不同工藝制備植物油中金屬元素遷移性的統(tǒng)計分析

彭 英，馮含宇，劉 潔，辛 鵬，賈振福，蘇小東，邱會東

(重慶科技學院 化學化工學院，重慶 401331)

食用植物油是從植物的果實、種子或胚芽中提取所得到的油脂，其賦予其他食材特有的營養(yǎng)及風味，成為家家戶戶的必備之物，而食用植物油的品質(zhì)、質(zhì)量安全及營養(yǎng)價值也成為民眾所關(guān)注的焦點[1-2]。食用植物油中金屬元素的含量是影響食用植物油品質(zhì)、質(zhì)量安全及營養(yǎng)價值的關(guān)鍵因素之一，如有益微量元素Zn含量較高時會干擾Fe、Cu和其他微量元素的吸收和利用，Cr、Ni、Mn、Cd等重金屬元素存在會對人體產(chǎn)生有害影響。譚微[3]、劉宏偉[4]、邱會東[5]、涂鴻[6]等對食用植物油檢測時發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e、Zn、Cu、Cr、Ni、Mn、Cd 7種微量金屬元素在食用植物油中常被檢出，但均未明確指出這些常見金屬元素進入植物油中的途徑，以及食用植物油種類及不同的制備工藝與金屬元素遷移性是否存在相關(guān)性。

本文研究在不同的食用植物油制備工藝下其原料、油品與渣餅中常見金屬元素的含量，以及金屬元素在原料及其分離的產(chǎn)品中的遷移規(guī)律，從而進一步探究不同制備工藝對金屬元素遷移性的影響，以期對穩(wěn)定有益金屬元素含量、控制有害金屬元素遷移提供一定的參考價值。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

花生、大豆、葵花籽，均購于超市；金屬元素(Fe、Zn、Cr、Cu、Ni、Mn、Cd)儲備液(100 mg/L)，國家標準物質(zhì)研究中心；過氧化氫(優(yōu)級純)，硝酸(優(yōu)級純)，正己烷(分析純)，氧化鎂(分析純)，超純水(Millpore純水器生產(chǎn))。

ZYJ-9028智能榨油機，江門市貝爾斯頓電器有限公司；DSX-90恒速數(shù)顯電動攪拌機，杭州儀表電機有限公司；SX2箱式電阻爐，紹興市上虞科析儀器廠；TAS-990原子吸收分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品的制備

將花生、大豆和葵花籽3種食用植物油原料分別經(jīng)干燥箱烘干后破碎、混勻、制樣，以備樣品中金屬元素分析和不同生產(chǎn)工藝制油所用。

壓榨法制油：稱取一定質(zhì)量的植物油原料，分別將樣品放入榨油機中進行壓榨，獲得的植物油盛裝到玻璃試樣瓶中保存?zhèn)溆?；同時，稱量記錄榨油過程中產(chǎn)生的渣餅質(zhì)量，混勻，經(jīng)干燥和破碎后保存于密封袋中，備用。

浸出法制油：稱取一定質(zhì)量的植物油原料，分別用粉碎機粉碎后過60目篩，取篩后原料各50 g于燒瓶中，以正己烷作為浸出溶劑，在料液比1∶5、浸出溫度30℃、浸出時間2.5 h條件下浸出制油，期間用攪拌機不斷攪拌。所得到的混合物經(jīng)抽濾分離，渣餅先自然揮發(fā)溶劑后，再經(jīng)105℃干燥處理，保存待用，混合油液在電爐上低熱脫除溶劑，得到浸出植物毛油樣品，保存待用。

1.2.2 樣品干法灰化

食用植物油原料(或渣餅)的灰化：將食用植物油原料(或渣餅)研磨好，準確稱取5 g置于50 mL瓷坩堝中并置于封閉電爐上炭化至無煙，隨后置于480℃馬弗爐中灰化3 h，取出后冷卻。將灰化產(chǎn)物用5 mL濃硝酸和2 mL 30%過氧化氫加熱溶解，蒸干，用少量0.01 mol/L硝酸溶解，趁熱過濾，用超純水將其定容在10 mL比色管中待測；做3次平行實驗，同時做試劑空白實驗。

食用植物油的灰化[7-8]：準確稱取5 g食用植物油樣品于50 mL瓷坩堝中，將2 g氧化鎂均勻覆蓋于油樣表面，置于封閉電爐上小火炭化至無煙，隨后蓋上坩堝蓋將其放入480℃馬弗爐中灰化4 h，取出后冷卻，加入0.01 mol/L硝酸溶解，用超純水將其定容在10 mL比色管中待測；做3次平行實驗，同時做試劑空白實驗。

1.2.3 工作曲線的繪制及金屬元素含量測定方法

采用原子吸收光譜法分別對鐵(Fe)、鋅(Zn)、鉻(Cr)、鎘(Cd)、銅(Cu)、錳(Mn)、鎳(Ni)7種金屬元素含量進行測定，各金屬元素的原子吸收光譜法工作條件如表1所示。此外，分別準確移取7種待測元素標準溶液于容量瓶中稀釋定容，配制成不同質(zhì)量濃度范圍標準溶液，分別測定標準溶液及樣品溶液的吸光度，根據(jù)扣除空白校正后的信號強度值繪制工作曲線(如表2所示)，樣品分析結(jié)果由線性回歸方程獲得。

