不同產地南瓜籽油組成及氧化穩定性的差異

曹子倫，雷芬芬,2,3,*，鄭竟成,3，何東平,3，萬方云

（1.武漢輕工大學食品科學與工程學院，湖北 武漢 430023；2.大宗糧油精深加工教育部重點實驗室，湖北 武漢 430023；3.國家糧食局糧油資源綜合開發工程技術研究中心，湖北 武漢 430023；4.寶得瑞（湖北）健康產業有限公司，湖北 荊門 431821）

南瓜籽作為南瓜加工的副產物，油脂含量豐富，其含量大約占南瓜籽干質量的35%～50%。通過物理壓榨、溶劑萃取、超臨界萃取、微波萃取等方式均可制備南瓜籽油。脂肪酸作為油脂的主要成分，很大程度上決定油脂的生物活性和營養價值。南瓜籽油不僅不飽和脂肪酸含量較高，而且還含有多種天然的抗氧化劑成分，如VE、類胡蘿卜素、植物甾醇等，可作為食品抗氧化劑，具有降低血脂、改善前列腺疾病、消炎等功能。

研究表明，南瓜籽中營養成分的含量主要取決于南瓜種類以及氣候。不同產地的南瓜其特征也大不相同，如形狀、大小、顏色、味道和種子。我國籽用南瓜分布主要黑龍江、吉林、內蒙古、新疆、甘肅、貴州等北方省區和南方涼山區。根據各地生態條件的不同，中國籽用南瓜劃分為六大產區，國內其他省區如湖北、廣東、寧夏也均有試種。目前我國對南瓜籽油的研究主要圍繞制油工藝和脂肪酸組成上，對南瓜籽油抗氧化性質和功能性成分的研究不足。本實驗從全國六大產區和試種產區的籽用南瓜籽中制得南瓜籽油，采用氣相色譜和高效液相色譜法，對全國不同省份的8種南瓜籽油的理化性質、脂肪酸、生育酚和抗氧化性質進行分析，明確不同產地南瓜籽油品質之間的差異，并利用系統聚類分析（systematic cluster analysis，SCA）和主成分分析（principal component analysis，PCA）對樣品分類，旨在分析產地對南瓜籽油主要組成成分和氧化穩定性的影響，為南瓜籽的開發利用提供一定的參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

南瓜籽的樣品采自全國8個南瓜產區，編號分別為1～8，分別采自：廣東廣州市、云南楚雄市、甘肅白銀市、吉林四平市、江蘇蘇州市、內蒙巴彥淖爾市、新疆阿克蘇市、湖北恩施市。樣品2和8品種為毛邊，其余樣品均為光板品種。稱取不同南瓜籽樣品約0.5 kg，均勻單層鋪放在烘干機配置的網片上，烘干機風速為中檔，烘干機溫度為70 ℃，烘干處理至水分質量分數為7%，經雙螺旋壓榨機物理壓榨、過濾得到南瓜籽油樣品。

沒食子酸、豆甾醇標準品 上海源葉生物科技有限公司；-生育酚、-生育酚、-生育酚標準品上海安譜實驗科技股份有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2,2’-聯氮-雙-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽（2,2’-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate)，ABTS）標準品 美國Sigma公司。

1.2 儀器與設備

UV-2450紫外-可見分光光度計 日本島津公司；456-GC氣相色譜儀 德國Bruker公司；892型Rancimat油脂氧化穩定性測定儀 瑞士萬通中國有限公司；UV2489高效液相色譜儀 沃特世科技上海有限公司。

1.3 方法

1.3.1 南瓜籽仁含油量

參考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》的方法測定。

1.3.2 南瓜籽油的理化性質

酸價：參考GB 5009.229—2016《食品中酸價的測定》；過氧化值：參考GB 5009.227—2016《食品中過氧化值的測定》；碘值：參考GB/T 5532—2008《動植物油脂碘值的測定》。

1.3.3 南瓜籽油脂肪酸組成

色譜條件：SH-RXi-5Sil MS毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序：70 ℃，保持3 min，以10 ℃/min升溫至180 ℃，再以2 ℃/min升溫至200 ℃，保持1 min，最后以3 ℃/min升溫至220 ℃，保持15 min；進樣口溫度250 ℃；載氣為高純氦氣，分流比30∶1；柱流量1 mL/min；進樣量1 μL。

質譜條件：電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；接口溫度250 ℃；質量掃描范圍40～550 u；全掃描方式。

