全 文 : 冷榨湖南山核桃油的适度精炼与氧化稳定性研究
Moderate refine and oxidative stability of cold-pressed Carya hunanensis
Cheng et R. H. Chang oil
苗 苗 1 汪霞丽 2 易翠平 1 史秀兰 1 刘瑞兴 1
MIAO Miao1 WANG Xia-li2 YI Cui-ping1 SHI Xiu-lan1 LIU Rui-xing1
(1. 长沙理工大学化学与生物工程学院,湖南 长沙 410114;2. 湖南省食品质量监督检
验研究院,湖南 长沙 410111)
(1. Changsha University of Science and Technology, Changsha, Hunan 410114, China; 2. Hunan
Institute of Food Quality Supervision Inspection and Research, Changsha, Hunan 410111, China)
摘要:研究了适度精炼和添加抗氧化剂对冷榨山核桃油品质的影响。结果表明,冷榨山核
桃油的酸价偏高、色度偏黄;经过脱酸、脱色二步精炼处理,可得到酸价低于 3.0 mg KOH/g,
黄色值为 30 的油脂,达到 GB 22327—2008 标准要求。添加 0.02 g/100 g 植酸,山核桃油
可以保存 448 d 以上;其中的不饱和脂肪酸含量高达 86.74%。
关键词:山核桃;冷榨;油脂;适度精炼;氧化稳定性
Abstract: Moderate refining and antioxidant adding on the qualities of cold squeezing Carya
kernel oil was studied. Results indicated that the the acid value of cold squeezing Carya kernel oil
was a little higher and the color was more yellow than national standards; and the qualified oil
could be got after been deacidified and decolorized, that was, acid value lower than 3.0 mg
KOH/g and yellowness was 30. The storage time of the oil was 448 days after the 0.02% phytic
acid has been added, and its unsaturated fatty acid arrived to 86.74%.
Keywords: Carya hunanensis Cheng et R. H. Chang; cold squeezing; oil; moderate refining;
oxidative stability
湖南山核桃(Carya hunanensis Cheng et R. H. Chang)是分布于湖南、贵州、
广西一带的木本油料作物[1-2]。果仁含油率在中国四种山核桃中最高[2],主要以
油酸、亚油酸为主[1],因此适合作为食用油开发。研究表明,山核桃油可以采取
基金项目:湖南省科技特派员扶贫项目(编号:2014FJ4204)
作者简介:苗 苗,女,长沙理工大学在读本科生。
通讯作者:易翠平(1973-),女,长沙理工大学教授,博士。E-mail: 109823769@qq.com
网络出版时间:2016-09-06 11:22:17
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/43.1183.TS.20160906.1122.010.html
冷榨[3]、超临界[4]、萃取[5]、水酶法[6]等不同方法制备,其中沈建福等[3]报道了
冷榨山核桃油的理化性质及 TBHQ+迷迭香提取可以增强山核桃油的氧化稳定
性。当然,油脂抗氧化剂品种较多,不同抗氧化剂对不同油脂的抗氧化效果并
不完全相同[7-8];同时沈建福等[3]的研究结果表明,仅采用冷榨法得到的山核桃
油的色度较 GB/T 22327—2008 标准限值偏高。因此,本研究拟通过适度精炼的
方式降低冷榨山核桃油的色度,同时探究天然抗氧化剂植酸对湖南山核桃油氧
