植物油中甾醇含量、存在形式及其在摻偽檢驗中的作用

金 俊 張俊輝 金青哲 馬曉軍

（江南大學(xué)食品學(xué)院1，無錫 214122）

（山東龍大植物油有限公司2，聊城 252000）

植物甾醇表示除動物甾醇（以膽甾醇為主）和菌類甾醇以外取自植物種子和組織中的甾醇［1－2］，是植物油不皂化物中的主要組分，在大宗油品中質(zhì)量分數(shù)約為 0.1% ～0.8%［1，3］。植物甾醇具有良好的生理效能［1－3］和較高的生物安全性［1，4］，因而廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品、飼料添加劑、印刷業(yè)等領(lǐng)域［2］。

在油脂工業(yè)中，植物甾醇作為鑒別油種或高檔油摻偽的特征指標已引起了眾多學(xué)者的關(guān)注。特別是在鑒定油脂摻偽時，僅依據(jù)甘三酯和脂肪酸組成的分析已不能滿足日益增多的摻偽油脂鑒定，而同時結(jié)合對甾醇等內(nèi)源性微量成分的分析，則起到了較好的效果［5－7］。

植物油中甾醇及其酯類含量豐富，且相對其他脂質(zhì)擁有較高的惰性、穩(wěn)定性以及在各植物油料中分布的專一性，使其具有鑒別摻偽油脂的能力［1，5］。由于精煉過程會造成甾醇的損失以及甾醇分布的變化［5］，從而干擾鑒定結(jié)果，因而一般的摻雜鑒定主要依據(jù)摻雜油天然所含的特征甾醇來實現(xiàn)。

本文綜述了常見植物油中所含的主要甾醇及其在精煉過程中所發(fā)生的變化，并分析了常見油種摻偽時的鑒定方法，以期為油脂的摻偽鑒定提供理論依據(jù)。

1 植物油中甾醇的種類和含量

1.1 植物甾醇的種類

植物甾醇廣義上分為4－無甲基甾醇、4－單甲基甾醇和4，4－雙甲基甾醇（即三萜醇）三大類，其命名與結(jié)構(gòu)如表1、圖1所示。

表1 主要植物甾醇的命名與結(jié)構(gòu)

圖1 植物油中主要甾醇的骨架和側(cè)鏈

表2 主要植物油中甾醇的含量［8］

1.2 植物甾醇的含量

植物油中大部分甾醇屬于4－無甲基甾醇，約占50%～97%［1］。除米糠油、小麥胚芽油等以外，多數(shù)植物油中4－單甲基甾醇和4，4－雙甲基甾醇只是微量存在［2，8］，分別約占 1～86 mg·（100 g油）－1和11～84 mg·（100 g油）－1［8］。主要植物油中甾醇含量詳見表2。

2 甾醇的存在形式及在精煉過程中的變化

2.1 甾醇存在的形式

甾醇通常以游離態(tài)和酯結(jié)合形式存在于植物油脂中［1］。酯結(jié)合態(tài)通過甾醇中3位羥基上的H被脂肪酰基或阿魏酸取代而形成，主要包括甾醇酯、甾醇糖苷、甾醇脂肪酸酯、甾醇咖啡酸脂等［3］。在常見植物油原料植物中：堅果、豆類以游離態(tài)甾醇居多，包括β－谷甾醇、菜油甾醇、麥角甾醇等；谷類則多含酯化型植物甾醇，包括β－甾醇阿魏酸酯、豆甾醇阿魏酸酯等［4］。部分植物油甾醇酯含量見表3。

表3 植物油甾醇酯含量概況［3，9－11］

在大宗型植物油中，玉米油、棉籽油和菜籽油甾醇酯含量豐富，Norcia等［10］研究表明玉米油中大部分甾醇被脂肪酸酯化。米糠毛油甾醇酯一般可達2000 mg·（100 g油）－1以上，主要是以環(huán)阿屯烷醇、環(huán)阿屯醇、24－亞甲基環(huán)阿屯烷醇、菜油甾醇與阿魏酸結(jié)合成γ－谷維素的形式存在［1，12］。此外，玉米胚芽油中阿魏酸酯也可達1 000～1 500 mg·（100 g油）－1［1］。

