蔣永波,汪開拓*,代領(lǐng)軍,田鷗,邱玲嵐,雷長毅,黎春紅
1(重慶三峽學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院,重慶,404000)2(重慶匯達生物科技股份有限公司,重慶,402660)
檸檬(CitruslimonL.Burm.F.)屬蕓香科柑橘屬常綠小喬木,在全球熱帶及亞熱帶地區(qū)均有廣泛種植;檸檬果實色澤鮮艷、質(zhì)地飽滿、酸味濃郁,且富含各種維生素及礦物質(zhì)元素以及檸檬苦素、類黃酮、酚酸等抗氧化物質(zhì),故近年來逐漸受到市場推崇[1]??紤]到檸檬果實中鮮食比例小,進行合適的精深加工是檸檬果類資源高效開發(fā)的重要手段[2]。近年來,我國檸檬年加工總量從2010的15萬 t上升至2018年的近40萬 t,展現(xiàn)出良好發(fā)展勢頭[3]。但檸檬果實加工過程中也同時易形成大量籽粒碎片,填埋或焚燒雖是常規(guī)的處置方法,但也造成巨大的資源浪費和環(huán)境污染。有研究發(fā)現(xiàn),檸檬籽粒出油率接近20%,且初榨檸檬籽油中不飽和脂肪酸含量比例接近70%,具有一定的保健功效,因此對檸檬籽進行油脂的提取兼具經(jīng)濟和環(huán)境效益[4-5]。
冷榨制油法是一種將未經(jīng)烘焙或蒸炒的油制原料在較低溫度下直接經(jīng)榨油機通過高壓壓縮的方式直接得到的分子結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化的油脂產(chǎn)品的工藝方法,屬于低溫高壓制油法[6]。相較于傳統(tǒng)的熱榨法和溶劑提取法,冷榨制油法可有效減少壓榨過程中油脂品質(zhì)的損失,維持油脂固有特性,并可簡化后續(xù)精煉工藝。同時,冷榨法屬于物理壓榨制油法,加工過程中無化學(xué)添加,可保證較高的食品安全性[7]。另一方面,由于檸檬籽含有大量苦素類(如檸檬苦素、諾米林和柚皮苷等)物質(zhì),在檸檬籽壓榨過程中會大量溶入油脂中并產(chǎn)生極強的苦澀味,因此在對檸檬籽油進行精煉之前需增加脫苦步驟,以保證檸檬籽油的口感達到食用油標(biāo)準(zhǔn)[8-9]。而這其中,考慮到類檸檬苦素(如檸檬苦素和諾米林)物質(zhì)由于其苦味閾值極低,水溶液或果汁產(chǎn)品中的苦味閾值(3 mg/L)僅為柚皮苷的1/20左右,因此,盡可能去除檸檬苦素類物質(zhì)是檸檬籽油脫苦工藝的首要前提[10]。傳統(tǒng)的食品脫苦操作包括酶解法、吸附法、堿煉法、遮掩法和稀釋法等;這其中,遮掩法和稀釋法多為果汁脫苦使用,堿煉法易造成酚類含量或苦素類含量較高的油脂色澤黯淡,酶解法和吸附法從原理上分析更適合于檸檬籽油的脫苦操作[11-12]。因此,本研究即以冷榨檸檬籽油為原料,分析酶法-吸附聯(lián)合脫苦工藝對檸檬籽油品質(zhì)改良的效果并對相關(guān)工藝進行優(yōu)化,最后將成品檸檬籽油與市售常見食用油進行綜合品質(zhì)參數(shù)的比較,以期為開發(fā)檸檬籽油產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。
檸檬籽粒,由重慶匯達檸檬科技集團有限公司加工廠提供,以檸檬果實深加工后的破碎籽粒居多,粒徑(4.83±0.68) mm,含水量(58.59±3.73)%;檸檬苦素標(biāo)準(zhǔn)品(≥95 %)、諾米林標(biāo)準(zhǔn)品(≥95 %),美國Sigma公司;37種脂肪酸混合標(biāo)準(zhǔn)品,上海康朗生物科技有限公司;α-L-鼠李糖苷苷酶(食品級),上海伊卡生物技術(shù)有限公司;β-D-葡萄糖苷酶(食品級),北京華越洋生物科技有限公司;木瓜蛋白酶、纖維素酶、果膠酶和淀粉酶(均為食品級),山東隆科特酶制劑有限公司;活性白土,濟南清?;び邢薰?;活性炭、硅酸鎂和硅膠粉,河南嵩山科技有限公司。
