奇亞籽油的品質(zhì)特性及提取工藝研究進(jìn)展

姚宏燕，羅文濤，楊 成，沈曉芳

(江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫 214122)

奇亞籽，屬薄荷家族，種子橢圓形，直徑約1 mm，長約2 mm，顏色有白色、黑色或灰色等[1]，是美國食品和藥物管理局(FDA)認(rèn)證的安全食品。2014年我國衛(wèi)生計生委將其列為新食品原料，正式進(jìn)入我國市場。奇亞籽種子含油量在25%～50%，其油脂中飽和脂肪酸含量較低(≤10%)，主要含α- 亞麻酸和亞油酸等不飽和脂肪酸，是ω-3和ω-6 脂肪酸的良好來源，對于維持正常的生理和腦功能，預(yù)防心血管和炎性疾病等風(fēng)險具有重要意義[2-4]。奇亞籽油作為一種新興的油脂產(chǎn)品，從其提取工藝、品質(zhì)特性到生理活性功能研究還處于初期階段。本文就奇亞籽油的脂肪酸組成、理化性質(zhì)、提取工藝、氧化穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 奇亞籽油的脂肪酸組成及理化性質(zhì)

1.1 奇亞籽油的脂肪酸組成(見表1)

表1 奇亞籽油脂肪酸組成及含量

從表1可看出，奇亞籽油主要含有5種脂肪酸，α-亞麻酸、亞油酸、油酸、棕櫚酸、硬脂酸。不同文獻(xiàn)分析結(jié)果存在些許差異，主要受奇亞籽產(chǎn)地、品種、提取工藝和分析方法不同的影響，但總體變化范圍不大。

1.2 奇亞籽油的理化性質(zhì)

作為一種新興的植物油脂，目前對奇亞籽油的研究大多還集中在一些基礎(chǔ)研究，包括折光指數(shù)、黏度、酸價、過氧化值、皂化值和碘值等理化指標(biāo)的測定。其中折光指數(shù)(RI)可大致反映出油的脂肪酸組成、氧化狀態(tài)以及是否含雜質(zhì)等相關(guān)信息，且RI隨著鏈長和不飽和度的增加而增加。Uzunova等[10]研究表明奇亞籽油的RI和亞麻籽油相當(dāng)，但高于橄欖油、葵花籽油、菜籽油，而不皂化物含量與其他植物油相當(dāng)，且不含有毒物質(zhì)，可應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)。

除此之外，基于CIELAB色度分析發(fā)現(xiàn)奇亞籽油的色澤較其他植物油有所差異，大多數(shù)植物油的L*、a*、b*值分別為63.4～69.5、3.8～4.4和9.2～10.4[11]，而奇亞籽油的a*值為負(fù)值(a*=-6.56)，b*值較高(b*=28.27)。Timilsena等[12]認(rèn)為a*值呈現(xiàn)負(fù)值可能是奇亞籽油中含有少量葉綠素，而b*值高則表明類胡蘿卜素含量更高。奇亞籽油的各項理化指標(biāo)參數(shù)如表2所示。

表2 奇亞籽油理化性質(zhì)

2 奇亞籽油中生理活性物質(zhì)及微量營養(yǎng)素

奇亞籽油不但含有優(yōu)質(zhì)的脂肪酸，還含有很多生理活性成分，如生育酚、植物甾醇、角鯊烯和多酚等，這些都是天然的抗氧化性成分，對修復(fù)細(xì)胞、肌膚和器官方面具有重要作用。Marineli等[4]采用EASI-MS在奇亞籽油中檢出了綠原酸、山奈酚、楊梅素、槲皮素和3,4-二羥基苯乙醇-烯丙酸二醛(3,4-DHPEA-EDA)。Oliveira-Alves等[15]采用甲醇-水對奇亞籽油中的酚類化合物進(jìn)行超聲波輔助提取，與奇亞籽相比，其油中的酚類物質(zhì)含量較低，HPLC-MS鑒定出奇亞籽油中主要含咖啡酰奎寧酸、丹參素衍生物及少量的鼠尾草酚，而奇亞籽中則含有大量的迷迭香酸等。Ixtaina等[1]也在奇亞籽油中檢出類似的酚類物質(zhì)，值得注意的是，大多數(shù)在奇亞籽油中檢測到的酚類化合物在其他植物油[16]中并未發(fā)現(xiàn)。奇亞籽油中還含有植物甾醇、角鯊烯和礦物質(zhì)等，其中植物甾醇含量豐富，主要是β-谷甾醇，另外還鑒定出菜油甾醇、豆甾醇、D5-燕麥甾醇、Δ-4,6-膽甾二烯醇、25-羥基-24-甲基膽甾醇、24-亞甲基環(huán)木菠蘿烷醇等。奇亞籽油中礦物質(zhì)含量較高的為磷和鈣，遠(yuǎn)高于其他礦物元素。奇亞籽油中生理活性物質(zhì)及微量營養(yǎng)素如表3所示。

