不同提取方法對牛油果油理化特性、抗氧化性能及脂肪酸組成的對比研究

劉義軍，卜夢婷，譚 戈，陳偉團(tuán)，陳心怡，張 利，李積華*

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶作物產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東湛江 524001；2.海南省果蔬貯藏與加工重點實驗室，廣東湛江 524001；3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)熱帶作物學(xué)院，昆明 650201；4.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣州 510642；5.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東湛江 524094）

牛油果是一種熱帶亞熱帶水果，其可能起源于墨西哥埃布拉州的特瓦坎山谷，主要品種有“Hass”“Choquette”“Gwen”“Lula”“Maluma”等等，其中 Hass是最為常見的品種，占世界總種植面積的80%。牛油果的主產(chǎn)國是墨西哥，年產(chǎn)量為560萬噸，總產(chǎn)量占世界的34%，此外，多米尼加共和國，秘魯，哥倫比亞和印度尼西亞也盛產(chǎn)牛油果，總產(chǎn)量占世界的30%[1-2]。牛油果富含人體所需的鈣、鎂、鋅、鉀和硒等微量金屬元素，以及多種維生素、生育酚等[3]，其果肉中主要成分是粗脂肪和蛋白質(zhì)，影響著牛油果的食用品質(zhì)[4-5]，且粗脂肪含量隨著品種、產(chǎn)地及成熟度不同，其含量存在較大的差異，比如上述品種中，Hass果肉油脂含量較高，為19%[6-7]?，F(xiàn)有研究對牛油果油的提取方法，如離心法[8]、壓榨法、超臨界二氧化碳萃取[9-10]、水酶法萃取[11-12]、超聲輔助萃取[13]和微波輔助萃取[14]等，以及其在加熱處理過程中穩(wěn)定性[15-16]、改性乳液的物理和氧化穩(wěn)定性[17]等方面做了大量研究，然而對多種提取方法所得牛油果油的理化特性、總酚和抗氧化活性等性質(zhì)的對比研究相對較少。本研究系統(tǒng)性的研究了乙醇浸提法、正己烷浸提法、冷榨法、熱榨法以及水代法對牛油果油感官品質(zhì)、理化特性、總酚含量和抗氧化性能、脂肪酸組成及相對百分含量的影響，通過對比研究確定不同提取方法對牛油果油品質(zhì)的影響和變化規(guī)律，為后期牛油果油產(chǎn)品的開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

1 材料和方法

1.1 主要試驗材料

牛油果（Persea americana Mill），品種為 Hass，產(chǎn)于智利，從沃爾瑪超市購買，自封袋包裝置于4℃冰箱保存，果皮顏色變黑后，用于油脂的提取試驗，此時其水分含量為68.50%，粗脂肪含量為13.4%。

1.2 主要試驗儀器

OP101榨油機(jī)（深圳億美康電子商務(wù)有限公司），CR22GⅢ高速冷凍離心機(jī)（日本HITACHI），JYLC020E榨汁機(jī)（九陽股份有限公司），ZVF300-G5R5/P7R5T4MD管線式高剪切膠體磨（上海切可機(jī)械設(shè)備有限公司），UV-1780紫外可見分光光度計（日本島津），AOC5000-GCMS-QP2010plus氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（島津企業(yè)管理（中國）有限公司），Color i 5D光譜儀（美國X-Rite公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 水代法

參考Werman所使用的粗脂肪提取法[18]，實際提取過程中對其參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)修改。牛油果去皮去核，收集新鮮果肉，稱取果肉1 000 g，按照料水比1∶2打漿，然后膠體磨1 min，加入1∶2的水清洗機(jī)器，料漿與清洗液混合，攪拌均勻，然后調(diào)節(jié)pH值8.0，然后至于75℃水浴中低速攪拌1.5 h，然后至于10 000 r/min離心10 min，取上層油（含乳化層），然后至于4℃冰箱中冷藏24 h，然后低溫高速離心機(jī)離心10 000 r/min離心10 min去除乳化層取上層清油，收集牛油果油至于4℃冰箱保存，用于檢測與分析。

