浸出與冷榨山茶油中脂肪酸的測定及品質評價

,, ,,,,

(福建省醫學科學研究院，福建省醫學測試重點實驗室,福建福州350001)

山茶油作為我國最古老的木本食用植物油之一,一直被南方居民稱為“油王”。作為其來源的油茶樹是世界四大木本油料樹種之一。野生油茶和人工栽培省份主要集中在長江以南地區,如福建、江西、湖南、廣西、浙江、云南和廣東等[1]。山茶油中富含不飽和脂肪酸[2-5]、麥角甾醇[6]、角鯊烯[7]、維生素[8]、茶皂素[9-10]、丁基羥基茴香醚和2,6-二叔丁基對甲酚[11]、茶多酚[12]等有效物質[13],具有抗氧化[14-15]、抗腫瘤[16]、降血壓[13]、降血糖[13]、抗炎[17-18]、抗菌[19]、保護胃黏膜[20]和護肝[21]等作用,用于營養保健[22]、調節免疫[13]、防治肥胖[23]、產后恢復[13]、預防心血管疾病[24]和皮膚科疾病[25-27]等。

民間和工業中山茶油常用的制備方法主要有溶劑浸出和物理壓榨兩種方法[13]。壓榨法是以物理壓榨的方式從山茶籽中壓榨得到山茶油,民間多用此法提取植物油,浸出法則是運用物理化學原理,利用食品級溶劑將山茶籽中的山茶油浸出的一種方法[8]。壓榨工藝一般包括壓榨、濾過、精制、提煉等步驟,冷榨法采用純物理工藝,在低于70 ℃的溫度下進行壓榨,可以有效地避免高溫操作帶來的有害物質以及對油脂中營養物質的破壞,同時可以提高生產效率、降低生產成本和能源消耗[28]。浸出工藝中的溶劑浸提、精制、淬煉等步驟均會影響山茶油中活性成分的組成、含量進而影響到山茶油的品質[13]。已有文獻報道[4,29-32]山茶油中含有4～8種主要脂肪酸,本文運用氣相色譜方法,采用30多種脂肪酸標準品,檢測出了浸出山茶油與冷榨山茶油中十余種脂肪酸的含量并結合其理化指標、體外抗氧化與體內抗疲勞試驗對其品質進行了評價,為不同加工工藝山茶油中脂肪酸的組成與含量及其山茶油的品質評價提供了科學的依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

乙醚、甲醇、正己烷、氫氧化鉀 分析純,國藥集團化學試劑有限公司;35種脂肪酸甲酯標準品 純度>99%,福建省出入口檢驗檢疫局;浸出山茶油(批號20151001)及冷榨山茶油(批號20151002) 福建頤元寶生物技術有限公司;健康SD大鼠 清潔級,雄性,體重180～220 g,動物合格證號:SYXK(閩)2011-002,上海斯萊克公司。

AL204型電子分析天平 梅特勒-托利多儀器上海有限公司;Agilent 7890A氣相色譜儀,配有FID檢測器 杭州瑞析科技有限公司;CP-Sil88FAME色譜柱 濟南賽暢科學儀器有限公司;KQ2200E型超聲波清洗機 江蘇省昆山市超聲波儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 山茶油脂肪酸組成分析

1.2.1.1 山茶油的甲酯化反應 精密稱取山茶油0.6 g,用正己烷溶解,置于50 mL容量瓶中,加入20 mL氫氧化鉀-甲醇溶液(濃度為4 mol/L,稱取113 g氫氧化鉀,溶解于500 mL甲醇即得),室溫振蕩30 min,加入蒸餾水,使正己烷層上移至容量瓶頸部,搖勻后靜置分層,直至上層完全澄清,移取上清液,供氣相色譜測定。

1.2.1.2 氣相色譜條件 色譜柱:CP-Sil88FAME[100 m×0.25 mm(內徑)0.20 μm];柱溫:初始溫度160 ℃,保持5 min,以1.8 ℃/min速率,升溫至220 ℃,保持11 min;載氣:高純氦氣99.999%,柱流速0.5 mL/min;進樣口:溫度為250 ℃,分流比為30∶1;檢測器:溫度為260 ℃,氫氣為40 mL/min,空氣為300 mL/min。

