精煉對山核桃油中反式脂肪酸影響的研究

馬 添，尹潞海，陳 鋒，余兆碩，麻成金，2

（1.吉首大學植物資源保護與利用湖南省高校重點實驗室，湖南吉首416000；2.吉首大學食品科學研究所，湖南吉首416000）

精煉對山核桃油中反式脂肪酸影響的研究

馬 添1，尹潞海1，陳 鋒1，余兆碩1，*麻成金1，2

（1.吉首大學植物資源保護與利用湖南省高校重點實驗室，湖南吉首416000；2.吉首大學食品科學研究所，湖南吉首416000）

以酸價為1.067 mg KOH/g的山核桃毛油為原料，分別采用不同的脫膠方法（磷酸脫膠、草酸脫膠）和脫酸方法（甲醇脫酸、乙醇脫酸、堿煉脫酸），重點研究了不同方法對山核桃油中反式脂肪酸（TFA）的組成及含量的影響，探討了不同方法中山核桃油的酸價及TFA含量的變化規(guī)律。結(jié)果表明，采用磷酸脫膠，山核桃毛油的TFA含量降至0.017 5%；采用甲醇脫酸，TFA含量僅由0.017 5%上升至0.053 2%。在對山核桃毛油進行精煉后得出TFA組成變化：脫臭前只產(chǎn)生反式油酸，脫臭后同時產(chǎn)生反式亞油酸，且反式亞油酸的含量顯著高于反式油酸，前者是后者的2.58倍。

山核桃油；精煉；反式脂肪酸；定量分析

0 引言

山核桃油是以山核桃為原料，經(jīng)過物理或化學方法提取得來的植物油。山核桃油含不飽和脂肪酸，尤其是亞油酸含量豐富，因而具有預防心腦血管疾病、改善記憶力、抗衰老等功效[1]。國際上，也以亞油酸、亞麻酸這2種必需脂肪酸的含量作為衡量油脂營養(yǎng)價值的重要指標。

然而，在山核桃油存放、精煉等過程中，順式脂肪酸會轉(zhuǎn)變?yōu)榉词街舅幔═FA），不僅對油脂的營養(yǎng)價值造成影響，還會危害人體健康。由于TFA主要來源于精煉過程，因此有必要在此過程中降低TFA含量。目前，國內(nèi)關于精煉對油脂中TFA的影響研究較少，李桂華等人[2]研究表明，堿煉和脫色階段對TFA影響不大，脫臭是TFA上升的主要階段。夏天文等人[3]研究發(fā)現(xiàn)，脫臭溫度、脫臭時間、脫臭結(jié)構(gòu)等因素對TFA含量影響較大。但是，目前對于不同精煉方法對山核桃油中TFA組成及含量變化的研究較少，試驗將重點著眼于此，以期確定合理的精煉方法。

1 試驗部分

1.1 試劑與儀器

山核桃毛油，從吉首市水果市場購置新鮮山核桃，經(jīng)前期處理后利用榨油機榨取得到。

異辛烷為色譜純；氫氧化鉀、氫氧化鈉、草酸、磷酸、甲醇、乙醇等，均為分析純；反式脂肪酸甲酯標準品，NU-CHEK-PREP公司提供。

7890A-5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫公司產(chǎn)品；6YBS-Z380型榨油機，北京環(huán)球同創(chuàng)科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品；85-2A型數(shù)顯恒溫測速磁力攪拌器，金壇市白塔新寶儀器廠產(chǎn)品；LXJIIB型離心機，上海安亭科學儀器廠產(chǎn)品；SHZ-D（Ⅲ）型循環(huán)水多用真空泵，鞏義子華儀器有限責任公司產(chǎn)品；JA2014型電子分析天平，上海精科有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗方法

1.2.1 山核桃油脫膠

（1）磷酸脫膠。稱取毛油100 g，預熱到80℃，轉(zhuǎn)速80 r/min，加入油質(zhì)量0.3%的85%磷酸及油質(zhì)量5%的85℃熱水，攪拌30 min，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心10 min，棄去下層沉淀，得到磷酸脫膠油。

（2）草酸脫膠。稱取毛油100 g，預熱至40℃，轉(zhuǎn)速80 r/min，加入油質(zhì)量0.4%的20%草酸水溶液，并加熱至60℃，攪拌30 min，靜置1 h，再分別經(jīng)過一次水洗和二次水洗[4]，得到草酸脫膠油。

