不同產(chǎn)地米糠油理化特性與組成分析研究

楊青坪，梁少華，楊瑞楠

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

0 前言

中國(guó)是稻米的原產(chǎn)國(guó)，年產(chǎn)稻谷2 億t，居世界首位[1].米糠油是稻谷加工過(guò)程中產(chǎn)生的米糠經(jīng)壓榨或浸提制取的油脂[2]，是一種營(yíng)養(yǎng)豐營(yíng)的植物油.它含有豐富的油酸、亞油酸、維生素E、谷維素、甾醇等活性成分，其中油酸、亞油酸比例接近1∶1，符合國(guó)際衛(wèi)生組織推薦的最佳標(biāo)準(zhǔn)[3]；米糠油中含有的維生素E 等天然抗氧化成分，可應(yīng)用于糕點(diǎn)類食品以延長(zhǎng)貨架期[4]；此外，米糠油中含有的谷維素具有降低膽固醇、抗高血脂、調(diào)節(jié)體內(nèi)激素等營(yíng)養(yǎng)保健功能和良好的抗氧化作用[5]，廣泛用于食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域.

米糠油特有的功能作用和營(yíng)養(yǎng)特性已經(jīng)吸引了越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的目光.目前，已有的報(bào)道主要集中在米糠油中谷維素、維生素E 和甾醇等天然活性成分的研究上[6-10]，而對(duì)不同產(chǎn)地米糠油理化特性與組成分析基礎(chǔ)性研究并不多.作者以4 種不同產(chǎn)地的米糠原油為原料，研究和分析了其基本理化性質(zhì)、脂肪酸組成、sn-2 位脂肪酸分布、甘三酯組成和VE、甾醇、谷維素含量，為提高米糠油的綜合利用率和深度開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 材料

4 種不同產(chǎn)地的油樣均為未精煉的米糠原油，米糠油1 號(hào)（產(chǎn)地：遼寧省）；米糠油2 號(hào)（產(chǎn)地：河北省）；米糠油3 號(hào)（產(chǎn)地：黑龍江省哈爾濱市）；米糠油4 號(hào)（產(chǎn)地：河南省）.

乙醚、乙醇（95%）、鄰苯二甲酸氫鉀、氫氧化鉀、酚酞、鋁粉、濃鹽酸、無(wú)水碳酸鈉、甲基橙、可溶性淀粉、重鉻酸鉀、碘化鉀、硫代硫酸鈉、三氯甲烷、冰乙酸、丙酮、正庚烷、磷酸二氫鉀、濃硫酸、鉬酸鈉、硫酸聯(lián)氨、磷酸、甲醇、金屬鈉、甲酸、氯化鈣、氯化鈉、膽酸鈉、2'，7'-二氯熒光素、羧甲基纖維素鈉、三羥甲基氨基甲烷緩沖液、無(wú)水硫酸鈉、硅膠GF2549（化學(xué)純）、正己烷（色譜純）、氯化鐵，未標(biāo)明的藥品和試劑均為分析純.

維生素E 標(biāo)準(zhǔn)品：α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚，α-生育三烯酚、β-生育三烯酚、γ-生育三烯酚、δ-生育三烯酚和豆甾醇標(biāo)樣均為sigma 公司產(chǎn)品.

1.2 儀器與設(shè)備

Sartorius BSA224S 型分析天平：賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；Agilent7890A 型氣相色譜儀：美國(guó)Agilent Technologies；Waters2695 型高效液相色譜儀：Waters Corporation；WGL-125B 電熱鼓風(fēng)干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；DZKW-4 型電子恒溫水浴鍋：北京中興偉業(yè)儀器有限公司；XW-80A 漩渦混合器Vortex：海門市麒麟醫(yī)用儀器廠；TDL-80-2B 低速臺(tái)式離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；TU-1810 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限公司；RE-52AA 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；WSL-2 型比較測(cè)色儀：上海易測(cè)儀器設(shè)備有限公司；NDJ-8S 數(shù)字顯示黏度計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司.

