9種市售稻米油極性物質(zhì)含量的測(cè)定及組成分析

李 徐 徐小光 劉睿杰 金青哲 王興國(guó)

(食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；江南大學(xué)食品學(xué)院，無錫 214122)

9種市售稻米油極性物質(zhì)含量的測(cè)定及組成分析

李 徐 徐小光 劉睿杰 金青哲 王興國(guó)

(食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；江南大學(xué)食品學(xué)院，無錫 214122)

基于快速柱層析-高效體積排阻色譜方法，分析市售9種稻米油中極性物主要組分構(gòu)成比例，與5種植物油極性物構(gòu)成進(jìn)行對(duì)比，并深入探討谷維素和植物甾醇在分析條件下的分布。結(jié)果表明：稻米油相比常見植物油初始極性組分含量偏高，與棕櫚油接近，達(dá)6.3%～16.4%，極多的甘油二酯類(DG)水解產(chǎn)物，是造成稻米油極性組分含量偏高的主要原因。在分析條件下，谷維素歸于極性組分中的DG類，植物甾醇在極性和非極性組分中皆有，甾醇存在形式的不同造成分布差異，游離甾醇?xì)w于極性組分中的游離脂肪酸類(FFA)。

稻米油 極性組分 谷維素 植物甾醇

稻米油被譽(yù)為“營(yíng)養(yǎng)保健油”，其脂肪酸組成符合國(guó)際衛(wèi)生組織認(rèn)定的黃金比例(油酸∶亞油酸=1∶1)[1]，其脂肪伴隨物含量豐富，包括谷維素、植物甾醇、生育酚和角鯊烯等，具有良好的生理功能和較高的生物安全性[2]。合理的脂肪酸組成和豐富的脂肪伴隨物是稻米油良好穩(wěn)定性能的重要保證。近年來，稻米油在煎炸領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸廣泛。

極性物質(zhì)(PolarCompounds，PCs)，ISO定義為特定柱層析條件下的分離成分，包括未使用的油脂中存有的游離脂肪酸等極性物質(zhì)，以及煎炸過程中的食用油發(fā)生氧化、水解、熱質(zhì)變等劣變而產(chǎn)生的極性大于正常甘油三酯的物質(zhì)總稱[3]。GB7120—2009規(guī)定，煎炸油中極性組分含量不得高于27%[4]。如表1所示，對(duì)已報(bào)道的未煎炸稻米油極性組分含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，相比于大豆油、棉籽油、菜籽油和花生油，稻米油的初始極性組分含量偏高，與棕櫚油相接近，含量高是否意味著品質(zhì)不佳，鮮有相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)此進(jìn)行闡釋。

表1 7種植物油初始極性組分含量調(diào)查(m/m, %)

注：基于GB/T 5009.202—2003或AOCS Cd20-91柱層析方法。

本研究基于快速柱層析-體積排阻色譜，對(duì)市售9種稻米油中極性物主要組分構(gòu)成比例進(jìn)行研究，以探究其初始含量偏高的原因。進(jìn)一步，稻米油中定量添加谷維素和植物甾醇，分析2種主要營(yíng)養(yǎng)元素在分析條件下的分布，以探究其對(duì)稻米油極性物構(gòu)成比例的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

四氫呋喃(色譜純)，乙醚、丙酮、石油醚(30～60 ℃沸程)、無水乙醇和三氯甲烷均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；(3β)-膽甾-5-烯-3-醇，BSTFA∶TMCS(99∶1)硅烷化試劑：Sigma公司。

9種稻米油：市售；谷維素(純度99.9%)：浙江銀河藥業(yè)有限公司；植物甾醇(植物甾醇總含量95.09%，主要為游離甾醇形式)：西安藍(lán)天生物工程有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

食用油極性組分快速制備型層析系統(tǒng)(EOPC SYSTEM)：天津博納艾杰爾科技有限公司；R204B旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海滬粵明儀器有限公司；Waters 2695型高效液相色譜儀(2414型示差折光檢測(cè)器，Styragel HR體積排阻凝膠色譜柱)：Waters公司；UV2100分光光度計(jì)：尤尼柯上海儀器有限公司；Trace GC Ultra氣相色譜儀聯(lián)用ISQ質(zhì)譜檢測(cè)儀：美國(guó)Thermo公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 油脂極性組分的分離制備

[11]對(duì)稻米油樣品進(jìn)行極性組分的分離制備。

1.3.2 油脂極性組分的高效體積排阻色譜分析

參考文獻(xiàn)[11]對(duì)稻米油極性組分進(jìn)行分析，具體分為5類：氧化甘油三酯寡聚體類(TGO)，氧化甘油三酯二聚體類(TGD)，氧化甘油三酯單體類(ox-TG)，甘油二酯類(DG)和游離脂肪酸類(FFA)，其中TGO和TGD合稱氧化甘油三酯聚合物(TGP)。

1.3.3 谷維素含量檢測(cè)

參考文獻(xiàn)[12]紫外分光光度法測(cè)量谷維素含量，標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.041 5x-0.028(R2=0.999 0)。

1.3.4 植物甾醇含量檢測(cè)

