全 文 :2011年第4期 总第185期2011年第4期 总第185期CAOYE YU XUMU 草业与畜牧 CAOYE YU XUMU草业与畜牧 试验研究
收稿日期:2011-03-11
资助项目:《青藏高原地区非粮柴油能源植物调查、收集与保存
(2008FY110400-2-4)》国家科技部基础性工作专项重点项目
和《川西北高原常见野生含油脂植物的调查与种子含油量的测
定》2009年四川农业大学大学生“科研兴趣培养计划”项目
作者简介:姚超(1989-),女,2007级在读本科生。
*通讯作者
飞廉种子油贮存前后理化性质的比较
姚超,干友民*,冯国英,谭剑蓉,任艳,王超
(四川农业大学草业科学系, 四川 雅安 625014)
摘 要:飞廉种子油脂含量高,是不可忽视的潜在能源。本试验研究了飞廉种子油贮存前后理化性质的变化,为油
脂的合理贮存提供基础数据。以2009年7月收集的阿坝飞廉种子作为研究对象,于2009年10月和2010年10月进行种子
脂肪油的提取,并于2010年11月进行了理化性质(包括水分及挥发物含量、酸值、碘值、皂化值)和油脂加热试验的
测定。结果表明:2009年提取的种子含油率为30.30%,种子在-30℃冰柜中贮存一年以后含油率升高为38.05%;同时,
飞廉种子油脂在5℃冰箱中贮存一年后其水分及挥发物含量降低了1.5239个百分点,酸值升高了1.1018 mgKOH/g,碘值
降低了20.3619 gI2/100g,皂化值降低了13.9546 mgKOH/g,在加热试验中,贮存一年的油脂也表现出了一定的变质反
应。故油脂在贮存过程中,一定要采取相应的措施来防止其酸败变质。
关键词:常温贮存;飞廉种子;脂肪油;理化性质
20世纪中叶以来,随着世界经济的飞速发展,现
代社会对能源的依赖日益增大。石化能源是不可再生
的,其大量开采和使用造成了严重的环境污染,同
时,在当今世界强调“低碳”的背景下,寻求和开发
利用各种新型的,特别是丰富的,可再生的、环境友
好型能源资源,调整并优化能源结构,已成为化解能
源危机的迫切需求和有效途径[1]。
生物质能源约占世界能源的14%,是继石油、煤
炭、天然气等石化能源之后的第四大能源[2~4]。其中,
能源植物(Fuel plant)是指那些光能利用效率高,具
有合成较高还原性烃能力的,可产生接近石油成分或
可替代石化燃料使用的产品,以及富含油脂、糖类、
淀粉类、纤维素等的植物,是一种可再生的资源[5~7]。
而作为能源植物之一的油脂类植物,能够提供丰富的
脂肪酸类物质,经甲酯化等处理后可作为生物柴油使
用。所以,开发利用植物能源作为现有能源的补充和
替代品,一方面能逐步缓解能源危机;另一方面生产
成本低,生产和使用不仅不污染环境,对保护生态系
统具有重要意义。川西北高原面积广,蕴藏着丰富的
植物资源,如植物飞廉(Carduus nutans Linn.)分布
面积广,种子脂肪油含量高,是不可忽视的潜在能源
植物。
然而,植物油脂的性质不稳定,极易在加工和贮
存过程中发生酸败反应[8]。本次试验旨在探讨不同时
间提取的植物油脂在贮存过程中其理化性质的变化,
为油脂的合理贮存提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为2009年7月在川西高原红原县、若尔
盖县收集的野生飞廉种子。
1.2 试验方法
1.2.1 脂肪油的提取:采用索氏提取法[9],提取时重
复3次。脂肪油分别于2009年10月和2010年10月提
取。2009年直接用采集的种子在65℃烘箱中烘6h,
取去除杂质的样品30~50g,磨碎,从中取3~5g样品
于105℃烘箱中烘30min,然后装入索氏提取器提取油
脂。提取完成后,计算其种子含油率,然后将油脂保
存在5℃冰箱内,为2010年11月测定油脂的理化性质
做准备。2010年10月提取油脂时,采用与2009年同
样的处理方法,把在-30℃冰柜中保存一年的种子于
中图分类号:S565 文献标识码:A 文章编号:1673-8403(2011)04-0001-04
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65℃烘6h,取去除杂质的样品30~50g,磨碎,从中
取3~5g样品于105℃烘箱中再烘30min,然后装入索
氏提取器提取油脂。提取完成后,以2009年提取的油
脂为对照,测定含油率及油脂的理化性质。
1.2.2 脂肪油理化性质测定:油脂水分及挥发物测
定,GB/T 5528—1985;酸值测定,GB/T 5530—
2005;碘值测定,GB/T 5532—1995;皂化值测定,
GB/T 5534—1995;加热试验,GB/T 5531—1985。
1.2.3 分析方法:所有数据的统计分析在 DPS 和
EXCEL软件下完成。
2 结果与分析
2.1 结果
2.1.1 脂肪油含量比较(见图1、表1):用索氏提取
法从飞廉种子中提取脂肪油,两年的脂肪油含量见图1。
2009年提取的飞廉脂肪油含量为30.30%,2010年
提取的飞廉脂肪油含量为38.05%,即2010年的提取值
比2009年的提取值高了7.75个百分点。飞廉种子贮存
前后脂肪油含量的差异性比较见表1,可见种子贮存前
后脂肪油含量差异性极显著。