2.2 精煉對甾醇的影響

毛油精煉特別是堿煉、脫臭等工藝可造成約60%～80%的甾醇損失［13］，但對各游離甾醇的比例影響較小，由于精煉伴隨著選擇性脫?；蛘啧ソ粨Q作用，因而會使甾醇酯組成發(fā)生較為明顯的變化［14－15］。常見植物油在精煉過程中甾醇及甾醇酯的損失量見表4。

表4 常見植物油精煉過程中甾醇的損失［14，16－20］

由表4可知，物理精煉對甾醇的保留能力遠高于化學(xué)精煉?；瘜W(xué)精煉從堿煉開始，即會導(dǎo)致大量甾醇隨皂腳一起流失，能造成毛糠油中83%～95%谷維素的損失［16］。脫臭使游離甾醇蒸餾［15］的同時，還可能使其與脂肪酸酯化，約50%的甾醇會進入脫臭餾出物中［2，12］。脫色則主要通過白土作用造成甾醇的損失：①甾醇被白土吸附而流失［14］；②酸性黏土和高溫條件會催化甾醇的異構(gòu)化，可使Δ5－燕麥甾醇、藻巖甾醇以及其他擁有亞乙基側(cè)鏈甾醇發(fā)生異構(gòu)化［21］，其所涉及的二級、三級碳離子反應(yīng)機理如圖3所示。

圖3 Δ5－燕麥甾醇的酸催化異構(gòu)化［21］

精煉雖會造成植物油甾醇總量及組份的損失，但植物油的特征甾醇經(jīng)過精煉后仍以高量存在于該油品中，使其區(qū)分與其他油種，如菜籽油的菜籽甾醇，米糠油的γ－谷維素等。

3 甾醇用于植物油脂的鑒定

不法商販為了私利，會往橄欖油、茶籽油等貴的油中添加大豆油、棉籽油等廉價油，而一般通過檢測摻偽油中的特征甾醇，可簡便地鑒定出是否摻偽，詳見表5。

表5 部分植物油鑒定中甾醇成分的運用［8，22，23］

初榨橄欖油摻雜不同油時檢測方法也不同，如摻有2%～4%以上的榛子油時，可通過檢測油樣中羽扇醇、X（見表5）或雙甲基甾醇酯化形式的含量進行鑒別［23，24］；當(dāng)摻有甘三酯和脂肪酸組成相同的精煉橄欖油或餅渣油時，可以三萜醇含量為據(jù)進行辨別［8］；此外，橄欖油豆甾醇含量極少，菜油甾醇含量在4%以下，以此為據(jù)，當(dāng)摻有5%以上的玉米油、大豆油等品種時，即可鑒別［25］。南瓜子油豆甾醇、菜油甾醇、β－谷甾醇等Δ5－甾醇含量少，而Δ7－甾醇如菠菜甾醇等含量多，故通過對β－谷甾醇含量的測定可較好地鑒別是否摻雜［6，26］。

在判斷油脂精煉等級方面，甾醇的組成及總量也有較多的應(yīng)用。國標［27］對橄欖油類別進行了甾醇總量和組成的限制，其中特級初榨橄欖油甾醇甾醇含量需≥100mg·（100g油）－1，β－谷甾醇、燕麥甾醇和豆甾二烯醇等加和需占總甾醇的93%以上。Ferrari等［17］研究發(fā)現(xiàn)，毛油中幾乎不存在的steradienes（β－谷甾醇在精煉過程中出現(xiàn)的氧化產(chǎn)物）可以作為精煉油脂鑒定的指標之一。

［1］吳時敏.功能性油脂［M］.第一版.北京：中國輕工業(yè)出版社，2001：178－193，296，391

［2］姚惠源.稻米深加工［M］.第一版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：274－291

［3］吳素萍.特種食用油的功能特性與開發(fā)［M］.第一版.北京：中國輕工業(yè)出版社，2008：54－56，100

［4］梁秋英，吳敏麗.植物甾醇研究現(xiàn)狀［J］.生物學(xué)教學(xué)，2009，34（11）：5－7

［5］Michael H Gordon，Rosemary E.Griflith.Steryl ester analysis as an aid to the identification of oils in blends［J］.Food Chemistry，1992，43：71－78