植物甾醇含量測(cè)定采用氣質(zhì)聯(lián)用法。

樣品制備：稱取油樣250 mg，加入(3β)-膽甾-5-烯-3-醇2 mg，超聲溶解；加入 2 mol/L氫氧化鉀乙醇溶液1 mL，沸水浴皂化0.5 h；再加入2 mol/L氫氧化鉀乙醇溶液4 mL，于60 ℃下振蕩水浴1 h；于皂化液中分別加入蒸餾水4 mL和正己烷6 mL，振蕩、靜置，提取上清液，氮?dú)獯蹈?；加入硅烷化試?00 μL，70 ℃衍生化0.5 h，取樣分析。

氣質(zhì)分析條件：配備 TG-SQC色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；電離方式EI；電子能量70 eV；離子源溫度200 ℃；接口溫度250 ℃；柱溫280 ℃；載氣為氦氣；進(jìn)樣量0.8 μL。

2 結(jié)果與討論

2.1 市售9種稻米油中極性組分構(gòu)成分析

如表2所示，極性組分由TGO、TGD、ox-TG、DG和FFA共5大類構(gòu)成，其中TGP(包括TGO和TGD)、ox-TG和DG分別代表了油脂的聚合、氧化和水解程度[13]。市售9種稻米油中初始極性組分含量最高為16.4%，最低為6.3%，相比其他植物油確實(shí)普遍較高，與表1結(jié)果一致。對(duì)稻米油極性組分進(jìn)一步分析，除5號(hào)稻米油(下文另作討論)外，其構(gòu)成比例排序基本相同：DG>>ox-TG≈TGD≈FFA>TGO，即水解>氧化>聚合。以TGO、TGD和ox-TG進(jìn)行分析，油脂中極性TGO和TGD是由ox-TG單體通過C-C、C-O和O-O等共價(jià)鍵相互聚合而成[14]，三者含量大多低于1%，其聚合和氧化程度處于正常水平，與表3結(jié)果相近；以DG進(jìn)行分析，稻米油中DG占總極性物質(zhì)的65.7%～82.3%，極多的水解產(chǎn)物是造成稻米油極性組分含量偏高的主要原因，與棕櫚油相似(如表3)，然而，甘二酯作為人體內(nèi)油脂代謝的中間產(chǎn)物，具有獨(dú)特的安全和功能特性，可對(duì)改善血清脂質(zhì)和內(nèi)臟脂肪/總脂肪比具有較好作用[15]，因此，極性組分作為一類物質(zhì)的總稱，其含量高并非一定有害，不能一概而論。

如表3所示，對(duì)已報(bào)道的5種植物油極性物主要組分構(gòu)成比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。將其與表2對(duì)比，發(fā)現(xiàn)稻米油中FFA類含量大多高于其他植物油(稻米油平均0.73%，5種植物油平均0.37%)，尤其5號(hào)稻米油FFA類含量高達(dá)2.47%。對(duì)于5號(hào)稻米油，其構(gòu)成比例排序顯著不同：FFA> ox-TG>DG> TGD> TGO，因其區(qū)別于傳統(tǒng)的制油工藝，精煉階段大量DG被除去，長(zhǎng)時(shí)高溫導(dǎo)致ox-TG相對(duì)較高，那么FFA含量為何相對(duì)較高，其高谷維素和高植物甾醇含量對(duì)稻米油極性物構(gòu)成比例的影響如何。

表3 5種植物油中極性物主要組分構(gòu)成比例(m/m, %)

2.2 谷維素柱層析-體積排阻色譜條件下的分布

定量添加谷維素至稻米油中，制備10 000、28 000、41 000和44 000 mg/kg 4個(gè)質(zhì)量濃度的樣品，分離其極性和非極性組分，以紫外分光光度法分別檢測(cè)谷維素含量。如表4所示，極性組分中谷維素濃度遠(yuǎn)高于非極性組分，分別為38、42、64和98倍。可見，此柱層析條件下，谷維素被歸為極性組分的一部分。

表4 稻米油中谷維素對(duì)極性組分影響(25 ℃)/mg/kg

稻米油中谷維素含量是常見植物油中最高的，主要以環(huán)木菠蘿醇類阿魏酸酯的形式存在(75%～80%)。如圖1所示，谷維素空間結(jié)構(gòu)中阿魏酸苯環(huán)上具有1個(gè)羥基，極性較高，與硅膠吸附力較大，隨極性組分共同洗脫。在此體積排阻色譜條件下，依據(jù)谷維素600左右的相對(duì)分子質(zhì)量，歸于極性組分中DG類別。

圖1 谷維素結(jié)構(gòu)式(以環(huán)木菠蘿醇阿魏酸酯為例)

2.3 植物甾醇柱層析-體積排阻色譜條件下的分布

定量添加植物甾醇至稻米油中，制備7 700、8 300、18 000和21 000 mg/kg 4個(gè)質(zhì)量濃度的樣品，分離其極性和非極性組分，以氣質(zhì)聯(lián)用法分別檢測(cè)植物甾醇含量。如表5所示，極性組分中植物甾醇濃度略高于非極性組分，分別為4、3、3和5倍?？梢?，此柱層析條件下，植物甾醇在極性和非極性組分中皆有。

