水酶法提取石榴籽油脂肪酸組成與氧化穩(wěn)定性分析

苗利利，夏徳水，高麗娜，鄭戰(zhàn)偉，仇農(nóng)學(xué)

陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，西安710062

水酶法提取石榴籽油脂肪酸組成與氧化穩(wěn)定性分析

苗利利，夏徳水，高麗娜，鄭戰(zhàn)偉，仇農(nóng)學(xué)*

陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，西安710062

通過氣相色譜-質(zhì)譜法分析了水酶法提取的石榴籽油的脂肪酸組成。結(jié)果表明:石榴籽油含有豐富的不飽和脂肪酸，總不飽和脂肪酸含量達(dá)94%以上。采用Schall烘箱法，以過氧化值(POV)為參考指標(biāo)，研究了光線、溫度及抗氧化劑對石榴籽油氧化穩(wěn)定性能的影響。結(jié)果表明，溫度、光線對石榴籽油的氧化過程都有影響，溫度的影響更為顯著;叔丁基對苯二酚(TBHQ)對石榴籽油具有良好的抗氧化效果，并與抗壞血酸(VC)具有較好的協(xié)同增效作用;生育酚(VE)和沒食子酸丙酯(PG)對石榴籽油無顯著抗氧化作用。

石榴籽油;脂肪酸組成;抗氧化性

石榴(Punica granatum L.)又名安石榴、若榴、丹榴、天漿及金罌等，屬于石榴科石榴屬落葉灌木或者小喬木，我國南北各地均有種植，分布廣泛。石榴是生食鮮果，也是傳統(tǒng)中藥的重要來源。石榴籽油因其特殊的脂肪酸組成，越來越受到人們的重視，研究表明石榴籽油具有很高的營養(yǎng)及醫(yī)療保健價值［1-3］。

石榴籽油中含有豐富的不飽和脂肪酸，含量在90%以上［4］，而不飽和脂肪酸的富集使油脂在加工、儲藏和使用過程中易受空氣、光照、酶及金屬離子等的作用，發(fā)生自動氧化反應(yīng)，導(dǎo)致酸敗變質(zhì)。因此，在石榴籽油的加工及貯藏過程中，防止不飽和脂肪酸的自動氧化進(jìn)程將是保證油脂品質(zhì)一個不容忽視的問題。為延緩石榴籽油自動氧化進(jìn)程，提高其保存期，本文在分析石榴籽油脂肪酸組成的基礎(chǔ)上，研究了它的抗氧化性能，預(yù)測其貨價壽命，以期為石榴籽油的加工、應(yīng)用及深度開發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料、儀器、試劑

1.1.1 試驗原材料

石榴籽取自陜西恒興果汁飲料有限公司(產(chǎn)地為陜西臨潼)，挑選、去除雜物，洗凈、晾干，粉碎后40目篩，制成石榴籽粉，低溫避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.1.2 試驗儀器及試劑

DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器:鞏義市英峪予華儀器廠;KDF-2311型多功能食品粉碎機(jī):天津市康達(dá)電器公司;TDL-4型離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠;QP2010型氣相色譜-質(zhì)譜儀:日本島津公司，色譜柱為30 m×0.25 mm×0.25 μm的毛細(xì)管柱，內(nèi)涂SE-54;滴定裝置等。

1.2 實驗方法

1.2.1 石榴籽油水酶法提?。?］

準(zhǔn)確稱取100.0 g粉碎的石榴籽粉，裝入燒杯中，用pH=10的緩沖液調(diào)節(jié)pH到8.0，100℃滅酶5 min，降溫至50℃，然后加入2%Alcalase蛋白酶(mL/g)在50℃進(jìn)行酶解，酶解3 h后在3500轉(zhuǎn)/分離心20 min，分離清油，得到的石榴籽油在105℃下干燥至恒重。

