功能性调和菜籽油制备及脂肪酸组成分析

祁佳，罗毅皓*，孙万成，陈晓云，刘尧，贾峻

（1.青海大学农牧学院，青海 西宁 810016；2.青海百岁食品科技有限公司，青海 西宁 810016）

牦牛是青藏高原特色动物资源，牦牛酥油是从牦牛乳中提炼出的脂肪，在常温下呈固态，是青藏地区牧民家中常见的食物。练杰贞[1]的研究发现用牦牛酥油及时按摩新生儿硬肿可以使硬肿快速消退、皮肤温度及颜色迅速恢复正常；袁锦莹等[2]的研究发现牦牛酥油中所含有的支链脂肪酸对人乳腺癌细胞生长有抑制作用；罗毅皓等[3]的研究发现饲喂牦牛酥油和牦牛酥油磷脂可明显提高小鼠脂肪组织中支链脂肪酸含量。牦牛酥油作为牦牛乳脂，含有共轭亚油酸饱和支链脂肪酸，可以阻碍动脉粥样硬化的进程，调节免疫系统[4]。

亚麻籽油被称为“高原深海鱼油”，含有丰富的ω-3不饱和脂肪酸和维生素E等物质，它具有延缓衰老和抗氧化的作用，是人类首选的优质食用油[5]。菜籽油是我国主要食用油之一，菜籽油产业也是青海农产品的支柱产业。菜籽油含有亚油酸、亚麻酸、维生素E等人体所需的营养成分，具有软化血管、抗衰老作用[6]。同时它还含有多酚、植物甾醇和磷脂，具有调节血压血脂、促进大脑发育的功能[7]。

调和油是根据使用需求，将2种及2种以上精炼的油脂按比例调配制成的食用油，在营养和功效上具有互补作用[8-10]。食用油的脂肪酸比例对中老年群体尤为重要，单一植物油往往无法满足人体营养补充需求。肖岚等[11]将橄榄油与菜籽油进行调和探究配比对花椒油风味及营养成分的影响；冯磊等[12]的研究发现营养调和油能明显降低SD大鼠血甘油三酯浓度；邓乾春等[13]以亚麻籽油为基础油脂，添加油茶籽油、核桃油、葡萄籽油和维生素E等调配调和油，探究其热稳定性；李哲等[14]的研究发现制备的葡萄籽、亚麻籽调和油能够提高亚麻籽油的抗氧化性，使油脂更加稳定。目前关于2种或多种植物油进行调和的相关研究较多，将动物油脂与植物油脂进行调和制备调和油的相关研究较少，仅有作为动物油脂的牛油[15]、猪油[16]与其他植物油进行调和。

脂肪酸是评价油脂品质和营养价值的重要指标[17]。目前市场上常见的植物油中脂肪酸主要是以油酸和亚油酸为主，有些油脂还含有棕榈酸、硬脂酸、亚麻酸和二十碳烯酸等[18]。脂肪酸组成和含量不同，油脂的品质也不同，对人体健康也会产生不同的影响[19-20]。

本研究以牦牛酥油与两种植物油（亚麻籽油、菜籽油）进行配比调和，使调和油含有亚麻酸、亚油酸等优质脂肪酸，且牦牛酥油中含有支链脂肪酸、棕榈酸、油酸和共轭亚油酸等，与牦牛酥油调和能够进一步提高油脂的营养价值，新的调和油产品也为调和油的进一步发展奠定基础。同时为青藏高原牦牛酥油的深加工、开发系列牦牛酥油产品，对提高牦牛酥油附加值、延伸牦牛酥油产业链有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牦牛酥油：采自青海省海南藏族自治州同仁县；菜籽油、亚麻籽油：青海百岁食品科技有限公司；甲醇（色谱纯）、丙酮（分析纯）、正己烷（分析纯）：天津市富宇精细化工有限公司；三氟化硼甲醇（色谱纯）：成都艾科达化学试剂有限公司；无水硫酸钠、氢氧化钾、浓盐酸（均为分析纯）：天津市河东区红岩试剂厂。

1.2 主要仪器与设备

HJ-4A数显恒温多头磁力搅拌器：江阴磁力搅拌厂；HHS-4S电子恒温不锈钢水浴锅：上海宜昌仪器纱筛厂；H/T 16MM台式离心机、TGL 20MW台式大容量高速冷冻离心机：湖南赫西仪器装备有限公司；TQ 8050NX气相色谱质谱联用仪：日本岛津公司；TTL-DCⅡ型氮吹仪：北京同泰联科技发展有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 调和油制备