JC101電熱鼓風(fēng)干燥箱,南通嘉程儀器有限公司;SYZX 12雙螺桿榨油機,安陸市天星糧油機械設(shè)備有限公司;TDL-5-A冷凍離心機,上海安亭科學(xué)儀器廠;Agilent 1100高效液相色譜儀、Agilent 6890氣相色譜儀,美國安捷倫公司;DK-98-ⅡA電熱恒溫水浴鍋,天津市泰斯特儀器有限公司;FA2004 N電子天平,上海菁海儀器有限公司;752紫外可見分光光度計,上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司。
1.3.1 實驗流程圖
檸檬籽冷榨制油及分析工藝流程如下:
1.3.2 預(yù)處理及冷榨制油
分選后的鮮檸檬籽在加工前烘干至水分含量約20%(質(zhì)量分數(shù)),隨后用撞擊式粉碎機將其粉碎成檸檬籽果仁和果殼,調(diào)節(jié)檸檬籽果仁和果殼質(zhì)量比至1∶7~1∶9。隨后參考課題組前期方法[13]對檸檬籽粒進行復(fù)合酶解,復(fù)合酶質(zhì)量比為果膠酶∶纖維素酶∶淀粉酶=2∶1∶1,添加量1.5%(質(zhì)量分數(shù)),酶解參數(shù)為:溫度45 ℃、pH 5、時間4 h。將酶解后的籽粒過濾并烘干至水分含量<8%,備用。
1.3.3 冷榨制油
參考課題組前期方法[14]進行冷榨制油,將烘干后的固體物料送入雙螺桿榨油機進行三級低溫榨油,第一級壓榨時膛壓為10 MPa、時間30 min、溫度35~40 ℃;所述第二級壓榨時膛壓40 MPa、時間15 min、溫度40~45 ℃;所述第三級壓榨時膛壓為60 MPa、時間30 min、溫度40~45 ℃。合并各級毛油備用。
1.3.4 脫苦工藝
工藝流程如下:
冷榨毛油→5 000 r/min離心→復(fù)合酶解脫苦→復(fù)合吸附劑脫苦→5 000 r/min離心→精煉→成品油
工藝流程中復(fù)合脫苦酶為α-L-鼠李糖苷酶、β-D-葡萄糖苷酶和木瓜蛋白酶;復(fù)合脫苦吸附劑為堿性白土、活性炭顆粒、硅酸鎂、硅膠粉。堿性白土吸附劑制備工藝為:將活性白土和1 mmol/L NaOH溶液按3∶1(質(zhì)量比)混勻,調(diào)節(jié)pH值至7.5~7.7,80 ℃烘干后用80~100目篩網(wǎng)過濾。
1.3.5 主要因素篩選
在前期預(yù)實驗(單因素實驗)的基礎(chǔ)上,選取對檸檬籽中苦素類物質(zhì)降解影響顯著的α-L-鼠李糖苷酶、β-D-葡萄糖苷酶和木瓜蛋白酶的添加量,復(fù)合酶解溫度和時間,堿性白土、活性炭顆粒、硅酸鎂、和硅膠粉使用量以及吸附時間等10個因素進行2水平Plaktett-Burman設(shè)計(表1),以脫苦率為響應(yīng)值篩選主要影響因素。
表1 Plaktett-Burman試驗設(shè)計因素及水平表Table 1 Independent factors and the levels used in Placket-Burman design
1.3.6 響應(yīng)面設(shè)計
通過上述二水平Plaktett-Burman試驗,得出α-L-鼠李糖苷酶、酶解溫度、酶解時間和堿性白土用量(按影響效應(yīng)為序)為影響檸檬籽油脫苦率的主要影響因素。以此為基礎(chǔ),應(yīng)用Design Expert軟件中的 Box-Behnken 設(shè)計功能來對α-L-鼠李糖苷酶、酶解溫度、酶解時間和堿性白土使用量4個工藝參數(shù)進行優(yōu)化。以α-L-鼠李糖苷酶添加量、酶解溫度、酶解時間和堿性白土添加量為自變量,分別以X1、X2、X3和X4表示,+1、0、-1分別表示因素的3個水平,最后得出29組實驗組合的提取條件(表2)。