图1 飞廉种子贮存一年前后含油率的比较
0
2009年
2010年
提取时间
2009年
2010年
平均数X
30.30
38.05
X-38.05
-7.75
%
表1 飞廉种子贮存一年前后脂肪油含量的差异性比较
注:*表示差异性显著,**表示差异性极显著
2009年的油脂
2010年的油脂
差值
水分及挥发物(%)
0.1239
1.6478
-1.5239**
酸值(mgKOH/g)
2.9855
1.8837
1.1018**
碘值(gI2/100g)
124.0999
144.4618
-20.3619*
皂化值(mgKOH/g)
161.8656
175.82016
-13.9546
表2 飞廉种子贮存前后油脂理化性质比较
2.1.2 油脂理化性质比较(见表2):试验测得两年油
脂的理化性质比较及差异性,油脂在贮存后,水分及
挥发物、碘值、皂化值都呈现出降低的趋势,而酸值
呈现出升高的趋势。种子油脂贮存前后水分及挥发
物、酸值差异极显著,碘值差异显著,皂化值差异不
显著。
提取时间
2009年
2010年
加热到280℃时趁热观察
油色变深、变暗;
少量深黄色析出物
油色无变化,无析出物
冷却时观察
油色较280℃深,油较280℃澄清;
少量深黄色析出物,较280℃多
油色无变化,无析出物
表3 两年飞廉种子脂肪油的加热试验比较
2.1.3 油脂的加热试验(见表3):对两年提取的飞廉
种子油脂进行对比加热试验。二者加热试验的结果
显示,2009年提取的油脂,出现了油色变深、少量深
黄色析出物的现象;2010年提取的油脂油色无变化,
无析出物。表明油脂贮存一年后质量严重下降。
2.2 分析
2.2.1 水分及挥发物含量:2009年提取的油脂水分及
挥发物含量为0.1239%,2010年为1.6478%,较2009
年高1.5239个百分点,二者差异极显著。可能是供试
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材料种子在长时间的存放过程中,水分及可挥发物含
量损失较多,造成种子含油率变大。
2.2.2 酸值:2010年提取的油脂酸值为1.8837 mgKOH/g,
较2009年低1.1018 mgKOH/g,二者差异极显著。可能
是油脂在贮存过程中接触到空气、光照等,分解为游
离脂肪酸,导致酸值增加。
2.2.3 碘值:2010年提取的油脂碘值为144.4618 gI2/100g,
较2009年高20.3619 gI2/100g,二者差异显著。碘值是
油脂鉴别的一个重要常数,可以判断所含脂肪酸的不
饱和程度。碘值高,则不饱和双键多,油脂容易被氧
化而引起酸败变质。二者都达到了120 gI2/100g,以
上,表明飞廉种子油的不饱和程度较高,容易氧化
变质。
2.2.4 皂化值:2010年油脂皂化值为175.82016 mgKOH/g,
较2009年高13.9546 mgKOH/g,二者差异不显著。皂
化值的高低能反映油脂熔点高低,还能反映油脂平均
分子量大小。表明贮存前后油脂平均分子量变化不大。
3 讨论
飞廉种子在-30℃冰柜中贮存一年后,含油量由贮
存前的30.30%变为贮存后的38.05%,可能是2009年
提取油脂时的新鲜种子经过65℃烘6h后,水分含量仍
较-30℃冰柜中存放一年的种子多,导致贮存后种子含
油率增高。据刘雪梅等人对水分影响苹果籽油提取率
的研究发现:适量的水分有利于油分浸出,但随着水
分含量增加,苹果籽油提取率呈先升后降趋势[10~12],
得出种子水分含量为6%时最为有利 [13,14]。
飞廉种子油在5℃冰箱中贮存一年后,水分及挥发
物含量由贮存前的1.6478%降低为贮存后的0.1239%。
可能是经索氏提取法收集到的油脂中有乙醚溶剂残
留,乙醚挥发性强,存放一年后,油脂中残留的乙醚
量远少于刚提取时,这与刘书成等在研究西番莲籽油
时得出的结论一致[15]。油脂的含水量高,微生物生长
产生大量酶,催化脂肪的分解,促使游离脂肪酸积累
增多,加速脂肪酸败。因此在油脂的保存过程中应严
格控制其携带的水分[16,17]。
酸值是衡量游离脂肪酸和酸败产物的指标。油脂
酸值从贮存前的 1.8837 mgKOH/g 升高到贮存后的
2.9855 mgKOH/g,表现出油脂在贮存一年后,游离脂
肪酸和酸败产物增多,一般酸值 大于6的油脂不宜
食用[18]。影响油脂储藏稳定性的主要因素包括:包
装材料的透湿性、透光率、透气性,特别是透氧性。
根据对包装容器材料透氧、透湿和透光速率的试验结
果[19], 包装材料的选择顺序为:金属容器>有色琥
珀玻璃容器>一般燧石玻璃>塑料制品。试验中采用
的包装材料为塑料制品,有可能引发油脂在贮存过程
中发生酸败,进而导致酸值升高[20]。
油脂在5℃冰箱中贮存一年后,碘值由贮存前的
144.4618 gI2/100g降低为贮存后的124.0999 gI2/100g。
碘值是鉴别油脂的一个重要常数,碘值高,则不饱和
双键多,油脂容易被氧化而引起酸败变质。贮存时应
尽可能采用填充惰性气体或添加一定量的抗氧化剂在
低温下贮藏,以避免不饱和脂肪酸的氧化酸败[21~23]。
油脂在5℃冰箱中贮存一年后,皂化值差异不显
著。皂化值的高低能反映油脂熔点高低,还能反映油
脂平均分子量大小 [24,25]。