1.3.4 南瓜籽油總酚含量測定

采用福林-酚比色法測定南瓜籽油的總酚含量。最終結果為每千克南瓜籽油中所含總酚等同于沒食子酸的毫克數。以沒食子酸為標準，配制質量濃度分別為20、40、60、80、100 μg/mL標準溶液。取0.2 mL標準液置于5 mL的小試管中，加入3 mL蒸餾水后，再加入0.25 mL福林-酚溶液，室溫下靜置6 min后，加入20%的碳酸鈉溶液0.75 mL，在室溫下靜置2 h。用紫外-可見分光光度計在波長750 nm處測定其吸光度。沒食子酸與吸光度的標準曲線方程為=0.005+0.052 6（=0.996 9）。

1.3.5 南瓜籽油甾醇含量測定

參照GB/T 5535.1—2008《動植物油脂 不皂化物測定 第1部分：乙醚提取法》，有所改動。取2 g南瓜籽油置入100 mL圓底燒瓶中，向其中加入5 mL質量濃度為0.1 g/mL的VC溶液，再加入20 mL濃度為1 mol/L的KOHEtOH溶液，使其在90 ℃油浴回流30 min。冷卻后，將其轉移到分液漏斗中，加入100 mL蒸餾水，用100 mL乙醚洗3 次，放出下層后，再用水洗至乙醚層為中性。取乙醚層在35 ℃下旋蒸出去乙醚，用無水乙醇將不皂化物定容至25 mL。

以豆甾醇為對照品，對南瓜籽油總甾醇含量進行測定。精確稱取0.1 g豆甾醇標準品，用無水乙醇定容至100 mL制成質量濃度為500 μg/mL的標準母溶液，然后分別配制質量濃度0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 mg/mL的標準溶液。取標準溶液2 mL加入10 mL小試管中，加入2 mL無水乙醇后再加入2 mL磷硫鐵顯色劑，室溫下避光顯色15 min。用紫外-可見分光光度計在波長442 nm處測定其吸光度。豆甾醇質量濃度與吸光度的標準曲線方程=3.958 7-0.11（=0.997 9）。

1.3.6 南瓜籽油生育酚含量

參考GB/T 26635—2011《動植物油脂 生育酚及生育三烯酚含量測定 高效液相色譜法》。

樣品制備：取1.3.5節所得的不皂化物過0.22 μm微孔濾膜后進行高效液相色譜分析。

高效液相色譜條件：Venusil XBP色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動相為甲醇；流速1 mL/min；柱溫25 ℃；進樣量2 μL；紫外檢測器；檢測波長292 nm。

1.3.7 南瓜籽油氧化穩定性和自由基清除能力

1.3.7.1 氧化穩定性

采用油脂氧化穩定儀測定其氧化誘導時間，實驗溫度設定為106.6 ℃，空氣流量為20 L/h。

1.3.7.2 ABTS陽離子自由基和DPPH自由基清除能力

參考梁紅敏等的方法測定ABTS陽離子自由基的清除能力，按式（1）計算：

式中：為100 μL甲醇與3 mL稀釋液反應在波長734 nm處的吸光度；為100 μL南瓜籽油樣品與3 mL稀釋液反應后在波長734 nm處的吸光度。

參考黃健花等的方法測定DPPH自由基清除率，按式（2）計算：

式中：為2 mL甲醇與2 mL DPPH溶液反應后在波長517 nm處的吸光度；為2 mL南瓜籽油樣品與2 mL DPPH溶液反應后在波長517 nm處的吸光度。

1.4 數據處理

所有數據均重復測定3 次取其平均值，采用Excel 2016，SPSS 19軟件進行方差分析，LSD多重檢驗樣本間的差異顯著性（＜0.05），相關性分析、SCA、PCA，并計算最終PC得分。