表2 響應(yīng)面優(yōu)化實驗設(shè)計及結(jié)果Table 2 Designs and results of optimizing tests by response surface method (RSD)
1.3.7 檸檬苦素和諾米林含量及脫苦率的測定
檸檬籽油樣品中類苦素物質(zhì)(檸檬苦素和諾米林)的提取和測定參考FAN等[15]的方法進行,略有改動。取5 mL樣品用重蒸水定容至100 mL,經(jīng)超聲振蕩(300 W)處理10 min后在30 ℃下靜置1 h,吸取上層水相5 mL至50 mL容量瓶中,用甲醇定容,用0.45 μm有機微孔濾膜過濾后備用。使用Agilent 1100系列高效液相色譜儀進行類苦素類物質(zhì)的測定,其裝備reverse Nova-Pak C18分析色譜柱(250 mm×4.6 mm, 10 μm)。流動相A液為20%(體積分數(shù))四氫呋喃,B液為乙腈,體積比為4∶1,速率0.4 mL/min,柱溫35 ℃,進樣體積10 μL,在215 nm波長下檢測樣品中檸檬苦素和諾米林含量,外標(biāo)法以峰面積定量,結(jié)果以mg/L表示。同時,根據(jù)檸檬苦素和諾米林含量計算脫苦率[16],如公式(1)所示:
(1)
式中:λ,基于檸檬苦素和諾米林含量的總脫苦率;A0,脫苦前油脂中檸檬苦素含量,mg/L;A1,脫苦后檸檬苦素含量,mg/L;B0,脫苦前油脂中諾米林含量,mg/L;B1,脫苦后油脂中諾米林含量,mg/L。
1.3.8 脫苦檸檬籽油脂肪酸組成分析
取脫苦檸檬籽油和市售某品牌花生油、菜籽油和大豆油為研究對象,參照紀佳璐等[17]的氣相色譜法分析檸檬籽油脂肪酸組成成分,略有改動。氣相色譜條件如下,選用SGE BPX-70 色譜柱(30 m×250 μm×0.25 μm);載氣為氮氣,流量為1.0 mL/min;氫氣流量為30.0 mL/mi,空氣流量為400 mL/min;進樣口、柱溫和檢測器溫度分別為210、180和300 ℃。以37種脂肪酸甲酯混標(biāo)為內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)品,進樣混標(biāo)濃度為1 000 mL/min,通過內(nèi)標(biāo)法分析成品檸檬籽油中脂肪酸組成。
1.3.9 脫苦檸檬籽油生育酚(VE)含量的測定
取1 mL檸檬籽油樣品,依次加入0.2 mL 2 mmol/L FeCl3溶液和0.2 mL 9.7 mmol/L的鄰菲羅啉溶液,顯色30 s后加入0.2 mL 15.7 mmol/L的H3PO4溶液,最后用無水乙醇定容至5 mL,509 nm比色測定生育酚含量[18]。
1.3.10 脫苦檸檬籽油理化指標(biāo)分析
參考曾小坪等[19]方法使用濁度計測定油脂透明度,結(jié)果以NTU值表示;分別參照GB 5009.229—2016《食品中酸價的測定》、GB 5532—2008《動植物油脂碘值的測定》、GB 5534—2008《動植物油脂皂化值的測定》和GB 5009.227—2016《食品中過氧化值的測定》測定油脂中酸價、碘值、皂化值和過氧化值;參考GB 5009.36—2016《食品中氰化物的測定》方法在638 nm處比色測定油脂中氰化物含量;采用正乙烷輔助抽濾的直接干燥法測定油脂中不溶性雜質(zhì)比例[20]。