1.2.2 過氧化值(POV)的測定

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5538-1995。

1.2.3 GC-MS分析條件

采用日本島津公司QP2010型氣相色譜-質(zhì)譜儀進(jìn)行分析，色譜柱為30 m×0.25 mm×0.25 μm的毛細(xì)管柱，內(nèi)涂SE-54。

1.2.4 甲酯化方法［6］

稱取約100 mg油樣，置于具塞試管中，加入1～2 mL石油醚(30～60℃)與苯(1∶1，V/V)的混合液，振搖使油脂溶解后，加入1～2 mL，0.4 mol/L的KOH-甲醇溶液，混勻后在室溫下靜置5～10 min，再加入12 mL水，靜置取上層溶液，進(jìn)行色譜分析。

1.2.5 氣相色譜-質(zhì)譜分析條件

1.2.6 溫度、光線對石榴籽油氧化穩(wěn)定性的影響

分別稱取100.0 g石榴籽油置于250 mL燒杯中，于(62±1)℃避光、室溫(25～30℃)見光和避光三種條件下存放，每隔3 d測油樣的過氧化值(POV)，研究溫度、光線對石榴籽油穩(wěn)定性的影響。

1.2.7 抗氧化劑對石榴籽油氧化穩(wěn)定性的影響

選用VE、PG(沒食子酸丙酯)、TBHQ(叔丁基對苯二酚)為抗氧化劑，研究其對石榴籽油氧化穩(wěn)定性的影響。

采用Schall烘箱法，以不添加抗氧化劑的油樣為空白對照，將分別在100.0 g的石榴籽油中分別加入VE、PG(沒食子酸丙酯)、TBHQ(叔丁基對苯二酚)。添加量分別為0.02%，以VC為增效劑，置于(62±1)℃的數(shù)顯恒溫干燥器中，每隔3 d測定油樣的過氧化值(POV)，研究不同抗氧化劑對石榴籽油抗氧化性能的影響。按國際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，油脂的過氧化值上限為10 meq/kg，根據(jù)Arrhenius經(jīng)驗公式，烘箱法中油脂存放1 d相當(dāng)于20℃條件下貯藏1個月。由Schall耐熱實驗可以得出石榴籽油在(62 ±1)℃條件下過氧化值達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值所需的貯藏時間，據(jù)此可推得石榴籽油在20℃條件下的預(yù)期貯藏時間，即為石榴籽油的預(yù)期貨架壽命。

2 結(jié)果與分析

2.1 石榴籽油的脂肪酸組成分析

資料顯示［7］，石榴酸為石榴籽油的主要成分，含量在50%以上。通過質(zhì)譜分析所得石榴籽油組分的譜圖見圖1，水酶法提取的石榴籽油鑒定出8種脂肪酸成分，結(jié)果見表1。

如表1所示，石榴籽油脂肪酸組成為:石榴酸82.314%、亞油酸4.881%、油酸4.188%、棕櫚酸2.231%、硬脂酸1.813%、二十碳三烯酸2.569%等;與超聲波輔助提取的石榴籽油的GC-MS分析結(jié)果［8］(石榴酸58.68%、二十碳三烯酸15.02%、亞油酸6.06%、油酸6.46%、棕櫚酸2.81%、二十碳烯酸1.23%等)相差較大，尤其是石榴酸含量;另外，由圖1所示，石榴酸峰型不對稱。石榴酸為(9-cis，11-tran，13-cis)-十八碳三烯酸，有研究表明，除石榴酸外，石榴籽油中可能同時存在其他構(gòu)型異構(gòu)體，如α-桐酸［(9-cis，11-tran，13-tran)-十八碳三烯酸］，β-桐酸［(9-tran，11-tran，13-tran)-十八碳三烯酸］等，但石榴酸占絕大多數(shù)。這些異構(gòu)體的雙鍵位置都相同，只是構(gòu)型不同，并且在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)化，這也使GC-MS上石榴酸的峰型呈現(xiàn)不對稱的特點［9］。

