預(yù)處理技術(shù)對(duì)冷榨雙低菜籽油中脂質(zhì)伴隨物含量的影響

張歡歡，高飛虎,*，黃桃翠*，曾志紅，張 玲，張雪梅，李 雪，梁葉星

（1.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，重慶 401329；2.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所，重慶 401329）

菜籽油是世界三大植物油品種之一，產(chǎn)量?jī)H次于棕櫚油和大豆油[1]。我國油菜籽年產(chǎn)量達(dá)1 327.41萬 t（國家統(tǒng)計(jì)局，2017），占油料作物總產(chǎn)量的38.2%。油菜籽的傳統(tǒng)加工工藝主要以熱榨[2-3]和預(yù)榨-浸出法[4]為主，此2 種方法所得菜籽油都必須通過精煉才能達(dá)到國家食用油標(biāo)準(zhǔn)，但精煉后油中的生育酚、植物甾醇和多酚等脂質(zhì)伴隨物大多被除去[5-6]。這些脂質(zhì)伴隨物是重要的生理活性物質(zhì)，具有抗氧化、清除自由基、降低血液膽固醇水平、防治心腦血管疾病、癌癥等慢性病的功能[7-11]。為解決上述問題，德國率先采用冷榨工藝[12]，冷榨法由于壓榨溫度低，僅通過離心過濾即可達(dá)到食用油標(biāo)準(zhǔn)，且餅粕蛋白變性程度低，是一種綠色環(huán)保的生產(chǎn)技術(shù)。但該技術(shù)的推廣卻不盡人意，主要原因有：1）壓榨前油菜籽未經(jīng)任何預(yù)處理，細(xì)胞完整，油路封閉，壓榨出油率低（餅粕殘留14%以上）[13]；2）冷榨菜籽油中的天然抗氧化成分含量雖高于全精煉菜籽油，但由于脂氧合酶、脂肪酶等活性高而使其氧化穩(wěn)定性不如精煉菜籽油。因此，在壓榨前對(duì)油菜籽進(jìn)行適當(dāng)預(yù)處理是十分有必要的，且預(yù)處理技術(shù)具有在不違反現(xiàn)行冷榨菜籽油國際標(biāo)準(zhǔn)的前提下提高冷榨菜籽油品質(zhì)的特性[14]，因此受到越來越多的關(guān)注。

目前，應(yīng)用于冷榨法的預(yù)處理技術(shù)主要有微波[15-16]、烘烤[2,17]、脈沖電場(chǎng)[18-19]等，其中烘烤和微波預(yù)處理，因可顯著提高出油率，并使菜籽油具有良好的焙烤風(fēng)味，同時(shí)能有效鈍化脂氧合酶、脂肪酶而備受關(guān)注，但對(duì)油菜籽經(jīng)過烘烤、微波預(yù)處理后，冷榨菜籽油中脂質(zhì)伴隨物的對(duì)比研究卻鮮有報(bào)道。因此，本研究以雙低油菜籽為研究對(duì)象，考察油菜籽分別經(jīng)過微波、烘烤預(yù)處理后，冷榨菜籽油中植物甾醇、生育酚和總酚的變化規(guī)律及對(duì)比分析，以期為油菜籽高值化加工技術(shù)的發(fā)展和高品質(zhì)、高附加值菜籽油產(chǎn)品的開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雙低油菜籽由重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所提供，基本理化指標(biāo)：水分6.58%，含油量49.28%（干基），蛋白質(zhì)含量16.87%（干基）。

正己烷（色譜純） 德國Meker公司；1,4-二氧六環(huán)（色譜純） 山東西亞化學(xué)工業(yè)有限公司；GC衍生化試劑BSTFA-TMCS（99∶1） TCI化成工業(yè)發(fā)展有限公司；D-α-生育酚（色譜純≥98%）、D-γ-生育酚（色譜純≥98%）、β-膽甾烷醇（色譜純≥98%） 北京索萊寶科技有限公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

LC-20A高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）儀（配有熒光檢測(cè)器）、GCMS-2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津公司；UV-6000PC紫外-可見分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司；M3-232B微波爐 廣東美的廚房電器制造有限公司；KWS1530X-H7R格蘭仕電烤箱 廣東格蘭仕集團(tuán)有限公司；TG-1850離心機(jī) 四川蜀科儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 油菜籽預(yù)處理及冷榨菜籽油的制備

油菜籽預(yù)處理組如下：未經(jīng)預(yù)處理（對(duì)照組）；微波1 min（800 W）；微波1.5 min（800 W）；微波2 min（800 W）；180 ℃烘烤5 min；180 ℃烘烤10 min；180 ℃烘烤15 min。