1.3.2 浸提法

牛油果去皮去核，得到牛油果果肉，然后果肉切成厚度為1 cm，長度為1 cm，寬度為1 cm的布丁，牛油果果肉布丁至于55℃烘箱中干燥24 h，干燥后的牛油果進(jìn)行粗粉，過40目，然后按照一定的料液比和提取溫度下提取1.5 h，其中乙醇浸提的料液比為1∶4，提取溫度為80℃；正己烷浸提的料液比為1∶4，提取溫度為60℃，然后趁熱過濾或者離心，取上清液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮，然后低溫高速離心機(jī)離心10 000 r/min離心10 min去除其他雜質(zhì)，收集牛油果油至于4℃冰箱保存，用于檢測與分析。

1.3.3 壓榨法

牛油果去皮去核，得到牛油果果肉，然后果肉切成厚度為1 cm，長度為1 cm，寬度為1 cm的布丁，牛油果果肉布丁至于55℃烘箱中干燥24 h，得到牛油果果干，然后至于單螺桿壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨，采用熱榨（180℃）和冷榨（常溫）兩種模式對牛油果進(jìn)行壓榨，然后低溫高速離心機(jī)離心10 000 r/min離心10 min去除其他雜質(zhì)，收集牛油果油至于4℃冰箱保存，收集牛油果油至于用于檢測與分析。

1.4 理化性質(zhì)測定

粗脂肪按照GB/T 14488.1-2008測定[19]；酸價按照GB 5009.229-2016測定[20]；碘值按照 GB/T 5532-2008測定[21]；過氧化值的測定按照GB 5009.227-2016測定[22]；水分及其揮發(fā)物按照GB 5009.236-2016 測定[23]；皂化值按照 GB/T 5534-2008 測定[24]；不皂化物按照GB/T 5535.2-2008/ISO 18609：2000測定[25]；氣味、滋味按照 GB/T 5525-2008 測定[26]。

顏色的測定采用Color i 5D光譜儀對牛油果油的顏色進(jìn)行測定，儀器參數(shù)如下：光源D65，色溫6500K，視場選擇8度視角，測定孔徑4 mm，光源LED藍(lán)光激發(fā)。測定前，黑白板校正，抽出黑板，保留白板，分別取5種提取方法油脂樣品，樣品測定時用量需到達(dá)測量皿刻度線，將裝有樣品的測量皿放于測量位置，重復(fù)測量3次，記錄樣品色澤測定指標(biāo)L、a、b的值。

1.5 牛油果油多酚含量及體外抗氧化活性試驗

1.5.1 DPPH抗氧化活性測定

用電子分析天平稱量3 mg DPPH，用無水乙醇溶解，超聲5 min定容于100 mL容量瓶中，制備濃度為 30 μ/mL（0.076 mmol/L）DPPH 溶液，搖勻備用。移取100 μL油，加入無水乙醇稀釋30倍（3 mL），制備樣品溶液，用于抗氧化活性的測量。移取3mLDPPH溶液與3 mL無水乙醇搖勻混合，常溫放置30 min，以水作為空白對照，在517 nm波長處測量吸光度值為A空白，3 mL DPPH溶液與3 mL樣品溶液搖勻混合，常溫放置30 min，在517 nm波長處測量吸光度值為A樣品。牛油果 DPPH·的清除率（ηDPPH）按式①計算