圖1 石榴籽油的色譜圖Fig.1 Gas chromatography spectrum of pomegranate seeds oil

水酶法提取石榴籽油出油率為20.77%，而索式提取法的出油率25.10%，超聲波及微波輔助提取石榴籽油的出油率分別為 23.53%和 20.93%［10］。水酶法提油工藝設(shè)備簡單、操作安全，處理條件溫和，能夠盡可能保存營養(yǎng)物質(zhì);而且游離油得率較高，可以得到無有機(jī)溶劑殘留的可直接食用的油脂;能耗低，污染少，廢水中BOD(生化需氧量)與COD(化學(xué)需氧量)值較低，整個工藝安全可行，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，具有廣闊的市場前景。

表1 石榴籽油脂肪酸組成Table 1 Fatty acid components of pomegranate seeds oil

2.2 石榴籽油抗氧化穩(wěn)定性研究

2.2.1 溫度、光線對石榴籽油氧化穩(wěn)定性的影響

油脂在貯藏期間，由于受到光、熱、空氣中的氧，以及油脂中的水和酶的作用，常會發(fā)生一些化學(xué)、生物等復(fù)雜變化，不僅營養(yǎng)價值降低，而且引起酸敗，最終變質(zhì)腐敗。因此，石榴籽油的抗氧化問題是一個重要的研究內(nèi)容。將石榴籽油在烘箱(62±1)℃條件下避光、室溫見光和室溫避光條件下存放，測定過氧化值(POV)的變化，結(jié)果見圖2。

由圖2可以看出，在各處理條件下，石榴籽油的過氧化值隨著時間的延長而升高。烘箱(62±1)℃避光條件下POV急劇升高，而室溫見光和室溫避光條件下POV均一直保持在較低的水平。在烘箱避光條件下，石榴籽油的POV急劇升高，27 d即由起始值升至11.31 meq/kg，超過國際衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，溫度對石榴籽油的存放影響較大。由圖2可見，室溫見光條件下POV上升幅度低，30 d后POV為2.19 meq/kg;同時室溫避光條件下POV處理30 d后仍只上升至到1.39 meq/kg，這兩種條件下存放的石榴籽油POV都遠(yuǎn)低于國際衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。在氧化初期，石榴籽油POV值的變化速率緩慢，其原因可能是提取的石榴籽油含有一定量的VE，起到一定的抗氧化作用，同時油脂氧化尚處于誘導(dǎo)階段，因此氧化的速率較慢。從圖可見溫度、光線均可加速石榴籽油的氧化，且溫度的影響遠(yuǎn)大于光線。因此，較低溫度和避光保存是重要的措施之一。降低石榴籽油氧化速率和延長貯藏時間的最主要措施就是低溫，另外避光保存也是重要措施之一。

圖2 溫度、光線對石榴籽油氧化穩(wěn)定性的影響Fig.2 The effects on oxidation stability of pomegranate seed oil by temperature and light

2.2.2 抗氧化劑對石榴籽油氧化穩(wěn)定性的影響

不飽和脂肪酸含量較高的油脂極易氧化酸敗，提高其抗氧化性能的措施主要有改善提取工藝條件、使用脫氧劑或抗氧化劑、低溫密閉貯藏以及采用微膠囊包埋技術(shù)進(jìn)行處理等。在油脂保存過程中添加抗氧化劑是一種既簡單又比較經(jīng)濟(jì)的方法。本試驗選用VE、TBHQ、PG三種抗氧化劑，研究其對石榴籽油的抗氧化效果。VC本身并無抗氧化性，但由于VC具有較強(qiáng)的還原性，可捕獲過氧化自由基，阻斷自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而能夠抑制油脂氧化酸敗。因此，VC可用作多種油脂抗氧化劑的增效劑。

