冷榨法和酶解法提取辣木油的應用領域研究

2019-04-29 10:26:34高定烽李思敏熊華斌高云濤李曉芬張東華

中國油脂 2019年4期

張言，高定烽，李思敏，石峰，熊華斌，2，3，高云濤，李曉芬，張東華

(1.云南民族大學化學與環境學院，昆明 650500； 2.云南省跨境民族地區生物質資源清潔利用國際聯合研究中心，昆明 650500； 3.民族地區礦產資源綜合利用重點實驗室，昆明 650500)

辣木(MoringaoleiferaLam.)為辣木科、辣木屬多年生植物，原產于印度北部，現我國已有大量種植。辣木含有約20種氨基酸、46種抗氧化物質和抗炎化合物，富含豐富的微量元素，被譽為“神奇之樹”[1]，其主要栽種于砂壤和有機質中且抗逆性強[2]。辣木作為食物和藥物使用已經有幾千年的歷史[3]，其還是一種重要的油料植物，種子的出油率在25.1%(壓榨法)～41.4%(溶劑法)之間[4]。

辣木油具有極佳的穩定性和良好的芳香固著特性，是化妝品、香料、防腐劑的優良原料[5]。段瓊芬等[6]對緬甸產和云南產的辣木油成分分析顯示，辣木油富含不飽和脂肪酸，其中油酸含量達62%～74%，使其作為植物油的品質達到了橄欖油和油茶籽油的水平。同時，辣木油中含有豐富的維生素E、甾醇以及黃酮類等成分，在降血脂、降膽固醇、降血壓和改善睡眠等方面有較高的保健價值，因而具有較高的市場開發前景。

為了提高辣木籽的出油率和品質，壓榨法、溶劑法、壓榨-溶劑法、超聲波-溶劑法、超臨界萃取法以及酶解法等技術都被應用于辣木油的提取。這些提取方法各有優缺點。用壓榨法提取辣木油機械化程度較高，容易大規模生產，但存在餅殘油量較高和出油率低的不足；用溶劑法提取辣木油雖然可以提高出油率，但油的色澤相對較深；用壓榨-溶劑法提取辣木油或超聲波-溶劑法能降低成本提高出油率，但產品需要進一步脫溶和精煉處理[7]；超臨界萃取法提取辣木油需要價格高昂的設備，使許多企業難以承擔；酶解法提取辣木油對設備無要求，出油率高，但需要提供給酶一個穩定的反應條件和較長的反應時間，提取效率相對較低[8]。

提取方法的差異不僅影響出油率和生產成本，而且也影響辣木油的品質進而影響其應用領域。本研究選取最具代表性的冷榨法和酶解法提取的辣木油進行了氧化穩定性、維生素E含量和DPPH自由基清除能力分析，對不同品質辣木油的應用領域進行探討，為辣木油的生產及應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

辣木籽，購買于云南玉溪辣木種植基地；DPPH(1,1-di-phenyi-2-picryhydrazyl)，美國Sigma公司；維生素E(HPLC級)，德國Dr. Ehrenstorfer GmbH公司；維生素C(HPLC級)，BOMEI生物有限公司；其他試劑均為分析純。

TU-1950型UV-Vis分光光度計，北京普析公司；KQ-250DA型數控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；BSA124S型電子天平，賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；高效液相色譜儀，美國安捷倫公司；892專業型Rancimat油脂氧化穩定性測定儀，瑞士萬通中國有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 辣木油的制備

冷榨法：辣木籽，冷榨溫度75℃，壓力4.0 MPa，冷榨轉速36 r/min，靜置去沉淀。冷榨辣木油的顏色比較深，為了提高辣木油的應用范圍，需對其進行精制，脫膠、脫酸參考文獻[9]進行，脫色參考文獻[10]進行。

酶解法[11]：帶果莢的辣木籽打成粉，料液比1∶9，中性蛋白酶，酶用量2.0%，酶解時間4 h，酶解溫度45℃，pH 6。由于酶解制得的辣木油清亮，顏色比較淺，采用酶解原油。

冷榨辣木油和酶解辣木油均在4℃的環境下儲存備用。

1.2.2 辣木油的氧化穩定性分析

采用GB/T 21121—2007《動植物油脂氧化穩定性的測定》測定辣木油的氧化穩定性。將經過凈化的空氣通入已加熱至規定溫度的不同的辣木油中，氧化過程中釋放的氣體與空氣混合導入長頸瓶中，瓶內預先裝有超純水和一支測量電導率的電極，當電導率快速增加時，表示誘導期結束。測量溫度為100～120℃。

1.2.3 辣木油中維生素E含量的測定

參照丁明等[12]方法測定辣木油中維生素E的含量，對色譜條件進行了優化。

色譜條件：Agilent ZORBAX SB-C18色譜柱，流速1.0 mL/min，檢測波長280 nm，進樣量20 μL，柱溫25℃，分析時間40 min。

標準使用液配制：準確稱取5 mg維生素E標準品，用正己烷溶液定容于25 mL容量瓶中,充分搖勻后,靜置。配制的標準使用液即200.00 μg/mL，經0.45 μm有機系濾膜過濾后進行高效液相色譜測定。