化稳定性的影响,为冷榨山核桃油产品的品质提升提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
湖南山核桃:湖南四通食品科技有限责任公司;
脂肪酸标样(menhaden oil,PUFA-3):美国 Supelco 公司;
冰乙酸、环己烷、N-N-二甲基乙酰胺(DMA)等试剂均为分析纯;
榨油机:YXZJ-250 型,巩义宇峰机械公司;
气相色谱分析仪:GC-14C 型,日本岛津公司;
原子吸收分光光度计:岛津 AA-6800F,日本岛津公司;
循环水式真空泵:SHE-D(Ⅲ)型,巩义予华仪器有限责任公司;
罗维朋比色计:WSL-2 型,上海昕锐仪器仪表公司;
磁力搅拌器:HJ-1 型,天津市泰斯特仪器有限公司;
电子天平:CP114 型,奥豪斯仪器(上海)有限公司。
1.2 冷榨山核桃油的适度精炼
采用转速为 20 r/min,出油温度 53~54 ℃的榨油机压榨山核桃,离心(10
000 r/min,20 min)除杂得到冷榨山核桃油。为提升冷榨山核桃油品质对其进行
适度精炼,精炼工艺:
① 脱胶:山核桃油→加入 0.05% 磷酸(85 mL/100 mL)→85 ℃恒温水浴
30 min→离心(10 000 r/min,20 min)→脱胶山核桃油;
② 脱酸:山核桃油→加入 10% NaOH 溶液(理论碱+超碱量 1%)→40 ℃
恒温水浴 20 min→离心(10 000 r/min,20 min)→水洗 3 次→真空干燥(0.08 MPa,
60 ℃)30 min→脱酸山核桃油;
③ 脱色:山核桃油→加吸附剂(白土与活性炭质量比 9︰1)1 g/100
g→70 ℃恒温水浴 30 min→离心(10 000 r/min,20 min)→脱色山核桃油;
④ 脱臭:山核桃油→真空干燥(0.1 MPa,180 ℃)脱臭 40 min→精炼山核
桃油。
1.3 精炼山核桃油的贮藏稳定性研究
将精炼山核桃油,以及添加浓度为 0.02 g/100 g TBHQ 和 0.02,0.04,0.06
g/100 g 植酸的山核桃油样品放置于(65±1) ℃的恒温培养箱中进行加速氧化,
每隔 24 h 测定样品的过氧化值,至达到 GB 22327—2008 标准要求的过氧化值
临界点,折算冷榨山核桃油的贮藏时间。根据 Arrhenius 公式[9],加速氧化油脂
1 d 相当于 15 ℃实际贮藏 32 d。
1.4 山核桃油的品质分析
1.4.1 常规指标测定
(1) 酸价:按 GB/T 5530—2005 执行;
(2) 碘值:按 GB/T 5532—2008 执行;
(3) 皂化值:按 GB/T 5534—2008 执行;
(4) 折光指数:按 GB/T 5527—2010 执行;
(5) 相对密度:按 GB/T 5526—1985 执行;
(6) 色度:按 GB/T 22460—2008 执行;
(7) 水分及挥发物:按 GB/T 5528—2008 执行;
1.4.2 过氧化值的测定 称取山核桃油样 2~3 g 于碘量瓶。加入氯仿—冰乙酸
混合液,充分混合;再加入饱和碘化钾溶液,加塞摇匀,在暗处放置 3 min,加
入 50 mL 蒸馏水,充分混合后立即用 0.01 mol/L 硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅
黄色时,加淀粉指示剂 1 mL,继续滴定至蓝色消失为止。
1.4.3 脂肪酸分析 油样用甲醇—KOH 溶液甲酯化,静置分层后用气相色谱分
析,归一化法计算脂肪酸的含量。其中,气相色谱的工作条件为:Clarity 中文
色谱工作站;Supelco wax 10 毛细管柱(30 m×0.32 mm,0.25 µm),色谱柱采
用程序升温;FID 检测器;进样口温度 280 ℃、检测器温度 280 ℃。
1.5 数据分析
采用 Excel 2003 对数据进行显著性分析。
2 结果与讨论
2.1 适度精炼对冷榨山核桃油品质的影响
目前,核桃油的加工一般采用冷榨法,因此本研究首先对冷榨湖南山核桃
油的理化指标进行了测定(表 1)。结果表明,与 GB/T 22327—2008《核桃油》
标准比较,冷榨湖南山核桃油的水分、过氧化值、碘值、皂化值及折光指数都
较低,但酸价偏高、色度偏黄;因此可以考虑适度精炼,降低酸价、减淡黄色。
表 1 冷榨湖南山核桃油与 GB/T 22327—2008《核桃油》的理化指标对比
Table 1 A comparative study of physicochemical indexes between cold-pressed Carya hunanensis Cheng et R.