1.3.1.1 微波預(yù)處理組冷榨菜籽油的制備

準(zhǔn)確稱取300 g雙低油菜籽于7 英寸陶瓷圓盤中，使用頻率為2 450 MHz的微波爐在800 W功率下，分別微波1、1.5、2 min，待樣品冷卻至室溫，冷榨制油，將冷榨菜籽油4 000 r/min離心30 min，取上層油樣密封保存于4 ℃冰箱中，并在2 周內(nèi)測(cè)定完所有指標(biāo)檢測(cè)。

1.3.1.2 烘烤預(yù)處理組冷榨菜籽油的制備

準(zhǔn)確稱取300 g雙低油菜籽于6 寸圓形烤盤中，在180 ℃（加熱模式為上烤）條件下，分別烘烤5、10、15 min，待樣品冷卻至室溫，冷榨制油，將冷榨菜籽油4 000 r/min離心30 min，取上層油樣密封保存于4 ℃冰箱中，并在2 周內(nèi)測(cè)定完所有指標(biāo)檢測(cè)。

1.3.2 酸價(jià)、過氧化值的測(cè)定

酸價(jià)按照GB 5009.229—2016《食品中酸價(jià)的測(cè)定》中的冷溶劑指示劑滴定法進(jìn)行測(cè)定；過氧化值按照GB 5009.227—2016《食品中過氧化值的測(cè)定》中的滴定法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 植物甾醇的測(cè)定

參照李龍英等[20]的方法，并稍作修改。

樣品預(yù)處理：準(zhǔn)確稱取0.25 g菜籽油樣品于25 mL燒瓶中，加入1.0 mL膽甾烷醇內(nèi)標(biāo)溶液（1.0 mg/mL丙酮溶液），再加入5 mL現(xiàn)配的0.5 mol/L氫氧化鉀-乙醇溶液，85 ℃水浴1 h，冷卻后加入4 mL水，然后加入5 mL正己烷萃取，靜置取上清液，再用5 mL正己烷萃取一次，合并有機(jī)層，用2 mL蒸餾水洗至中性，氮?dú)獯蹈捎袡C(jī)溶劑，加入400 μL質(zhì)量比為99∶1的衍生化試劑BSTFATMCS，密封反應(yīng)瓶，70 ℃水浴30 min，取出并冷卻至室溫后，采用氣質(zhì)聯(lián)用儀測(cè)定植物甾醇，以膽甾烷醇作為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行定量。

色譜條件：DB-5毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序：200 ℃保持1 min，以10 ℃/min升至300 ℃，保持9 min；進(jìn)樣口溫度280 ℃；載氣（He）流速1.0 mL/min；進(jìn)樣量1.0 μL，分流比20∶1。

質(zhì)譜條件：電子電離源，掃描范圍m/z50～650，傳輸線溫度250 ℃，離子源溫度250 ℃。

1.3.4 生育酚的測(cè)定

以α-生育酚、γ-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行生育酚的定性，采用外標(biāo)法進(jìn)行定量。配制不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液[21]，進(jìn)樣分析得相應(yīng)濃度的色譜圖，以各生育酚單體的峰面積為因變量y，進(jìn)樣量濃度為自變量x，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算線性回歸方程，得α-生育酚的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y＝685 737x＋835 526（R2＝0.998 3），γ-生育酚的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y＝106x-650 739（R2＝0.992 8）。

樣品處理：稱取0.5 g油樣（精確值0.001 g）于25 mL棕色容量瓶中，加入0.1 g二丁基羥基甲苯，加入10 mL流動(dòng)相渦旋振蕩溶解后，用流動(dòng)相定容至刻度，搖勻。過孔徑為0.22 μm有機(jī)系濾頭于棕色進(jìn)樣瓶中，待正相HPLC進(jìn)樣分析。

色譜條件：色譜柱為Si 60硅膠柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；柱溫30 ℃；流速1.0 mL/min；流動(dòng)相：正己烷與1,4-二氧六環(huán)體積比95∶5；熒光檢測(cè)波長(zhǎng)：激發(fā)波長(zhǎng)294 nm，發(fā)射波長(zhǎng)328 nm；進(jìn)樣量10 μL。

1.3.5 總酚的測(cè)定

采用福林-酚法[22]測(cè)定菜籽油中的總酚含量，結(jié)果用沒食子酸當(dāng)量表示，單位為mg/100 g。

標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制：配制100 μg/mL的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，分別吸取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mL儲(chǔ)備液于10 mL容量瓶中，加入0.5 mL福林-酚試劑，3 min后加入2 mL 10%的碳酸鈉溶液，最后用蒸餾水定容至10 mL，容量瓶在黑暗處保持1 h，以試劑空白為對(duì)照，在765 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，以吸光度（y）對(duì)質(zhì)量（x）作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y＝0.015 7x＋0.000 8（R2＝0.996 7）。