圖3 抗氧化劑對石榴籽油POV影響Fig.3 The effects on POV of pomegranate seed oil by antioxidant

由圖3可見，石榴籽油在烘箱加速氧化試驗中POV隨著存放時間的延長而升高，添加抗氧化劑后，石榴籽油的POV升高受到抑制，這種作用隨著時間的延長表現(xiàn)得更加明顯，且隨著抗氧化劑的不同而存在顯著差異。可以發(fā)現(xiàn)，在(62±1)℃條件下，VE、TBHQ和PG試驗組的POV均低于空白對照組，尤其是TBHQ組的POV與空白對照組的差異顯著，是比較理想的抗氧化劑。VE是一種公認(rèn)的抗氧化劑，但其對植物油的抗氧化效果表現(xiàn)不一，如果油脂中VE含量低，添加VE后則抗氧化效果顯著。本試驗中可能是石榴籽油中VE含量比較豐富，所以VE對其抗氧化效果不明顯。PG對石榴籽油的抗氧化效果也不如TBHQ。對于這三種抗氧化劑的抗氧化效果強(qiáng)弱順序依次為:TBHQ＞PG＞VE。由圖3可以看出，VC對三種抗氧化劑均有良好的協(xié)調(diào)作用，對TBHQ的抗氧化協(xié)同作用最強(qiáng)，0.2 g/kg TBHQ+0.1 g/kg VC能將杏仁油的貯藏期從27個月延長到40個月以上，是良好的抗氧化劑及增效劑。

3 結(jié)論

3.1 氣相-質(zhì)譜分析石榴籽油組分的譜圖顯示，水酶法提取的石榴籽油主要脂肪酸組成有8種，分別為:石榴酸 82.314%、亞油酸 4.881%、油酸4.188%、棕櫚酸2.231%、硬脂酸1.813%、花生酸2.569%等，不飽和脂肪酸含量達(dá)94%。

3.2 根據(jù)Arrhenius經(jīng)驗公式，Schaal烘箱法中油脂存放的1 d相當(dāng)于20℃條件下貯藏1個月的貨架壽命，計算貨架壽命以pov值低于10來計算。溫度對石榴籽油的氧化作用比較明顯，光線對石榴籽油氧化作用的影響不大。所以，室溫條件下無論見光或者避光，石榴籽油放置3年其過氧化值仍低于2.0 meq/kg，具有很好的氧化穩(wěn)定性。

3.3 添加抗氧化劑可明顯提高石榴籽油的貯藏穩(wěn)定性，隨著存放時間的延長，效果愈顯著。VE和PG對石榴籽油抗氧化效果不大顯著，TBHQ對石榴籽油表現(xiàn)出顯著的抗氧化效果。VC是TBHQ的有效增效劑，200 mg/kg TBHQ+100 mg/kg VC作為石榴籽油的抗氧化劑，可使石榴籽油的貯藏期從27個月延長到40個月以上，抗氧化效果顯著。

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Analysis of Fatty Acid Composition and Antioxidation Stability of Pomegranate Seeds Oil Extracting by Aqueous Enzymatic

MIAO Li-li，XIA De-shui，GAO Li-na，ZHENG Zhan-wei，QIU Nong-xue*
College of Food Engineering and Nutrition Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China

The fatty acid compositions of pomegranate seeds oil extracting by aqueous enzymatic were analyzed by GCMS.The results showed that pomegranate seeds oil contained substantial unsaturated fatty acid，and the total amount of unsaturated fatty acid reaches 94%.The effects of temperature，light，and several antioxidants on the antioxidation of pomegranate seeds oil were investigated by Schall experiment in reference to peroxide value(POV).The results showed that the antioxidation of the oil was affected by temperature and light，and the effect of temperature was dominant.TBHQ possessed good antioxidation and had satisfactorysynergistic effect with VC.VEand PG had no significant antioxidation on pomegranate seeds oil.

pomegranate seeds oil;fatty acid composition;antioxidation

1001-6880(2011)06-1156-04

2010-06-09 接受日期:2010-09-26

國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目(091071839)

*通訊作者 Tel:86-29-85310517;E-mail:nongxueq@snnu.edu.cn

Q946.81

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