1.3 方法

1.3.1 不同產(chǎn)地米糠油理化指標(biāo)的測(cè)定

相對(duì)密度按照GB/T 5518—2008 方法測(cè)定；折光指數(shù)按照GB/T 5527—2010 方法測(cè)定；色澤按照GB/T 22460—2008 方法測(cè)定；黏度按照GB/T 5516—2011 方法測(cè)定；酸價(jià)按照GB/T 5530—2005測(cè)定；過(guò)氧化值按照GB/T 5538—2005 方法測(cè)定；皂化值按照GB/T 5534—2008 方法測(cè)定；不皂化物按照GB/T 5535.1—2008 方法測(cè)定；磷脂含量按照GB/T 5537—2008 方法測(cè)定.

1.3.2 米糠油脂肪酸組成分析

米糠油脂肪酸甲酯采用GB/T 17376—2008 方法制備；脂肪酸甲酯的氣相色譜分析采用GB/T 17377—2008 方法分析，色譜條件：色譜柱（BPX-70 毛細(xì)管柱30.0 m×250 μm×0.25 μm），進(jìn)樣口溫度230 ℃，柱溫190 ℃，檢測(cè)器溫度300 ℃，氫離子火焰檢測(cè)器（FID），氮?dú)饬魉?.2 mL/min.

1.3.3 米糠油的sn-2 位脂肪酸組成分析

油樣酸價(jià)高于3 mg/g 時(shí)，根據(jù)溶劑法及柱色譜法制備中性油.取6 滴中性油于長(zhǎng)試管中，向油樣中加入25 mg 胰脂酶及2 mL 緩沖溶液，搖勻.再加入0.6 mL 膽酸鈉溶液（質(zhì)量濃度為2 g/L）及0.4 mL 氯化鈣溶液，手動(dòng)搖勻1 min，置于40 ℃恒溫水浴中保溫1 min（保持手動(dòng)緩慢搖動(dòng)）再用混合器振蕩2 min，加入1 mL 鹽酸溶液及2 mL 乙醚于試管中，搖勻，置于離心機(jī)中離心2 min（轉(zhuǎn)速為2 500 r/min），取上清液，經(jīng)薄層層析后顯色確定甘一酯，甘一酯甲酯化后，經(jīng)氣相色譜分析sn-2 位脂肪酸組成[11].

1.3.4 米糠油甘三酯組成及含量的計(jì)算方法

由氣相色譜可得米糠油sn-2 位脂肪酸及全樣脂肪酸含量，通過(guò)1，3-隨機(jī)-2 隨機(jī)學(xué)說(shuō)計(jì)算米糠油sn-1，3、sn-2 位脂肪酸分布：

%sn-1，3 位=（3×全樣脂肪酸含量－sn-2 位脂肪酸含量）/2.

根據(jù)公式：

%sn-XYZ=[（X 酸在sn-1，3 位的摩爾分?jǐn)?shù)）（Y 酸在sn-2 位的摩爾分?jǐn)?shù)）（Z 酸在sn-1，3 位的摩爾分?jǐn)?shù)）]×10-4，可計(jì)算出米糠油的甘三酯種類與含量[12].

1.3.5 米糠油中維生素E 含量的分析

米糠油中維生素E 含量分析采用GB/T 5009.82—2003 方法.

色譜條件：固定相為waters NH2柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相為正己烷∶異丙醇=99∶1（V/V）；柱溫為40 ℃；流速為0.8 mL/min；檢測(cè)器為RF-10AXL 熒光檢測(cè)器；激發(fā)波長(zhǎng)298 nm；發(fā)射波長(zhǎng)325 nm；進(jìn)樣量2 μL，外標(biāo)法計(jì)算.

1.3.6 米糠油中總甾醇含量的分析

米糠油中總甾醇含量分析采用分光光度法[13].

1.3.7 米糠油中谷維素含量的分析

米糠油中谷維素含量分析采用分光光度法[14].

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)地米糠油理化指標(biāo)比較分析

測(cè)定不同產(chǎn)地米糠油理化指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表1.