表3 奇亞籽油中生理活性物質(zhì)及微量營養(yǎng)素

注：“nd”表示未檢出；多酚含量指綠原酸、咖啡酸、楊梅素、槲皮素和山奈酚的總含量。

3 奇亞籽油的提取工藝

3.1 壓榨法

壓榨法主要是利用物理作用力將油籽內(nèi)部的細(xì)胞破碎，而后將油脂從油料中分離出來。為降低油料中的水分含量同時提高出油率，通常將油籽進(jìn)行烘烤等熱處理，以期獲得品質(zhì)風(fēng)味均較優(yōu)良的油脂。Imran等[22]對奇亞籽采用沸水(100℃，5 min)、微波焙燒(900 W，2 450 MHz，2.5 min)、烘箱干燥(105℃±5℃，1 h)和高壓滅菌(121℃，0.1 MPa，15 min)4種熱處理方式處理后，經(jīng)低溫壓榨制備奇亞籽油，結(jié)果表明經(jīng)4種熱處理方式制得的奇亞籽油在儲存期間色澤均略有增加，而高壓滅菌處理獲得的奇亞籽油中亞油酸和α-亞麻酸含量下降最多。一般來說，對油籽進(jìn)行高溫焙炒，易發(fā)生氧化或聚合反應(yīng)，使制得的成品油生理活性降低；而不經(jīng)過熱處理直接進(jìn)行壓榨法制油，因油料的含水率可能會影響出油率，且會導(dǎo)致脂肪酸水解，使游離脂肪酸含量增多，酸價升高，也不利于油脂的貯藏。因此，控制好炒籽條件對奇亞籽油品質(zhì)及貯藏穩(wěn)定性具有重大意義。奇亞籽中除含油脂外，還含有蛋白質(zhì)、膠質(zhì)等成分，這些都會影響油的提取，要進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理以提高油的提取率[6]。

3.2 溶劑浸提法

溶劑浸提法是利用有機(jī)溶劑將油脂從油料中分離出來，除了從油籽原料中浸提出油，同樣也可對壓榨完的餅采用溶劑浸提的方式進(jìn)一步提油，過程簡單，成本較低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。Ixtaina等[1]分別通過壓榨和溶劑浸提法獲得奇亞籽油，發(fā)現(xiàn)溶劑浸提法的油產(chǎn)率比壓榨法約高了30%。Castejón等[6]將傳統(tǒng)的索氏提取和加壓液體浸提法進(jìn)行對比，旨在開發(fā)一種溫和的提取方法，以保證ω-3脂肪酸品質(zhì)，著重考察了溶劑和溫度因素對油脂脂肪酸組成和生理活性成分的影響。Mello等[7]采用超聲波輔助溶劑浸提法提取奇亞籽油，選取溫度、時間、液料比三因素進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計，分析表明溫度和液料比對油產(chǎn)率的影響較大，在50℃、液料比為12∶1時提取40 min，奇亞籽油產(chǎn)率達(dá)27.24%。

