預處理技術對冷榨雙低菜籽油中脂質伴隨物含量的影響

張歡歡，高飛虎,*，黃桃翠*，曾志紅，張 玲，張雪梅，李 雪，梁葉星

（1.重慶市農業科學院農產品貯藏加工研究所，重慶 401329；2.重慶市農業科學院水稻研究所，重慶 401329）

菜籽油是世界三大植物油品種之一，產量僅次于棕櫚油和大豆油[1]。我國油菜籽年產量達1 327.41萬 t（國家統計局，2017），占油料作物總產量的38.2%。油菜籽的傳統加工工藝主要以熱榨[2-3]和預榨-浸出法[4]為主，此2 種方法所得菜籽油都必須通過精煉才能達到國家食用油標準，但精煉后油中的生育酚、植物甾醇和多酚等脂質伴隨物大多被除去[5-6]。這些脂質伴隨物是重要的生理活性物質，具有抗氧化、清除自由基、降低血液膽固醇水平、防治心腦血管疾病、癌癥等慢性病的功能[7-11]。為解決上述問題，德國率先采用冷榨工藝[12]，冷榨法由于壓榨溫度低，僅通過離心過濾即可達到食用油標準，且餅粕蛋白變性程度低，是一種綠色環保的生產技術。但該技術的推廣卻不盡人意，主要原因有：1）壓榨前油菜籽未經任何預處理，細胞完整，油路封閉，壓榨出油率低（餅粕殘留14%以上）[13]；2）冷榨菜籽油中的天然抗氧化成分含量雖高于全精煉菜籽油，但由于脂氧合酶、脂肪酶等活性高而使其氧化穩定性不如精煉菜籽油。因此，在壓榨前對油菜籽進行適當預處理是十分有必要的，且預處理技術具有在不違反現行冷榨菜籽油國際標準的前提下提高冷榨菜籽油品質的特性[14]，因此受到越來越多的關注。

目前，應用于冷榨法的預處理技術主要有微波[15-16]、烘烤[2,17]、脈沖電場[18-19]等，其中烘烤和微波預處理，因可顯著提高出油率，并使菜籽油具有良好的焙烤風味，同時能有效鈍化脂氧合酶、脂肪酶而備受關注，但對油菜籽經過烘烤、微波預處理后，冷榨菜籽油中脂質伴隨物的對比研究卻鮮有報道。因此，本研究以雙低油菜籽為研究對象，考察油菜籽分別經過微波、烘烤預處理后，冷榨菜籽油中植物甾醇、生育酚和總酚的變化規律及對比分析，以期為油菜籽高值化加工技術的發展和高品質、高附加值菜籽油產品的開發提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雙低油菜籽由重慶市農業科學院水稻研究所提供，基本理化指標：水分6.58%，含油量49.28%（干基），蛋白質含量16.87%（干基）。

正己烷（色譜純） 德國Meker公司；1,4-二氧六環（色譜純） 山東西亞化學工業有限公司；GC衍生化試劑BSTFA-TMCS（99∶1） TCI化成工業發展有限公司；D-α-生育酚（色譜純≥98%）、D-γ-生育酚（色譜純≥98%）、β-膽甾烷醇（色譜純≥98%） 北京索萊寶科技有限公司；其他試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

LC-20A高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）儀（配有熒光檢測器）、GCMS-2010氣相色譜-質譜聯用儀 日本島津公司；UV-6000PC紫外-可見分光光度計 上海元析儀器有限公司；M3-232B微波爐 廣東美的廚房電器制造有限公司；KWS1530X-H7R格蘭仕電烤箱 廣東格蘭仕集團有限公司；TG-1850離心機 四川蜀科儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 油菜籽預處理及冷榨菜籽油的制備

油菜籽預處理組如下：未經預處理（對照組）；微波1 min（800 W）；微波1.5 min（800 W）；微波2 min（800 W）；180 ℃烘烤5 min；180 ℃烘烤10 min；180 ℃烘烤15 min。