H. Chang oil and GB/T 22327—2008 Walnut oil
项目
水分
/%
酸价/(mg
KOH·g-1)
过氧化值
/(mmol·
kg-1)
碘值
/(10-2g
I· g-1)
皂化值
/(mg
KOH·g-1)
折光指数
20
Dn
色 度
黄 红
湖南山核桃油 0.10 3.2 1.20 92 188 1.47 50.0 3.0
GB/T 22327 ≤0.10 ≤3.0 ≤6.0 140~174 183~197
1.46~
1.48
≤30 ≤4.0
采用不同工艺对冷榨山核桃油进行精炼(表 2),结果表明随着精炼步骤的
增加,山核桃油的碘值变化不大,过氧化值上升较快。其中二步精炼后,黄色
值为 30、红色值为 1.9,酸价为 0.12 mg/g,达到 GB/T 22327—2008 标准范围(表
1),因此采用冷榨结合脱酸、脱色二步精炼的方法制备湖南山核桃油。
表 2 精炼工艺对湖南山核桃油主要理化指标的影响†
Table 2 Physicochemical indexes of cold-pressed Carya hunanensis Cheng et R. H. Chang oil
in different refined process
样品
酸价/(mg
KOH·g-1)
碘值/(10-2g I·g-1)
过氧化值
/(mmol·kg-1)
色度
黄 红
一步精炼油 2.04 98 4.74 55 2.6
二步精炼油 0.12 99 5.10 30 1.9
三步精炼油 3.00 99 6.72 30 2.0
四步精炼油 0.41 96 13.75 7 1.1
† 一步精炼为脱酸;二步精炼为脱酸、脱色;三步精炼为脱胶、脱酸、脱色;四步精炼为脱胶、脱酸、
脱色、脱臭。
2.2 抗氧化剂对冷榨山核桃油贮藏稳定性的影响
TBHQ 是目前最有效的油脂化学抗氧化剂,因此本研究选取 TBHQ 与天然
抗氧化剂植酸进行对照,比较二者对山核桃油的抗氧化效果。由图 1 可知,添
加 0.02 g/100 g TBHQ(极限值)比添加植酸的过氧化值低(P<0.01)。添加 0.06
g/100 g 植酸山核桃油的过氧化值比 0.02,0.04 g/100 g 植酸组的低,但高于 0.02
g/100 g TBHQ 组;推算添加 0.02 g/100 g TBHQ 山核桃油的保质期能从未添加抗
氧化剂油的 208 d 延长至 672 d,添加 0.02 g/100 g 植酸的山核桃油其保质期能从
未添加抗氧化剂油的 208 d 延长至 448 d,即添加 0.02 g/100 g 植酸山核桃油的已
达到食用油保质期为 12 个月要求。
图 1 植酸对湖南山核桃油的过氧化值影响
Figure 1 Phytic acid on the peroxide value of Carya hunanensis Cheng et R. H. Chang oil
2.3 湖南山核桃油的脂肪酸组成
湖南山核桃油的脂肪酸组成分析(表 3)表明该油脂主要是以油酸、亚油酸
为主的 7 种脂肪酸组成,其中油酸含量达 64.66%,亚油酸含量 22.08%,亚麻酸
含量 1.33%,不饱和脂肪酸总量高达 86 %以上。研究[10-11]报道,油酸具有降低
血液低密度脂蛋白和总胆固醇的作用,同时不影响高密度脂蛋白,可以提高低
密度脂蛋白的抗氧化能力,具有降低动脉粥样硬化形成的风险。亚油酸有降低
甘油三酸酯和血清胆固醇,抗脂肪肝、防止血栓形成及动脉粥样硬化等生理功
能[12]。此外,亚油酸还参与二十碳四烯酸、二十碳五烯酸以及人体前列腺素等
物质的合成[13]。
表 3 湖南山核桃油的脂肪酸分析
Table 3 Fatty acids of Carya hunanensis Cheng et R. H. Chang oil
峰号 化合物名称 含量/%
1 十四酸(肉豆蔻酸) 痕量
2 十六酸(软脂酸、棕榈酸) 5.33
3 十八酸(硬脂酸) 5.69
4 9-十六碳烯酸(棕榈油酸) 0.083
5 顺式-9-十八碳烯酸(顺式油酸) 64.66
6 9, 12-十八碳二烯酸(亚油酸) 22.08
7 亚麻酸 1.33
Σ饱和脂肪酸 11.02
Σ单不饱和脂肪酸 64.66
Σ多不饱和脂肪酸 22.08
Σ不饱和脂肪酸 86.74
3 结论
综上所述,湖南山核桃油是一种不饱和脂肪酸含量高达 86%的油脂,经冷
榨工艺,结合脱酸、脱色二步精炼法可以得到酸价和色度符合 GB/T 22327—2008
标准的核桃油;添加 0.02 g/100 g 植酸作为抗氧化剂,山核桃油可以保存 448 d
以上。至于二步精炼法对于山核桃油微量元素及风味等其它品质的影响尚需进
一步研究。
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