葵花籽油脂肪酸與α-生育酚對(duì)其穩(wěn)定性的影響

潘 娜,屈文嬌,陳貴林,*

(1.內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010021;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)中蒙藥材規(guī)范化生產(chǎn)工程技術(shù)研究中心,內(nèi)蒙古呼和浩特 010021)

葵花籽油脂肪酸與α-生育酚對(duì)其穩(wěn)定性的影響

潘 娜1,2,屈文嬌1,2,陳貴林1,2,*

(1.內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010021;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)中蒙藥材規(guī)范化生產(chǎn)工程技術(shù)研究中心,內(nèi)蒙古呼和浩特 010021)

以4個(gè)品種葵花籽油為研究對(duì)象,采用Schaal烘箱法連續(xù)加熱12 d,通過(guò)GC-MS測(cè)定葵花籽油中脂肪酸含量,并用高效液相色譜法分析α-生育酚含量。結(jié)果顯示:加速氧化中各品種脂肪酸與α-生育酚含量都存在差異,其中‘白雜6號(hào)’與‘油葵6號(hào)’中棕櫚酸、硬脂酸、油酸、山崳酸的凈增量與亞油酸、亞麻酸的凈減量均顯著低于‘內(nèi)雜3號(hào)’與‘T012244’,‘油葵6號(hào)’含有的α-生育酚含量顯著高于各品種。經(jīng)分析α-生育酚含量對(duì)其氧化穩(wěn)定性的影響高于不飽和脂肪酸的含量,表明‘油葵6號(hào)’氧化穩(wěn)定性較強(qiáng),其原因在于α-生育酚含量較高。

脂肪酸差異,GC-MS,向日葵品種,α-生育酚

葵花籽油澄清透明,氣味清香,具有平肝祛風(fēng),消滯氣,清濕熱等功效。因?yàn)槠浜胸S富的亞油酸與α-生育酚,且比例均衡易被人體吸收,而備受關(guān)注[1]。但在長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存過(guò)程中葵花籽油易氧化酸敗,產(chǎn)生大量的自由基、過(guò)氧化物及醛酮等化合物,降低其食用價(jià)值[2-3]。雖然人工合成抗氧化劑(如BHA、BHT、TBHQ)能抑制或延緩其油脂的氧化,但其安全問(wèn)題一直受到人們的質(zhì)疑[4-6]。事實(shí)上,不同油脂間其抗氧化性差異很大,而同一種油脂的不同品種間其抗氧化性又有較大差異[7],這主要是基于天然油脂中含有的脂肪酸與內(nèi)源抗氧化劑所致[8]。而國(guó)內(nèi)外已對(duì)油料作物大豆、油菜的脂肪酸含量及內(nèi)源抗氧化劑進(jìn)行了研究,并采用分子手段育種,大大提高了其油脂的氧化性能[9-11]。因此,本實(shí)驗(yàn)對(duì)4種葵花籽油脂肪酸組成與α-生育酚含量進(jìn)行研究,通過(guò)Schaal烘箱法連續(xù)加速氧化,探討氧化中不同品種葵花籽油脂肪酸與α-生育酚對(duì)其氧化穩(wěn)定性的影響,為提高葵花籽油的氧化穩(wěn)定性并進(jìn)行分子手段育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

向日葵種子:油葵6號(hào)、白雜6號(hào)、T012244和內(nèi)雜3號(hào)購(gòu)于呼和浩特市玉泉區(qū)內(nèi)蒙古農(nóng)科院種子市場(chǎng)。于2013年6月13日在內(nèi)蒙古巴彥淖爾市烏拉特前旗布拉格蘇木油葵主產(chǎn)區(qū)種植,2013年9月20日收獲種子。

正己烷、甲醇、無(wú)水硫酸鈉均為分析純 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;乙腈(色譜純) 美國(guó)Fisher Scientific公司;葵花籽油脂肪酸標(biāo)品 國(guó)家糧食局科學(xué)研究院;α-生育酚標(biāo)品 美國(guó) Sigma公司。

Trace DSQⅡ氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)THERMO Fisher公司;島津LC-20A 高效液相色譜儀 日本Shimadzu公司;AP-01真空泵 天津奧特賽恩斯儀器有限公司;Kudos Sk721OHP 超聲波發(fā)生器 上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司;Heidolph Hei-VAP系列旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 德國(guó)Heidolph公司;遠(yuǎn)紅外恒溫干燥箱 天津市華北實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;Heidolph恒溫水浴鍋 德國(guó)Heidolph公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 葵花籽油的提取 收獲的向日葵種子晾干、除雜后脫殼,將得到的葵花籽仁粉碎,過(guò)20目篩,備用。取種子粉末15.0 g,用正己烷提取,料液比1∶7(g∶mL),在超聲頻率59 kHz,溫度40 ℃條件下提取15 min,重復(fù)提取2次,所得濾液抽濾后旋蒸除去溶劑,得到待測(cè)葵花籽油[12-13]。

