精煉過程對大花黃牡丹籽油品質及氧化穩定性的影響

張超奇，蘭小中，袁 雷，闞金濤，鐘政昌?

（西藏農牧學院 食品科學學院，西藏 林芝 860000）

大花黃牡丹（Paeonia ludlowii）為西藏特有植物，主要分布于西藏林芝市海拔 2 900～3 200的雅魯藏布江河谷及山坡邊緣[1-2]，屬國家一級保護植物、目前處于極危狀態[3]，大花黃牡丹籽油可作為開發油用牡丹的新資源，具有一定的開發價值[4-5]，據有關資料記載，大花黃牡丹僅生長在我國西藏的米林、林芝、波密、察隅、隆子等縣，分布區狹窄，在西藏，野生大花黃牡丹現僅存6 000～7 000叢（株）[6]，呈逐年減少趨勢。目前對于大花黃牡丹的研究主要集中在根皮上，也有人曾分析過牡丹籽油中脂肪酸的組成成分，而對于大花黃牡丹籽油的加工工藝及其理化特性的研究相對較少。大花黃牡丹新鮮種子千粒重達1.3 kg左右[7]。牡丹籽油中不飽和脂肪酸含量較高，其中亞麻酸、亞油酸、油酸分別占比為35.70%、22.19%和27.14%[8]。亞麻酸和亞油酸是人體健康的必需脂肪酸，并具有多種生理效應[9]。α-亞麻酸具有降血脂[10]、減肥[11]、預防心血管疾病[12]、抵抗癌癥[13]抗氧化[14]等功能。亞油酸有抑制膽固醇合成，調節血壓等功能[15]，且油酸在醫藥行業也具有一定潛力[16]，因此對大花黃牡丹籽油進行精煉并測定其相應成分，是很有必要的。本研究探討了不同處理過程對大花黃牡丹籽油脂肪酸及理化特性的影響，有望能探討出一種對牡丹籽油優勢單體成分或某種理化指標破壞較少的更有效合理的精煉工藝，為后期采取更有效的精煉措施提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牡丹籽，2018年 10月采于西藏自治區林芝市米瑞鄉，經西藏農牧學院食品科學學院蘭小中教授鑒定為大花黃牡丹種子，大花黃牡丹種子采用手工剝殼后得牡丹籽仁，后經粉碎、烘干后使用。

正已烷、氯仿、無水乙醇、鹽酸、三氯甲烷、冰乙酸、氫氧化鈉、硫代硫酸鈉、氫氧化鉀、活性炭：青島中科泰達經貿有限公司；水為超純水、正己烷（色譜純）、乙酰氯、正庚烷（色譜純）、甲醇（色譜純）、無水硫酸鈉、碳酸鈉。以上試劑除另有說明外均為分析純。

1.2 儀器與設備

Thermo Trace GC Ultra—DSQⅡ氣相色譜質譜聯用儀：美國熱電公司；GWA-UN超純水儀：北京普析通用儀器有限責任公司；AL204-IC分析天平，感量為0.000 1 g：梅特勒-托利多儀器有限公司；GJ881-4電熱烘干箱：上海-恒科學儀器有限公司；LYNX4000高速離心機：賽默飛世爾科技有限公司；SHA-B水域恒溫振蕩器：金壇市諾藝實驗儀器廠；VELP OXITEST油脂氧化分析儀（VELP scientifica srl）：意大利；R-1001VN旋轉蒸發器：鄭州長城科技工貿有限公司；電熱恒溫水浴鍋、2WAJ型阿貝折射儀：上海光學儀器五廠；XLW-1500Y粉碎機：永康鑫龍威工貿有限公司。

1.3 方法

1.3.1 牡丹籽油的主要理化指標分析

碘值：參照GB/T 5532—2008方法測定[17]；過氧化值：參照GB 5009.227—2016方法測定[18]；皂化值：參照GB/T 5534—2008方法測定[19]；折光指數：參照GB/T 5527—2010方法測定[20]；酸價：參照GB 5009.229—2016方法測定[21]。