1.3.1.1 微波預處理組冷榨菜籽油的制備

準確稱取300 g雙低油菜籽于7 英寸陶瓷圓盤中，使用頻率為2 450 MHz的微波爐在800 W功率下，分別微波1、1.5、2 min，待樣品冷卻至室溫，冷榨制油，將冷榨菜籽油4 000 r/min離心30 min，取上層油樣密封保存于4 ℃冰箱中，并在2 周內測定完所有指標檢測。

1.3.1.2 烘烤預處理組冷榨菜籽油的制備

準確稱取300 g雙低油菜籽于6 寸圓形烤盤中，在180 ℃（加熱模式為上烤）條件下，分別烘烤5、10、15 min，待樣品冷卻至室溫，冷榨制油，將冷榨菜籽油4 000 r/min離心30 min，取上層油樣密封保存于4 ℃冰箱中，并在2 周內測定完所有指標檢測。

1.3.2 酸價、過氧化值的測定

酸價按照GB 5009.229—2016《食品中酸價的測定》中的冷溶劑指示劑滴定法進行測定；過氧化值按照GB 5009.227—2016《食品中過氧化值的測定》中的滴定法進行測定。

1.3.3 植物甾醇的測定

參照李龍英等[20]的方法，并稍作修改。

樣品預處理：準確稱取0.25 g菜籽油樣品于25 mL燒瓶中，加入1.0 mL膽甾烷醇內標溶液（1.0 mg/mL丙酮溶液），再加入5 mL現配的0.5 mol/L氫氧化鉀-乙醇溶液，85 ℃水浴1 h，冷卻后加入4 mL水，然后加入5 mL正己烷萃取，靜置取上清液，再用5 mL正己烷萃取一次，合并有機層，用2 mL蒸餾水洗至中性，氮氣吹干有機溶劑，加入400 μL質量比為99∶1的衍生化試劑BSTFATMCS，密封反應瓶，70 ℃水浴30 min，取出并冷卻至室溫后，采用氣質聯用儀測定植物甾醇，以膽甾烷醇作為內標進行定量。

色譜條件：DB-5毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序：200 ℃保持1 min，以10 ℃/min升至300 ℃，保持9 min；進樣口溫度280 ℃；載氣（He）流速1.0 mL/min；進樣量1.0 μL，分流比20∶1。

質譜條件：電子電離源，掃描范圍m/z50～650，傳輸線溫度250 ℃，離子源溫度250 ℃。

1.3.4 生育酚的測定

以α-生育酚、γ-生育酚標準品進行生育酚的定性，采用外標法進行定量。配制不同濃度的標準溶液[21]，進樣分析得相應濃度的色譜圖，以各生育酚單體的峰面積為因變量y，進樣量濃度為自變量x，繪制標準曲線，計算線性回歸方程，得α-生育酚的標準曲線方程為y＝685 737x＋835 526（R2＝0.998 3），γ-生育酚的標準曲線方程為y＝106x-650 739（R2＝0.992 8）。

樣品處理：稱取0.5 g油樣（精確值0.001 g）于25 mL棕色容量瓶中，加入0.1 g二丁基羥基甲苯，加入10 mL流動相渦旋振蕩溶解后，用流動相定容至刻度，搖勻。過孔徑為0.22 μm有機系濾頭于棕色進樣瓶中，待正相HPLC進樣分析。

色譜條件：色譜柱為Si 60硅膠柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；柱溫30 ℃；流速1.0 mL/min；流動相：正己烷與1,4-二氧六環體積比95∶5；熒光檢測波長：激發波長294 nm，發射波長328 nm；進樣量10 μL。

1.3.5 總酚的測定

采用福林-酚法[22]測定菜籽油中的總酚含量，結果用沒食子酸當量表示，單位為mg/100 g。

標準曲線繪制：配制100 μg/mL的沒食子酸標準儲備液，分別吸取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mL儲備液于10 mL容量瓶中，加入0.5 mL福林-酚試劑，3 min后加入2 mL 10%的碳酸鈉溶液，最后用蒸餾水定容至10 mL，容量瓶在黑暗處保持1 h，以試劑空白為對照，在765 nm波長處測定吸光度，以吸光度（y）對質量（x）作標準曲線，得到標準曲線方程為y＝0.015 7x＋0.000 8（R2＝0.996 7）。