将牦牛酥油、亚麻籽油、菜籽油进行混合，置于60℃电子恒温不锈钢水浴锅中进行加热，使牦牛酥油部分溶解。使用磁力搅拌器在一定温度、时间下进行搅拌，在25℃、5 000 r/min条件下离心5 min。由于一次离心的样品放置后沉淀较多，故取离心后样品上清液在相同离心条件下二次离心，二次离心后的上清液及沉淀物质分别进行甲酯化处理，后续进行脂肪酸分析。具体调和油质量比见表1。

表1 调和油质量比Table 1 Formulae of three different blend oils

1.3.2 单因素试验

以搅拌温度、搅拌时间、离心速率为单因素进行试验，并计算3种调和油中牦牛酥油溶解率，确定最佳工艺条件。

单因素试验水平设计，离心时间控制在5 min。固定条件：磁力搅拌温度60℃、磁力搅拌时间10 min、离心速率 4 500 r/min。分别考察搅拌温度（30、40、50、60、70 ℃）、搅拌时间（10、15、20、25、30 min），离心速率（3 500、4 000、4 500、5 000、5 500 r/min）对 3 种调和油中牦牛酥油溶解率的影响。

1.3.3 调和油制备正交试验

在单因素试验的基础上，对3种调和油均设计三因素三水平L9（34）的正交试验，分别确定3种调和油中牦牛酥油溶解率的较佳方案。试验因素水平见表2。

表2 正交试验因素水平Table 2 Factors and levels of orthogonal test

1.3.4 牦牛酥油溶解率的测定

先计算空管质量，称量离心后的样品和管的总质量，记为m1，弃去上清液，计算剩余沉淀质量，记为m2，计算公式如下。

式中：m1为离心前调和油总质量，g；m2为离心后沉淀质量，g。

1.3.5 调和油指标测定

气味、滋味根据GB/T 5525—2008《植物油脂透明度、气味、滋味鉴定法》[21]进行测定；酸价根据GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》[22]进行测定；过氧化值根据 GB 5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》[23]进行测定。

1.3.6 脂肪酸组成分析

参考谢希杨等[24]的方法，稍作修改。将样品甲酯化后进行气相色谱-质谱法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析。

甲酯化：分别取0.5 g调和油样品于具塞试管中，加入10 mL甲醇和1g氢氧化钾，旋紧试管口，65℃条件下恒温振荡2 h，待皂化完成后加入浓盐酸进行酸化，待酸化的样品冷却后加入10 mL正己烷进行萃取，摇匀后静置分层。取正己烷层置于另一支干燥玻璃试管中，将正己烷用氮气吹干；在干燥试管中加入1 mL三氟化硼甲醇溶液，封住试管口，90℃水浴30 min；冷却后向试管中加入2 mL正己烷，振荡摇匀，再加入2 mL饱和NaCl溶液，封口振荡摇匀，4 000 r/min条件下离心2 min，取正己烷层（上层）于另一支离心管中。加1 g无水硫酸钠除湿，振荡摇匀，3 500 r/min离心2 min，取正己烷层于另一支干燥试管中，用氮气吹干，用1 mL正己烷溶解氮气吹干后的油样，收集油样放入棕色小瓶等待检测。

1.3.7 数据处理

采用Origin Pro 2021软件对单因素结果进行处理，结合IBM SPSS Statistics 26数据处理软件进行正交统计分析。数据以平均值±标准差表示。使用系统检索谱图库NIST检索，以色谱图出峰相对保留时间为依据，对样品中已检出物质定性，再通过峰面积归一化法计算各物质的相对含量。

2 结果与分析

2.1 单因素试验分析

2.1.1 磁力搅拌温度对牦牛酥油溶解率的影响

由于常温下牦牛酥油呈固态，提高牦牛酥油与菜籽油、亚麻籽油的溶解程度是制备调和油的关键工艺，故将溶解率作为指标确定工艺条件。磁力搅拌温度对牦牛酥油溶解率的影响见图1。

图1 搅拌温度对牦牛酥油溶解率的影响Fig.1 Effect of different mixing temperatures on dissolution rate of yak ghee

