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河南省核桃仁及核桃油组成成分分析的研究



全 文 :CEREALS AND OILS PROCESSING
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2009 年第 8 期
粮油加工
河南省核桃仁及核桃油组成成分分析的研究
王予沁 1 李桂华 2 张 文 2 李 敏 1
(1.郑州市粮食科学研究所 2.河南工业大学粮油食品学院)
【摘要】 本文测定了河南省核桃仁中粗脂肪含量为 71.4%、 粗蛋白为 13.3%、 粗纤维为 2.4%;
气相色谱法测定了制取的核桃油中脂肪酸组成成分, 组成中不饱和脂肪酸含量 90%以上, 其中油
酸 20.3%、 亚油酸 61.0%、 亚麻酸 10.6%; 采用胰脂酶水解方法分析了核桃油的 Sn-2 脂肪酸组
成; 组成中亚油酸、 油酸、 亚麻酸含量 96%以上; 高效液相色谱法测定了核桃油中维生素 E 含
量 87.24mg / 100g; 氧化稳定性仪 (Rancimat) 测定核桃油的氧化稳定性为 120℃, 0.5h; 还测定
了核桃油的色泽、 折光指数、 密度、 酸值、 碘值、 过氧化值、 皂化值及不皂化物含量等理化特性
指标; 脱油后核桃饼粗蛋白为 45.7%。 结果表明, 核桃仁是一种极具开发利用价值的油料, 其油
脂具重要的生理功能作用。
【关键词】 核桃仁; 核桃油; 理化性质; 脂肪酸组成; 维生素 E
中图分类号: TS 211 文献标识码: A 文章编号: 1673-7199(2009)08-0047-04
核桃别名胡桃, 属胡桃科, 是我国重要的经济树
种之一。 核桃在我国有着悠久的栽培历史, 栽培面积
和株数均居世界首位, 核桃仁资源极为丰富, 年产量
已达 20 多万 t。 核桃由壳、 隔膜和核桃仁等组成。 核
桃仁含有 13%~18%的蛋白质, 含油 40%~80%, 其中亚
油酸为 50%~60%, 亚麻酸约 10%, 对降低人体血清蛋
白中的胆固醇、 防止动脉粥样硬化和血栓的及防止脑衰
老, 预防心脑血管等方面的疾病具有积极的作用。
为充分开发利用核桃仁宝贵资源, 本文对河南省
的核桃仁进行分析, 测定了核桃仁中脂肪、 蛋白质及
糖类成分的含量, 并用气相色谱、 液相色谱等方法测
定了核桃油脂肪酸组成成分、 Sn-2位脂肪酸组成分布,
维生素 E 含量和氧化稳定特性, 采用物理、 化学方法
测定了核桃油的黏度、 酸值、 色度、 碘值、 过氧化值、
皂化值及不皂化物等理化指标和常数等。
1 材料与方法
1.1 原料来源
核桃仁: 购买郑州市场上市售河南省的带皮果实,
剥壳后得到核桃仁。
1.2 试剂与仪器装置
1.2.1 试剂
95%乙醇、 乙醚、 石油醚、 氢氧化钾、 盐酸、 邻苯
二甲酸氢钾、 硫代硫酸纳、 碘化钾、 三氯甲烷、 冰乙
酸、 三氯化碘、 正己烷 (色谱纯)、 中性氧化铝、 甲醇
钠等试剂均为分析纯。
1.2.2 仪器与装置
索氏抽提装置、 凯氏定氮装置、 比重瓶 (带毛细
管), 酸、 碱式滴定管, 层析柱等。 WSL-1 罗维朋比色
仪、 73-0912 阿贝折光仪、 小型压榨机、 DZF-6065 真
空干燥器、 2010 型气相色谱仪、 LC-10 型高压液相色
谱仪、 SHZ-D (Ⅲ) 循环水真空泵、 BS21OS 分析天平
(感量 0.000 1g)、 FW80粉碎机、 743 Rancimat。
1.3 核桃仁油和脱油核桃粉的制备
1.3.1 索氏法提油
试样研磨成粉后, 转入滤纸筒内, 将盛有试样的
滤纸筒置于抽提筒内, 注入无水乙醚, 装冷凝管与抽
提筒, 打开冷凝管进水, 开始加热抽提 10h, 取出滤纸
筒, 回收溶剂至底瓶中乙醚基本蒸完 , 将底瓶置入
75℃真空烘箱, 烘 60min, 得到核桃油。
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1.3.2 压榨法制油
将核桃仁粉碎成一定细度放入小型压榨机榨堂内,
盖好盖子, 通过外力作用使榨堂的体积逐渐减小, 核
桃仁在压力作用下, 细胞破裂, 油脂从小型液压机的