1.2.1.3 氣相色譜含量測定 取混合標準工作液和各種樣液適量進入氣相色譜儀,進樣量1.0 μL,根據混合標準品溶液的氣相色譜峰的出峰時間與色譜峰的峰面積,對各樣品溶液中各個色譜峰進行定性分析,并采用面積歸一化法定量分析。

1.2.2 理化指標品質評價 山茶油主要理化指標包括透明度、色澤、相對密度、折光指數、碘值、皂化值、不皂化物、水分及揮發物、不溶性雜質、酸值、過氧化值等各項理化指標,透明度按GB/T 5525-1985檢測,色澤按GB/T 5525-1985檢測,相對密度采用密度瓶法按GB/T5518-2008檢測,折光指數按GB/T5527檢測,碘值按GB/T5532檢測,皂化值按GB/T5534檢測,不皂化物按GB/T5535.2檢測,水分及揮發物按GB/T5528檢測,不溶性雜質按GB/T5529檢測,酸值按GB/T5530檢測,過氧化值按GB/T5538檢測。

1.2.3 體外抗氧化試驗 參考文獻[33]方法,取20 μmol/L DPPH溶液1 mL分別與25、50、75、100、125、150 mg/mL供試液樣品溶液2 mL或0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16 mg/mL VC溶液混合,充分振蕩后放置暗處,在室溫下反應30 min,取混合液倒入玻璃比色皿中,測定其在537 nm處的吸光值,同時利用無水乙醇進行空白試驗,平行試驗三次。以樣品溶液質量濃度為橫坐標,清除率(R)為縱坐標,并通過回歸方程求得清除50%自由基時的樣品濃度,即為半抑制率IC50值。比較浸出與冷榨山茶油IC50,IC50越小,清除自由基的能力越強。

R(%)=[1-A/A0]×100

其中:A0表示DPPH與樣品溶劑的吸光度;A表示DPPH與樣品反應后的吸光度。

1.2.4 體內抗疲勞試驗 參考文獻[34]方法,取小鼠48 只,隨機分為正常對照組(NC)、陽性對照組(PG)、浸出山茶油組(JC)、冷榨山茶油組(LZ),每組12只小鼠,浸出、冷榨山茶油組給予20 mL/kg相應山茶油,陽性對照組給予西洋參0.3 g/kg,正常對照組給予相應體積的生理鹽水,各組小鼠連續灌胃30 d,末次給藥30 min后,將小鼠體重5%的鉛皮綁于小鼠尾根部,放入游泳箱,記錄小鼠從游泳開始到沉入水中10 s不能浮起即為小鼠負重游泳時間,時間越長表示抗疲勞效果越好。

1.3 統計學分析

采用SPSS 18.0統計學分析軟件,實驗檢測所得數據以Mean±SEM表示,p<0.05認為組間差異具有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 山茶油脂肪酸含量測定

山茶油脂肪酸各色譜峰分離良好,見圖1。浸出山茶油與冷榨山茶油樣品中各種脂肪酸的含量結果見表1。浸出山茶油和冷榨山茶油都含12種以上脂肪酸成分,C4～C13脂肪酸、反式亞油酸、花生二烯酸、芥酸等成分未檢出。浸出山茶油和冷榨山茶油所含脂肪酸均以油酸、棕櫚酸、亞油酸、硬脂酸為主,與文獻報道[4,29,35]一致。油酸為山茶油重要營養保健成分之一,浸出山茶油和冷榨山茶油中油酸的含量分別為79.37%和80.55%,提示從油酸含量角度看,這兩種加工方式的山茶油品質均較佳。浸出山茶油中含有亞麻酸、反式油酸成分,而冷榨山茶油中未檢出,說明浸出工藝可以獲得更多的脂肪酸成分,冷榨山茶油工藝的企業可以加強冷榨殘渣(茶枯)的綜合開發利用。

表1 浸出與冷榨山茶油中脂肪酸組成及含量Table 1 Fatty acid composition and contents in camellia oils extracted by method of infusion and cold pressing

