干法炒籽對油菜籽多酚和菜籽油品質的影響

王未君 李文林 劉昌盛 鄭 暢 周 琦 李黃祥

(中國農業科學院油料作物研究所，農業部油料作物生物學與遺傳育種重點實驗室，油料脂質化學與營養湖北省重點實驗室1，武漢 430062) (湖南湘山生物科技有限公司2，婁底 417000)

油菜是我國重要的油料作物之一，油菜籽富含多酚，是其他油料種子的10～30倍[1]。菜籽多酚有抗氧化、抗腫瘤和降血糖等多種功能活性[2-4]。芥子酸和芥子堿是油菜籽中最重要的內源性多酚，其中芥子酸的含量占游離酚酸的70%以上[5]，芥子堿是油菜籽中主要的酯化酚酸，含量約占總酚的80%[6]。Koski等[7]首次報道了2，6-二甲氧基-4-乙烯基苯酚，認為其是由芥子酸在高溫高壓下脫羧產生，后來Wakamatsu等[8]將這一物質命名為Canolol。Canolol的抗氧化活性更高，且具有抗誘變等生理活性[9]，具有非常重要的應用價值。

研究發現對菜籽進行熱處理能鈍化種子中酶的活性，使蛋白質變性，加速細胞壁的滲透性，在壓榨時能促進菜籽中微量成分的釋放，增加油中的多酚含量，從而顯著改善菜籽油的氧化穩定性[10]。在工業生產中，為了提高壓榨油的得率和油脂的營養品質，會在壓榨前對菜籽進行一定的熱處理，主要包括干法炒籽、高溫蒸炒和微波調質等。研發適宜的加工技術生成更多Canolol，對于改善菜籽油的營養品質和提高氧化穩定性具有重要意義。

目前，炒籽-壓榨工藝仍然是我國主要的傳統的菜籽制油工藝。因此，本研究對油菜籽進行了不同溫度(110～160 ℃)的干法炒籽預處理(炒籽時間20 min)后壓榨制油，研究了干法炒籽對菜籽中多酚的變化及對菜籽油品質的影響，并對炒籽和制油過程中Canolol含量與芥子酸、芥子堿含量以及芥子酸、芥子堿的減少量進行了相關性分析，旨在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開發和應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

甘藍型油菜籽，正己烷、冰乙酸、無水碳酸鈉、福林酚試劑，均為分析純；甲醇為色譜純；芥子酸、芥子堿、Canolol、生育酚、植物甾醇，均為標準品。

1.2 主要實驗儀器

MS-5型炒貨機，LTP 205靚太榨油機，XS 205萬分之一電子天平，Avanti J-26 XP型高速離心機，TDA-8002型水浴鍋，純水制備機，KQ-500DB型數控超聲波清洗器，臺式恒溫振蕩器，BGF-100萬能粉碎機，超高效液相色譜儀，Agilent 7890氣相色譜儀，DU 800型紫外分光光度計。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品的制備

參照王振等[11]的方法并稍作修改。將原料菜籽清理除雜后，分別在110、120、130、140、150、160 ℃的炒籽溫度下炒籽20 min。菜籽經室溫壓榨獲得壓榨油和壓榨餅，壓榨油在10 000 r/min條件下離心15 min，分離后置于4 ℃冰箱待用。取部分壓榨餅用索氏抽提法除去殘留的菜籽油，獲得脫脂粕，置于4 ℃冰箱待用。

1.3.2 多酚的提取與測定

參照Khattab等[5，7]的方法，稍作修改。

油菜籽、壓榨餅和脫脂粕中的多酚提?。簻蚀_稱取0.5 g粉碎后的樣品于塑料離心管中，加入5 mL 70%甲醇溶液，在漩渦混合儀中混合20 min，再在5 000 r/min條件下離心10 min，將上清液轉移至另一個塑料離心管，在相同的條件下重復提取3次，將3次提取液合并在一起混勻。

菜籽油中的多酚提?。簻蚀_稱取1.25 g油樣于塑料離心管中，加入1.5 mL正己烷和1.5 mL 80%甲醇溶液，在漩渦混合儀中混合5 min，再在5 000r/min條件下離心10 min，將上層油樣轉移至另一個塑料離心管，在相同的條件下重復提取3次，將3次的提取液合并在一起混勻。

液相色譜分析條件：色譜柱為Waters Acquity BEH Shield RP18柱(100 mm×2.1 mm×1.7 μm)；以2%乙酸溶液為流動相A，純甲醇為流動相B，控制流速為0.21 mL/min，柱溫30 ℃，進樣量3 μL，進行梯度洗脫。檢測波長為Canolol 280 nm、芥子酸330 nm、芥子堿330 nm。

