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3种不同方法提取大扁杏仁油脂性质比较



全 文 :2015 年 2 月
第 30 卷第 2 期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol. 30,No. 2
Feb. 2015
3 种不同方法提取大扁杏仁油脂性质比较
朱振宝1,2 刘 旷1 易建华1,2 刘梦颖1 卢 洋1
(陕西科技大学生命科学与工程学院1,西安 710021)
(陕西省食品加工工程技术研究中心2,西安 710021)
摘 要 研究提取方法对大扁杏仁油脂理化性质及氧化稳定性的影响。分别采用水酶法、索氏抽提法和
超临界 CO2萃取 3 种方法得到油脂,分析了大扁杏仁油的主要理化特性、脂肪酸组成、VE 含量,比较了 3 种方
法提取油脂的氧化稳定性。结果发现:3 种提取方法对大扁杏仁油脂的碘值、折光指数等性质影响不大,而对
酸值、皂化值、过氧化值以及色泽、气味、水分、挥发物等理化性质影响较大;3 种方法提取的大扁杏仁油脂肪酸
组成基本相同,主要以油酸、亚油酸为主,不饱和脂肪酸含量在 94%左右;索氏抽提法油脂中 VE 含量最高,主
要以 β -生育酚为主;不同提取方法对大扁杏仁油氧化稳定性有较大影响,其中,Rancimat法测定大扁杏仁油
的氧化稳定性(OSI)依次为:索氏抽提法﹥水酶法﹥超临界 CO2 萃取法。
关键词 大扁杏 仁油 脂肪酸 生育酚 氧化稳定性
中图分类号:TS225. 6 文献标识码:A 文章编号:1003 - 0174(2015)02 - 0057 - 04
基金项目:陕西省教育厅自然科学研究项目(11JK0629),陕西科
技大学博士启动基金(BJ10 - 26)
收稿日期:2013 - 09 - 28
作者简介:朱振宝,男,1971 年出生,博士,副教授,油脂与蛋白质
化学
杏仁为蔷薇科落叶乔木植物杏(prunus armenia-
ca L.)的种仁,是我国传统的药食兼用植物资源。根
据其来源和性质的不同,杏仁又可分为苦杏仁和甜
杏仁 2 种,大扁杏是龙王帽、一窝蜂、白玉扁、北山大
扁等优良甜杏仁品种的总称,为我国特有的经济林
树种,其杏仁出油率可达 50%~60%[1]。大扁杏仁油
富含多种不饱和脂肪酸,其中油酸、亚油酸含量占脂
肪酸总量的 90%以上,这些不饱和脂肪酸具有抗炎
症、抗肿瘤、提高免疫力、调节血脂、预防心血管疾病
多种生理功能[2],同时还具有美容护肤,促进毛发生
长、改善发质、减肥等作用[3]。杏仁油为不干性油,
在 - 10 ℃时油仍保持澄清,在 - 20 ℃时才凝结,可
作为高级润滑油用于航空和精密仪器的润滑和防
锈,同时还具有不黏稠、分散性好、润滑保湿等特性,
是制作高级化妆品和高级塑料溶剂的优质原料[4]。
目前,对杏仁的研究多集中于超临界及微波辅助萃
取等新的油脂提取工艺及其脂肪酸组成分析[5 - 7],但
关于不同提取方法对油脂理化性质和氧化稳定性的
影响研究报道较少。
工业上油脂生产多采用溶剂浸出法和压榨法。
溶剂浸出法提取时间长、溶剂消耗量大、存在溶剂残
留;压榨法要经过轧胚、烘烤或蒸炒等处理,蛋白质
变性严重,饼粕残留油脂含量高。近年来,超临界
CO2萃取油脂报道比较多
[5,9]。不同的提油方法可能
对油脂的质量产生不同的影响,也会影响油脂在贮
藏期间的稳定性。本试验采用水酶法、索氏抽提和
超临界 CO2萃取 3 种方法提取大扁杏仁油脂,研究不
同提油方法对大扁杏仁油的理化性质、脂肪酸组成、
VE组分及其含量的影响,比较 3 种不同方法提取油
脂的氧化稳定性,以期为大扁杏仁油的工业化生产
和质量控制提供理论参考和试验依据。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
大扁杏仁:购于陕西省榆林市榆阳区;碱性蛋白
酶 Alcalase 2. 4L,诺维信(中国)有限公司。
1. 2 仪器与设备
743Rancimat油脂氧化测定仪:瑞士万通 Metro-
hm公司;LC - 2010AHT 高效液相色谱仪、GC - 7A
型气相色谱仪(配 FID 检测器):日本岛津公司;Spe
- ed SFE -2 超临界萃取仪:美国应用分离公司。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 大扁杏仁油制备方法
水酶法提取:物料粒度 80 目,所用蛋白酶为 Al-
calase 2. 4 L,酶加量为 3%(V /m),酶解温度 55 ℃、
酶解 pH 9、酶解 4 h后,95 ℃水浴 10 min灭酶,3 500
r /min离心分离清油。
中国粮油学报 2015 年第 2 期
索氏抽提法:大扁杏仁粒度 40 目,石油醚加热
回流 6 h,抽提结束后,经旋转蒸发仪回收溶剂,得大
扁杏仁油。