樣品處理：稱取0.13 g油樣（精確到0.001 g）于10 mL離心管中，加入2.5 mL正己烷渦旋振蕩溶解1 min，然后用2.5 mL 80%甲醇水溶液萃取2 min，10 000 r/min離心15 min后，將水相分離，在提取物中加入0.5 mL福林-酚試劑，3 min后加入2 mL 10%的碳酸鈉溶液，最后用蒸餾水定容至10 mL，容量瓶在黑暗處保持1 h，以試劑空白為對照，于765 nm波長處測定吸光度。

1.4 數據處理

實驗結果均以 ±s表示，采用DPS 7.05軟件對各組數據進行單因素方差分析，差異顯著性用Tukey多重比較分析，P＜0.05，差異顯著；采用Origin 9.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 預處理技術對冷榨菜籽油酸價和過氧化值的影響

國際食品法典[14]規定，冷榨菜籽油的酸價（以KOH計）不能超過4 mg/g，過氧化值不能超過7.5 mmol/kg。由表1可知，微波或烘烤預處理技術對菜籽油的酸價有顯著影響，不同預處理組冷榨菜籽油的酸價在0.64～0.88 mg/g之間，其中對照組最低，180 ℃烘烤15 min預處理組最高，但均未超過4 mg/g。微波或烘烤預處理技術對菜籽油的過氧化值也有顯著影響，不同預處理組冷榨菜籽油的過氧化值在1.65～1.95 mmol/kg之間，均明顯低于7.5 mmol/kg。以上結果表明，微波或烘烤預處理技術對冷榨菜籽油的酸價和過氧化值均有影響，但都在冷榨菜籽油質量標準范圍之內。

表 1 不同預處理組冷榨菜籽油的酸價和過氧化值Table 1 Acid and peroxide values of cold pressed canola oils with different treatments

2.2 預處理技術對冷榨菜籽油中植物甾醇含量的影響

植物甾醇是植物油中的一種天然微量活性成分，也是油中不皂化物的主要組成部分[23]。植物甾醇具有降低血清膽固醇、抗炎、抗菌、抗潰瘍和抗腫瘤等作用[24]。此外，植物甾醇還具有良好的抗氧化性，可延長油的貨架期[25]。冷榨菜籽油中的植物甾醇被硅烷化形成甾醇三甲基硅醚，用氣相色譜質譜聯用儀進行測定，測定結果以180 ℃烘烤10 min預處理條件下植物甾醇的總離子流色譜圖（圖1）為例。在不同預處理冷榨菜籽油中均檢測到5 種植物甾醇，包括膽甾醇、菜籽甾醇、菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇。

圖 1 180 ℃烘烤10 min預處理條件下硅烷化植物甾醇的總離子流色譜圖Fig. 1 Total ion current chromatograms of silanized phytosterols at 180 ℃ roasted for 10 min

表 2 不同預處理組冷榨菜籽油中植物甾醇含量Table 2 Phytosterol contents in cold pressed canolaoils with different treatmentsmg/100 g

由表2可知，不同預處理組冷榨菜籽油中β-谷甾醇、菜油甾醇含量最高，其次為菜籽甾醇、豆甾醇、膽甾醇含量最低。隨微波時間的延長，微波預處理組冷榨菜籽油中各甾醇單體及甾醇總量總體呈上升趨勢，這與Yang Mei[22]和Azadmard-Damirchi[15]等的研究結果一致。微波2 min預處理組，甾醇總量最高，為982.12 mg/100 g，比對照組高59.85 mg/100 g，這表明微波預處理油菜籽可顯著提高冷榨菜籽油中植物甾醇總量。180 ℃烘烤5 min預處理組所得冷榨菜籽油中各甾醇含量以及甾醇總量均為最低，180 ℃烘烤10 min預處理組甾醇總量最高（983.00 mg/100 g），烘烤預處理組甾醇總量的變化趨勢與Siger等[17]的研究結果不一致，可能是油菜籽品種、初始水分含量或烘烤條件不同導致的。