以上各指標(biāo)均重復(fù)測定3次,整個實驗重復(fù)2次,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示。脫苦因素篩選和工藝優(yōu)化分別使用Design Expert 10.0.7軟件中的Plaktett-Burman和Box-Behnken設(shè)計模塊進行驗證或數(shù)據(jù)擬合;使用RGui4.0.3軟件R語言進行多種脂肪酸的主成分分析,采用Duncan氏多重比較法進行顯著性檢驗。
以檸檬籽油脫苦率為響應(yīng)值,對Plaktett-Burman試驗數(shù)據(jù)(表1)進行分析可知,影響檸檬籽油脫苦率的前4個因素包括:α-L-鼠李糖苷酶添加量、酶解溫度、酶解時間和堿性白土用量(P<0.05)(表3)。以此為基礎(chǔ),對α-L-鼠李糖苷酶添加量、酶解時間、酶解溫度和堿性白土用量等4個主要因素作進一步優(yōu)化分析。由于其余6個因素與脫苦率也存在相關(guān)性,依據(jù)Plaktett-Burman試驗結(jié)果,選取0.1%β-D-葡萄糖苷酶添加量、0.02%木瓜蛋白酶添加量、0.5%活性炭顆粒用量、1%硅酸鎂用量、0.6% 硅膠粉用量和30 min 吸附劑處理時間為固定參數(shù)。
表3 Plaktett-Burman 2水平試驗方差分析Table 3 Variance analysis of Plaktett-Burman two-level experiment
按表2設(shè)計來優(yōu)化檸檬籽油脫苦工藝參數(shù)。使用Design Expert 10.0.7軟件,以檸檬籽油脫苦率為響應(yīng)值(Y),自變量為α-L-鼠李糖苷酶添加量(X1)、酶解溫度(X2)、酶解時間(X3)和堿性白土用量(X4),根據(jù)表2中各因素水平和脫苦率實測數(shù)據(jù)進行多元擬合,可解出檸檬籽油脫苦率對α-L-鼠李糖苷酶添加量、酶解溫度、酶解時間和堿性白土用量各實際水平值的四元二次回歸方程,即:
使用以上方程可預(yù)測檸檬籽油在各不同脫苦工藝組合下的脫苦效率,其預(yù)測值結(jié)果見表2。對此脫苦率為響應(yīng)值的擬合模型做方差分析,結(jié)果見表4。首先,此多元方程極顯著(P<0.01),失擬項不顯著(P= 0.059 6),模型與實際脫苦率呈明顯正相關(guān)(R2=0.987 7、Adj.R2=0.975 4),這些數(shù)據(jù)說明此模型擬合程度高。顯著性數(shù)據(jù)可反映X1、X2和X3變化對檸檬籽油脫苦率影響顯著(P<0.05),其中X1>X3>X2>X4,即α-L-鼠李糖苷酶添加量>酶解時間>酶解溫度>堿性白土用量;二次項中,X12<0.000 1、X22<0.000 1、X32≤0.000 1、X42≤0.000 1;交互項中,X12=0.000 6,X13=0.034 1,X14=0.037 8、X23=0.000 3、X24<0.000 1、X34=0.003 3,說明酶解參數(shù)以及酶量和堿性白土用量之間存在顯著交互作用。
表4 響應(yīng)面回歸模型的方差分析Table 4 Variance analysis of response surface regression model
結(jié)合表1和表4數(shù)據(jù)可知,以檸檬籽油脫苦率為響應(yīng)值的多元二次方程整體和各主要因素均具有較高的顯著性,失擬項不顯著,決定系數(shù)高,說明方程擬合程度好,可直接用于檸檬籽油復(fù)合脫苦工藝的評價和優(yōu)化。