2 結果與分析

2.1 南瓜籽含油率分析

如圖1所示，去殼南瓜籽樣品含油率為32.15%～42.06%，從整體上看，南瓜籽樣品含油率有顯著性差異（＜0.05）。樣品8的含油率最高，達42.06%，最低的樣品2含油率為32.15%。產地對于南瓜籽出油率影響顯著，湖北和新疆產的南瓜籽樣品含油率最高，云南產的南瓜籽樣品含油率最低。南瓜籽成熟時期一般為9—10月，喜光喜溫但不耐高溫。南瓜莖蔓多，葉面積大，蒸騰作用強，需要及時灌溉才能獲得高產，局部降雨量和土壤條件也對南瓜籽的生長發育有較大影響。中部地區日照充足，土地肥沃且雨量充沛。故湖北出油率較高。地域緯度越高夏天日照時間越長，新疆、內蒙古、吉林產的南瓜籽樣品含油率不同的原因可能是局部降雨和氣溫變化導致的。云南產的南瓜籽樣品含油率最低，可能是當地山高谷深，氣候垂直變化明顯所致。范媛等研究發現以無殼南瓜籽仁為原料，冷榨法榨取南瓜籽油的出油率為40.4%～46.0%，與樣品含油率大致相同，含油率不同可能是品種之間差異導致。

圖1 南瓜籽的含油率Fig. 1 Oil content of pumpkin seeds

2.2 不同南瓜籽油理化性質分析

由表1可知，南瓜籽油酸價為0.13～0.55 mg/g，過氧化值為0.014～0.022 g/100 g，碘值為100.12～133.17 g/100 g；樣品均符合LS/T 3250—2017《南瓜籽油》中的規定。酸價反映油脂中游離脂肪酸的含量，樣品2的酸價最高（0.55 mg/g），酸價最低為樣品6（0.13 mg/g）。劉玉梅等測得裸仁南瓜籽油酸價在0.89 mg/g以上，可能是由原料品種、新鮮程度和加工工藝造成的差異。過氧化值反映了油脂氧化酸敗的程度，南瓜籽油樣品的過氧化值均較低，表明所有樣品的質量較好。碘值反映了油脂的不飽和程度，結果顯示樣品6碘值最高（133.17 g/100 g），樣品1碘值最低（100.12 g/100 g）。楊學芳等對市面上銷售的南瓜籽油碘值進行了測定，結果為108.4 ～116.2 g/100 g，與本實驗結果基本一致。

表1 南瓜籽油理化性質比較Table 1 Comparison of physicochemical properties of pumpkin seed oils from different production regions

2.3 不同南瓜籽油的脂肪酸組成

如表2所示，南瓜籽油主要脂肪酸組成依次為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸。本研究樣品中，不飽和脂肪酸占總脂肪酸的80.920%～83.953%。高于一般的食用油，如大豆油、米糠油、花生油等。亞油酸是南瓜籽油中含量最豐富的不飽和脂肪酸，樣品4的南瓜籽油亞油酸含量顯著高于其他產地（＜0.05），樣品2和樣品8的南瓜籽油樣品中棕櫚酸含量均高于其他光板樣品。與葡萄籽油相比，亞油酸占南瓜籽油比例較低。油料脂肪酸組成的差異可能不僅與品種有關，與氣候和緯度也有關。南瓜籽油中飽和脂肪酸相對含量有隨緯度升高而增加的趨勢，廣東和江蘇樣品飽和脂肪酸相對含量較低，隨著緯度的增加，新疆和甘肅樣品中飽和脂肪酸增加顯著。同屬于毛邊的2個樣品中，云南的樣品中飽和脂肪酸也略低于湖北樣品。而不飽和脂肪酸的相對含量有隨著緯度的升高而減少的趨勢。

表2 南瓜籽油脂肪酸組成Table 2 Fatty acid composition of Pumpkin seed oil

2.4 不同南瓜籽油脂質伴隨物的含量

由圖2A可知，南瓜籽油總酚含量差異顯著（＜0.05），總酚含量范圍為167.21～204.50 mg/kg。王璐對南瓜籽油的總酚含量進行測定，與本實驗樣品總酚含量接近。樣品2南瓜籽中總酚含量最高（204.50 mg/kg），總酚含量差異顯著的原因可能是品種之間的差異。黃建花等測定了13種植物油的總酚含量，其總酚含量介于9.83～387.40 mg/kg之間，南瓜籽油的總酚含量比米糠油、大豆油、玉米油、菜籽油等植物油高，與橄欖油總酚含量接近。具有良好的營養價值。一般南瓜籽油中總甾醇含量在1 000 mg/kg左右，測定樣品的總甾醇含量在1 204.38～1 604.51 mg/kg，不同樣品的總甾醇含量差異顯著（＜0.05）。熊小平等測定了13種植物甾醇含量，小麥胚芽油甾醇含量最高（7 991.83 mg/kg），其余植物油的甾醇含量介于145.28～1 780.53 mg/kg之間，南瓜籽油與傳統食用油相比，是較好的植物甾醇來源。朱琳等測定了3種不同產地超臨界萃取的南瓜籽油甾醇含量，測定超臨界萃取的南瓜籽油甾醇總量為2 996.36 mg/kg，與樣品總甾醇含量差異較大，可能與不同的制油工藝有關，本實驗中樣品均采用冷榨法，而微波法和超臨界萃取法所制得油樣甾醇含量均高于冷榨工藝。由圖2B可知，南瓜籽油生育酚含量顯著差異（＜0.05）。王璐等對南瓜籽油的總生育酚含量進行測定，與本實驗樣品總生育酚含量相比差異較大，可能是不同的品種類型和榨油工藝導致生育酚含量的差異。劉陽等測定了7種植物油的生育酚含量，不同植物油生育酚含量范圍為265.41～1 129.21 mg/kg。南瓜籽油的生育酚含量顯著高于米糠油、玉米油、油茶籽油等常見植物油，是生育酚較好的來源。