表1 各金屬元素的原子吸收光譜法工作條件

表2 金屬元素線性范圍及線性回歸方程

2 結(jié)果與討論

2.1 大豆及其產(chǎn)品中金屬元素遷移性

大豆制油工藝多為浸出法。大豆在生長過程中通過植物根莖、灌溉水或肥料等途徑會吸收環(huán)境中的微量金屬元素，這些金屬元素可能以無機化合物或有機脂肪酸鹽的形式存在于大豆原料中，為分析大豆油中是否存在大量金屬元素，按照不同制備工藝獲得大豆油及渣餅，并分析計算金屬元素在大豆及相應(yīng)產(chǎn)品中的含量及遷移率，結(jié)果如表3所示。

由表3可知，兩種制油工藝中所檢出的金屬元素主要殘留在渣餅中，油中金屬元素遷移量較少，大豆原料及其產(chǎn)品中未檢出鎘元素。除鎳元素之外，其他金屬元素在壓榨大豆油中的遷移率均小于浸出大豆油中的遷移率；鉻元素在大豆油中的遷移率高于其他金屬元素。根據(jù)所測金屬元素在大豆油中的遷移率趨勢比較小的情況分析，金屬元素少部分可能以亞油酸、油酸等脂肪酸鹽的形式進入大豆油中，大部分以無機鹽形式存在的金屬元素殘留于渣餅中。

表3 不同工藝下大豆原料及其產(chǎn)品中金屬元素的遷移性

注：“-”表示未檢出；金屬元素含量均以每克原料計。下同。

2.2 花生及其產(chǎn)品中金屬元素遷移性

花生制油工藝多為壓榨法?；ㄉ谏L過程中通過埋覆的土壤、灌溉水及肥料中所存在的微量金屬元素，會在花生果實中形成金屬無機化合物或有機高分子金屬化合物。為分析花生油中是否存在大量金屬元素，按照不同制備工藝獲得花生油及渣餅，并分析計算金屬元素在花生及相應(yīng)產(chǎn)品中的含量及遷移率，結(jié)果如表4所示。

表4 不同工藝下花生原料及產(chǎn)品中金屬元素的遷移性

由表4可知，兩種制油工藝所檢出的金屬元素主要殘留在渣餅中，原料及其產(chǎn)品中未檢出鎳元素。鎘、銅、鋅、鐵和錳元素在壓榨花生油中的遷移率小于浸出花生油中的遷移率，而鉻在壓榨花生油中的遷移率大于浸出花生油的遷移率；鉻元素在壓榨花生油中的遷移率較高，鎘元素在浸出花生油中的遷移效率較高。此外，根據(jù)所測金屬元素在花生油中的遷移率總體趨勢偏少的情況分析，這部分金屬元素可能以十八碳以上的飽和脂肪酸鹽的形式進入到花生油中，大部分以無機鹽形式存在于渣餅中。

2.3 葵花籽及其產(chǎn)品中金屬元素遷移性

葵花籽制油工藝多為壓榨法?？ㄗ言谏L過程中通過大氣環(huán)境及光合作用，植物根莖吸附土壤、肥料或灌溉水等多種途徑，將環(huán)境中的微量金屬元素轉(zhuǎn)移到葵花籽中，這些金屬元素可能以無機化合物或有機脂肪酸鹽的形式存在于葵花籽中。按照不同生產(chǎn)工藝獲得葵花籽油及渣餅，并分析計算金屬元素在葵花籽及相應(yīng)產(chǎn)品中的含量及遷移率，結(jié)果如表5所示。

由表5可知，兩種制油工藝中所檢出的金屬元素主要殘留在渣餅中，原料及其產(chǎn)品中未檢出鎳元素。鎘、鋅、銅和錳元素在壓榨葵花籽油中的遷移率小于浸出葵花籽油中的遷移率，而鉻和鐵元素在壓榨葵花籽油中的遷移率大于浸出葵花籽油中的遷移率。此外，鉻元素在壓榨葵花籽油中的遷移率和在浸出葵花籽油中遷移率均較高。同大豆和花生類似，能夠遷移到葵花籽油中的金屬元素可能以亞油酸等不飽和脂肪酸鹽的形式存在，以無機金屬化合物形式的主體殘留于渣餅中。

表5 不同工藝下葵花籽原料及其產(chǎn)品中金屬元素的遷移性

3 結(jié) 論

(1)對不同食用植物油原料及不同工藝制備的產(chǎn)品中金屬元素含量進行統(tǒng)計。結(jié)果表明：鎘在大豆原料及產(chǎn)品中未檢出，鎳在花生及葵花籽原料及產(chǎn)品中均未檢出；大豆壓榨法制油工藝中所檢出的6種金屬元素油中遷移率在7.69%～27.42%之間，其浸出制油工藝6種金屬元素油中遷移率在1.66%～35.48%之間；花生壓榨法制油工藝中所檢出的6種金屬元素油中遷移率在1.07%～40.48%之間，其浸出制油工藝6種金屬元素油中遷移率在3.22%～40.48%之間；葵花籽壓榨法制油工藝中所檢出的6種金屬元素油中遷移率在4.62%～46.81%之間，其浸出制油工藝6種金屬元素油中遷移率在1.94%～36.17%之間；各金屬元素遷移率存在較大差異性。

(2)所檢測的7種金屬元素中有害金屬元素鉻元素在油中的遷移率最高，是影響食用植物油品質(zhì)的關(guān)鍵控制元素，有益金屬元素鐵元素在不同植物油原料中含量均較高，但是植物油中遷移量較少，難以通過增加食用植物油用量來增加人體對鐵元素的需求，其余金屬元素油中的遷移率均較低，主要殘留于渣餅中。

(3)金屬元素在食用植物油中含量較低，且金屬元素在植物油中的含量主要受生長環(huán)境影響，一旦生產(chǎn)原料固定后，除鎳外，食用植物油中重金屬元素含量與其制備工藝的相關(guān)性不高。