2.3 預處理技術對冷榨菜籽油中生育酚含量的影響

生育酚是菜籽油中的天然抗氧化劑，其通過改變自由基鏈自氧化過程來抑制油中的脂質氧化。由表3可知，冷榨菜籽油中主要含有α-生育酚和γ-生育酚這2 種生育酚，未檢測到生育三烯酚單體，這與Schwartz等[26]的研究結果一致。油中α-生育酚的含量較γ-生育酚低，Dolde等[27]檢測了幾種不同油菜品種中的生育酚含量，其中α-生育酚占生育酚總量的26%～35%，γ-生育酚占生育酚總量的60%～74%。油菜籽經微波或烘烤預處理后，冷榨菜籽油中的生育酚單體含量及生育酚總量均顯著上升（P＜0.05），180 ℃烘烤15 min預處理組油中生育酚總量最高，較對照組高22.37 mg/100 g，說明微波或烘烤預處理可增加油中生育酚的含量。Turkay[28]和Uquiche[16]等認為烘烤或微波預處理會使油菜籽內部水分蒸發、壓力增大，導致細胞膜破裂，并產生永久性孔洞，菜籽油更容易流出，溶解于油中的生育酚的含量也相應提高。

表 3 不同預處理組冷榨菜籽油中生育酚含量Table 3 Tocopherol contents in cold pressed canola oils with different treatmentsmg/100 g

2.4 預處理技術對冷榨菜籽油中總酚含量的影響

研究表明，植物多酚具有較好的抗氧化活性，在防癌、防輻射損傷、抗病原微生物、降血脂、防治心血管系統疾病等諸多方面作用良好。大宗商品油料中，油菜籽的多酚含量最高[29]，芥子酸、芥子堿、芥子酸葡萄糖苷等是油菜籽中最重要的內源性多酚，Koski等[30]于2003年首次報道菜籽油中存在一種新的多酚vinylsyringol；Wakamatsu等[31]在加拿大雙低油菜籽毛油中分離、純化、鑒定出這一物質，并因此將其命名為Canolol。油菜籽內源性多酚在加工過程中大部分殘留在菜籽餅粕中，而Canolol具有脂溶性，在加工過程中較多轉移至油中[32]。

表 4 不同預處理組冷榨菜籽油中的總酚含量Table 4 Total phenolics contents in cold pressed canola oil with different treatments

由表4可知，未經預處理（對照）冷榨菜籽油總酚含量為5.28 mg/100 g，這與Yang Mei等[22]研究結果一致。隨著微波或烘烤時間的延長，冷榨菜籽油中總酚含量不斷增加，且微波0～1.5 min組比1.5～2 min組菜籽油中總酚的增長速度快；180 ℃烘烤0～10 min組總酚的增長速度較10～15 min組快。其中，180 ℃烘烤15 min預處理組冷榨菜籽油總酚含量最高（17.98 mg/100 g），比對照組高12.7 mg/100 g。這一結果可能原因為：油菜籽的溫度隨著微波或烘烤時間的延長而升高，使油菜籽中的酚酸轉化為Canolol的量增加；此外，隨著微波和烘烤時間的延長，油菜籽的出油率提高，溶解于菜籽油中的多酚含量也相應增加。

3 討 論

本實驗主要研究了微波和烘烤預處理對冷榨菜籽油中植物甾醇、生育酚和總酚等脂質伴隨物含量的影響，這些成分對人體營養以及油的品質（特別是貨架期）都有重要作用。研究表明，微波或烘烤預處理對冷榨菜籽油中脂質伴隨物含量有顯著影響，這表明此2 種預處理技術所經歷的高溫足以催化油菜籽內部的反應，從而使油中微量活性成分含量發生變化。此外，微波或烘烤預處理也可改變冷榨菜籽油的風味，與未經預處理冷榨菜籽油相比，微波或烘烤預處理使冷榨菜籽油具有一股焙烤香味，目前還不清楚這種風味的改變是否能被消費者接受。微波與烘烤預處理對菜籽油的酸價和過氧化值均有影響，但都在冷榨菜籽油質量標準范圍之內。兩者都是從油菜籽中提煉出更健康油的有效方法，但從省時、節能方面考慮，微波預處理是一種更有效的冷榨預處理技術。