1.3.3 總酚含量的測定

采用Folin-Ciocalteau法[12]。取0.5 mL菜籽多酚提取液加入到10 mL比色管中，然后加入5 mL蒸餾水、0.5 mL福林酚試劑，混合均勻，放置3 min，再加入1 mL澄清的飽和碳酸鈉溶液并用蒸餾水定容至10 mL，混勻后于室溫下靜置60 min，在765 nm處測定樣品的吸光度，結果用芥子酸當量表示為mg(芥子酸當量)/kg(樣品)(mgSA/kg)。

1.3.4 脂肪酸組成的測定

采用EN14103的方法。塑料滴管取3滴待測油樣于10 mL離心管中，加入4 mL正己烷和800 μL 0.5 mol/L甲醇鈉溶液，旋渦混合5 min，在5 000r/min條件下離心10 min，取上清液待測。氣相色譜分析條件：色譜柱為HP-INNOWAX毛細管柱(30.0 m×0.32 mm×0.25 μm)，進樣器溫度250 ℃，柱溫210 ℃，保持9 min，然后以20 ℃/min升溫到250 ℃，保留10 min，載氣為氮氣，流速為1.5 mL/min，分流比為80∶1，分流流量為120 mL/min。

1.3.5 生育酚含量的測定

采用AOCS Official Method Ce 8-89的方法。稱取約2 g待測油樣于25 mL的棕色容量瓶中，用正己烷定容至刻度，充分搖勻，過0.22 μm濾膜，濾液用于高效液相色譜分析。液相色譜分析條件：流動相為正己烷∶異丙醇=99.5∶0.5，進樣量20 μL，流速為1.0 mL/min。

1.3.6 甾醇含量的測定

甾醇提取方法參考Azadmard-Damirchi等[13]的方法。稱取0.03 g油樣(精確到0.000 1 g)于玻璃管中，加入3 mL 2 mol/L KOH-95%乙醇溶液、150 μL 5α-膽甾醇內標溶液，旋渦混合30 s，然后在90 ℃水浴搖床(160 r/min)中皂化20 min，冷卻，加蒸餾水2 mL、正己烷1.5 mL，旋渦5 min后在5 000 r/min條件下離心10 min，取上層清液。重復提取3次，合并3次上清液進行氣相色譜分析。氣相色譜分析條件參考楊春英等[14]的方法并稍作修改。色譜柱為Agilent DB-5HT毛細管柱(30.0 m×320 mm×0.10 μm)，進樣器溫度為260 ℃，柱溫為60 ℃，保持1 min，然后以40 ℃/min升溫到310 ℃，保留6 min，載氣為氦氣，流速為2 mL/min，分流比為25∶1，分流流量為37.5 mL/min。

1.3.7 數據統計與分析

采用Excel 2010統計數據，實驗重復3次，取其平均值。采用Origin 8.5作圖，SPSS 19.0進行顯著性分析，顯著性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 油菜籽在炒籽和制油過程中總酚的變化

油菜籽中總酚的變化見表1。隨著炒籽溫度的升高，菜籽油中的總酚含量逐漸增加，在160 ℃時增加了27.4倍。油中總酚含量增加可能是由于菜籽細胞結構被破壞，壓榨出油率增加，多酚隨油脂溶出更多，或者因為一些結合酚的交聯結構遭到破壞，結合酚變成游離酚而更容易隨油脂的壓榨過程釋放到油中[15]。油菜籽中的總酚含量逐漸增加，在160 ℃時增加了23.7%。油菜籽中總酚增加也可能是因為炒籽預處理破壞了油菜籽的細胞壁和細胞膜結構，使得結合酚的交聯結構遭到破壞，結合酚變成游離酚。

表1 油菜籽在炒籽和制油過程中總酚的變化/mgSA/kg

2.2 油菜籽在炒籽和制油過程中芥子酸的變化

油菜籽中芥子酸的變化見表2。隨著炒籽溫度的升高，菜籽油中的芥子酸含量先增加后減少，在120 ℃時達到最大值，比對照增加80.4%。而油菜籽、菜籽粕和脫脂粕中的芥子酸含量均逐漸下降，在160 ℃時，分別下降了90.5%、94.4%、95.4%。這可能是因為物料溫度升高，芥子酸發生熱脫羧反應生成Canolol[7]，因此芥子酸含量隨炒籽溫度的升高而降低。

表2 油菜籽在炒籽和制油過程中芥子酸的變化/mg/kg

2.3 油菜籽在炒籽和制油過程中芥子堿的變化

油菜籽芥子堿的變化見表3。隨著炒籽溫度的升高，菜籽油中的芥子堿含量先增加后減少，在150 ℃時增加了6.7倍。菜籽油中芥子堿含量增加可能是因為經過熱處理的油菜籽的壓榨出油率增加[16]。油菜籽中的芥子堿含量逐漸減少，在160 ℃時減少了26.5%。這可能是由于高溫加工過程會對芥子堿產生影響，溫度升高到一定程度時會使芥子堿發生部分水解或降解[17]。