1.3.2 脂肪酸成分分析

1.3.2.1 GC-MS 條件 色譜柱：HP-wax；柱長：30 cm；內徑：0.25 mm；膜厚：0.25 μm。進樣口溫度：270 ℃。程序升溫：初始柱溫 40 ℃，保持1 min，以7 ℃/min升溫至210 ℃，保持 5 min，再以1.5 ℃/min升溫至240 ℃。載氣：高純氦（純度＞99.999%），流速：1.0 mL/min。進樣方式：不分流進樣。進樣量：1 μL。質譜參考條件：電離方式：電子轟擊電離源（EI）；電離能量：70 eV；傳輸線溫度：280 ℃；離子源溫度：230 ℃；溶劑延遲：5 min；掃描方式：選擇離子掃描（SIM）。

1.3.2.2 樣品處理 樣品甲酯化稱取樣品0.5 g置50 mL離心管，加入5 mL正己烷，加入15 mL的10%乙酰氯-甲醇溶液，瓶口封死，在80 ℃水浴反應2 h，每隔20 min振搖1 次，取出冷卻室溫，加入6%碳酸鈉10 mL，再加入5 mL正己烷，在振蕩儀振搖30 min，取出上清液過0.22 μm濾膜，濃度過高時再稀釋100倍后待測。空白實驗：除不加試樣外，均按樣品處理。

1.3.3 精煉工藝

工藝流程為：溶劑毛油→脫膠→脫酸→脫色→脫臭。

1.3.3.1 牡丹籽油的提取 將 100 g經去皮粉碎烘干的牡丹仁粉置入 500 mL的燒瓶中，精確稱取50 g左右經去皮粉碎烘干的牡丹仁粉，用經脫脂處理過的濾紙包好加入一定比例的石油醚，放入索氏抽提器中，在69 ℃恒溫水浴中萃取8～10 h，后經旋轉蒸發得牡丹籽毛油。

1.3.3.2 脫膠處理 參考何東平[22-23]等方法脫膠，方法稍做改變，在攪拌下加熱毛油至50 ℃，按油重 4%加入沸水中，快速攪拌 15 min，升溫至80 ℃，停止攪拌，快速離心，分離除去下層水和膠質，得脫膠油。

1.3.3.3 脫酸處理 采用張彬[24]等方法，最后快速離心，分層，得脫酸油。

1.3.3.4 脫色處理 采用活性炭進行脫色，將脫酸油置于燒杯中，在攪拌下加熱，將油溫升高至110 ℃左右，且油中水分去盡，加入油重 6%的活性炭，快速攪拌25 min，趁熱過濾，即得脫色油，目前油脂工業中使用廣泛的脫色方法是吸附脫色法[25]。

1.3.3.5 脫臭處理 在 0.1 MPa的真空條件下脫臭，將脫色油加熱至一定溫度，將少量蒸餾水通入油的底部，并調整轉速，使油溫保持在該溫度下脫臭至數小時，油脂無異味，停止加熱，破真空，將油放出，得成品油。

1.3.4 牡丹籽油氧化穩定性測定

采用油脂氧化分析儀分別對不同處理的牡丹籽油測定它們在 90 ℃的誘導期（induction period）。測定的條件：樣品用量5～10 g；氧氣壓力為0.6 MPa；達到設定的溫度開始測定。

1.3.5 數據處理

采用 SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析，數據以X±SD表示，顯著性P＜0.05，用Origin 8.1軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同精煉過程對大花黃牡丹籽油理化特性的影響

牡丹籽油精煉過程中的主要理化特性變化分析按照測定理化特性的指標，每精煉一步測定一次，結果見表1。

表1 牡丹籽油精煉過程中主要理化指標測定結果

碘價在脫色后降低為140 g I/100 g，且存在顯著性差異，酸價主要是在經過脫酸后降低為0.36 mgKOH/g，原因是由于堿煉過程中，堿中和了油脂中游離的脂肪酸，皂化后與油脂分離。過氧化值在脫酸后升高為1.89 mmol/kg，而在脫色后又降低為0.76 mmol/kg，主要是因為脫酸后在水洗干燥時，由于溫度高，沒有采用真空干燥，導致牡丹籽油中的游離脂肪酸在高溫條件下被氧化分解，這和魯大偉[26]等研究結果類似。皂化值在脫臭后顯著降低為182 mg/g，原因可能是由于在高真空條件下，小分子脂肪酸被脫除，較脫色后顯著降低，且存在顯著性差異（P＜0.05），折光指數沒有明顯變化，說明對油脂進行精煉對其性質影響很小，不存在顯著影響。白喜婷等[27]證實牡丹籽油在脫膠和脫酸后，膠體含量和酸價明顯降低，這和本研究結果一致。