筛状孔面流出, 压榨后的油进行过滤即为核桃油。
1.4 分析测定的方法
1.4.1 核桃仁分析
(1) 水分及挥发物测定。 核桃仁中水分含量的测
定, 采用 GB 5497-85方法测定。
(2) 粗脂肪的测定。 核桃仁粗脂肪的测定, 采用
国标 GB / T 14488.1-1993方法。
(3) 粗蛋白质的测定。 核桃仁粗蛋白的测定, 采
用 GB / T 14489.2-1993方法。
(4) 粗纤维含量的测定。 采用重量法测定其含量。
即核桃仁经粉碎、 脱脂后, 用标准浓度的硫酸溶液煮
沸, 分离并冲洗不溶的残渣, 然后用标准浓度的氢氧
化钠溶液煮沸残渣, 最后分离、 冲洗、 干燥和称重,
并扣除灰分质量。
1.4.2 核桃油理化指标的测定
色度按 GB / T 5525-1985 方法 ; 折光指数 (n20)
按 GB / T 5527-1985 方法测定 ; 密度 (比重法 ) 按
GB / T 5526-1985 方法测定; 黏度按 GB / T 21623-2008
方法测定; 酸值按 GB / T 5530-1998 方法测定; 碘值按
GB/T 5532-1995方法测定; 过氧化值按 GB/T 5538-1995
方法测定; 皂化值按 GB / T 5534-1995 方法测定; 不皂
化物按 GB / T 5535-1985方法测定。
1.4.3 核桃油脂肪酸组成分析
(1) 分析条件。 检测器: FID; 毛细管柱: SGE 石
英毛 细 管 柱 ( 100m ×0.25mm) ID -BP ×70; 柱 温 :
180℃, 检测器: 230℃; H2流速: 47mL / min, 空气流
速: 400mL / min, 载气流量 1mL / min。
(2) 分析的方法。 定性: 根据各脂肪酸成分的保
留时间; 定量: 按校正峰面积归一化法。
1.4.4 核桃油甲酯化方法
因制取的核桃油酸值≤2, 故试验采用简易甲酯化
法。 取 20mg 左右油样溶于 2.5mL 正己烷中。 加入 1mL
0.5mol / L 甲醇钠溶液, 室温下轻摇 5min。 然后加入少
量无水硫酸钠, 静置 1h 后, 于 2 000~3 000r / min 离心
2~3min, 上层清液用于 GC分析。
1.4.5 核桃油的 sn-2位脂肪酸分布
采用胰脂酶水解技术分析 sn-2位脂肪酸组成, 并利
用 1,3-随机-2-随机分布学说计算甘三脂的构成及含量。
(1) 中性油的制备: 15g 中性氧化铝中加入 50mL
正几烷, 摇匀均匀装入色谱柱中。 当柱子中的溶剂高于
氧化铝固相表面 1~2mm时, 缓缓将溶于 25mL正几烷的
5g油样倒入柱子中, 分离, 用圆底烧瓶收集中性油。
(2) 薄层板的制备: 称取 30g硅胶 G于具塞三角瓶
中加入 60mL蒸馏水, 塞紧塞子, 猛烈摇匀 1min将混匀
的浆状物用涂布器均匀地涂于玻璃板上 , 厚度为
0.25mm。 将涂好的薄层板放置 15min后置于烘箱中 (110±
2℃) 烘 2h。 烘干后取出在干燥器中冷却至室温, 备用。
(3) 胰脂酶水解。 称取 0.1g中性油于 10mL离心管
仲, 加入 20mg胰脂酶积 2mL缓冲溶液, 摇匀。 在加入
0.5mL 胆酸钠溶液及 0.2mL 氯化钙溶液, 摇匀后置于
(40±0.5℃) 恒温水域中保温 1min, 取出离心管, 采用
振荡器震荡 2min, 再加入 1mL 乙醚及 1mL 盐酸溶液强
烈震荡, 离心分离, 分层, 备用。
(4) 薄层色谱分离甘一酯。 用注射器抽取离心管
中的上清液, 在薄层板底端 1.5cm处点样, 将点样的薄
层板放入具展开剂的展开槽中展开, 待展开至薄层板
另一端 1cm处取出薄层板。
(5) 气相色谱分析脂肪酸 sn-2 位甘一酯。 展开后
的薄层板经显色确定甘一酯组分后, 将薄层板上 sn-2
位甘一酯的谱带刮出, 装入试管中, 用正己烷将甘一
酯萃取出来, 得到的甘一酯进行甲脂化, 再用气相色
谱分析脂肪酸组成。
1.4.6 核桃油中维生素 E含量的分析
分析条件 : 检测器 : 荧光检测器 , 激发波长 :
298nm, 发射波长: 325nm; 色谱柱: 特 NH2柱 (250×