圖2 南瓜籽油脂質伴隨物含量Fig. 2 Contents of lipid concomitants in pumpkin seed oil

2.5 不同南瓜籽油的氧化穩定性

圖3 南瓜籽油氧化穩定性Fig. 3 Oxidative stability of pumpkin seed oil

使用Rancimat裝置將油脂樣品置于高溫條件下持續通入氧氣，將油脂氧化的揮發性物質通過空氣導入去離子水中，通過持續監測去離子水的電導率，檢測氧化曲線的拐點，即為氧化誘導時間，可反映油脂的氧化穩定性，該裝置提供油脂對于氧化誘導時間的數據，以評估油脂抗氧化穩定性。由圖3可知，在條件為106 ℃時，氧化誘導所需時間為9.56～14.65 h。氧化誘導所需時間越長，則證明其氧化穩定性越好。氧化穩定性較好的是樣品6，氧化誘導所需時間在14 h以上。Leila等使用Rancimat在100 ℃下的測定結果為18 h，原因為其所設定的溫度差異。劉陽等在110 ℃測定了7種植物油的氧化誘導時間，南瓜籽油的氧化誘導時間高于大多數食用油，和大豆油相仿（11.90 h），低于菜籽油（17.24 h）。菜籽油中富含菜籽多酚，大豆油中生育酚含量較高，豐富的天然活性成分對油脂的氧化穩定性具有重要影響。

圖4 南瓜籽油自由基清除能力Fig. 4 Free radical-scavenging capacity of pumpkin seed oil

如圖4所示，南瓜籽油極性組分ABTS陽離子自由基清除率在27.45%～34.36%之間，南瓜籽油極性組分DPPH自由基清除率在81.87%～87.13%之間，清除自由基效果最好的均為樣品2。結果與陳田等的測定結果相類似，通過測定南瓜籽油、亞麻籽油、葡萄籽油DPPH自由基、ABTS陽離子自由基清除能力，發現3種植物油的ABTS陽離子自由基清除率在20%以上，而DPPH自由基清除率在80%以上。裸仁南瓜籽油DPPH自由基清除能力顯著高于葡萄籽油和亞麻籽油，葡萄籽油ABTS陽離子自由基清除能力與裸仁南瓜籽油相當，二者均高于亞麻籽油。

2.6 油脂伴隨物與氧化穩定性和自由基清除能力的相關性分析

生育酚是重要的脂溶性微量營養素，可以抑制自由基和清除氧氣，從而提高南瓜籽油氧化穩定性。由表3可知，氧化誘導時間與單一油脂伴隨物的相關性不顯著，與亞油酸、棕櫚酸、油酸含量存在顯著關系（＜0.05），可能油脂的氧化穩定性是多種油脂伴隨物共同作用的結果，也與油脂的脂肪酸組成相關。相關文獻也證實油脂的氧化穩定性由油脂伴隨物含量以及油脂的脂肪酸組成綜合效應所影響。

酚類物質是植物油中的主要抗氧化劑，對于清除自由基具有顯著作用。總酚含量與DPPH法測油脂中極性組分自由基清除率存在顯著關系（＜0.05）和ABTS法測油脂中極性組分自由基清除率存在顯著關系（＜0.05）。黃建花等測定不同品種植物油極性組分、非極性組分﹑植物油全油的DPPH自由基清除能力，發現生育酚含量與植物油非極性組分DPPH自由基清除能力顯著相關，同生育酚含量的相關系數最高；植物油極性組分的DPPH自由基清除能力則與多酚含量在小于0.05水平上呈顯著相關。郭剛軍等的研究表明，不同壓榨方式的澳洲堅果油的總酚含量與其羥自由基清除能力、超氧陰離子自由基清除能力、ABTS陽離子自由基清除能力極顯著相關（＜0.01）。