由表1 可知，不同產(chǎn)地的米糠油的相對(duì)密度、折光指數(shù)相差不大，研究結(jié)果與王文俠等[15]的研究結(jié)果基本一致.油脂和脂肪酸的折光指數(shù)與雙鍵數(shù)目和共軛程度呈正相關(guān)[12]，折光指數(shù)相差不大，說(shuō)明油中不飽和程度沒(méi)有較大差異，這與表2 分析結(jié)果基本一致.而黏度和色澤有較大差異，其中1 號(hào)遼寧省的米糠油黏度（0.159 Pa·s）最大，4 號(hào)河南省的米糠油黏度（0.096 Pa·s）最低，3 號(hào)、4 號(hào)米糠油色澤較深.這可能是由于米糠儲(chǔ)藏條件與加工工藝不同，造成油中的色素物質(zhì)含量有差異.酸值在7.9～57.7 mg/g 之間，不同產(chǎn)地之間有顯著性差異，其中1 號(hào)遼寧省的米糠油酸價(jià)最高，為57.7 mg/g，大于國(guó)標(biāo)規(guī)定的米糠原油酸價(jià)標(biāo)準(zhǔn).這可能是因?yàn)槊卓分泻卸喾N酶，特別是脂肪酶含量及活性高，在加工過(guò)程中，脂肪酶經(jīng)過(guò)碾米過(guò)程被釋放出來(lái)，與油脂接觸迅速發(fā)生反應(yīng)，使部分脂肪水解成游離脂肪酸[16].過(guò)氧化值和酸值是反映油脂氧化和酸敗的指標(biāo)，數(shù)值越高，油的品質(zhì)越差，根據(jù)表1 可知，3 號(hào)黑龍江的米糠油品質(zhì)較好.皂化值在185.6～194.3 mg/g 之間，在國(guó)標(biāo)允許范圍之內(nèi)[17].與周寶蘭[18]的研究結(jié)果相比，本試驗(yàn)米糠油中不皂化物的含量較高，可能是所用米糠油甾醇含量較高所致.且不同產(chǎn)地米糠油不皂化物含量有差異，其中1 號(hào)遼寧省米糠油不皂化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)（6.26%）稍高于2 號(hào)河北?。?.56%）、3 號(hào)黑龍江（5.42%）和4 號(hào)河南?。?.11%），但磷脂含量（3.68 mg/g）遠(yuǎn)低于其他三省.

2.2 不同產(chǎn)地米糠油脂肪酸組成分析

采用面積歸一化法對(duì)各種脂肪酸進(jìn)行定量分析，由米糠油全樣及sn-2 位脂肪酸分析結(jié)果，根據(jù)sn-1，3-隨機(jī)-2-隨機(jī)分布學(xué)說(shuō)可計(jì)算出sn-1，3位脂肪酸含量.全樣、sn-2 位及sn-1，3 位脂肪酸組成及含量見(jiàn)表2.

表2 不同產(chǎn)地米糠油的立體專一分布Table 2 Total and sn-2 fatty acid composition of rice bran oils from different areas %

由表2 可知，米糠油主要由7 種脂肪酸組成，全樣脂肪酸組成中油酸（C18∶1/O）含量最高，相對(duì)含量為39.78%～42.18%，其次是亞油酸（18∶2/L），相對(duì)含量33.25%～37.16%，二者含量之和接近80%.可以看出對(duì)于不同產(chǎn)地的米糠油，油酸、亞油酸含量變化不大，表明米糠油總體不飽和脂肪酸含量高，且相對(duì)穩(wěn)定.米糠油中油酸、亞油酸是人體必需脂肪酸，具有延緩動(dòng)脈粥樣硬化、促進(jìn)人體新陳代謝的重要作用[5]，二者含量比例接近于國(guó)際衛(wèi)生組織推薦的油酸和亞油酸比例為1∶1 的最佳比例[3].飽和脂肪酸中棕櫚酸（16∶0/P）含量最高，相對(duì)含量16.65%～18.48%，亞麻酸（18∶3/Ln）、硬脂酸（18∶0/St）、花生酸（20∶0/Ad）、豆蔻酸（14∶0/M）含量相對(duì)較低，均在5%以下，與喻鳳香等[19]研究結(jié)果相比，未檢測(cè)到棕櫚油酸，其他脂肪酸含量基本相同，除了米糠原料油品種差異這一因素外，當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)因素等條件也會(huì)影響脂肪酸含量.