圖1 脂肪酸混合標準品、浸出山茶油、冷榨山茶油氣相色譜圖Fig.1 Gas chromatogram of fatty acids mixed standard substance,camellia oil samples extracted by method of infusion and cold pressing注:1.豆蔻酸;2.棕櫚酸;3.棕櫚一烯酸;4. 十七烷酸; 5. 十七碳一烯酸;6. 硬脂酸;7. 反式油酸;8. 油酸; 9. 亞油酸;10. 花生酸;11.花生一烯酸;12.亞麻酸;13.木焦油酸;14.二十四碳一烯酸EPA。

不飽和脂肪酸含量在8%左右最適合人體吸收[36],由表1可知,棕櫚酸的含量在浸出山茶油和冷榨山茶油中分別為8.79%和8.81%,符合這個比例,適合人體吸收。花生一烯酸等單不飽和脂肪酸具有降血糖、降膽固醇,調節血脂等作用,而棕櫚酸、硬脂酸和花生酸等都是飽和脂肪酸類,攝入過多的飽和脂肪酸容易引起血壓、血脂等升高的癥狀[37]。花生一烯酸的含量,浸出山茶油低于冷榨山茶油,前者含量為0.02%,后者含量為0.96%。硬脂酸的含量,浸出山茶油高于冷榨山茶油,前者為2.11%,而后者含量為2.07%,提示冷榨山茶油優于浸出山茶油。

2.2 山茶油理化指標品質評價

山茶油主要理化指標每批平行檢測3次,浸出山茶油與冷榨山茶油檢測結果見表2。浸出山茶油和冷榨山茶油理化指標均符合國家標準(GB11765-2003),酸值和過氧化值有顯著差異,分屬不同等級山茶油。酸值是反映油脂酸敗重要指標,酸值高表明油脂酸敗嚴重,不僅影響藥物穩定性,且有刺激作用。過氧化值是衡量油脂酸敗程度,一般來說過氧化值越高其酸敗就越嚴重。結果顯示,浸出山茶油的酸值和過氧化值均高于冷榨山茶油,說明冷榨山茶油優于浸出山茶油。原因可能是浸出法加工過程中的會浸提出一些雜質成分,影響其酸值與過氧化值,提示不同加工工藝會導致山茶油的成分發生一定變化,其理化參數相應發生了變化。

表2 浸出與冷榨山茶油理化指標品質評價Table 2 Quality evaluation by physicochemical properties of camellia oils extracted by method of infusion and cold pressing

2.3 體外抗氧化試驗

浸出山茶油IC50為44.36 mg/mL,冷榨山茶油IC50為40.78 mg/mL,VC的IC50為0.026 mg/mL。冷榨山茶油IC50較浸出山茶油小,清除自由基的能力較強,但差異沒有統計學意義(p>0.05)。

2.4 體內抗疲勞試驗

各組小鼠游泳時間見圖2。陽性對照組、浸出山茶油組和冷榨山茶油組與正常對照組小鼠游泳時間差異有統計學意義(p<0.05)。浸出山茶油組和冷榨山茶油組游泳時間略低于陽性對照組,但差異沒有統計學意義(p>0.05),浸出山茶油組游泳時間較冷榨山茶油組較少,但差異沒有統計學意義(p>0.05)。本實驗結果顯示,浸出山茶油和冷榨山茶油均能明顯延長小鼠負重游泳時間,從而提高受試小鼠的運動耐力,但冷榨山茶油與浸出山茶油比較,體內抗疲勞效果差異沒有統計學意義(p>0.05)。

圖2 各組小鼠游泳時間比較Fig.2 The swimming time of weighted mice in each group注:*表示與正常對照組比較,差異有統計學意義(p<0.05)。

3 結論

浸出法與冷榨制備的山茶油品質均較佳,油酸含量均在80%左右。浸出山茶油和冷榨山茶油理化指標均符合國家標準,但酸值和過氧化值有顯著差異(p<0.05),分屬不同等級山茶油。從花生一烯酸等不飽和脂肪酸含量、硬脂酸等飽和脂肪酸含量、酸值和過氧化值等理化指標、體外抗氧化試驗,體內抗疲勞試驗這幾個指標綜合比較,本次研究采用的冷榨山茶油品質優于浸出山茶油。