超临界 CO2 萃取:物料粒度 80 目,萃取压力 35
MPa,萃取温度 35 ℃,分离温度 90 ℃,萃取时间 3 h。
1. 3. 2 大扁杏仁油理化特性测定
酸值:GB/T 5530—2005;过氧化值:GB/T 5538—
2005;碘值:GB /T 5532—2008;皂化值:GB /T 5534—
2008;折光指数:GB /T 5527—2010;水分及挥发物:
GB/T 5528—2008;透明度、气味、滋味:GB/T 5525—
2008;色泽:GB /T 5492—2008。
1. 3. 3 大扁杏仁油 VE组成和含量分析
高效液相色谱(HPLC)法测定[6]。液相色谱条
件:色谱柱 BDS C18,紫外检测器,检测波长:300 nm,
流动相 100%甲醇,流速:1 mL /min,柱温 30 ℃,保留
时间 20 min 。
1. 3. 4 大扁杏仁油脂肪酸组成及含量测定
气相色谱(GC)法测定[8]。样品甲酯化:称取约
100 mg油样,置于具塞试管中,加入 1 ~ 2 mL 石油醚
(30 ~ 60 ℃)与苯(1∶ 1)的混合液,振摇使油脂溶解
后,加入 0. 4 mol /L KOH -甲醇溶液 1 ~ 2 mL,混匀
后,室温下静置 5 ~ 10 min,再加入 12 mL 水,静置后
取上层清液,进行色谱分析。
气相色谱分析条件:石英毛细管柱型号:DB -
nAX(3 cm ×0. 25 mm);柱温:50 ℃保持 5 min,以 10
℃ /min升温速率升到 230 ℃,保持 20 min;检测口:
FID 270 ℃;进样口:250 ℃。
1. 3. 5 大扁杏仁油氧化稳定性测定
采用 743Rancimat油脂氧化稳定仪,分别测定 3
种不同方法提取的大扁杏仁油在 110、120、130 ℃时
的诱导期(induction period)。测定条件:样品用量
(3. 0 ± 0. 01)g;空气流量 20 L /h;向测量池中加入
60 mL蒸馏水;达到设定温度开始测定。
2 结果与分析
2. 1 不同提取方法对大扁杏仁油理化性质的影响
由表 1 可知,不同提取方法对大扁杏仁油的碘
值、折光指数等性质影响不大。水酶法、索氏抽提
法、超临界 CO2 萃取法所提油脂的碘值分别为88. 4、
88. 94、87. 94 g I /100 g,说明大扁杏仁油可能主要由
单不饱和脂肪酸组成。
表 1 同时表明,3 种不同提取方法对大扁杏
仁油的酸值、皂化值、过氧化值,以及气味、色泽、水
表 1 3 种不同方法提取大扁杏仁油脂理化性质
项目
提取方法
水酶法 索氏抽提法 超临界 CO2萃取法
酸值 /mgKOH/g 0. 67 0. 56 1. 4
碘值 / gI2 /100 g 88. 4 88. 94 87. 94
皂化值 /mgKOH/g 218. 5 195. 2 212. 4
过氧化值 /mmol /kg 0. 16 3. 2 1. 1
折光指数 /波尔度 70. 9 66. 9 70. 6
水分及挥发物 /% 9. 6 9. 3 0. 5
气味
有杏仁风味,
无异味
有杏仁风味,
有轻微溶剂味
有浓郁杏仁风味,
无异味
透明度 透明,澄清 透明,澄清 透明,澄清
色泽 淡黄色 淡黄色 黄绿色
分和挥发物等理化性质影响较大,张京芳等[9]研究
不同提油方法对香椿籽油特性的影响,也得到了类
似结论。3 种方法提取杏仁油的酸值都小于 5,均符
合食用油脂的国家标准。其中,超临界 CO2 萃取油
脂酸值最高,颜色较深,其原因可能是在萃取过程
中,把与 CO2 极性相近的游离脂肪酸和色素等萃取
出来所致。皂化值与油脂所含脂肪酸相对分子质量
有关,含有游离脂肪酸将使皂化值升高,皂化值在一
定程度上也可以反映油脂的纯度[9]。比较 3 种方法
提取杏仁油脂的皂化值,可以看出索氏抽提法油脂
的皂化值最低,表明其纯度最高。超临界 CO2 萃取
法皂化值较高,说明此法提取的油脂纯度相对较低。
而水酶法是在含水体系中进行,容易使油脂发生水
解,因此水酶法油脂的皂化值最高。由表 1 还可看
出,索氏抽提法油脂过氧化值最高,超临界 CO2 萃取
法次之,水酶法油脂过氧化值最低。原因可能是由
于索氏抽提工艺温度较高,持续时间较长,导致油脂
氧化程度高,而水酶法和超临界 CO2 萃取法温度较
低,时间较短,所以氧化程度较低。3 种提取方法中,
超临界 CO2 萃取法杏仁油保持浓郁的香味,水酶法
次之,而索氏抽提法油脂有轻微的溶剂异味。从总
体上看,超临界 CO2 萃取法油脂的质量最好,如果综
合考虑成本因素和工业化操作方便程度,水酶法也
是大扁杏仁油脂提取的一种新型绿色工艺。
2. 2 不同提取方法对大扁杏仁油脂肪酸组成的影响
由表 2 可知,提取方法对大扁杏仁油脂肪酸组
成和含量影响不大。大扁杏仁油不饱和脂肪酸质量
分数达 94%以上,其中主要以油酸为主(72%左右),
其次是亚油酸,这与贾晓艳等[6]的研究结果一致。