樣品的處理與測定:準確稱取2.5 g的辣木油，用正己烷溶液定容到25 mL容量瓶中,充分搖勻后，經0.45 μm有機系濾膜過濾后進行高效液相色譜測定。

1.2.4 抗氧化活性測定

標準儲備液的配制：將1 mg/mL DPPH的乙醇溶液稀釋使其在517 nm處的吸光度為0.7±0.1，在4℃的環境下儲存備用，實驗時用乙醇稀釋至所需濃度。

取完全相同的DPPH標準儲備液5.0 mL于10 mL容量瓶中，加入使其構成濃度梯度的辣木油溶液，搖勻，對照管加入5 mL DPPH標準儲備液，在避光和室溫條件下放置20 min后分別于517 nm處測定其吸光度，以乙醇溶液為空白，根據吸光度的變化計算不同加入量的辣木油的DPPH自由基清除率。計算公式為：

2 結果與分析

2.1 冷榨法和酶解法提取辣木油的氧化穩定性

無論是作為化妝品用油還是可食用植物油，辣木油的氧化穩定性對其品質均會產生顯著的影響。通過氧化穩定性實驗檢測，冷榨辣木油在120℃的條件下其氧化穩定性依然能達到34.23 h，這一結果均超過了特級初榨橄欖油15.42 h、一級芝麻油14.16 h和一級菜籽油5.68 h的水平[13]。說明通過冷榨方式提取的辣木油氧化穩定性遠高于人們日常食用的植物油，其在煎炸和烘培等方面具有較高的潛力，甚至可考慮在一些工業領域嘗試使用。但是，通過酶解方式提取的辣木油在100℃時的氧化穩定性僅達到3.64 h。

2.2 冷榨法和酶解法提取辣木油的維生素E含量

維生素E具有較高的活性，對人體的生理活動能產生重要的影響。辣木果莢中含有豐富的礦物質元素和維生素[14]，采用高效液相色譜對冷榨法和酶解法提取的辣木油中的維生素E含量進行了測定。結果表明，冷榨辣木油中幾乎不含維生素E。酶解辣木油維生素E含量為66.7 μg/mL。冷榨辣木油中未檢測到維生素E，原因可能與冷榨采用了未帶果莢的辣木籽有關。賀艷培等[15]對云南元陽縣辣木進行研究時發現，辣木籽鮮果莢和鮮葉片中含有維生素E，而辣木籽中并沒有檢測出維生素E。

2.3 冷榨法和酶解法提取辣木油對DPPH自由基的清除能力

由于辣木油在化妝品行業中具有較大的市場應用空間，本研究進行了辣木油的DPPH自由基清除實驗。圖1為冷榨辣木油和酶解辣木油對DPPH自由基的清除曲線，得到辣木油對DPPH自由基清除率(E)與辣木油加入量(x)的線性方程和IC50值，結果見表1。

由圖1可知，隨著辣木油加入量的增加，清除DPPH自由基能力逐漸增強，當加入量增加到一定程度時，清除能力變化趨于平緩，說明辣木油對DPPH 自由基的清除率有良好的線性劑量效應關系。由表1可知，冷榨辣木油和酶解辣木油清除DPPH自由基的IC50值具有顯著的差異，其中酶解辣木油的IC50值僅為31.98 μL，不到冷榨法(134.81 μL)的50%。酶解辣木油DPPH自由基清除能力顯著高于冷榨辣木油，而其氧化穩定性低于冷榨辣木油，這可能是因為氧化穩定性是抗氧化能力的總的指標，而DPPH自由基清除能力只是其中的一個考察指標，二者是否存在一定的不一致性還需進一步實驗驗證。

圖1 冷榨辣木油和酶解辣木油對DPPH自由基的清除曲線

樣品線性方程R2IC50/μL冷榨辣木油E=0.005 2x-0.020 10.997 2134.81酶解辣木油E=0.005 9x+0.311 30.995 231.98

2.4 應用領域

未經精煉的冷榨辣木油顏色呈深黃色，而酶解辣木油則呈淺黃色且清亮。在氣味上，未經精煉的冷榨辣木油具有一定的難聞氣味，但是酶解辣木油則無異味。該結果與馬李一等[16]的研究一致。因此，為了擴大冷榨辣木油的使用范圍，脫膠、脫色為冷榨辣木油提升品質的重要手段。綜合評價兩種提取方法，冷榨法提取辣木油機械化程度高，在實際生產中可節約時間、提高效率，而且氧化穩定性遠高于其他常見食用植物油，但需脫膠和脫色，其在烘培和煎炸甚至工業用油等方面具有較好的開發和應用前景。酶解法提取辣木油雖周期相對較長和需要添加酶，但提取的油顏色外觀好，營養成分豐富，DPPH自由基清除能力強，適合用于化妝品用油。