1.2.2 山核桃油脫酸

（1）堿煉脫酸。磷酸脫膠后對油樣進行堿煉脫酸處理，處理方法參考文獻[5-6]。

（2）甲醇脫酸。磷酸脫膠后對油樣進行甲醇脫酸處理。于45℃條件下，按照油與甲醇1∶2.5（W∶V）的比例加入甲醇，以轉(zhuǎn)速180 r/min攪拌20 min，靜置分出下層油樣，連續(xù)3次萃取脫酸，并通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在70℃脫除甲醇，得到甲醇脫酸油。

（3）乙醇（95%）脫酸。磷酸脫膠后對油樣進行乙醇脫酸處理。在與甲醇脫酸相同的方法和條件下得到油樣，并通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在80℃脫除乙醇，得到乙醇脫酸油。

1.2.3 山核桃油脫色

采用活性白土脫色處理[7]。

1.2.4 山核桃油脫臭

連接真空脫臭裝置，啟動真空泵，將油樣預熱到100℃以上，通入蒸汽，調(diào)節(jié)通汽量（在不引起油飛濺的情況下，通汽量盡量加大），使油樣升溫到200℃，真空度0.1 MPa，維持脫臭4 h，得到脫臭油。

1.3 測定方法

1.3.1 理化指標的測定

酸價參照GB 5009.229—2016動植物油脂酸值和酸度的測定。

1.3.2 反式脂肪酸測定

TFA參照GB 5009.257—2016食品安全國家標準食品中反式脂肪酸的測定。

（1）甲酯化。稱取油樣60 mg至具塞試管中，加入4 mL異辛烷溶解，加入200 μL氫氧化鉀-甲醇溶液，猛烈振搖30 s后靜置至澄清。向溶液中加入約1 g硫酸氫鈉，猛烈振搖，中和氫氧化鉀，待鹽沉淀后，取上清液用濾膜過濾后進樣。

（2）色譜檢測條件。HP-5MS型毛細管石英柱（30 m×250 μm×0.25 μm），F(xiàn)ID檢測器；載氣為高純氦氣，壓力75 kPa，流速1.3 mL/min；進樣口溫度240℃，檢測器溫度250℃；柱溫采用三級程序升溫（初始溫度為60℃，保持5 min；以5℃/min升溫至165℃，保持1 min；再以2℃/min升溫至225℃，保持17 min）分流比為30∶1，并通過外標法進行定量分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同精煉脫膠方法對山核桃油酸價的影響

酸價達1.07 mg KOH/g的山核桃毛油中含有色素、游離脂肪酸等雜質(zhì)，達不到食用要求（參照GB/T 22327—2008核桃油）。為此，試驗采用1.2.1所述脫膠方法，對山核桃毛油進行脫膠處理，通過測定各方法中油樣的酸價指標，探討不同脫膠方法對山核桃油酸價的影響。

不同精煉脫膠方法對山核桃油酸價的影響見圖1。

圖1 不同精煉脫膠方法對山核桃油酸價的影響

由圖1可知，2種精煉脫膠方法均未達到降低酸價的目的。其中，磷酸脫膠中酸價上升顯著，達到1.23 mg KOH/g；草酸脫膠中酸價稍有上升，變化不大。主要原因可能是由于山核桃油在脫膠過程中帶入了一定量的酸性物質(zhì)，從而使脫膠過程酸價上升?？梢?，脫膠工序并不能有效降低酸價，同時還可能使酸價升高。

2.2 不同精煉脫酸方法對山核桃油酸價的影響

為研究不同精煉脫酸方法對山核桃油酸價的影響，研究進一步采用1.2.2精煉脫酸不同方法，降低酸價為1.23 mg KOH/g磷酸脫膠油，從而達到食用目的。

不同精煉脫酸方法對山核桃油酸價的影響見圖2。

由圖2可知，堿煉脫酸效果較顯著，酸價下降至0.32 mg KOH/g；甲醇脫酸、乙醇脫酸的酸價相差不大，分別降低至0.40 mg KOH/g和0.39 mg KOH/g。主要原因可能是由于物理萃取和化學中和的原理不同，而導致脫酸效果不同。可見，脫酸是降低山核桃油酸價的主要工序。其中，通過化學中和的堿煉脫酸比通過物理萃取的甲醇、乙醇脫酸效果更好，脫酸效果也直接決定了成品油的品質(zhì)。

