不同預處理方法對提取蘿卜籽油品質的影響

趙功玲 莫海珍 孔 瑾 楊秋麗

(河南科技學院食品學院，新鄉 453003)

不同預處理方法對提取蘿卜籽油品質的影響

趙功玲 莫海珍 孔 瑾 楊秋麗

(河南科技學院食品學院，新鄉 453003)

研究了整粒浸泡酶解、種子粉碎酶解、種子粉碎3種預處理方法對提取的蘿卜籽油中多種指標的影響。結果表明，整粒浸泡酶解預處理方法提取的油脂中異硫氰酸酯、萊菔素含量高，總抗氧化能力、清除DPPH·能力強，種子粉碎酶解法次之，種子粉碎法最差；種子粉碎預處理法的油脂中酸價和過氧化值含量最高，種子粉碎酶解法次之，整粒浸泡酶解法最低；3種預處理方法對油脂脂肪酸組成變化不顯著。整粒浸泡酶解法提取油脂的條件為：整粒種子25 ℃浸泡1 h，破碎后25 ℃酶解50 min，酶解pH5.0，液料比20 mL/g，提取時間5 min；蘿卜籽油的提取率為34.51%，提取效率為95.03%。

蘿卜籽油 預處理方法 酶解 品質

十字花科植物中含有大量硫苷，當植物組織破碎，硫苷就會與自身的黑芥子酶接觸，水解生成異硫氰酸酯；硫苷及異硫氰酸酯具有很強的抗癌、促進脂質代謝、抗氧化、抑菌等生理活性[1-3]。蘿卜種子中含有大量的異硫氰酸酯，其中萊菔素含量占總異硫氰酸酯的60%以上[4-5]。萊菔素與存在于西蘭花中的萊菔硫烷相比，在烴基鏈上有不飽和鍵，比萊菔硫烷的活性強1.3～1.5倍[6]。

蘿卜種子的含油量很高，達30%～45%，蘿卜籽油不飽和脂肪酸的含量很高，具有很高的開發價值[7]。本研究采取不同預處理方法提取蘿卜種子中的油脂，通過對油脂中總異硫氰酸酯、萊菔素、酸價、過氧化物值、脂肪酸組成及抗氧化性能的比較，確定蘿卜籽油的提取方法，為進一步開發利用蘿卜種子提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

長春蘿卜種子：北京種子公司；萊菔素標品、甲醇、1,1-二苯基-2-苦基肼、異硫氰酸苯甲酯、1,2-苯二硫醇：Sigma公司；磷酸二氫鈉、檸檬酸、二氯甲烷和其他試劑均為國產分析純試劑。

冷凍離心機：上海醫分儀器制造有限公司；Trace DSQ氣質聯用儀：美國菲尼根公司；UV-2102PCS紫外分光光度計：上海尼龍科儀器有限公司；JJ-2組織搗碎機：金壇市華峰儀器有限公司；RE-5299旋轉蒸發儀：河南智誠科技發展有限公司；藥物粉碎機：武義縣屹立工具有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 蘿卜種子不同預處理方法

1.2.1.1 整粒浸泡酶解預處理方法

蘿卜種子100 g，加2倍量蒸餾水，封口，搖床(25 ℃，100 r/min)中分別浸泡0、0.5、1、1.5、2、4、6、8、10 h，取出，搗碎機快速打碎，放回搖床酶解50 min，取出，冷凍干燥，加20倍二氯甲烷，封口，用力搖動5 min，冷凍離心5 min(10 000 r/min)，取二氯甲烷層。相同方法再提取2次，合并3次提取液，旋轉蒸發，得到的蘿卜籽油保存于-20 ℃。

1.2.1.2 種子粉碎酶解預處理方法

藥物粉碎機粉碎的蘿卜種子100 g，加2倍蒸餾水，封口，搖床(25 ℃，100 r/min)中分別酶解0、0.5、1、1.5、2、4、6、8、10 h，取出，冷凍干燥，其余操作同1.2.1.1。