1.5.2 ABTS抗氧化活性測定

用分析天平稱取0.192 12 g ABTS，用蒸餾水定容至50 mL，制備濃度為7.00 mmol/的ABTS溶液。用分析天平稱取0.033 44 g過二硫酸鉀，蒸餾水定容至50 mL，制備濃度為2.45 mmol/L的過二硫酸鉀溶液。把50 mL ABTS儲備液與50 mL過二硫酸鉀儲備液混合，在黑暗室溫條件下保存12 h后，用無水乙醇將混合液稀釋至734 nm吸光度為0.7左右（經(jīng)驗值：無水乙醇∶ABTS+=50∶1），制備·ABTS+工作液。移取50 μL油，加入無水乙醇稀釋40倍（2 mL），制備樣品溶液。提取4 mL·ABTS+工作液與2 mL無水乙醇混合、搖勻，靜置6 min，以無水乙醇作為空白，在734 nm下測量其吸光度值為A空白。提取4 mL ABTS+工作液與2 mL樣品液混合、搖勻，靜置6 min，在734 nm下測量其吸光度值為A樣品。牛油果·ABTS+的清除率（ηABTS+）按式②計算

1.5.3 總酚含量測定

牛油果油中總酚測定采用福林酚比色法[27]，取3.0 g牛油果油樣品，加入15 mL正己烷溶解后分別加入5 mL80%甲醇水溶液萃取，合并3次萃取液，用25 mL正己烷洗去殘油，加無水甲醇定容至25 mL容量瓶中，制備總酚樣液。以沒食子酸為標(biāo)樣，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，Y=（A-0.096 4）/0.010 18，R2=0.998 5（其中Y為溶液質(zhì)量濃度，A為吸光度）。取2 mL樣液或標(biāo)樣，加入0.5 mL福林酚試劑，反應(yīng)3 min后加入2 mL飽和Na2CO3水溶液，蒸餾水定容至25 mL后顯色1 h，765 nm處測定吸光度Y，牛油果油中總酚含量以沒食子酸當(dāng)量來計算，總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)PC=Y×25 mL/（2×3.0 g），單位為μg/g。

1.6 脂肪酸測定

取0.2 g貯存的樣品油脂溶解于12 mL的樣品瓶中，并加入6.0 mL色譜級正己烷混勻，加入0.5 mL 0.5 mol/L氫氧化鈉-甲醇溶液，振蕩20 s。靜置后取上層清液，加入少量無水硫酸鈉干燥，并用0.45 μm親油膜進(jìn)行過濾，濾液至于測試瓶中，用GC-MS對脂肪酸組成分析。色譜條件：色譜柱：HP-88彈性石英毛細(xì)管柱（100 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序為初溫150℃保留2 min，以2℃/min升溫至210℃，以50℃/min升溫至250℃保留10 min。進(jìn)樣口溫度為250℃，進(jìn)樣量為1 μL，總流速為35.6 mL/min，載氣為N2；分流比：50∶1。定性與定量分析：采用NIST 14和Wiley 9.0質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫索進(jìn)行定性分析，采用面積歸一法計算各組分的相對百分含量。

1.7 統(tǒng)計分析

采用IBM SPSS Statistics 22.0分析軟件進(jìn)行方差分析和最小顯著性差異法在P=0.05的水平下進(jìn)行檢驗，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，所有試驗數(shù)據(jù)測量3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取方法對牛油果油顏色的影響

不同提取方法所得牛油果油見圖1，其對應(yīng)的顏色值見表1。由圖1可知，水代法所得牛油果油的顏色最黃，透亮，乙醇法所得牛油果油顏色發(fā)黑，需要二次精煉脫色等工序處理。由表1可知，5種不同提取方法所得牛油果油彼此間的差異顯著，其中水代法所得牛油果油的L值最大，其它方法所得油脂L值小于50，顏色偏黑；正己烷浸提法所得牛油果油a值最大，水代法所得牛油果油b值最大，顏色偏黃。李諾等[28]采用水代法所得牛油果油的色澤為淺黃綠，與本試驗結(jié)果有一定的差異性，可能源于本方法所得牛油果油成熟度相對較高，導(dǎo)致顏色偏黃，其所得油脂具有牛油果油脂固有的氣味且無異味，與本研究結(jié)果一致。本試驗浸提法所得牛油果油有較濃的溶劑味，因此油品需要后續(xù)真空脫臭處理；壓榨法所得牛油果油果香味濃郁，水代法雖然得到顏色透亮的油，但是提取工藝相對復(fù)雜，因此需要根據(jù)其用途及現(xiàn)有的條件采用適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)工藝。