1.2.2 葵花籽油加速氧化的方法 采用Schaal烘箱法:4個(gè)品種各取10.00 g油樣,混勻加入棕色瓶,平行重復(fù)3次。敞口放置于(60±0.5)℃恒溫烘箱中連續(xù)加速氧化12 d后,取1.00 g油樣,測(cè)定。

1.2.3 葵花籽油脂肪酸甲酯化 脂肪酸的甲酯化:提取的葵花籽油0.2 g,加入1 mL 0.5 mol/L的KOH-CH3OH溶液,70 ℃水浴1 h,加2 mL正己烷,加5 mL蒸餾水,超聲處理5 min,吸取上層清液,用亞硫酸鈉干燥,備用[14]。

1.2.4 葵花籽油脂肪酸檢測(cè)條件 氣相色譜:VF-WAXms型彈性石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);載氣為高純氦氣(純度99.99%);進(jìn)樣口溫度:230 ℃;程序升溫,柱箱溫度:初溫50 ℃,保持1 min,以20.0 ℃/min,升至200 ℃,停留1 min,再以10.0 ℃/min升至250 ℃,保持10 min;分流比100∶1,流速1.0 mL/min;進(jìn)樣量1.0 μL。質(zhì)譜:EI電子源;掃描范圍:1～500。通過(guò)脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)品的出峰時(shí)間對(duì)比進(jìn)行定性,采用外標(biāo)法,依據(jù)峰面積進(jìn)行定量。

1.2.5 α-生育酚含量的測(cè)定 參照NY/Y1598-2008《食用植物油中維生素E組分和含量的測(cè)定 高效液相色譜法》。HPLC分析條件:流動(dòng)相:乙腈-水(99∶1);柱溫:40 ℃;紫外檢測(cè)波長(zhǎng):300 nm;色譜柱:Shim-pack VP-ODS柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流速:0.8 mL/min;進(jìn)樣量:10 μL。

1.2.6 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)分析用GC-MS Postrun Analysis軟件、Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0版數(shù)據(jù)分析軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 葵花籽油加速氧化對(duì)脂肪酸組成的影響

葵花籽油中主要含有6種脂肪酸(見(jiàn)圖1),按照碳數(shù)由少到多依次分析,其中棕櫚酸和硬脂酸是飽和脂肪酸,在加速氧化中各品種葵花籽油棕櫚酸及硬脂酸含量均增加,其中‘內(nèi)雜3號(hào)’ 棕櫚酸及硬脂酸的凈增量分別是是‘白雜6號(hào)’的17.2及5.4倍,而‘白雜6號(hào)’與‘油葵6號(hào)’的變化量差異不顯著,但均顯著低于‘內(nèi)雜3號(hào)’與‘T012244’,表明高溫氧化對(duì)‘白雜6號(hào)’與‘油葵6號(hào)’棕櫚酸及硬脂酸的影響較小;油酸是不飽和脂肪酸但在高溫加速氧化其含量也在增加,而且‘內(nèi)雜3號(hào)’與‘T012244’的變化量顯著高于‘油葵6號(hào)’與‘白雜6號(hào)’。因此,高溫氧化對(duì)‘白雜6號(hào)’與‘油葵6號(hào)’油酸的影響較低。在氧化過(guò)程中,飽和脂肪酸(SFA)會(huì)增加而不飽和脂肪酸(UFA)會(huì)減少,油酸屬于單不飽和脂肪酸(MUFA)但卻增加的原因,可能是由于UFA的氧化是處于動(dòng)態(tài)變化的,多不飽和脂肪酸(PUFA)氧化成MUFA的速率高于MUFA氧化成SFA,這與李紅艷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的[15];由表1可知,亞油酸是UFA中含量最多的一種脂肪酸,高溫加速氧化促使其亞油酸含量減少,而氧化前后‘油葵6號(hào)’亞油酸含量均顯著高于其它各品種,但‘白雜6號(hào)’與‘油葵6號(hào)’亞油酸變化量的差異卻不顯著。而且‘內(nèi)雜3號(hào)’的凈減量是‘白雜6號(hào)’的6.8倍,表明高溫氧化對(duì)‘白雜6號(hào)’與‘油葵6號(hào)’亞油酸的影響較低;各品種葵花籽油中亞麻酸的含量是最低的,其中‘油葵6號(hào)’的亞麻酸含量氧化前后均顯著高于其它各品種,四個(gè)品種凈減量之間差異不大;山崳酸是葵花籽油中含碳數(shù)最多的一種飽和脂肪酸,在加速氧化中其含量也增加。而‘油葵6號(hào)’山崳酸的變化量要顯著低于其它各品種,‘白雜6號(hào)’、‘T012244’和‘內(nèi)雜3號(hào)’山崳酸凈增量分別是‘油葵6號(hào)’的11.1、24.8和27.0倍。因此,高溫加速氧化對(duì)‘油葵6號(hào)’山崳酸含量的影響是最低的。