4.6mm, 5μm); 流动相: 正己烷-异丙醇 (98: 2 v / v);
流速: 1m / min; 进样量: 5μL。
分析方法: 精密称取 0.3~0.4g 油样置于 10mL 容量
瓶当中, 并用正己烷 (色谱纯) 定容, 摇匀后用微量
进样器取 20μg注入液相色谱仪进行分析。
定性分析: 用生育酚标样的保留时间定性。
定量分析: 用外标法定量。 即根据核桃油测定的
生育酚峰面积在标准曲线上查其含量。
1.4.7 核桃油的氧化稳定性测定
试验采用 743Rancimat 油脂氧化稳定测定仪测定样
品氧化稳定性。 其原理为油脂样品在恒温下, 向油脂
中恒定速率通干燥空气, 油脂中易氧化的物质被氧化
成小分子易挥发的酸, 挥发的酸被空气带入盛水的电
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表 4 核桃油 Sn-2 位脂肪酸组成分析 (%)
Sn-2 脂肪酸 C16∶0 C18∶1 C18∶2 C18∶3
含量 (%) 3.15 36.94 55.53 4.38
表 3 核桃油脂肪酸组成 (%)
脂肪酸 C16∶0 C18∶0 C18∶1 C18∶2 C18∶3
含量 (%) 4.93 2.19 20.33 61.02 10.58表 1 核桃仁原料成分含量的测定
组分 水分 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维
含量 (%) 2.8 13.3 71.4 2.4
表 2 核桃油理化特性指标
名称 浸出核桃油 压榨核桃油
密度 (20℃) - 0.893 3 kg / L
折光指数 (20℃) 1.470 2 1.469 2
罗维朋比色计法(1 寸槽) 黄 10 红 0.4 黄 10 红 0.1
酸值[(KOH) / (mg / g)] 0.35 0.20
碘值 (g / 100g) 155.2 149.9
皂化值 (mg / g) 178.7 187.3
过氧化值 7.1 5.3
不皂化物含量 (%) 1.52 1.6%
导率测量池中, 在线测量测量池中的电导率, 记录电导
率对反应时间的氧化曲线, 对曲线求二阶导数, 从而测
出样品的诱导时间。 分析条件如下: 样品用量: 3.0g;
温度范围: 50~220℃, 步长设定 1℃; 加热由 20℃至
110℃: 约 45min; 空气范围: 7~25L / h; 电导范围: 0~
500μs / cm。
2 结果与讨论
2.1 核桃仁组分的分析
试验对核桃仁的粗蛋白、 粗脂肪及粗纤维的含量进
行了测定, 测定结果见表 1。
由表 1可知: 核桃仁的含油量大于 70%, 属于高含
油料, 比花生、 葵花籽、 大豆等含油量要高的多, 是一
种很好的油料资源。
2.2 核桃油的理化指标和特性常数分析
剥壳得到的核桃仁采用压榨和索氏抽取法制取的核
桃油, 按照国标方法测定其理、 化学指标和特性常数,
结果见表 2。
由表 2可知: 压榨和浸出的核桃油在理化指标上的
差异不是很大, 压榨的核桃油比浸出核桃油的色度浅,
呈金黄色, 透明度好; 酸值均小于 0.4, 压榨核桃油的
皂化值为也低于浸出核桃油; 压榨和浸出核桃油的碘值
在 170 以下, 核桃油的不皂化物含量低于 1.6%, 理化
指标表明, 核桃油属于干性油, 是很好的食用油脂。
2.3 核桃油脂肪酸组成分析
采用气相色谱法对核桃油脂肪酸组成成分进行测定
分析, 核桃油的脂肪酸组成成分和含量结果如图 1和表
3所示。
表 3 测定结果表明: 核桃油的不饱和脂肪酸含量
为 90%以上, 棕榈酸 (C16∶0)、 硬脂酸 (C18∶0) 含量较
低, 油酸 (C18∶1)、 亚油酸 (C18∶2)、 亚麻酸 (C18∶3) 含量
较高, 其中必需脂肪酸亚油酸、 亚麻酸含量达 70%以
上, 亚油酸(w-6) /亚麻酸(w-3) 的比率为 6∶1, 合符
人体对食用油脂脂肪酸成分平衡要求, 对人们防治心
肌梗死、 动脉粥样硬化、 冠状动脉硬化和血栓的形成
具有积极的作用。
2.4 核桃油 Sn-2位脂肪酸分析
采用胰脂酶水解方法制得的 β-甘一酯, 经气相色
谱测定核桃油的 Sn-2 位脂肪酸分布, 核桃油的 Sn-2
位脂肪酸组成分析结果如图 2 所示, 各不同脂肪酸含