2.3 不同精煉脫膠方法中山核桃油TFA的變化

對山核桃油磷酸脫膠和草酸脫膠所得的油樣采用1.3.2中所述方法進行脂肪酸和TFA組成及含量分析。

不同精煉脫膠方法后山核桃油脂肪酸組成和TFA的含量見表1。

圖2 不同精煉脫酸方法對山核桃油酸價的影響

表1 不同精煉脫膠方法后山核桃油脂肪酸組成和TFA的含量/%

由表1可知，山核桃毛油TFA在最初未檢測到，經(jīng)過磷酸脫膠和草酸脫膠后TFA含量均有所增加，分別升高至0.017 5%和0.021 3%。其中，主要產(chǎn)生的是反式油酸，且草酸脫膠比磷酸脫膠產(chǎn)生反式油酸的含量更多。因此，磷酸脫膠效果較好。

2.4 不同精煉脫酸方法中山核桃油TFA的變化

對山核桃油磷酸脫膠后得到的脫膠油分別經(jīng)過堿煉脫酸、甲醇脫酸和乙醇脫酸，所得油樣分別采用1.3.2中所述方法進行脂肪酸和TFA組成及含量分析。

不同精煉脫酸方法后山核桃油脂肪酸組成和TFA的含量見表2。

由表2可知，經(jīng)過不同脫酸方法后山核桃油中TFA含量均有所增加，其中乙醇脫酸油中TFA含量較多，由0.017 5%升高至0.056 0%?？梢钥闯?，甲醇脫酸比堿煉脫酸、乙醇脫酸效果更好。雖然3種油樣的TFA含量總體呈上升趨勢，但含量最高僅為0.056 0%，且不同油樣之間TFA含量相差不大，主要產(chǎn)生反式油酸。

2.5 脫色和脫臭對山核桃油TFA的變化

對山核桃油堿煉脫酸后得到的脫酸油，分別采用1.2.3和1.2.4中所述方法進行脫色和脫臭處理，所得油樣采用1.3.2中所述方法進行脂肪酸和TFA組成及含量分析。

脫色和脫臭后山核桃油脂肪酸組成和TFA的含量見表3。

表2 不同精煉脫酸方法后山核桃油脂肪酸組成和TFA的含量/%

表3 脫色和脫臭后山核桃油脂肪酸組成和TFA的含量/%

由表3可知，堿煉脫酸油經(jīng)過脫色、脫臭后，山核桃油中產(chǎn)生新的組成成分——反式亞油酸，其含量為0.201 0%。反式亞油酸的含量顯著高于反式油酸，前者是后者的2.58倍，這可能與其脂肪酸碳鏈中含有2個不飽和雙鍵有關，油酸只有1個不飽和雙鍵，因而反式亞油酸含量較高[8]。同時可知，脫臭是TFA產(chǎn)生的主要工序，這與參考文獻[3]結(jié)論基本一致。

2.6 精煉對各工序中山核桃油TFA組成及含量和酸價的影響

對精煉各工序的山核桃油經(jīng)甲酯化處理后進行GC-MS分析，并利用外標法進行定量分析。

精煉各工序山核桃油中TFA組成及含量見表4，精煉對山核桃油中總TFA含量的影響見圖3，精煉對山核桃油酸價變化的影響見圖4。

由表4和圖3可知，脫臭前，總TFA的形成速度相對緩慢，山核桃油中只產(chǎn)生反式油酸；脫臭后，總TFA的含量上升較快，山核桃油中產(chǎn)生反式油酸和反式亞油酸。隨著精煉工序的增加，山核桃油中TFA的含量呈上升趨勢。主要原因可能是在脫臭過程中存在高溫、高真空的條件，使部分不飽和脂肪酸發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)變[9-10]，從順式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉词浇Y(jié)構(gòu)，使山核桃油中TFA含量上升較快。

由圖4可知，山核桃油在脫膠過程中酸價升高，經(jīng)堿煉脫酸后，加入的堿中和了油脂中部分游離脂肪酸使得酸價顯著降低，達到0.32 mg KOH/g；經(jīng)脫色過程，酸價緩慢升高，變化不大；脫臭過程除去了一定量的游離脂肪酸，山核桃油酸價明顯降低，最終山核桃油的酸價達到0.30 mg KOH/g。精煉后的山核桃油酸價，達到國標（GB/T 22327—2008核桃油）中一級成品油的標準。