3.3 超臨界流體萃取法

超臨界技術(shù)綠色環(huán)保，提取效果主要受到壓力、溫度、時間等因素的影響。Ixtaina等[8]分析了溫度(40、60、80℃)、壓力(25、35、45 MPa)和時間(60、150、240 min)對奇亞籽油產(chǎn)率的影響，響應(yīng)面法顯示提取時間和壓力對奇亞籽油產(chǎn)率的影響較大，45 MPa提取300 min奇亞籽油產(chǎn)率最高，可達(dá)92.8%。操作條件影響了奇亞籽油的脂肪酸組成，但奇亞籽油中亞麻酸(44.4%～63.4%)和亞油酸(19.6%～35.0%)含量均較高。Guindani等[23]對餅中的殘油采用超臨界流體提取技術(shù)，結(jié)果表明當(dāng)壓力為30 MPa、溫度為50℃時，餅中殘油提取率達(dá)10.6%±0.2%，此外添加7.5%乙醇可提高提取物的產(chǎn)率及總酚含量?？傊?，超臨界流體萃取法雖然在整體操作過程中污染小，但是成本高，無法實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。

4 奇亞籽油的氧化穩(wěn)定性

奇亞籽油營養(yǎng)價值雖高，但其暴露在光、熱、氧氣、含水量較高的環(huán)境中時，因油中不飽和脂肪酸含量高，易導(dǎo)致其品質(zhì)下降及貨架期縮短，產(chǎn)生令人難以接受的氣味。因此，為防止油脂氧化，延長貨架期，可適當(dāng)添加一些抗氧化劑。Ixtaina等[18]研究了添加迷迭香提取物、綠茶提取物、生育酚、抗壞血酸棕櫚酸酯等天然抗氧化劑的有效性，采用差式掃描熱量法評估了奇亞籽油貯藏225 d的氧化情況，結(jié)果表明添加抗氧化劑在不同程度上增加了奇亞籽油的氧化誘導(dǎo)時間。Souza等[24]通過各種方法確定奇亞籽油的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。用Rancimat方法評價了合成抗氧化劑和天然抗氧化劑在奇亞籽油氧化穩(wěn)定性中的作用。采用加壓差示掃描量熱法(PDSC)、Schaal烘箱法和1H NMR譜評估熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明叔丁基對苯二酚(TBHQ)以及與迷迭香提取物的混合物能有效提高奇亞籽油的氧化穩(wěn)定性，貯藏數(shù)據(jù)表明，奇亞籽油在60℃時穩(wěn)定，故在此條件下不需特殊的貯存條件，但是高溫下不飽和基團(tuán)會發(fā)生嚴(yán)重降解，但也有研究表明不添加抗氧化劑奇亞籽油在300℃下穩(wěn)定，455℃下才會導(dǎo)致85%的油降解[25]。綜合而言，為減緩油脂氧化速度，應(yīng)該低溫貯藏，以防止各類生理活性物質(zhì)含量的流失。

5 展 望

盡管奇亞籽油對人體益處頗多，但我國相關(guān)的研究還相當(dāng)缺乏。根據(jù)其功能營養(yǎng)特性，市售奇亞籽油的應(yīng)用主要集中在以下幾個方面：①用作食用油，可用于制作沙拉、冰沙、酸奶、燕麥片和意大利面等。安全營養(yǎng)且可促進(jìn)大腦、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的健康。②肌膚的修復(fù)、保濕和頭發(fā)護(hù)理，可對抗炎癥，減少表皮水分流失，提高肌膚鎖水量。③作為膳食補(bǔ)充劑，為人群補(bǔ)充ω-3不飽和脂肪酸。目前，針對奇亞籽攝入的膳食建議更多的是模仿國外的做法，為指導(dǎo)群眾科學(xué)合理地攝食其相關(guān)產(chǎn)品，可模擬我國傳統(tǒng)的烹飪方式，如煎、油炸等深加工方式，建立相關(guān)模型，對不同營養(yǎng)成分變化進(jìn)行量化分析，從而探究奇亞籽油的最佳食用條件；另外，因奇亞籽油中不飽和脂肪酸含量高，為了保障其原有的營養(yǎng)價值或增強(qiáng)穩(wěn)定性，可考慮與其他植物油進(jìn)行調(diào)和食用。除此之外，奇亞籽油的保濕抗炎修復(fù)等功能使得其有望成為護(hù)膚護(hù)發(fā)類產(chǎn)品的重要組成部分。