sn-2 位脂肪酸組成中，棕櫚酸、硬脂酸等飽和脂肪酸分布較少，油酸（38.65%～46.92%）、亞油酸（49.18%～58.54%）等不飽和脂肪酸含量較高，不飽和脂肪酸總量高達(dá)90%以上，這種脂肪酸分布符合植物油脂甘三酯中不飽脂肪酸連結(jié)在sn-2 位上的立體專一分布的特點(diǎn)[12].不同產(chǎn)地米糠油的脂肪酸含量雖然略有差異，但趨勢(shì)相同.

2.3 不同產(chǎn)地米糠油甘三酯組成分析

根據(jù)sn-2 位、sn-1，3 位脂肪酸組成（表2）和sn-1，3-隨機(jī)-2-隨機(jī)分布規(guī)律，可計(jì)算出米糠油的甘三酯種類與含量[12]，見(jiàn)表3.

由表3 可知，米糠油中的甘三酯組成主要是以油酸、亞油酸、棕櫚酸為主.三不飽和脂肪酸甘三酯含量達(dá)到50%，一飽和二不飽和脂肪酸甘三酯含量高達(dá)30%，其中以O(shè)OL（17.24%～19.43%），LOL（16.59%～17.79%），POL（12.90%～16.43%）相對(duì)含量較高，比較高的甘三酯還有POO（8.38%～10.29% ）、OOO（7.31%～8.23% ）、PLL（6.29%～7.30%），其余相對(duì)含量較低，均在5%以下.甘三酯含量差異的原因除了基因控制這一主要因素之外，也會(huì)與氣候條件如降水量和日光照射時(shí)間有關(guān)[20].

表3 不同產(chǎn)地米糠油主要甘三酯組成成分Table 3 Triacylglycerol compositions of rice bran oils from different areas %

2.4 維生素E 含量分析

圖1 不同產(chǎn)地米糠油維生素E 分析測(cè)定色譜圖Fig.1 Vitamin E determination chromatogram of rice bran oils from different areas

維生素E 是防止油脂氧化酸敗的天然抗氧化劑且具有生理活性功能，目前已經(jīng)從植物資源中分離出4 種生育酚（α、β、γ、δ）和4 種生育三烯酚（α、β、γ、δ）.按1.3.5 中所述方法分析不同產(chǎn)地米糠油中維生素E 含量，4 種米糠油維生素E 分析測(cè)定色譜圖見(jiàn)圖1，標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖見(jiàn)圖2，分析結(jié)果見(jiàn)表4.

根據(jù)保留時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)品譜圖進(jìn)行比對(duì)分析，鑒別出每個(gè)峰代表的生育酚類型.其中1 為α-生育酚，2 為α-生育三烯酚，3 為β-生育酚，4 為γ-生育酚，5 為β-生育三烯酚，6 為γ-生育三烯酚，7為δ-生育酚，8 為δ-生育三烯酚.

圖2 生育酚和生育三烯酚標(biāo)準(zhǔn)品高效液相色譜圖Fig.2 HPLC figure of tocopherols and tocotrienols standards