1. 2.1.3 種子粉碎預處理方法

藥物粉碎機粉碎的蘿卜種子100 g，加20倍量二氯甲烷，其余操作同1.2.1.1。

提取過油脂的殘渣，低溫去除二氯甲烷后，按照1.2.1.2的方法操作，用于測定脫脂殘渣中異硫氰酸酯及萊菔素的含量。

1.2.2 總異硫氰酸酯與萊菔素含量測定方法

[8-9]的方法分別測定提取油脂及脫脂殘渣中總異硫氰酸酯及萊菔素的含量。

1.2.3 油脂酸價和過氧化值測定方法

參考GB/T 5530—2005和GB/T 5538—2005方法分別測定提取油脂的酸價、過氧化值[10]。

1.2.4 油脂抗氧化能力測定

1.2.4.1 T-AOC法

取3μL 提取的油脂，加0.1 mL甲醇溶解，用南京建成生物工程研究所生產的試劑盒測定總抗氧化能力。

1.2.4.2 DPPH·法

參考文獻[11]測定油脂DPPH·的清除率。

1.2.5 脂肪酸組成分析

按照1.2.1.1(浸泡1h)、1.2.1.2(酶解1 h)及1.2.1.3敘述方法分別提取油脂，用于脂肪酸組成分析。

氫火焰離子檢測器：溫度為230 ℃；DB-23彈性石英毛細管色譜柱 (60 m×0.25 mm×0.25 μm)；柱程序升溫過程：180 ℃維持10 min，4 ℃/min升至200 ℃，維持6 min，再以10 ℃/min升至230 ℃，維持6 min。氣化室溫度250 ℃；高純氦氣流速1.0mL/min；分流比為20∶1，進樣量為1 μL[12]。

1.2.6 確定整粒浸泡酶解法提取油脂的條件

以萊菔素含量為參數，整粒種子加水浸泡1 h后，選取酶解時間、酶解溫度、酶解pH、提取時間、液料比為因素，通過單因素試驗確立整粒浸泡酶解法提取油脂的條件。

酶解時間確定：分別酶解10～70min，按照1.2.1.1方法提取油脂。酶解溫度確定：相同的反應體系，20～60 ℃酶解50 min提取油脂。酶解液pH確定：磷酸-檸檬酸緩沖液調節pH分別為3.0，5.0，7.0，9.0，25 ℃酶解50 min，按照1.2.1.1方法提取油脂。提取時間確定：操作同酶解時間確定，只是酶解時間為50 min，提取時間1～30 min。液料比確定：操作同酶解時間確定，但酶解50 min，提取5 min，二氯甲烷與種子的比例(mL/g)分別設置為5∶1，10∶1，20∶1，30∶1，40∶1。

1.2.7 油脂提取率與提取效率計算

提取率=蘿卜籽油質量/蘿卜籽質量×100%

提取效率=整粒浸泡酶解優化方法提取率/索氏提取方法提取率×100%

索氏提取方法參考文獻[13]。

2 結果與分析

2. 1預處理方法對蘿卜籽油異硫氰酸酯含量的影響

如圖1，種子粉碎提取的方法，油脂中總異硫氰酸酯的含量幾乎為0。整粒浸泡酶解法與種子粉碎酶解法油脂中總異硫氰酸酯含量的變化規律相似，即0～1 h，隨時間的延長，總異硫氰酸酯的含量逐漸增加，而后(1～10 h)緩慢降低，但相同時間下前者方法的總異硫氰酸酯的含量比后者高約2～4倍。3種預處理方法中，整粒浸泡酶解的方法油脂總異硫氰酸酯的含量最高，整粒浸泡1 h時有最高的含量，數值為129.10 mg/kg。

種子粉碎酶解法的總異硫氰酸酯的含量低于整粒浸泡酶解法，應該與種子破碎時間較長造成硫苷的揮發以及種子中黑芥子酶的活性低有關；0～10 h的酶解時間，1 h可能已經完成了酶解過程，所以總異硫氰酸酯的含量最高；隨酶解時間的延長，總異硫氰酸酯的含量降低與其的揮發性可能有關。

整粒浸泡酶解法的總異硫氰酸酯的含量高，與種子浸泡過程中酶活性增加可能有關；浸泡1 h可能使種子中黑芥子酶的活性達到最高，所以異硫氰酸酯的含量最高；隨著浸泡時間的延長，黑芥子酶活性可能無變化，但種子已經開始萌發，可能造成異硫氰酸酯的含量降低。浸泡超過10 h，種子明顯萌發，異硫氰酸酯的含量降低顯著。另外，種子在浸泡過程中吸水膨脹，降低了單位重量的硫苷的濃度，減小了破碎難度及破碎時間，從而也減少了異硫氰酸酯的揮發和氧化。

種子粉碎提取法，無酶解過程，種子中的硫苷不能轉化異硫氰酸酯，所以提取的油脂中含量幾乎為0。由圖1知，殘渣經過酶解后，提取出了大量異硫氰酸酯，變化規律同其他兩種預處理方法。這些試驗結果驗證了蘿卜種子中硫苷的親水性與異硫氰酸酯的非極性的性質[14]。