圖1 葵花籽油脂肪酸甲酯離子總圖Fig.1 Total ion chromatogram offatty acid methylester of sunflower oil注:圖中表示6種脂肪酸的出峰時(shí)間,棕櫚酸:“10.83”;硬脂酸:“12.15”;油酸:“12.62”;亞油酸:“13.02”;亞麻酸:“13.54”;山崳酸:“15.77”。

表1 不同品種葵花籽油在高溫加速氧化中對(duì)脂肪酸組成的影響(g/100 g)

注:
注:同行不同小寫字母表示不同品種在0.05水平有顯著性差異(p<0.05,n=3)。溫度(60±0.5)℃,“氧化前”表示第0 d,“氧化后”表示第12 d,下同。

表2 不同品種葵花籽油在高溫加速氧化中對(duì)不同類別脂肪酸的影響(g/100 g)

注:
注:同列不同小寫字母表示不同品種在0.05水平有顯著性差異(p<0.05,n=3)。

2.2 葵花籽油加速氧化對(duì)不同類別脂肪酸含量的影響

表2可知,加速氧化對(duì)不同脂肪酸造成影響各異,飽和脂肪酸(SFA)與單不飽和脂肪酸含量(MUFA)氧化后均上升,而多不飽和脂肪酸含量(PUFA)氧化后下降。其中‘內(nèi)雜3號(hào)’的凈增量是‘油葵6號(hào)’與‘白雜6號(hào)’的4.2與6.4倍,顯著高于各品種。而‘油葵6號(hào)’氧化后單不飽和脂肪酸顯著低于其它3個(gè)品種,多不飽和脂肪酸中‘油葵6號(hào)’與‘白雜6號(hào)’降低量最少,分別為2.9%與2.0%,顯著低于‘T012244’與‘內(nèi)雜3號(hào)’。

2.3 葵花籽油加速氧化對(duì)α-生育酚含量的影響

圖2可知,高溫加速氧化對(duì)不同品種葵花籽油產(chǎn)生的影響導(dǎo)致其α-生育酚含量全部消耗。但氧化前各品種α-生育酚含量差異顯著,其中‘油葵6號(hào)’含量顯著高于其它品種。而α-生育酚是一種天然抗氧化劑,含量越高其抗氧化性越強(qiáng)。

圖2 不同品種葵花籽油在高溫加速氧化中α-生育酚含量的變化Fig.2 Effect of heating on α-tocopherol ofdifferent varieties of sunflower oil注:圖2中表示的是第0 d的α-生育酚含量,第12 d已全部消耗,未在圖中表示。

2.4 葵花籽油脂肪酸、α-生育酚與其氧化穩(wěn)定性相關(guān)關(guān)系

將4個(gè)品種葵花籽油的脂肪酸、α-生育酚與POV進(jìn)行相關(guān)性分析,其中α-生育酚與亞油酸、亞麻酸含量呈顯著正相關(guān),而與油酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)(在0.01水平),也就是葵花籽油中α-生育酚含量越高,油酸含量就越低。因此,在品種篩選時(shí),高α-生育酚含量的油葵品種其亞油酸與亞麻酸含量也相對(duì)較高;葵花籽油中POV與α-生育酚含量在0.01水平呈極顯著負(fù)相關(guān),即α-生育酚含量越高,POV的變化就越小。而亞油酸含量與POV沒(méi)有達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著水平。油酸、亞麻酸含量與POV在0.05水平顯著正、負(fù)相關(guān)(見(jiàn)表3),也就是隨著油酸的增加,亞麻酸的減少,POV也將會(huì)增加。POV變化量能夠衡量油脂的氧化穩(wěn)定性,而且比較精準(zhǔn),本實(shí)驗(yàn)組已經(jīng)證實(shí)[17]。