表5 稻米油中植物甾醇對(duì)極性組分影響/mg/kg

植物甾醇是稻米油不皂化物的主要成分，主要以游離甾醇、甾醇酯(脂肪酸酯和酚酸酯)、甾醇糖苷和?；薮继擒盏刃问酱嬖凇；谥参镧薮冀Y(jié)構(gòu)式，推斷游離甾醇極性較高而甾醇酯(結(jié)合的酸不同會(huì)有差異)極性相對(duì)較低，造成了極性組分中植物甾醇含量比非極性組分高3倍，其與稻米油中甾醇酯和游離甾醇的占比非常接近[24]。而本研究氣質(zhì)聯(lián)用方法檢測(cè)的是植物甾醇總量而未作游離甾醇和甾醇酯的區(qū)分，以上推斷未能證實(shí)，有待深入研究。在此體積排阻色譜條件下，依據(jù)游離甾醇380左右的相對(duì)分子質(zhì)量，歸于極性組分中FFA類別。

圖2 植物甾醇及其酯結(jié)構(gòu)式(以油酸為例)

2.4 稻米油在深度煎炸中的應(yīng)用分析

稻米油天然抗氧化物含量高且具有優(yōu)越的脂肪酸組成，其飽和、單不飽和、多不飽和脂肪酸比例約為1∶2.2∶1.5，因此國(guó)外已有相關(guān)專利描述向大豆油中添加稻米油，以提高煎炸穩(wěn)定性[25]。然而，基于市售9種稻米油分析結(jié)果，當(dāng)前國(guó)內(nèi)稻米油DG含量顯著偏高，極性物質(zhì)初始含量因而偏高。對(duì)于添加DG的稻米油保健產(chǎn)品而言，其煎炸壽命較短，易起泡，不推薦作為深度煎炸油使用。對(duì)于添加谷維素和植物甾醇的稻米油而言，其極性物質(zhì)含量的升高來源于氧化產(chǎn)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的增多2個(gè)方面，應(yīng)客觀分析，區(qū)別對(duì)待。

3 結(jié)論

通過快速柱層析-高效體積排阻色譜方法，分析市售9種稻米油中極性物主要組分構(gòu)成比例，并與5種植物油極性物構(gòu)成進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明：稻米油相比常見植物油初始極性組分含量偏高，與棕櫚油接近，達(dá)6.3%～16.4%；極多的DG類水解產(chǎn)物，是造成稻米油極性組分含量偏高的主要原因，然而DG類物質(zhì)卻具有獨(dú)特的安全和功能特性，并非一定有害。進(jìn)一步分析谷維素和植物甾醇的分布，表明谷維素被歸于極性組分中的DG類，植物甾醇在極性和非極性組分中皆有，甾醇存在形式的不同造成此差異，游離甾醇被歸于極性組分中的FFA類。因此，以高效體積排阻方法依據(jù)分子量劃分的5類物質(zhì)并非純物質(zhì)，而是一類分子量接近物質(zhì)的總稱，如DG類包含谷維素，F(xiàn)FA類包含游離甾醇，切忌混淆。深入研究植物油中極性物主要組分的構(gòu)成比例，合理科學(xué)地評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)安全價(jià)值，是發(fā)展的必然趨勢(shì)。

勘探布置1孔，孔深15m。閘基高程5.7～7.9m主要為第②層壤土，構(gòu)成地基主要持力層，具中等壓縮性，弱透水性，滲透穩(wěn)定性較好。高程3.7～5.7m為③2層砂壤土，稍密，具中等壓縮性，中等透水性，滲透穩(wěn)定性較差，具液化潛勢(shì)。高程3.7m以下主要為第③1黏土層、第③層壤土層，具中高壓縮性，微弱透水性，工程地質(zhì)性質(zhì)相對(duì)較差。

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Analysis on Polar Material Content and Composition in 9 Rice Bran Oils

Li Xu Xu Xiaoguang Liu Ruijie Jin Qingzhe Wang Xingguo

(State Key Laboratory of Food Science and Technology; School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122)

Based on preparative flash chromatography and high-performance size-exclusion chromatography, polar fraction components of 9 rice bran oils sold in the market was analyzed, and then it was compared with that of five edible oils. The result showed that polar compound content in rice bran oil was higher than common vegetable oils, which was similar to palm oil and up to 6.3%～16.4%. Abundant Diglycerides (DG), as hydrolysis products, was responsible for the high percentage of polar compounds in rice bran oil. Under this analysis condition, oryzanol was considered as DG in polar fraction and phytosterol was distributed in both polar and nonpolar parts, which depends on its existing type. The free phytosterol was considered as “free fatty acid (FFA)”.

rice bran oil, polar fraction, oryzanol, phytosterol

國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2012BAK08B03)

2015-06-18

李徐，男，1992年出生，碩士，脂質(zhì)化學(xué)

劉睿杰，女，1981年出生，副教授，脂質(zhì)科學(xué)與技術(shù)

TQ

A

1003-0174(2017)02-0120-05