由图1可知，随着搅拌温度的升高，调和油A、调和油B、调和油C的牦牛酥油溶解率均在40℃时趋于稳定，分别是69.53%、69.76%、69.02%，由于牦牛酥油的熔点约为38℃[25]，当温度到达40℃时，调和油中的牦牛酥油基本已经溶解，搅拌温度对牦牛酥油溶解率影响较小。3种调和油溶解率大小关系为调和油B＞调和油A＞调和油C，同一温度下，相对于调和油A、B，调和油C的溶解率较低，因为调和油C中牦牛酥油添加量较多、浓度较大，导致溶解不充分。因此选择搅拌温度40、50、60℃进行正交试验。

2.1.2 磁力搅拌时间对牦牛酥油溶解率的影响

磁力搅拌时间对牦牛酥油溶解率的影响见图2。

图2 搅拌时间对牦牛酥油溶解率的影响Fig.2 Effect of different mixing time on dissolution rate of yak ghee

由图2可知，随着搅拌时间的延长，牦牛酥油溶解率随之增大，搅拌时间为20 min时，调和油A、调和油B、调和油C的溶解率分别为69.80%、70.24%、69.18%，此时牦牛酥油大部分被溶解，综合考虑，选择搅拌时间为15、20、25 min进行正交试验。

2.1.3 离心速率对牦牛酥油溶解率的影响

离心速率对牦牛酥油溶解率的影响见图3。

图3 离心速率对牦牛酥油溶解率的影响Fig.3 Effect of different centrifugal speeds on dissolution rate of yak ghee

由图3可知，离心速率为3500r/min～5000r/min时，牦牛酥油溶解率呈上升趋势。离心速率为5 000 r/min时，调和油A、调和油B、调和油C的溶解率均达到最大值，分别为67.64%、68.04%、66.56%；离心速率超过5 000 r/min后，3种调和油的溶解率均下降。离心速率过大，弃去的沉淀增加，导致原油样品溶解率下降。因此，选择离心速率 4 500、5 000、5 500 r/min进行正交试验。

2.2 正交试验分析

根据单因素试验结果确定出溶解牦牛酥油的适宜条件为搅拌温度40℃、搅拌时间20 min、离心速率5 000 r/min，在此基础上以牦牛酥油溶解率为评价指标进行正交试验。

2.2.1 调和油A正交试验分析

调和油A正交试验分析见表3。

表3 调和油A正交试验设计及结果Table 3 Design and results of orthogonal test of blend oil A

由表3可知，调和油A牦牛酥油溶解率的最优试验组合为A2B2C2，即搅拌温度50℃、搅拌时间20min、离心速率5 000 r/min，这3个因素对牦牛酥油溶解率的影响大小顺序为C＞A＞B，即离心速率＞搅拌温度＞搅拌时间。按照最优条件平行测定3次，验证最优条件下调和油A中牦牛酥油溶解率为72.02%。此时牦牛酥油的溶解率最高，与正交试验优化出的结果相同，表明该工艺的稳定可行。

2.2.2 调和油B正交试验分析

调和油B正交试验分析见表4。

表4 调和油B正交试验设计及结果Table 4 Design and results of orthogonal test of blend oil B

由表4可知，调和油B牦牛酥油溶解率的最优试验组合为A2B2C2，即搅拌温度50℃、搅拌时间20min、离心速率5 000 r/min，这3个因素对牦牛酥油溶解率的影响大小顺序为C＞A＞B，即离心速率＞搅拌温度＞搅拌时间。按照最优条件平行测定3次，验证最优条件下调和油B中牦牛酥油溶解率为73.58%。此时牦牛酥油的溶解率最高，与正交试验优化出的结果相同，表明该工艺的稳定可行。

2.2.3 调和油C正交试验分析

调和油C正交试验分析见表5。

表5 调和油C正交试验设计及结果Table 5 Design and results of orthogonal test of blend oil C

由表5可知，调和油C牦牛酥油溶解率的最优试验组合为A2B2C2，即搅拌温度50℃、搅拌时间20 min、离心速率5 000 r/min，这3个因素对牦牛酥油溶解率的影响大小顺序为C＞A＞B，即离心速率＞搅拌温度＞搅拌时间。按照最优条件平行测定3次，验证最优条件下调和油C中牦牛酥油溶解率为71.32%。此时牦牛酥油的溶解率最高，与正交试验优化出的结果相同，表明该工艺的稳定可行。