3 結(jié)論與討論

在加速氧化中,葵花籽油脂肪酸中含有的棕櫚酸、硬脂酸、油酸和山崳酸含量均增加,而亞油酸、亞麻酸和α-生育酚含量均減少,即飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸在增加,多飽和脂肪酸與α-生育酚在減少。說(shuō)明在氧化過(guò)程中葵花籽油脂肪酸和α-生育酚都對(duì)其穩(wěn)定性造成一定影響。其中‘油葵6號(hào)’和‘白雜6號(hào)’氧化前后脂肪酸的變化量顯著低于‘內(nèi)雜3號(hào)’與‘T012244’,‘油葵6號(hào)’α-生育酚變化量顯著高于各品種,說(shuō)明‘油葵6號(hào)’葵花籽油的氧化穩(wěn)定性強(qiáng)于‘內(nèi)雜3號(hào)’與‘T012244’。影響葵花籽油氧化穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素包括不飽和脂肪酸和α-生育酚含量,而研究發(fā)現(xiàn)葵花籽油氧化穩(wěn)定性與α-生育酚含量呈極顯著負(fù)相關(guān),而與不飽和脂肪酸中的油酸、亞麻酸含量呈顯著正、負(fù)相關(guān),說(shuō)明葵花籽油中α-生育酚含量對(duì)其氧化穩(wěn)定性的影響高于不飽和脂肪酸對(duì)其的影響。

表3 葵花籽油不飽和脂肪酸、α-生育酚與油脂氧化穩(wěn)定性相關(guān)關(guān)系

注:
注:“*”和“**”分別表示在0.05與0.01水平下顯著相關(guān),(油葵6號(hào);白雜6號(hào);T012244;內(nèi)雜3號(hào))POV變化量分別為(20.58、21.86、24.25、23.11 mmol/kg)。

此外,研究表明‘油葵6號(hào)’的油酸含量顯著低于‘白雜6號(hào)’,亞油酸與亞麻酸含量顯著高于‘白雜6號(hào)’,Gunstone[16]的研究發(fā)現(xiàn),油酸、亞油酸、亞麻酸的氧化速率比為1∶12∶25,說(shuō)明油酸更穩(wěn)定,亞油酸次之。因此,就不飽和脂肪酸而言,‘白雜6號(hào)’要比‘油葵6號(hào)’更穩(wěn)定,但是前期的研究發(fā)現(xiàn),‘油葵6號(hào)’氧化穩(wěn)定性要優(yōu)于‘白雜6號(hào)’[17]。這就可能是因?yàn)椤涂?號(hào)’中α-生育酚含量極顯著高于‘內(nèi)雜6號(hào)’的原因。因此,從品種選育角度培育α-生育酚含量較高的向日葵品種,進(jìn)而提高葵花籽油氧化穩(wěn)定性是可行的。

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Effect of fatty acid and α-tocopherol on the stability of sunflower oil

PAN Na1,2,QU Wen-jiao1,2,CHEN Gui-lin1,2,*

(1.College of Life Sciences,Inner Mongolia University,Hohhot 010021,China;2.Good Agriculture Practice Engineering Technology Research Center of Chinese and Mongolian Medicine in Inner Mongolia,Hohhot 010021,China)

Four kinds of sunflower oil were chosen as research objects,which were heated by Schaal Oven Method for 12 consecutive days,the fatty acid content was determined by GC-MS,α-tocopherol content was analyzed by HPLC. The results showed that there were differences between all fatty acid and α-tocopherol contents in the accelerated oxidation. The increases of palmitic acid,seearic acid,oleic acid and behenic acid,and the decreases of linoleic acid and linolenic acid were all significantly lower in Youkui No.6 and baiza No.6 than those in Neiza No.3 and T012244,and the α-tocopherol content of Youkui NO.6 was higher than that of the others. By analysis,oxidative stability was affected more by contents of α-tocopherol than unsaturated fatty acid contents. Therefore,it indicated that the α-tocopherol content was the reason why the antioxidant activity of the Youkui NO.6 variety was better than that of the others.

fatty acid differences;sunflower varieties;antioxidant activity;α-tocopherol

2014-11-13

潘娜(1987-)，女，在讀研究生，研究方向：藥用植物化學(xué)，E-mail:napan5566@163.com。

*通訊作者:陳貴林(1961-)，男，博士，教授，研究方向：藥用植物化學(xué)，E-mail:guilinchen@aliyun.com。

TS202.1

A

1002-0306(2015)15-0070-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.15.006