樣品處理：稱取0.13 g油樣（精確到0.001 g）于10 mL離心管中，加入2.5 mL正己烷渦旋振蕩溶解1 min，然后用2.5 mL 80%甲醇水溶液萃取2 min，10 000 r/min離心15 min后，將水相分離，在提取物中加入0.5 mL福林-酚試劑，3 min后加入2 mL 10%的碳酸鈉溶液，最后用蒸餾水定容至10 mL，容量瓶在黑暗處保持1 h，以試劑空白為對(duì)照，于765 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)結(jié)果均以 ±s表示，采用DPS 7.05軟件對(duì)各組數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，差異顯著性用Tukey多重比較分析，P＜0.05，差異顯著；采用Origin 9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 預(yù)處理技術(shù)對(duì)冷榨菜籽油酸價(jià)和過氧化值的影響

國際食品法典[14]規(guī)定，冷榨菜籽油的酸價(jià)（以KOH計(jì)）不能超過4 mg/g，過氧化值不能超過7.5 mmol/kg。由表1可知，微波或烘烤預(yù)處理技術(shù)對(duì)菜籽油的酸價(jià)有顯著影響，不同預(yù)處理組冷榨菜籽油的酸價(jià)在0.64～0.88 mg/g之間，其中對(duì)照組最低，180 ℃烘烤15 min預(yù)處理組最高，但均未超過4 mg/g。微波或烘烤預(yù)處理技術(shù)對(duì)菜籽油的過氧化值也有顯著影響，不同預(yù)處理組冷榨菜籽油的過氧化值在1.65～1.95 mmol/kg之間，均明顯低于7.5 mmol/kg。以上結(jié)果表明，微波或烘烤預(yù)處理技術(shù)對(duì)冷榨菜籽油的酸價(jià)和過氧化值均有影響，但都在冷榨菜籽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

表 1 不同預(yù)處理組冷榨菜籽油的酸價(jià)和過氧化值Table 1 Acid and peroxide values of cold pressed canola oils with different treatments

2.2 預(yù)處理技術(shù)對(duì)冷榨菜籽油中植物甾醇含量的影響

植物甾醇是植物油中的一種天然微量活性成分，也是油中不皂化物的主要組成部分[23]。植物甾醇具有降低血清膽固醇、抗炎、抗菌、抗?jié)兒涂鼓[瘤等作用[24]。此外，植物甾醇還具有良好的抗氧化性，可延長(zhǎng)油的貨架期[25]。冷榨菜籽油中的植物甾醇被硅烷化形成甾醇三甲基硅醚，用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果以180 ℃烘烤10 min預(yù)處理?xiàng)l件下植物甾醇的總離子流色譜圖（圖1）為例。在不同預(yù)處理冷榨菜籽油中均檢測(cè)到5 種植物甾醇，包括膽甾醇、菜籽甾醇、菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇。

圖 1 180 ℃烘烤10 min預(yù)處理?xiàng)l件下硅烷化植物甾醇的總離子流色譜圖Fig. 1 Total ion current chromatograms of silanized phytosterols at 180 ℃ roasted for 10 min

表 2 不同預(yù)處理組冷榨菜籽油中植物甾醇含量Table 2 Phytosterol contents in cold pressed canolaoils with different treatmentsmg/100 g

由表2可知，不同預(yù)處理組冷榨菜籽油中β-谷甾醇、菜油甾醇含量最高，其次為菜籽甾醇、豆甾醇、膽甾醇含量最低。隨微波時(shí)間的延長(zhǎng)，微波預(yù)處理組冷榨菜籽油中各甾醇單體及甾醇總量總體呈上升趨勢(shì)，這與Yang Mei[22]和Azadmard-Damirchi[15]等的研究結(jié)果一致。微波2 min預(yù)處理組，甾醇總量最高，為982.12 mg/100 g，比對(duì)照組高59.85 mg/100 g，這表明微波預(yù)處理油菜籽可顯著提高冷榨菜籽油中植物甾醇總量。180 ℃烘烤5 min預(yù)處理組所得冷榨菜籽油中各甾醇含量以及甾醇總量均為最低，180 ℃烘烤10 min預(yù)處理組甾醇總量最高（983.00 mg/100 g），烘烤預(yù)處理組甾醇總量的變化趨勢(shì)與Siger等[17]的研究結(jié)果不一致，可能是油菜籽品種、初始水分含量或烘烤條件不同導(dǎo)致的。