表1 不同提取方法對牛油果油顏色的影響Table 1 Effects of different extraction methods on sensory quality of avocado oil

圖1 不同提取方法所得牛油果油Figure 1 Avocado oil obtained by different extraction methods

2.2 提取方法對牛油果油理化特性的影響

溶劑浸提（乙醇浸提和正己烷浸提）、壓榨法（熱榨和冷榨）和水代法5種方法所得牛油果油的物理化學(xué)性質(zhì)見表2。酸價表示油脂水解酸敗的重要指標(biāo)，過氧化值表示油脂由于氧化酸敗的重要指標(biāo)[29]，由表2可知，5種方法中冷榨法與正己烷萃取所得牛油果油的酸價差異不顯著，其他方法所得牛油果油兩者之間都有顯著的差異性，其中水代法所的牛油果油的酸價和過氧化值最低，乙醇法所得牛油果油的酸價和過氧化值最高，但是所得酸價（≤4 mg/g）和過氧化值（≤0.25 g/100 g）都符合GB 2716-2018，表明5種提取工藝在提取牛油果油過程中是由于水解及氧化導(dǎo)致酸敗作用程度較小。碘價表示油脂中脂肪酸不飽和程度的重要指標(biāo)，由表2可知，5種方法中熱榨法與水代法以及冷榨法所得牛油果油的碘價差異不顯著，其他方法所得牛油果兩者之間都有顯著的差異性，依據(jù)相似相容原理，浸提法在油脂提取過程中，優(yōu)先與其溶解度較好的脂肪酸，壓榨法具有廣譜性，水代法優(yōu)先置換親水性相對較好多不飽和脂肪酸，本研究結(jié)果與熊洋等[30]采用水代法、熱榨法所得牛油果油的碘價有較大的差異性，因此牛油果油的碘價受提供工藝及工藝參數(shù)的變化而變化。皂化值表示油脂中脂肪酸鏈長短的重要指標(biāo)，由表2可知，正己烷浸提法與其它方法所得油脂的皂化值差異顯著，其中水代法皂化值最高，脂肪酸鏈越長極性越弱，越容易溶解于非極性正己烷溶劑，水代法更容易萃取低分子鏈的脂肪酸。不皂化物含量表示油脂純度的重要指標(biāo)，由表2可知，水代法皂化值最低，其雜質(zhì)最少，同時其他方法所得油脂不皂化物含量大于2%，其粗油不適合制皂，需要進(jìn)一步精煉。本研究所測得的碘價、酸價、過氧化值和皂化值與王麗媛等[31]有差異，表明牛油果油理化性質(zhì)的差異與原料預(yù)處理方式、提取工藝及其工藝參數(shù)有較大的關(guān)聯(lián)性。