表4 精煉各工序山核桃油中TFA組成及含量/%

圖3 精煉對山核桃油中總TFA含量的影響

圖4 精煉對山核桃油酸價變化的影響

3 結(jié)論

精煉對山核桃油中TFA影響的試驗結(jié)果表明，其脫膠油、脫酸油和脫色油的TFA含量均小于0.100 0%，但隨精煉工序增加含量呈遞增趨勢，脫臭后發(fā)生顯著變化達到0.279 0%。對于不同脫膠和脫酸方法對TFA含量的影響：磷酸脫膠中產(chǎn)生的TFA含量少于草酸脫膠，其TFA含量降至0.017 5%；甲醇脫酸中產(chǎn)生的TFA含量最少，其含量僅由0.017 5%升至0.053 2%。在對山核桃毛油進行精煉后得出其TFA組分變化：脫臭前只產(chǎn)生反式油酸，脫臭后同時產(chǎn)生反式亞油酸，且反式亞油酸的含量顯著高于反式油酸，前者是后者的2.58倍。

綜上所述，精煉后的山核桃油雖然產(chǎn)生一定量TFA，但其含量較少，仍在安全范圍內(nèi)。因此，選擇合適的脫膠和脫酸方法，改進脫臭精煉工藝，可為工業(yè)化生產(chǎn)低TFA的山核桃油提供試驗參考。

[1]陳丹，趙聲蘭.核桃油保健及藥用功效研究[J].亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥，2009（1）：27-29.

[2]李桂華，王向云，趙芳，等.不同精煉脫酸方法對葡萄籽油中反式脂肪酸的影響研究[J].現(xiàn)代食品科技，2014（1）：120-125，152.

[3]夏天文，孟橘，楊帆，等.脫臭過程對油脂反式脂肪酸含量的影響[J].中國油脂，2007（12）：18-20.

[4]羅曉嵐，朱文鑫.米糠油草酸脫膠工藝介紹[J].中國油脂，2009（10）：16-17.

[5]李吉.精煉工藝對糠油中功能因子的影響[D].武漢：武漢輕工大學，2014.

[6]萬本屹，董海洲，李宏.核桃油精煉工藝的研究[J].西部糧油科技，2001，26（2）：18-20.

[7]孟阿會，陳夏，藺立杰，等.幾種食用油中反式脂肪酸含量的測定[J].農(nóng)業(yè)機械，2011（32）：62-64.

[8]王少振，孫淑華.油脂精煉過程中反式脂肪酸控制的研究進展[J].糧食與食品工業(yè)，2014，12（2）：18-21.

[9]馬素敏，畢艷蘭，張林尚，等.脫臭工藝條件對牡丹籽油反式脂肪酸形成及品質(zhì)的影響[J].中國油脂，2014，39（3）：15-19.

[10]梁少華，董彩文，趙西周，等.脫臭工藝條件對棉籽油中反式脂肪酸含量的影響[J].中國油脂，2010，35（3）：54-58.◇

The Research on the Effects of Refining on Trans-Fatty Acid in Carya cathayensis Sarg Oil

MA Tian1，YIN Luhai1，CHEN Feng1，YU Zhaoshuo1，*MA Chengjin1，2
（1.Key Laboratory of Plant Resources Conservation and Utilization，College of Hu'nan Province，Jishou Univerusity，Jishou，Hu'nan 416000，China；2.Institute of Food Science，Jishou University，Jishou，Hu'nan 416000，China）

Carya cathayensis Sarg oil with acid value of 1.067 mg KOH/g as raw material.Taking degumming method（phosphoric acid and oxalic acid degumming）and deacidification method（methanol extraction，ethanol extraction and alkali refining deacidification），the composition and content of trans-fatty acid in Carya cathayensis Sarg oil are investigated.The changes of acid value and trans-fatty acids content in different refined technologies are discussed.The results show that phosphoric acid degumming is better than others and its content of trans-fatty acids as low as 0.017 5%.The methanol extraction deacidification is better than others and its content of trans-fatty acid increased from 0.017 5%to 0.053 2%.The trans-fatty acid composition of Carya cathayensis Sarg oil after refining process shows that it produces linolelaidic acid after deodorization. The content of linolelaidic acid is significantly higher than elaidic acid and the former is 2.58 times of the latter.

Carya cathayensis Sarg oil；refining；trans-fatty acid；quantitative analysis

TS224.6

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.05.030

1671-9646（2017）05b-0007-04

2017-04-28

吉首大學自然科學類本科生研究項目（15JDX004）。

馬添（1995—），男，在讀本科，研究方向為食物資源研究與利用。

*通訊作者：麻成金（1963—），男，碩士，教授，研究方向為食物資源研究與利用。