通過Design Expert 10.0.7軟件完成以檸檬籽油脫苦率為響應(yīng)值的4因素3水平響應(yīng)曲面和等高線圖,結(jié)果見圖1。等高線圖可用于評價各因素間交互作用的強弱,曲面圖可確定各因素的最佳水平范圍[21-22]。α-L-鼠李糖苷酶不僅能水解苦素類物質(zhì),而且對殘留的呈苦味的柚皮苷亦具有較強水解能力[23];堿性白土則可通過氫鍵和范德華力吸附檸檬籽油中的苦味物質(zhì)[24]。在本研究中,考慮到酶解和吸附脫苦工藝上的特點以及因素之間交互作用的顯著性,本部分主要分析α-L-鼠李糖苷酶添加量(X1)、酶解溫度(X2)和酶解時間(X3)3因素之間以及α-L-鼠李糖苷酶添加量(X1)和堿性白土用量(X4)之間的交互作用。
由圖1-a可知,隨著α-L-鼠李糖苷酶和酶解溫度的增加,檸檬籽油的脫苦率呈先上升再降低的趨勢,當(dāng)α-L-鼠李糖苷酶用量為0.08%~0.10%、酶解溫度為45~55 ℃時,響應(yīng)值處于峰值。α-L-鼠李糖苷酶和酶解溫度的曲面圖形態(tài)平緩,等高線圖呈微橢圓形,暗示此2因素的水平交互作用顯著(P=0.000 6)。
由圖1-b可知,當(dāng)其他條件不變時,不斷增加α-L-鼠李糖苷酶添加量和堿性白土用量,脫苦率先快速升高后緩慢降低,α-L-鼠李糖苷酶用量為0.08%~0.10%,堿性白土用量在4%左右時,脫苦率較高。等高線呈現(xiàn)微橢圓形,表明二者交互作用明顯,具有顯著性(P=0.034 1)。
隨著α-L-鼠李糖苷酶用量和酶解時間逐漸增加,總脫苦率(響應(yīng)值)先緩慢增加再緩慢下降,酶解時間在3~5 h時,脫苦率有明顯峰值;等高線圖呈橢圓形,交互作用顯著(P=0.037 8,圖1-c)。如圖1-d所示,該響應(yīng)曲面相對比較平緩,說明酶解溫度和時間的交互作用顯著(P=0.000 3),說明在不改變α-L-鼠李糖苷酶添加量的基礎(chǔ)上,酶解溫度和酶解時間對總脫苦率的影響相對較小。
a-α-L-鼠李糖酶與酶解溫度的交互關(guān)系;b-α-L-鼠李糖酶與堿性白土的交互關(guān)系; c-α-L-鼠李糖酶與酶解時間的交互關(guān)系;d-酶解溫度與酶解時間的交互關(guān)系圖1 試驗交互因素影響檸檬籽油脫苦率提取量的曲面圖和等高線圖Fig.1 Surface and contour plots of experimental interaction factors affecting debittering efficiency of lemon seed oil
以獲得檸檬籽油脫苦率最高值為目的,應(yīng)用Design Expert 10.0.7軟件對影響檸檬籽油脫苦率較顯著的α-L-鼠李糖苷酶添加量、酶解溫度、酶解時間和堿性白土用量等因素各實際水平值的四元二次回歸方程進行求解。此外,根據(jù)二水平Plaktett-Burman試驗,其余因素的最優(yōu)水平為:添加β-D-葡萄糖苷酶0.1%、木瓜蛋白酶0.02%,活性炭顆粒0.5%,硅酸鎂1%,硅膠粉0.6%,吸附時間30 min。結(jié)果顯示,當(dāng)α-L-鼠李糖苷酶添加量0.092%、酶解溫度46.080 ℃、酶解時間4.137 h、堿性白土用量4.083%,脫苦率有最大值(97.63±2.31)%。為了適用于實際生產(chǎn),將參數(shù)校正至α-L-鼠李糖苷酶添加量0.09%、酶解溫度 46 ℃、酶解時間為4.1 h、堿性白土用量為4.1%。根據(jù)上述因素水平重復(fù)3次驗證試驗,結(jié)果顯示檸檬籽油脫苦率為(98.86±1.96)%,較預(yù)測值相對誤差為+1.23%,無顯著差異(P>0.05),說明預(yù)測模型具有較高精準(zhǔn)性。