2.2 不同精煉過程牡丹籽油氧化穩定性比較

氧化穩定性以油脂氧化誘導期表示。不同處理下的牡丹籽油氧化穩定性測定結果見圖1。

圖1 不同處理下的牡丹籽油與誘導期關系圖

圖1為不同精煉過程下的牡丹籽油氧化穩定性差異，第四步脫色油的IP值相比較而言最低。由圖 1可知，牡丹籽油依次精煉之后，IP值從9.56～9.75小幅度上升，接著IP值從9.75驟然下降為4.23，到最后一步IP值從4.23上升到7.78，可能是較高的堿煉溫度造成油脂抗氧化物質的損失，油脂中的天然色素如維生素E等某些抗氧化成分易在脫色過程中被除去，大大影響了油脂的品質[28]，而且活性炭用量過多，也會造成氧化穩定性降低，而在脫臭后IP值增加，可能是真空干燥有避免此類副作用發生的效果。Szyd?owska-Czerniak Aleksandra[29]等和曹萬新[30]得出類似結論：精煉過程會導致油脂抗氧化能力，酚類物質含量等都會在不同程度上降低，其中脫色過程損失最為嚴重。這和本研究結果一致，有文章得出對種子進行烘焙會影響其氧化穩定性[31]的結論，因此這也有可能是對牡丹籽進行烘干的原因。

2.3 不同精煉過程下牡丹籽油脂肪酸成分變化分析

將精煉過程中不同處理階段的油樣按照1.3.2的方法處理，進行 GC-MS分析，牡丹籽毛油的總離子流圖見圖2。

從表2可以看出，牡丹籽油中飽和脂肪酸在精煉油中約占 12.49%，不飽和脂肪酸約占87.51%。在不飽和脂肪酸中以亞麻酸、油酸和亞油酸為主，油酸含量最高約占42.25%，亞麻酸次之約占29.44%，亞油酸約占 15.29%。另外，由表 2 數據分析可知，牡丹籽油精煉過程中，硬脂酸、二十一烷酸和二十二酸在脫膠工序中脂肪酸含量有較小變化，棕櫚酸在脫臭工序中脂肪酸含量從9.12%下降到8.91%，有顯著性差異（P＜0.05），其他脂肪酸含量變化不大，差異不顯著（P＞0.05）。從本研究可看出脂肪酸成分中油酸含量占比最高，及棕櫚酸脂肪酸含量在脫臭工序中發生變化，這與魯大偉[26]和白喜婷[27]等的分析稍有不同，可能是由于牡丹產地和周圍環境等的不同。牡丹籽油脂肪酸組成共有 20種，主要為亞麻酸，亞油酸，油酸，棕櫚酸，硬脂酸，以牡丹籽毛油脂肪酸成分含量來說，本研究和馮西婭等[32]做出的分析差異較大，很有可能是生活環境差異的原因。

圖2 牡丹籽油的總離子流圖

表2 牡丹籽油精煉過程中不同處理階段脂肪酸組成及含量

3 結論

本研究探究不同精煉過程對大花黃牡丹籽油品質及氧化穩定性的影響。結果發現脫色過程對碘價影響較大，脫酸后油脂酸價降低明顯，過氧化值在脫酸后明顯升高，在脫色后又顯著降低，這說明過氧化值的降低主要在脫色過程，皂化值在脫色過程降低，且都存在顯著性差異（P＜0.05），而折光指數沒有較大變化，說明對油脂進行精煉對折光指數影響很小；依次精煉油脂后，其氧化穩定性浮動較大，我們發現油脂在經過脫酸和脫色之后，氧化穩定性顯著降低，油脂精煉過程做到第二步脫膠工序或者做到第五步脫臭工序最好，這樣才能最大限度的維持油脂穩定性；而脫膠和脫臭這兩個工序分別對牡丹籽油的硬脂酸和棕櫚酸兩種成分有顯著影響（P＜0.05），其他成分不存在顯著性差異。綜上，后期調整精煉過程的順序，再觀察大花黃牡丹籽油品質及氧化穩定性的變化，也是很有必要的。精煉工藝應根據牡丹籽油品質選擇合適的精煉步驟，以最大限度地保留優勢成分，本研究可為牡丹籽油的品質研究提供基礎數據，以期開發出更好的精煉工藝。