表3 油脂伴隨物與氧化穩定性和自由基清除能力的相關性分析Table 3 Correlation analysis of lipid concomitants with oxidation stability and free radical-scavenging capacity

2.7 PCA結果

PCA是考察多個變量間相關性一種多元統計方法，通過降維將多個指標變量轉化為少個重要指標變量，通過分析PC達到對所收集數據進行全面分析的目的。采用SPSS 19軟件對南瓜籽油的4種主要脂肪酸和-生育酚、-生育酚、-生育酚、總酚和總甾醇含量等14個指標進行PCA。分析得到各個PC特征值和方差貢獻率，結果顯示前4個PC累計的方差貢獻率為86.663%（表4），故選取前4個PC反映南瓜籽油的特征物質，可用于評價南瓜籽油綜合品質和分類。

由表4可知，PC1的貢獻率為34.191%，貢獻最大的是硬脂酸和飽和脂肪酸，對應的特征值為0.832和0.662。PC2的貢獻率為24.110%，貢獻最大的為總甾醇和-生育酚，對應的特征值為0.738和0.726，PC3的貢獻率為18.594%，貢獻最大的為-生育酚和總生育酚含量，對應的特征值為0.931和0.877。PC4的貢獻率為9.767%，貢獻主要為含油率指標，對應的特征值為0.636。

表4 PCA特征向量、特征值、方差貢獻率和累計方差貢獻率Table 4 Eigenvectors, eigenvalues, contribution rates and cumulative contribution rates to total variance of principal components

以4個PC、、、與其方差貢獻率構建南瓜籽油品質指標綜合得分模型，為因變量，、、、為自變量，得到下列方程：

根據方程計算出不同南瓜籽油PC得分和綜合得分見表5，其綜合得分越高代表油的質量越好。結果表明，樣品南瓜籽油的理化性質以及總甾醇、總酚、生育酚含量以及脂肪酸組成均存在一定差異，根據綜合得分對樣品進行排序，樣品3排名第一，綜合得分為1.249。

表5 不同南瓜籽油PC得分和綜合得分Table 5 Scores of first four principal components and comprehensive scores for different pumpkin seed oils

2.8 SCA結果

如圖5所示，通過對南瓜籽油的17 項指標進行聚類分析，在刻度距離為1～25時，將樣品分為2 類，第1類為甘肅；第2類為云南、新疆、內蒙、廣東、江蘇、湖北、吉林。綜上所述，樣品3的南瓜籽具有較好的綜合品質，其余的7種樣品綜合得分在1.249～-1.531之間，綜合品質均低于樣品3的南瓜籽油。這2種分析方法的分類結果基本一致，說明2種方法均可對南瓜籽樣品進行分類并進行綜合評價，為今后油用南瓜籽的選擇提供一定的參考。

圖5 不同南瓜籽油SCAFig. 5 Cluster analysis of different pumpkin seed oils

3 結 論

藤本油脂產業是我國的新型產業，南瓜籽油作為一種營養成分較好的藤本油脂，極具開發和推廣價值。南瓜籽油中的營養成分含量不僅取決于品種，產地對于南瓜籽油也有較大影響。本實驗測定了8個產區南瓜籽的含油率以及油脂中的抗氧化活性成分，結果表明，南瓜籽油中共含有11種脂肪酸，主要脂肪酸組成為油酸、棕櫚酸、亞油酸、硬脂酸，其中不飽和脂肪酸含量超過80%。南瓜籽油含有豐富的脂總酚、甾醇、生育酚等活性物質，具有開發成功能性保健產品的潛力。由Pearson雙變量相關性分析可知，總酚與極性組分自由基清除能力有顯著相關性，總酚在南瓜籽油自由基清除能力中發揮了重要作用，-生育酚等油脂伴隨物也發揮了一定的抗氧化作用。PCA和SCA表明甘肅白銀的南瓜籽油樣品得分相對較高。南瓜籽油主要成分組成含量及氧化穩定性的差異，可能受品種、地區、土壤、氣候和季節等多方面的影響。后續應加強對南瓜籽相同主產區不同品種南瓜籽油性質的對比研究，以期為功能性南瓜籽油的開發提供一定的理論依據。