由表4 可知，米糠油中維生素E 含量在69.31～127.76 mg/100 g，與劉玉蘭等[9]研究結(jié)果差異不大，其中主要維生素E 是γ-生育三烯酚、α-生育酚、α-生育三烯酚，其他維生素E 含量較少，在試驗(yàn)中未檢測(cè)出β-生育三烯酚，δ-生育酚僅在河南米糠油中檢測(cè)到.米糠油中維生素E 含量均較高，黑龍江米糠油維生素E 含量（127.76 mg/100 g）最高，比花生油（16.5 mg/100 g）、杏仁油（35.3 mg/100 g）、菜籽油（15.5 mg/100 g）等[21]油脂中的維生素E 含量高得多.4 種不同產(chǎn)地的米糠油中維生素E 含量有較大差異，其中河南米糠油的VE含量較低（69.31 mg/100 g），這可能與原料米糠的產(chǎn)地來(lái)源有很大關(guān)系[9].米糠油中的生育酚含量在21～50 mg/100 g 之間，占米糠油中維生素E 總量40%左右，由此可見(jiàn)，米糠油中的生育三烯酚的含量要高于生育酚的含量，而生育三烯酚在抗氧化性能、降低膽固醇、降血脂等方面具有比生育酚更顯著的生理功能[22]，在VE中，γ-VE的抗氧化能力最強(qiáng)，檢測(cè)米糠油中γ-VE含量最高，所以米糠油具有一定的抗氧化能力.米糠油中α-生育酚含量位居第二（6.45～40.76 mg/100 g），α-生育酚具有迄今所知的最大的維生素E 活性，其他生育酚僅具有α-生育酚的1%～50%的生物活性[23].由此可見(jiàn)米糠油是重要的營(yíng)養(yǎng)保健油脂，開(kāi)發(fā)利用前景十分廣闊.

表4 不同產(chǎn)地米糠油維生素E 含量Table 4 The tocopherol contents of rice bran oils from different areas mg/100 g

2.5 總甾醇含量分析（表5）

由表5 可知，不同產(chǎn)地米糠油甾醇含量差異不顯著，1 號(hào)遼寧省米糠油甾醇含量最高，為3.38%，其他各省甾醇含量均在3%左右，略高于周寶蘭等[24]研究的毛糠油甾醇范圍2.55%～3.06%.

2.6 谷維素含量分析（表6）

由表6 可知，米糠油中谷維素含量較普通植物油高.不同產(chǎn)地米糠油谷維素含量有差異，其中，3 號(hào)黑龍江米糠油谷維素含量最高，可達(dá)1.98%，而4 號(hào)河南米糠油含量最低，為1.60%，與劉軍海[25]的研究結(jié)果基本一致.此外，有文獻(xiàn)報(bào)道，谷維素含量和油脂酸值呈顯著的線性關(guān)系[26]，本試驗(yàn)并未發(fā)現(xiàn)此規(guī)律.

表6 不同產(chǎn)地米糠油谷維素含量Table 6 The oryzanol contents of rice bran oils from different areas

3 結(jié)論

（1）4 種不同產(chǎn)地米糠油理化指標(biāo)中相對(duì)密度、折光指數(shù)差異較小，其他指標(biāo)如酸價(jià)、皂化值等產(chǎn)地差異顯著.

（2）不同產(chǎn)地米糠油脂肪酸種類基本相同，含量相差不大.其中油酸、亞油酸這兩種不飽和脂肪酸相對(duì)含量較高，占總脂肪酸總量的80%左右；sn-2 位脂肪酸組成中，油酸相對(duì)含量38.65%～46.92%，亞油酸相對(duì)含量49.18%～58.54%，含量差異明顯，油酸與亞油酸含量在4 號(hào)河南省米糠油和3 號(hào)黑龍江米糠油中分別達(dá)到最高.

（3）甘三酯組成中，不同產(chǎn)地沒(méi)有顯著性差異，其中OOL 為17.24%～19.43%，LOL 為16.59%～17.79%，POL 為12.90%～16.43%，含量相對(duì)較高，比較高的甘三酯還有POO（8.38%～10.29%）、OOO（7.31%～8.23%）、PLL（6.29%～7.30%），其余甘三酯相對(duì)含量較低.

（4）米糠油中主要維生素E 是γ-生育三烯酚、α-生育酚、α-生育三烯酚，不同產(chǎn)地的米糠油維生素E 含量有顯著差異，其中黑龍江米糠油維生素E 含量（127.76 mg/100 g）最高.而甾醇（2.98%～3.38%）和谷維素含量（1.60%～1.98%）不同產(chǎn)地相差不大.

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