根据王肇慈等人对食用植物油280℃加热试验后
油色变深、絮状物析出的研究,发现磷脂含量在0.1%
以下时,280℃加热试验无絮状析出物析出或只有微量
絮状析出物,而磷脂含量在0.1%以上时,280℃加热
试验有大量絮状析出物析出,并且油色加深[26]。磷脂
在保存时会发生自然水化现象,并产生大量的油脂沉
淀,使油脂的质量下降,并且在煎制时,磷脂会产生
大量泡沫,并焦化结成黑褐色沉淀物,影响食用油脂的
质量和使用。在对比加热试验中,贮存前的油脂油色无
变化,无析出物;贮存后的油脂,出现了油色变深、有
深黄色析出物的现象,说明油脂在贮存过程中,产生了
大量的磷脂,导致油脂质量严重下降[27,28] 。
根据试验得出的数据及现象,经过以上的分析讨
论,得出油脂在贮存过程中,会发生一系列变质反
应,必须采取恰当的措施来防止油脂酸败及变质。
4 小结
飞廉种子含油率较高,种子在-30℃冰柜中贮存一
年后测得的含油率为38.05%,比贮存前测得的30.30%
多了7.75个百分点。
飞廉种子油脂在5℃冰箱中贮存一年后,水分及
挥发物含量降低了 1.5239 个百分点,酸值升高了
1.1018 mgKOH/g,碘值降低了20.3619 gI2/100g,皂化
值降低了13.9546 mgKOH/g,在加热试验中,也表现
出了一定的变质反应。故油脂在贮存过程中,应采取
合理的措施。
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Comparison on Physical and Chemical Properties of Carduus nutans Seed Oil for before and after Stored
YAO Chao,GAN You-min*,FENG Guo-ying,TAN Jian-rong,REN Yan,WANG Chao
(Sichuan Agricultural University ,Ya’an 625014,China)
Abstract: Carduus nutans seed which has a rich oil content is an important potential energy. Comparison on
physical and chemical properties of before and after stored Carduus nutans seed oil in this research will provide the
basis data for reasonable storage. Using the Carduus nutans seeds collected in July 2009 as the research object, then
extracted the seed oil in October 2009 and October 2010.Then setted-out both of their physical and chemical properties,
which included water and volatile matter, acid value, iodine value, saponification value and the heatingtest of the oil.
Determination results in the fatty oil content of seeds were as follows: 30.30% in 2009, 38.05% in 2010. Meanwhile, the
physical and chemical properties of the seed oil were changed after one year’storage. The consequences followed from
this: water and volatile matter reduced by 1.5239 percentage point, acid value increased 1.1018 mgKOH/g, iodine value
reduced 20.3619gI2/100g, saponification value reduced 13.9546 mgKOH/g, and in the heating test there were some
phenomenon shows that the oil stored for one year had a few metamorphic reation. So, when oil is been stored , there
should be some measures to take for its quality.
Key words : Storage in 5℃ temperature; Carduus Nutans seeds;Fatty oil;Physical and chemical properties
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