2.3 提取方法對牛油果油總酚含量和抗氧化性能的影響

溶劑浸提（乙醇浸提和正己烷浸提）、壓榨法（熱榨和冷榨）和水代法所得牛油果油的總酚含量和抗氧化活性見圖2。油脂抗氧化性能影響著油脂的穩(wěn)定性及貯存期，而多酚類化合物是普遍存在植物中重要的抗氧化活性物質(zhì)[3]。從圖2可知，不同提取方法所得牛油果中總酚含量差異顯著，且乙醇浸提法所得油脂中總酚含量最高，水代法含量最低，分別為 545.84、9.63 μg/g；DPPH 和 ABTS 體外抗氧化活性試驗結(jié)果表明，乙醇浸提法＞熱榨法＞冷榨法＞正己烷浸提法＞水代法；總酚含量和抗氧化活性在0.01水平上存在極顯著的正相關(guān)性（r=0.992），即總酚含量高，抗氧化活性高。而李諾等[28]研究水代法所得牛油果的羥基自由基清除能力在90%左右，與本試驗存在較大的差異性源于牛油果油的作用濃度不同，本研究濃度0.076 mmol/L，而其濃度為0.1 moL/L。5種提取方法中水代法總酚含量最少，抗氧化活性最小，因此在后期貯藏過程中需適當(dāng)添加抗氧化劑增強(qiáng)其抗氧化能力，延長貯藏時間。

表2 不同提取方法對牛油果油理化特性的影響Table 2 Effects of different extraction methods on the physicochemical properties of avocado oil

圖2 不同提取方法對牛油果油中總酚含量和抗氧化性能的影響Figure 2 Effects of extraction methods on fatty acid composition and relative percentage of avocado oil

2.4 提取方法對牛油果油脂肪酸組成及相對百分含量的影響

溶劑浸提（乙醇浸提和正己烷浸提）、壓榨法（熱榨和冷榨）和水代法所得牛油果油的油脂肪酸組成和其相對百分含量見表3。從表3可知，本研究共檢出 8種脂肪酸：C16∶0，C16∶1，C18∶0，C18∶1，C18∶2，C20∶0，C21∶0，C22∶0，C24∶0。牛油果油的脂肪酸主要由4種不飽和脂肪酸組成，單不飽和脂肪酸含量最高；含量大于3%的脂肪酸：油酸（59.70%～73.63%），棕櫚酸（10.60%～13.33%），亞油酸（6.55%～9.75%），棕櫚油酸（3.41%～5.28%），與王佳雅等[32]檢測結(jié)果一致。5種方法所得牛油果油中水代法不飽和脂肪酸和總脂肪酸含量最高，分別為85.72%和99.82%，其中單不飽和C18脂肪酸含量最高為71.93%，與熊洋等[30]報道相比，提高了大約9%。乙醇浸提法共檢測出9種脂肪酸，水代法僅檢測出6中脂肪酸，與王佳雅等[32]檢測結(jié)果不一致，源于其采用無水乙醚提取油脂，由此推測加工工藝、工藝參數(shù)等影響牛油果油中脂肪酸組成的種類及相對百分含量。5種方法所得牛油果中脂肪酸含量顯著分析結(jié)果表明不同提取方法對不同脂肪酸相對百分含量存在不同的差異性，如乙醇浸提所得油脂中油酸含量與其他4種方法間的差異顯著，而壓榨法（熱榨和冷榨）、水代法和正己烷浸提法彼此間差異不顯著。因此提取方法不同導(dǎo)致牛油果油中脂肪酸組成、相對百分含量都有一定的差異性。

表3 不同提取方法對牛油果油的脂肪酸組成及含量的影響Table 3 Effects of extraction methods on fatty acid composition and relative percentage of avocado oil %

3 結(jié)論

提取方法對牛油果油的理化特性、抗氧化性能及脂肪酸組成的有顯著的影響。牛油果油主要由不飽和脂肪酸（70%～90%）組成，特征脂肪酸為油酸、棕櫚酸、亞油酸和棕櫚油酸。5種提取方法中，浸提法（乙醇、正己烷）所得牛油果油多酚含量和抗氧化活性最高，但是其顏色偏黑，且夾帶較濃溶劑氣味，需增加脫色、脫臭等后續(xù)處理工藝。水代法所得牛油果油的酸價、過氧化值、水分及揮發(fā)物、不皂化物含量最低，碘價和皂化值最高，不飽和脂肪酸含量最高，但其容易發(fā)生乳化現(xiàn)象，需加強(qiáng)破乳關(guān)鍵技術(shù)研究。