力有显著相关性，总酚在南瓜籽油自由基清除能力中发挥了重要作用，-生育酚等油脂伴随物也发挥了一定的抗氧化作用。PCA和SCA表明甘肃白银的南瓜籽油样品得分相对较高。南瓜籽油主要成分组成含量及氧化稳定性的差异，可能受品种、地区、土壤、气候和季节等多方面的影响。后续应加强对南瓜籽相同主产区不同品种南瓜籽油性质的对比研究，以期为功能性南瓜籽油的开发提供一定的理论依据。