圖1 預處理方法對蘿卜籽油總異硫氰酸酯含量影響

2.2預處理方法對蘿卜籽油中萊菔素含量的影響

由圖2可知，萊菔素的變化規律與總異硫氰酸酯相似，只是含量相對低。采取整粒浸泡酶解的方法，油脂中萊菔素的含量最高，種子粉碎酶解法次之；種子粉碎直接提取法含量為0。整粒種子在0～10 h的浸泡過程中，1 h時萊菔素含量最高，達84.71 mg/kg(占總異硫氰酸酯的69.49%)，隨浸泡時間的延長，萊菔素的含量逐漸降低。經試驗，浸泡時間大于10 h，種子明顯萌發，萊菔素的含量更低，但MTBITC(蘿卜根中的主要異硫氰酸酯)含量相對增加，這與相關文獻報道的結果一致[15]。

圖2 預處理方法對蘿卜籽油菜菔素含量的影響

2.3 預處理方法對蘿卜籽油酸價的影響

3種預處理方法對油脂酸價的影響如圖3。整粒浸泡酶解法與種子粉碎酶解法的變化規律相似，但酸價數值在相同時間下前者低于后者；浸泡或酶解1 h時，油脂酸價最低，隨浸泡時間的延長，酸價緩慢上升。浸泡或酶解1 h時的酸價低可能與油脂中異硫氰酸酯及萊菔素含量高有關，因為異硫氰酸酯及萊菔素具有強的抗氧化及抑菌活性[16]，可有效抑制油脂的氧化酸敗，降低酸價；隨浸泡或酶解時間的延長，異硫氰酸酯及萊菔素含量逐漸降低，油脂酸價逐漸增高。

圖3 預處理方法對蘿卜籽油酸價的影響

2.4 預處理方法對蘿卜籽油過氧化值的影響

如圖4，整粒浸泡酶解法在浸泡1 h時，油脂過氧化值最低，比0 h時低5倍；1 h時后，隨浸泡時間的延長，過氧化值呈現上升趨勢，10 h的過氧化值低于0 h，也即種子粉碎直接提取法。種子粉碎酶解法的變化規律與整粒浸泡酶解法相似，但過氧化值在相同時間下比整粒浸泡酶解法高。整粒浸泡酶解法與種子粉碎酶解法的過氧化值在超過0 h的處理時間下都比種子粉碎法低，應該與油脂中的異硫氰酸酯及萊菔素含量有關；相對于酸價，異硫氰酸酯及萊菔素的含量對油脂中的過氧化值的影響要大。

圖4 預處理方法對蘿卜籽油過氧化值的影響

2.5 預處理方法對蘿卜籽油抗氧化能力的影響

2.5.1 預處理方法對蘿卜籽油總抗氧化能力的影響

由圖5看出，浸泡1 h，整粒浸泡酶解法的總抗氧化能力最強，并且比0 h時也即種子粉碎法高幾乎3倍；1 h時后，隨浸泡時間的延長，總抗氧化能力快速下降，但10 h時的值還遠高于0 h。種子粉碎酶解法的變化規律與整粒浸泡酶解法相似，但抗氧化能力在相同時間下比整粒浸泡酶解法低。種子粉碎法提取的油脂總抗氧化能力最差。

圖5 預處理方法對蘿卜籽油總抗氧化能力的影響

2.5.2 預處理方法對蘿卜籽油清除DPPH·的影響

如圖6，整粒浸泡酶解法浸泡1 h時，清除DPPH·能力最強，隨浸泡時間的延長，清除DPPH·能力變化不大。種子粉碎酶解法的變化規律與整粒浸泡酶解法相似，但清除率在相同時間下比整粒浸泡酶解法稍低。種子粉碎法清除DPPH·能力最差。

圖6 預處理方法對蘿卜籽油清除DPPH·的影響

2.6 預處理方法對蘿卜籽油脂肪酸組成的影響

由表1看出，3種預處理方法的蘿卜籽油中，都含有15種脂肪酸，其中芥酸含量最高，變化范圍為27.65%～31.94%，其次是油酸(27.27%～29.59%)、亞油酸(9.54%～11.13%)和二十碳一烯酸(10.25%～10.32%)，再次是α-亞麻酸、棕櫚酸，還有少量的硬脂酸、二十四碳一烯酸等；不飽和脂肪酸占總脂肪酸的量達88%以上。

SPSS數據分析軟件分析，3種預處理方法對油脂脂肪酸的組成影響不顯著，但方法1的芥酸含量相對稍低，可能與整粒浸泡過程中種子萌發有關；亞油酸、亞麻酸、花生二烯酸含量相對稍高，可能與酶解過程使油脂異硫氰酸酯及萊菔素含量高，在一定程度上保護了多不飽和脂肪酸的氧化有關。