饱和脂肪酸主要以棕榈酸、硬脂酸为主。其中,油酸
以水酶法提取大扁杏仁油的相对含量最高,其次是
超临界 CO2萃取法。而亚油酸相对含量,索氏抽提法
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第 30 卷第 2 期 朱振宝等 3 种不同方法提取大扁杏仁油脂性质比较
略高于水酶法和超临界 CO2萃取法。此外,索氏抽提
法和超临界 CO2萃取法油脂均检出少量花生一烯酸,
而水酶法提取的大扁杏仁油中未检出花生一烯酸,
其原因可能是脂肪酸在不同的溶剂体系中溶解度存
在差异所致,从总体来看,3 种方法提取的大扁杏仁
油脂在脂肪酸组成及其相对含量上不存在显著差
异。
表 2 3 种不同方法提取大扁杏仁油脂肪酸组成 /%
脂肪酸组成
提取方法
水酶法 索氏抽提法 超临界 CO2萃取法
棕榈酸(C16∶ 0) 4. 4 4. 3 4. 5
棕榈烯酸(C16∶ 1) 0. 8 0. 8 0. 8
硬脂酸(C18∶ 0) 1 1 1
油酸(C18∶ 1) 72. 6 72. 0 72. 3
亚油酸(C18∶ 2) 21. 1 21. 7 21. 2
亚麻酸(C18∶ 3) 0. 1 0. 1 0. 1
花生一烯酸(C20∶ 1) 0 0. 1 0. 1
总不饱和脂肪酸 94. 6 94. 7 94. 5
2. 3 不同提取方法对大扁杏仁油 VE 组成及含量的
影响
由表 3 可看出,3 种方法对所提油脂 VE 的组成
和含量有较大影响,由于 VE 有多种异构体,大扁杏
仁油中的 VE主要由 β -生育酚组成,其次是α -生
育酚。其中,以索氏抽提法所提油脂总 VE 含量最
高,达 36. 15 mg /100 g,水酶法所提油脂总 VE 含量
略低于索氏抽提法,而超临界 CO2萃取法所提油脂总
VE含量最低,其原因可能在于 VE 的多种异构体在
不同体系中的溶解度差异所致。3 种提取方法以水
酶法所提油脂中 β -生育酚含量最高,索氏抽提法所
提油脂含 α -生育酚量最高。
表 3 3 种不同方法提取大扁杏仁油 VE含量及其组分 /mg /100 g
提油方法 α -生育酚 β -生育酚 VE含量
水酶法 1. 735 33. 145 34. 880
索氏抽提法 3. 745 32. 405 36. 150
超临界 CO2萃取法 2. 750 29. 985 32. 735
2. 4 不同提取方法对大扁杏仁油氧化稳定性的影响
用 Rancimat法分别测定 110、120、130 ℃条件下
大扁杏仁油的氧化诱导期,其结果见表 4。从表 4 可
以看出,不同方法提取大扁杏仁油氧化稳定性存在较
大差异,并且随着温度的上升,其诱导期显著缩短。3
种方法提取大扁杏仁油的氧化稳定性依次为:索氏抽
提法 >水酶法 >超临界 CO2萃取法,这可能是由于 3
种方法所提油脂中抗氧化物质含量与组分不同所致。
影响油脂氧化稳定性的因素比较复杂,如油脂中三酰
甘油分子各脂肪酸的位置,VE、β -胡萝卜素、甾醇、
磷脂等物质的含量[10]。由表 3 可以看出,3 种不同
方法所提大扁杏仁油中 VE含量,索氏抽提法 >水酶
法 >超临界 CO2萃取法。VE是重要的一类天然抗氧
化剂,亦称油溶性生育酚。生育酚主要有 4 种,即 α
-生育酚、β -生育酚、γ -生育酚、δ -生育酚,γ -生
育酚是比 β -生育酚更有效的抗氧化剂,而 β -生育
酚又比 α -生育酚有效[11]。
表 4 3 种不同方法提取大扁杏仁油的氧化稳定性
温度 /℃
OSI /h
水酶法 索氏抽提法 超临界 CO2萃取
110 17. 60 20. 28 14. 32
120 8. 56 9. 93 7. 37
130 4. 03 4. 63 3. 03
图 1 3 种方法提取大扁杏仁油的诱导期与温度线性关系
3 种方法提取大扁杏仁油的诱导期(ln)与温度
存在线性关系,其线性关系见图 1。索氏抽提法
ln(诱导期)与温度的方程为 y = - 0. 073x + 10. 98,
R2 = 0. 999 8;水酶法 ln(诱导期)与温度的方程为
y = - 0. 073x + 11. 14,R2 = 0. 999 6;超临界 CO2 萃取
法 ln(诱导期)与温度的方程为 y = - 0. 077x +
11. 24,R2 = 0. 993 0,本研究结果与 Hasenhuettl、沈建
福等的结论一致[12 - 13]。利用 Rancimat 外推法可以
预测食用油脂在常温下的贮藏期,根据方程式外推
出索氏抽提法、水酶法、超临界 CO2萃取法提取的大
扁杏仁油在 20 ℃的预测货架期分别为 1. 54、1. 8、
1. 84 a,由外推法所得的大扁杏仁油货架寿命,超临
界 CO2萃取法 >水酶法 >索氏抽提法,这与它们的氧
化稳定性试验结果相反,因此,不能简单的由外推法