［6］Alexandra Mandl，Gregor Reich，Wolfgang Lindner.Detection of adulteration of pumpkin seed oil by analysis of content and composition of specificΔ7－phytosterols［J］.Eur Food Res Technol，1999，209：400－406

［7］L Alonso，J Fontechab，L Lozadab，et al.Determination of mixtures in vegetable oils and milk fat by analysis of sterol fraction by gas chromatography［J］.Journal of the American Oil Chemists＇Society，1997，74（2）：131－135

［8］畢艷蘭.油脂化學(xué)［M］.第一版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011：121－126，245

［9］Anna Johansson.The content and composition of sterols and sterol esters in sunflower and poppy seed oils［J］.LIPID，1979，14（3）：285－291

［10］L N Norcia，Barbara E Rosenthal.Sterol content of some plant oils；Further observations on fast－reacting sterols［J］.Journal of the American Oil Chemists＇Society，1966，43：168－170

［11］T Verleyen，M Forcades，R Verhe.Analysis of Free and Esterified Sterols in Vegetable Oils［J］.Journal of the American Oil Chemists＇Society，2002，79（2）：117－122

［12］貝雷.油脂化學(xué)與工藝學(xué)［M］.第五版.北京：中國輕工業(yè)出版社，2001

［13］王興國，金青哲.油脂化學(xué)［M］.第一版.北京：科學(xué)出版社，2012：127

［14］ANNA JOHANSSON，I LONA HOFFMANN.The effect of processing on the content and composition of free sterols and sterol esters in soybean oil［J］.Journal of the American Oil Chemists＇Society，1979，56：886－889

［15］Tamar Gutfinger，Arieh Letan.Quantitative changes in some unsaponifiable components of soya bean oil due to refining［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，1974，25：1143－1147

［16］劉軍海.毛米糠油精煉對谷維素含量的影響［J］.糧油加工，2002（4）：13－16

［17］R Ap Ferrari，E Schulte，W Esteves，et al.Minor constituents of vegetable oils during industrial processing［J］.Journal of the American Oil Chemists＇Society，1996，73（5）：587－592

［18］曹萬新，孟橘，陳吉江，等.精煉過程中玉米油甾醇含量的變化［J］.中國油脂，2009，34（8）：16－18.

［19］劉存存，方學(xué)智，姚小華，等.油茶籽油精煉過程中主要營養(yǎng)成分的變化［J］.中國油脂，2011，36（2）：36－38

［20］謝丹，金青哲，王興國.精煉對菜籽油品質(zhì)的影響［J］.中國油脂，2012，37（1）：1－5

［21］Afaf Kamal－Eldina，Kaisu M??tt?，Jari Toivo.Acid－catalyzed isomerization of fucosterol andΔ5－Avenasterol［J］.Lipids，1998，33（11）：1073－1077

［22］T Itoh，T Tamura，T Matsumotot.Sterol composition of 19 vegetable oils［J］.Journal of the American Oil Chemists＇Society，1973，50：122－125

［23］Sodeif Azadmard－Damirchi，Paresh C Dutta.Free and esterified 4，4－dimethylsterols in Hazelnut Oil and their rtention during refining processes［J］.Journal of the American Oil Chemists＇Society，2007，84：297－304

［24］Sodeif Azadmard Damirchia，Geoffrey P.Savageb，Paresh C.Duttaa.Sterol fractions in hazelnut and virgin olive oils and 4，4－dimethylsterols as possible markers for detection of adulteration of virgin olive Oil［J］.Journal of the American Oil Chemists＇Society，2005，82（10）：717－725

［25］Khalid M.Al－Ismail，Ali K.Alsaed，Rafat Ahmad，et al.Detection of olive oil adulteration with some plant oils by GLC analysis of sterols using polar column［J］.Food Chemistry，2010，121：1255－1259

［26］Thomas Wenzl，Elke Prettner，Klaus Schweiger.An improved method to discover adulteration of Styrian pumpkin seed oil［J］.J.Biochem.Biophys.Methods，2002，53：193－202

［27］GB 23347—2009橄欖油、油橄欖果渣油［S］.