表1 預處理方法對蘿卜籽油脂肪酸組成的影響

注：方法1為整粒浸泡酶解法，方法2為種子粉碎酶解法，方法3為種子粉碎法。

2.7 整粒浸泡酶解法提取油脂的條件

由圖7看出，隨酶解時間的延長，萊菔素含量逐漸增加，但酶解時間超過50 min，萊菔素的量反而減少，最高含量的酶解時間是50 min。

對于酶反應，溫度是一個重要的因素。如圖8，太低、太高的溫度不利于酶的作用，25 ℃可能是黑芥子酶最佳的活性溫度，萊菔素含量最高。

影響酶活性很大的因素是pH。如圖9，環境pH過高和過低對酶解過程都不利，pH 5時萊菔素的含量最大，pH大于5，隨pH的增高，萊菔素含量急劇下降。

圖10顯示，隨提取時間增加，萊菔素的量逐漸增加；提取5 min萊菔素的含量最高；提取時間大于5 min，萊菔素含量變化不大，所以選擇5 min為最佳提取時間。

如圖11所示，隨液料比增加，萊菔素的量逐漸增加；液料比大于20 mL/g，萊菔素的濃度變化不大，故選擇20 mL/g 為提取的最佳液料比。

25 ℃整粒種子浸泡1 h，pH 5.0、25 ℃酶解50 min，液料比20 mL/g、提取時間5 min的條件下進行了3次油脂提取試驗，蘿卜籽油的平均提取率為34.51%，提取效率達95.03%，油脂中萊菔素含量為85.34 mg/kg。

圖7 酶解時間對蘿卜籽油菜菔素含量的影響

圖8 酶解溫度對蘿卜籽油菜菔素含量的影響

圖9 酶解pH對蘿卜籽油菜菔素含量的影響

圖10 提取時間對蘿卜籽油菜菔素含量的影響

圖11 液固比對蘿卜籽油菜菔素含量的影響

3 結論

3.1 整粒浸泡酶解預處理方法提取的蘿卜籽油中總異硫氰酸酯、萊菔素含量、總抗氧化能力及清除DPPH·能力明顯高于種子粉碎酶解法與種子粉碎法；而酸價及過氧化值含量明顯低于后兩者方法。3種預處理方法所得蘿卜籽油脂肪酸組成相似?？傊＝菝附忸A處理方法提取的油脂品質優于種子粉碎酶解法與種子粉碎法。

3.2 整粒浸泡酶解法提取蘿卜籽油的條件為： 25 ℃整粒種子浸泡1 h，破碎后酶解50 min，酶解溫度25 ℃，酶解pH 5.0，液料比為20 mL/g，提取時間5 min。蘿卜籽油的提取率為34.51%，提取效率達95.03%，油脂中萊菔素含量為85.34 mg/kg。

3.3 整粒浸泡酶解法提取的蘿卜籽油中總異硫氰酸酯、萊菔素含量高，應該與油脂的抗氧化性能的提高、油脂酸價及過氧化值的降低有關。由于異硫氰酸酯易揮發、穩定性差，所以要密閉低溫存放蘿卜籽油。

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The Effect of Various Pretreatment Methods on the Quality of Radish Seed Oil

Zhao Gongling Mo Haizhen Kong Jin Yang qiuli

(School of Food Science, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003)

Radish seeds have been prepared by different pretreatment methods to extract oil and the multiple indexes of oil have been investigated simultaneously. The total isothiocyanate, sulforaphene contents, total antioxidant capacity and DPPH radical scavenging activity of radish seed oil pretreated by soaking untarnished seed in water followed by grinding; enzymatic acting was significant higher than those of the oil which were subjected to grinding and enzymatic acting or grinding pretreatments; while the opposite change rules could be presented by the acid value and peroxide value contents of the oil. The fatty acid composition of the oils was showed indistinctively. As the optimized method, soaking the untarnished seed in water followed by grinding and enzymatic acting, the extraction conditions were proved to involve soaking the seeds: time for 1 h, enzymolysis for 50 min at 25 ℃, pH 5.0, with a liquid/material ratio of 20 mL/g, and extraction time of 5 min. On the optimal conditions, the oil yield could reach 34.5% and extract efficient radio of 95.0%.

radish seed oil, pretreatment methods, enzymatic acting, quality

TS 225.1

A

1003-0174(2016)04-0061-06

國家自然科學基金(31101537)，河南省基礎與前沿技術研究計劃(132300410359)

2014-08-06

趙功玲，女，1968年出生，副教授，食品營養與衛生

孔瑾，男，1957年出生，副教授，食品生物活性