来准确预测杏仁油脂的货架期,肖仁显等[14]对山核
桃油的研究也得出了相似的结论。
3 结论
3 种方法提取的大扁杏仁油脂在理化性质和氧
化稳定性方面存在差异,其中对于油脂的特征指标
如碘值、折光指数、脂肪酸组成等影响不大,但是,提
95
中国粮油学报 2015 年第 2 期
取方法对油脂的质量指标如酸脂、皂化值、过氧化脂
以及色泽、气味、水分及挥发物等影响较大,超临界
CO2萃取法和水酶法提取油脂的质量较好;3种方法
提取油脂的氧化稳定性依次为:索氏抽提法 >水酶
法 >超临界 CO2萃取法,这可能是由于提取方法会影
响油脂中抗氧化物质如 VE 等的组分和含量所致。
此外,不能简单地通过 Rancimat 外推法来准确预测
杏仁油的货架期。
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Comparative Research on the Properties of
Three Different Extraction Methods of
Almonds Oil from Prunus Armeniaca Linn
Zhu Zhenbao1,2 Liu Kuang1 Yi Jianhua1,2 Liu Mengying1 Lu Yang1
(College of life science & engineering ,Shanxi University of Science & Technology1,Xian 710021)
(The Research Center of Food Process Engineering Technology in Shaanxi Province2,Xian 710021)
Abstract The effects of different extraction methods on the properties of almonds oil from prunus armeniaca
linn were investigated in this work. The almonds oil were obtained by using three extraction methods (aqueous - en-
zyme method,Soxhlet - extraction method ,SCF - CO2),which were comparatively studied by analyzing the oil qual-
ities such as physico - chemical properties,fatty acids composition and VE,and oxidation stability was compared
during extraction process. The results showed that the oil extracted by different extraction method has considerable
variations in acid value,saponification value,peroxide value,moisture and volatile contents but only slight variations
in iodine value,refractive index. Secondly,the oil by different extraction methods has similar fatty acids profile,
which is mainly composed of unsaturated fatty acids (oleic acid and linoleic acid). The Soxhlet extraction oil has the
highest content of VE,which is mainly composed of β - VE. Additionally,the effect of extraction methods on the ox-
idation stability of oil is significant. The oxidation stability of Soxhlet extraction oil is the greatest compared with those
obtained by using the other two extraction methods.
Key words prunus armeniaca linn almonds oil,fatty acids,tocopherol,oxidative stability
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