由表5可知,采用冷榨工藝制備的初榨原油澄清度低且類檸檬苦素類物質(zhì)含量較高,表明冷榨檸檬籽油中存在較多雜質(zhì)和呈苦物質(zhì)從而影響油脂品質(zhì)。各脫苦處理均可顯著(P<0.05)降低檸檬籽油不溶性雜質(zhì)、檸檬苦素和諾米林含量,提高澄清度和生育酚含量,消除氰化物殘留,表明堿性白土吸附或復(fù)合酶解的脫苦工藝可有效改善檸檬籽油耐貯性和安全性,提高油脂功能性。其中,酶解-吸附復(fù)合脫苦法較單一的酶解或吸附脫苦法更為顯著(P<0.05)地降低了檸檬籽油中檸檬苦素和諾米林含量,減少了呈苦物質(zhì)在油脂中的富集。酸價、過氧化值、碘值和皂化值是油脂主要品質(zhì)指標(biāo);在榨油過程中,由于溫度、脂肪酶和氧氣的影響,會導(dǎo)致少量甘油三酯被分解成脂肪酸并發(fā)生氧化作用,使油脂中游離羧基含量(酸價)和過氧化物含量(過氧化值)上升,口感下降;碘價表示了油脂不飽和程度,而皂化值反映了油脂脂肪酸碳鏈的長度[25]。酶解-吸附復(fù)合脫苦法較單一處理更為顯著(P<0.05)地降低了冷榨檸檬籽油的酸價和過氧化物值,改善了油脂綜合品質(zhì),成品符合GB 2716—2018《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)植物油》中對酸值限量的強制要求;復(fù)合脫苦法也明顯提升了冷榨檸檬籽油碘價,表明該法維持了油脂不飽和程度;各脫苦工藝對皂化值無顯著影響,說明脫苦工藝未對油脂產(chǎn)生明顯裂解作用。因此,經(jīng)酶解-吸附復(fù)合脫苦法處理的檸檬籽油中各項品質(zhì)指標(biāo)均較單一處理有顯著提升,說明酶解-吸附復(fù)合脫苦油具有較高的綜合品質(zhì)。參考壓榨花生油質(zhì)量等級指標(biāo)的設(shè)定值[26],本研究涉及的冷榨制備的脫苦檸檬籽油已達到二級壓榨油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),同時未檢出氰苷類物質(zhì),可以作為食用油使用。
表5 經(jīng)不同脫苦處理的檸檬籽油理化指標(biāo)分析Table 5 Assessment for physicochemical properties of lemon seed oil following different debittering processes
由表6可知,脫苦檸檬籽油中含量前5位的脂肪酸成分為順,順-9,12-十八碳二烯酸甲酯[亞油酸(38.50±0.06)%]、順-9-十八碳一烯酸甲酯[油酸(36.24±0.05)%]、順,順,順-9,12,15-十八碳三烯酸甲酯[α-亞麻酸(10.72±0.05)%]、十六碳酸甲酯[棕櫚酸(8.25±0.02)%]和十八碳酸甲酯[硬脂酸(3.64±0.02)%]。同時,脫苦檸檬籽油中不飽和脂肪酸含量占比達到(87.37±0.13)%,與油菜籽、花生、玉米等油料作物油脂中不飽和脂肪酸比例相較無顯著差異(P>0.05);但檸檬籽油脂中人體必需脂肪酸(∑EFA)α-亞麻酸和亞油酸總量顯著高于(P<0.05)菜籽油或花生油中相關(guān)物質(zhì)含量,表明脫苦工藝未對檸檬籽油脂肪酸含量和不飽和度產(chǎn)生顯著不良影響,脫苦檸檬籽油仍具有較強功能性。
表6 檸檬籽油與市售常見食用植物油肪酸組成比較 單位:mg/L
利用RGui語言對脫苦檸檬籽油和其他3種常見食用油脂肪酸原始數(shù)據(jù)進行主成分分析,得到特征值、主成分方差貢獻率和累計貢獻率,以及分析得到不同品種植物油得分圖,如圖2所示?;ㄉ团cPC1高度正相關(guān),檸檬籽油與PC1呈現(xiàn)負相關(guān),且PC1的方差貢獻率為51.996%,表明PC1對4種植物油脂肪酸的綜合評價影響最大。玉米油在PC2中較高,PC2的方差貢獻率為30.649%,則PC2綜合評價影響也較高。圖中不同品種植物油距離越近,則表示品種中植物油組成的相似度越高[27];根據(jù)脫苦檸檬籽油、菜籽油、花生油和玉米油中脂肪酸的組成指標(biāo)進行分析,表明脫苦檸檬籽油與其他植物油之間的脂肪酸組成特征較為類似,其中脫苦檸檬籽油和菜籽油距離最近,說明4種脂肪酸的組成差異最小。