2.3 預(yù)處理技術(shù)對(duì)冷榨菜籽油中生育酚含量的影響

生育酚是菜籽油中的天然抗氧化劑，其通過改變自由基鏈自氧化過程來抑制油中的脂質(zhì)氧化。由表3可知，冷榨菜籽油中主要含有α-生育酚和γ-生育酚這2 種生育酚，未檢測(cè)到生育三烯酚單體，這與Schwartz等[26]的研究結(jié)果一致。油中α-生育酚的含量較γ-生育酚低，Dolde等[27]檢測(cè)了幾種不同油菜品種中的生育酚含量，其中α-生育酚占生育酚總量的26%～35%，γ-生育酚占生育酚總量的60%～74%。油菜籽經(jīng)微波或烘烤預(yù)處理后，冷榨菜籽油中的生育酚單體含量及生育酚總量均顯著上升（P＜0.05），180 ℃烘烤15 min預(yù)處理組油中生育酚總量最高，較對(duì)照組高22.37 mg/100 g，說明微波或烘烤預(yù)處理可增加油中生育酚的含量。Turkay[28]和Uquiche[16]等認(rèn)為烘烤或微波預(yù)處理會(huì)使油菜籽內(nèi)部水分蒸發(fā)、壓力增大，導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂，并產(chǎn)生永久性孔洞，菜籽油更容易流出，溶解于油中的生育酚的含量也相應(yīng)提高。

表 3 不同預(yù)處理組冷榨菜籽油中生育酚含量Table 3 Tocopherol contents in cold pressed canola oils with different treatmentsmg/100 g

2.4 預(yù)處理技術(shù)對(duì)冷榨菜籽油中總酚含量的影響

研究表明，植物多酚具有較好的抗氧化活性，在防癌、防輻射損傷、抗病原微生物、降血脂、防治心血管系統(tǒng)疾病等諸多方面作用良好。大宗商品油料中，油菜籽的多酚含量最高[29]，芥子酸、芥子堿、芥子酸葡萄糖苷等是油菜籽中最重要的內(nèi)源性多酚，Koski等[30]于2003年首次報(bào)道菜籽油中存在一種新的多酚vinylsyringol；Wakamatsu等[31]在加拿大雙低油菜籽毛油中分離、純化、鑒定出這一物質(zhì)，并因此將其命名為Canolol。油菜籽內(nèi)源性多酚在加工過程中大部分殘留在菜籽餅粕中，而Canolol具有脂溶性，在加工過程中較多轉(zhuǎn)移至油中[32]。

表 4 不同預(yù)處理組冷榨菜籽油中的總酚含量Table 4 Total phenolics contents in cold pressed canola oil with different treatments

由表4可知，未經(jīng)預(yù)處理（對(duì)照）冷榨菜籽油總酚含量為5.28 mg/100 g，這與Yang Mei等[22]研究結(jié)果一致。隨著微波或烘烤時(shí)間的延長(zhǎng)，冷榨菜籽油中總酚含量不斷增加，且微波0～1.5 min組比1.5～2 min組菜籽油中總酚的增長(zhǎng)速度快；180 ℃烘烤0～10 min組總酚的增長(zhǎng)速度較10～15 min組快。其中，180 ℃烘烤15 min預(yù)處理組冷榨菜籽油總酚含量最高（17.98 mg/100 g），比對(duì)照組高12.7 mg/100 g。這一結(jié)果可能原因?yàn)椋河筒俗训臏囟入S著微波或烘烤時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，使油菜籽中的酚酸轉(zhuǎn)化為Canolol的量增加；此外，隨著微波和烘烤時(shí)間的延長(zhǎng)，油菜籽的出油率提高，溶解于菜籽油中的多酚含量也相應(yīng)增加。

3 討 論

本實(shí)驗(yàn)主要研究了微波和烘烤預(yù)處理對(duì)冷榨菜籽油中植物甾醇、生育酚和總酚等脂質(zhì)伴隨物含量的影響，這些成分對(duì)人體營養(yǎng)以及油的品質(zhì)（特別是貨架期）都有重要作用。研究表明，微波或烘烤預(yù)處理對(duì)冷榨菜籽油中脂質(zhì)伴隨物含量有顯著影響，這表明此2 種預(yù)處理技術(shù)所經(jīng)歷的高溫足以催化油菜籽內(nèi)部的反應(yīng)，從而使油中微量活性成分含量發(fā)生變化。此外，微波或烘烤預(yù)處理也可改變冷榨菜籽油的風(fēng)味，與未經(jīng)預(yù)處理冷榨菜籽油相比，微波或烘烤預(yù)處理使冷榨菜籽油具有一股焙烤香味，目前還不清楚這種風(fēng)味的改變是否能被消費(fèi)者接受。微波與烘烤預(yù)處理對(duì)菜籽油的酸價(jià)和過氧化值均有影響，但都在冷榨菜籽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。兩者都是從油菜籽中提煉出更健康油的有效方法，但從省時(shí)、節(jié)能方面考慮，微波預(yù)處理是一種更有效的冷榨預(yù)處理技術(shù)。