2.3 调和油指标分析

3种调和油指标分析结果见表6。

表6 3种调和油的感官及理化指标Table 6 Sensory and physicochemical indexes of three blended oils

由表6可知，3种调和油均具有食用油标准色泽，调和油C呈黄色，静置后有沉淀。调和油A和调和油B的色泽、滋味、气味与普通食用菜籽油差别较小。3种调和油均具有菜籽油（菜籽油添加量为70%及以上）的油菜香味以及牦牛酥油特殊香甜味，调和油C中牦牛酥油味较为浓郁。3种调和油酸值品质良好，酸值、过氧化值差别较小，均符合GB/T 1536—2021《菜籽油》要求[26]，油脂过氧化值较低、稳定性强、不易变质。

2.4 调和油脂肪酸组成分析

利用GC-MS对调和油脂肪酸进行分析，得到色谱图见图4～图6，脂肪酸组成成分分析见表7。

图4 调和油A脂肪酸GC-MS图谱Fig.4 GC-MS chromatogram of fatty acids in blend oil A

图5 调和油B脂肪酸GC-MS图谱Fig.5 GC-MS chromatogram of fatty acids in blend oil B

图6 调和油C脂肪酸GC-MS图谱Fig.6 GC-MS chromatogram of fatty acids in blend oil C

表7 3种调和油及对应二次沉淀的脂肪酸含量Table 7 Content of fatty acids in three blend oils and their precipitates%

续表7 3种调和油及对应二次沉淀的脂肪酸含量Continue table 7 Content of fatty acids in three blend oils and their precipitates%

由表7可知，所有调和油样品及其沉淀共检出脂肪酸44种，单一样品脂肪酸检出种类在39种～44种之间，共检出8种支链脂肪酸，分别为IsoC13：0（十三烷酸-顺式）、AnteisoC13：0（十三烷酸-反式）、IsoC14：0肉豆蔻酸-顺式）、IsoC15：0（十五烷酸-顺式）、AnteisoC15：0（十五烷酸-反式）、IsoC16：0（棕榈油酸-顺式）、IsoC17：0（十七烷酸-顺式）、AnteisoC17：0（十七烷酸-反式），其中 AnteisoC15：0（十五烷酸-反式）含量最多；调和油 A 中 C16：0（棕榈酸）19.47%、C18：2n-6，9（亚油酸）17.99%、C18：3n-3，6，9（亚麻酸）13.80%为主要脂肪酸；调和油 B 中 C18：2n-6，9（亚油酸）23.22%、C16：0（棕榈酸）18.21%、C18：1（油酸）13.71%、C18：3n-3，6，9（亚麻酸）12.80%为主要脂肪酸；调和油C中C16：0（棕榈酸）20.27%、C18：2n-6，9（亚油酸）16.86%、C18：1（油酸）13.61%、C18：3n-3，6，9（亚麻酸）12.30%为主要脂肪酸。综合来看，调和油中棕榈酸、亚麻酸、亚油酸、油酸含量较多。棕榈酸是饱和脂肪酸，稳定性较高，适合长期保存，能够提高产品保质期[27]。单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acids，MUFA）可以预防心脑血管疾病、提高人体免疫力，油酸可以合成MUFA，它能增强人体免疫系统功能，有效预防心脑血管疾病[28]。此外调和油B和C中均检出少量二十二碳六烯酸（docosahexoenoic acid，DHA），3种调和油均检出少量二十碳五烯酸（eicosapntemacnioc acid，EPA），DHA 俗称“脑黄金”，具有预防阿尔茨海默病[29]、抗炎[30]、防癌[31]的作用。

将3种调和油二次离心后剩余的沉淀分别进行检测，发现沉淀A、沉淀C中饱和脂肪酸（saturated fatty acids，SFA）含量较高，分别为 53.35%、60.31%，沉淀 B中MUFA含量最高，达61.50%。

2.5 调和油脂肪酸含量分析

3种调和油及其沉淀脂肪酸含量对比结果见图7、图8。

图7 SFA和MUFA含量对比Fig.7 Comparison on content of saturated fatty acids（SFA）and monounsaturated fatty acids（MUFA）