表3 油菜籽在炒籽和制油過程中芥子堿的變化/mg/kg

2.4 油菜籽在炒籽和制油過程中Canolol的變化

油菜籽中Canolol的變化見表4。隨著炒籽溫度的升高，菜籽油中的Canolol含量先增加后減少，在140 ℃時達到最大值，增加了191.4倍。油菜籽和菜籽粕中的Canolol含量也是先增加后減少，分別在130 ℃和140 ℃達到最大值，分別比對照增加了55.4倍和7.3倍。菜籽油中Canolol含量隨溫度升高而增加是由于其較強的脂溶性以及壓榨出油率增加，而溫度繼續升高會使Canolol含量降低，則是因為Canolol具有熱不穩定性，溫度過高使得Canolol熱分解[18]。

表4 油菜籽在炒籽和制油過程中Canolol的變化/mg/kg

2.5 炒籽過程中Canolol的形成與芥子酸和芥子堿的相關性分析

炒籽過程中油菜籽中Canolol含量和芥子酸含量、芥子堿含量的相關性見表5。在炒籽過程中，油菜籽中的Canolol含量與芥子酸和芥子堿含量均呈負相關關系，其中與芥子堿含量呈顯著負相關關系，相關系數為-0.819(P<0.05)，而芥子酸和芥子堿含量呈正相關關系。

表5 炒籽過程中油菜籽中Canolol含量和芥子酸含量、芥子堿含量的相關性

炒籽過程中油菜籽中Canolol增加量和芥子酸減少量、芥子堿減少量的相關性見表6。油菜籽中的Canolol增加量與芥子酸和芥子堿的減少量均呈顯著正相關關系，相關系數分別為0.839和0.825(P<0.05)，而芥子酸減少量和芥子堿減少量呈極顯著正相關關系，相關系數為0.964(P<0.01)。這些結果與張苗等[19]的研究結果相似，表明Canolol的形成與油菜籽的初始芥子酸、芥子堿的含量以及炒籽過程中芥子酸、芥子堿的減少量有一定的相關性，且可能有芥子堿也轉化為芥子酸并熱脫羧形成了Canolol。

表6 炒籽過程中油菜籽中Canolol增加量和芥子酸減少量、芥子堿減少量的相關性

2.6 炒籽溫度對菜籽油脂肪酸組成的影響

炒籽溫度對菜籽油脂肪酸組成的影響見表7。隨著炒籽溫度的升高，菜籽油的脂肪酸組成沒有發生明顯的變化，這表明炒籽預處理對菜籽油的脂肪酸組成無顯著影響(P<0.05)。

表7 炒籽溫度對菜籽油脂肪酸組成的影響

2.7 炒籽溫度對菜籽油生育酚的影響

炒籽溫度對菜籽油生育酚的影響如圖1所示。隨著炒籽溫度的升高，菜籽油中的α-生育酚和γ-生育酚含量均先略微下降然后有所增加，而β-生育酚含量逐漸增加，最高比對照增加了52.7%。該實驗結果與Aleksander等[20]報道的結果不同，可能是因為菜籽原料和處理條件不同導致。

圖1 炒籽溫度對菜籽油生育酚的影響

2.8 炒籽溫度對菜籽油植物甾醇的影響

炒籽溫度對菜籽油植物甾醇的影響如圖2所示。隨著炒籽溫度的升高，菜籽油中的菜籽甾醇、菜油甾醇和谷甾醇含量均有所增加，分別在140、130、130 ℃最高增加了29.2%、17.7%、18.7%。

圖2 炒籽溫度對菜籽油植物甾醇的影響

3 結論

隨著炒籽溫度的升高，菜籽油中的總酚含量增加，在160 ℃時增加了27.4倍，芥子酸、芥子堿和Canolol含量先增加后減少，最高分別在120、150、140 ℃時增加了80.4%、6.7倍和191.4倍。油菜籽中的總酚含量增加，在160 ℃時增加了23.7%，芥子酸和芥子堿含量減少，在160 ℃時分別下降了90.5%和26.5%，Canolol含量先增加后減少，在130 ℃增加了55.4倍。炒籽預處理對菜籽油的脂肪酸組成無顯著影響(P<0.05)，而使得β-生育酚含量增加52.7%，菜籽甾醇、菜油甾醇和谷甾醇含量分別增加29.2%、17.7%和18.7%。炒籽過程中Canolol的形成與油菜籽的初始芥子酸、芥子堿的含量以及芥子酸、芥子堿的減少量高度相關，且可能有芥子堿也轉化為芥子酸并熱脫羧形成了Canolol。