量见表 4。
由表 4 可知: 核桃油 Sn-2 位脂肪酸以油酸和亚油
酸为主, 占到 90%以上, 分布较为集中。 通过 Sn-2 位
脂肪酸的分析, 根据 1,3-随机-2-随机分布学说可以算
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表 5 核桃油立体专一分布 (%)
位置 C16∶0 C18∶1 C18∶2 C18∶3
Sn-1 5.82 12.03 63.77 13.68
Sn-2 3.15 36.94 55.53 4.38
Sn-3 5.82 12.03 63.77 13.68
表 6 核桃油中甘三酯组成分析 (%)
名称 OOO %LOL %LLL %LLnL % LnLLn
含量 1.06 30.04 45.16 3.56 2.08
注: O∶油酸 (C18∶1)、 L∶亚油酸 (C18∶2)、 Ln∶亚麻酸 (C18∶3)。
表 7 核桃油维生素 E 含量 (mg / 100g)
名称 α-含量 γ-含量 δ-含量 总量 (mg / 100g)
核桃仁油 14.77 72.23 1.24 88.24
出核桃油 Sn-1、 Sn-2、 Sn-3 位脂肪酸的分布情况, 结
果见表 5。
根据 Sn-1 位、 Sn-2 位及 Sn-3 位脂肪酸组成的分
布, 可以计算出核桃油的甘三酯种类与含量, 核桃油
的主要几种甘三酯组成和含量见表 6。
由表 6 可知: 核桃仁油的甘三酯以 Sn-LLL、 Sn-
LOL及 Sn-LLnL形式存在。
2.5 核桃油维生素 E含量分析
维生素 E是防止油脂氧化酸败的天然的抗氧化剂。
试验采用高效液相色谱法测定核桃油中生育酚的含量,
色谱图如图 3 所示, 由外标法根据峰面积计算样品中
各生育酚的含量结果见表 7。
由表 7 可知: 核桃油中生育酚含量为 88mg / 100g,
主要为 α-生育酚和 γ-生育酚, δ-生育酚的含量很低。
2.6 核桃油氧化稳定性分析
试验采用 743Rancimat 油脂氧化稳定测定仪测定了
核桃油的氧化稳定性, 结果如图 4所示。
图 4 显示了电导率对反应时间的氧化曲线, 对曲
线求二阶导数, 从而测出样品的诱导时间。 由图知核
桃油在 120℃时的氧化诱导时间为 0.31h。
由此知核桃油氧化稳定性较差, 与其高不饱和脂
肪酸的含量 (90%以上) 有关。 尤其是核桃油中亚麻酸
的含量为 10.58%, 高于常见的花生、 芝麻、 葵花和棉
籽油, 为此要注意核桃油储藏期间的氧化酸败。
3 结论
(1) 试验测得核桃含油率在 70%以上, 属于高含
油料。 核桃油中不饱和脂肪酸含量达 90%以上, 其中
人体必须的脂肪酸亚油酸和亚麻酸含量分别为 60%和
10%, 与常见植物油相比, 核桃油的亚油酸 (w-6) 与
亚麻酸 (w-3) 的比率 6∶1, 合符人体对食用油脂脂肪
酸平衡要求。
(2) 由核桃油 Sn-2位脂肪酸分布表明: Sn-2位脂
肪酸主要为油酸、 亚油酸。 核桃油的甘三酯组成主要
以 Sn-LLL、 Sn-LOL的形式存在。
(3) 核桃仁油富含维生素 E, 为 88.02mg / 100g, 主
要为 α-生育酚和 γ-生育酚, 而 δ-生育酚的含量很低。
核桃油的 Rancimat测定结果表明, 在 120℃时抗氧化时
间为 0.31h, 说明核桃油的氧化稳定性差, 储藏时要注
意氧化酸败。
参 考 文 献
[1] 伍季, 章银良, 付有利. 核桃的综合开发现状与利用前景 [J] .
食品工业, 2006(2): 31~32.
[2] 万本屹, 董海洲, 李宏, 等 . 核桃油的特性及营养价值的研究
[J] . 西部粮油科技, 2006, 26 (5): 18~19.
[3] 周德权, 吴散. 脂肪氧化程度测定方法的评述 (I) . 中国油脂,
1998, 23 (3): 49~53.
[4] 李桂华 . 油料油脂检验与分析 [M] . 北京: 化学工业出版社,
2006.
收稿日期: 2009-03-06
作者简介: 王予沁 (1956—), 男, 山西沁县人, 工程师, 研究方向
为粮油品质分析。
通信地址: (450000) 郑州市二七区铭功路煤场北拐 97-2 号
50