PC1-51.996%;PC2-30.649%圖2 不同品種植物油得分圖Fig.2 Score map of different varieties of vegetable oil
圖3可直觀反映脫苦檸檬籽油與其他常見植物油脂肪酸的相關(guān)系數(shù)的差異,其中主要反映在C14∶0與C14∶1呈強正相關(guān)(R2=0.95~1.00),C15∶0與C18∶2n6t 呈強負相關(guān);棕櫚酸(C16∶0)與C17∶0呈現(xiàn)強正相關(guān),硬脂酸(C18∶0)與其他成分均無顯著相關(guān)性;油酸(C18∶ln9c)與其他成分呈現(xiàn)弱正相關(guān)性,但與C16∶0,C17∶0呈現(xiàn)強負相關(guān)性;亞油酸(C18∶2n6c)與C17∶1 呈現(xiàn)強負相關(guān)性;α-亞麻酸(C18∶3n3)與C15∶0、C16∶1和C18∶2n6t均呈現(xiàn)強正相關(guān)性。這些數(shù)據(jù)表明,當(dāng)脫苦檸檬籽油不飽和脂肪酸含量發(fā)生變化時,油脂各主要脂肪酸含量均會發(fā)生明顯變化,說明檸檬籽油較易發(fā)生氧化且進程極快。因此,抑制檸檬籽油的氧化是延長該油脂貯存和零售周期的首要考慮因素。
圖3 檸檬籽油與其他常見植物油脂肪酸的相關(guān)系數(shù)的 豐度熱圖Fig.3 Heatmap of correlation coefficients matrix of fatty acids in lemon seed oil or common retailed edible vegetable oils
冷榨制油法可最大程度保留植物油脂風(fēng)味和營養(yǎng)價值,但也容易帶入脂溶性雜質(zhì)而影響油脂品質(zhì)。本研究中,冷榨后的檸檬籽油經(jīng)酶解-吸附復(fù)合脫苦后,油脂澄清度及各項品質(zhì)指標(biāo)均有明顯改善,且苦素類物質(zhì)含量也顯著下降,產(chǎn)品達到二級食品油標(biāo)準(zhǔn)。
2水平Plaktett-Burman試驗篩選出影響檸檬籽油酶解-吸附復(fù)合脫苦法效率的主要因素有α-L-鼠李糖苷酶添加量、堿性白土用量、酶解時間和酶解溫度。響應(yīng)面分析得出該復(fù)合脫苦法最優(yōu)參數(shù)為:α-L-鼠李糖苷酶添加量0.092%(質(zhì)量分數(shù))、酶解溫度46.080 ℃、酶解時間為4.137 h、堿性白土添加量4.083%(質(zhì)量分數(shù)),在該參數(shù)下,檸檬籽油脫苦率可達(97.63±2.31)%。
脫苦檸檬籽油中不飽和脂肪酸含量占比達到(87.37±0.13)%,且∑EFA占比高于市售菜籽油或花生油,同時富含生育酚,體現(xiàn)了較高的功能性。此外,脫苦檸檬籽油與其他植物油之間的脂肪酸組成特征較為類似,但脫苦檸檬籽油中不飽和脂肪酸與其余脂肪酸的相關(guān)度高,說明不飽和脂肪酸含量的變化易引起油脂脂肪酸組成的改變,從而可能影響油脂品質(zhì)的穩(wěn)定性,這暗示檸檬籽油產(chǎn)品一旦發(fā)生過氧化反應(yīng),其品質(zhì)劣變速率較其他油脂快。因此,需采取附加措施(如充氮包裝、添加抗氧化劑等)加強對檸檬籽油產(chǎn)品的保鮮,防止油脂在貯運和零售環(huán)節(jié)出現(xiàn)不良過氧化反應(yīng)。