图8 功能性脂肪酸含量对比Fig.8 Comparison on content of functional fatty acids

由图7、图8可知，在3种调和油样品种，调和油C中的SFA含量最多，达53.24%，调和油A中SFA最少，为34.65%，这是由于调和油C中牦牛酥油添加量占调和油质量的20%，牦牛酥油中的SFA较多。调和油A和调和油B中MUFA含量相差不大，分别为24.64%、27.29%，而调和油C中单不饱和脂肪酸含量较低，仅有14.03%。调和油A、调和油B、调和油C中PUFA含量相差不大，分别为33.04%和36.98%、30.89%，调和油C中支链脂肪酸含量最多。MUFA具有控制体重[32]、保护大脑[33]和预防动脉粥样硬化[34]等功能，而且具有优良的渗透性，可以保护皮肤，增强角质[35]。因此在菜籽油中添加富含α-亚麻酸的亚麻籽油与富含亚油酸等优质脂肪酸的牦牛酥油，使原本单一菜籽油营养价值更加丰富。

支链脂肪酸（branched-chain fatty acids，BCFA）是在直链碳链上具有一个或多个支链的饱和脂肪酸[36]，具有抗炎[37]、抗癌[38]、防治缺血[39]等功能。冬季牦牛酥油中的BCFA含量明显较高，可达9.10%，夏季酥油磷脂中BCFA质量分数仅有3.24%[40]，油脂的沉淀物质主要成分为SFA和磷脂。本试验样品及其沉淀中使用的牦牛酥油产于夏季，BCFA含量在1.35%～2.92%。BCFA含量最多的是调和油C，达2.92%；调和油A、调和油B中BCFA的含量相差不大，分别为1.48%和1.35%，这是由于支链脂肪酸主要来自于牦牛酥油，而调和油C中牦牛酥油占调和油总量的20%，是调和油A和调和油B中牦牛酥油添加量的2倍，这可能导致调和油C中支链脂肪酸含量较多。

3种调和油及其沉淀中ω-6/ω-3脂肪酸比值结果见图9。

图9 不同调和油及沉淀中ω-6/ω-3比值Fig.9 ω-6/ω-3 ratios in different blend oils and precipitates

由图9可知，调和油A、调和油B、调和油C的ω-6/ω-3 比值分别为 1.290、1.800、1.350，沉淀 A、沉淀 B、沉淀C的ω-6/ω-3比值分别为0.499、0.020、0.800。3 种调和油样品中ω-6脂肪酸含量均高于对应沉淀中ω-6脂肪酸含量，其中调和油A和调和油C中ω-6脂肪酸含量约为ω-3脂肪酸含量的1.3倍，调和油B中ω-3脂肪酸含量约为ω-6脂肪酸含量的0.5倍，而调和油B沉淀中ω-6脂肪酸和ω-3脂肪酸比值较小，因此含量较为接近。

3 讨论与结论

本研究制备了牦牛酥油与植物油（亚麻籽油、菜籽油）调和油，通过单因素试验和正交试验分析，得到制备牦牛酥油调和油的最佳工艺条件，即搅拌温度50℃、搅拌时间20 min、离心速率5 000 r/min，在此条件下，调和油A中牦牛酥油溶解率可达72.02%，调和油B中牦牛酥油溶解率为73.58%，调和油C中牦牛酥油溶解率为71.32%；制备的调和油符合国家食用油标准，油脂品质较高，脂肪酸种类丰富。调和油中主要脂肪酸为棕榈酸、亚麻酸、亚油酸、油酸，ω-6/ω-3脂肪酸含量的比值结果或对中后期动脉粥样硬化有一定作用，后期可进行体内实验进行验证。支链脂肪酸主要来源于一些发酵食品，且乳制品中也可以获得较多的支链脂肪酸，但目前中国人的消费食品中乳制品占有量较少，因此，为了增加摄入食物中的支链脂肪酸含量，也为了消费者的身体健康，开发新的含有支链脂肪酸的产品非常重要，由于本试验制备的调和油既含有丰富的油酸、亚麻酸、亚油酸等不饱和脂肪酸，也有支链脂肪酸这样的动物油脂中特有的脂肪酸，解决了植物油营养成分单一的问题。从营养角度出发，调和油A中ω-6脂肪酸和ω-3脂肪酸比值较小更接近1∶1，因此适合开发为营养型食用调和油产品。