青藏高原狹果茶藨子籽油成分分析及原油三脫工藝優(yōu)化

蔡庭秀，葉 英,2, ，喬楊波，劉 哲，王進(jìn)英

（1.青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院，青海西寧 810016；2.青海省青藏高原農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海西寧 810016）

狹果茶藨子（Ribes stenocarpumMaxim，RSM）是虎耳草科（Saxifragaceae）茶藨子屬（RibesL.）植物[1]，該屬植物形態(tài)變異幅度大，品種繁多，全世界約有160多種。主要分布在歐洲、北美等氣候溫暖的地區(qū)，亞洲、北美、北非也有分布，基本為北溫帶分布類(lèi)型。從地理分布來(lái)看，亞洲種類(lèi)最多，我國(guó)包含4亞屬10組59種30變種[2]，青海地區(qū)就有13種1個(gè)變種[3]。茶藨子與沙棘、樹(shù)莓、山葡萄等尚未被開(kāi)發(fā)完全的野生山果并稱(chēng)為第三代水果，具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、保健功能強(qiáng)、口味獨(dú)特、污染小等特點(diǎn)[4]。研究表明，茶藨子中含有大量對(duì)人體有益的多糖[5]、黃酮[6]、色素[7]、有機(jī)酸[2]、多酚[8]等成分，具有抗癌、改善胃腸功能、調(diào)節(jié)機(jī)體代謝水平、免疫機(jī)能、神經(jīng)反應(yīng)及抗氧化、延緩衰老等功效[9]，在功能性食品、醫(yī)療保健方面具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。

茶藨子種子含油量豐富，且油脂組成多為不飽和脂肪酸[10]，同時(shí)還具有植物甾醇、酚酸、生育酚、微量元素等多種活性物質(zhì)[11-12]。師治賢等[13]借助毛細(xì)管氣相色譜分析法對(duì)超臨界萃取所得的茶藨子油脂進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其不飽和脂肪酸含量占到總脂肪酸的90%以上，其中亞油酸、γ-亞麻酸、α-亞麻酸含量較高。Flores等[14]檢測(cè)發(fā)現(xiàn)黑果茶藨籽油中含有多種脂肪酸、有機(jī)酸、氨基酸、酚酸等活性物質(zhì)。目前茶藨子籽油相關(guān)研究較少，僅限于對(duì)其含油量測(cè)定及成分的分析，關(guān)于茶藨子籽油精煉工藝還未見(jiàn)報(bào)道。毛油精煉工藝有利于去除色素、膠質(zhì)、游離脂肪酸等物質(zhì)[15]，有利于提高油脂品質(zhì)同時(shí)還可提高油脂的貯藏穩(wěn)定性[16]。張超奇等[17]對(duì)大花黃牡丹籽油的精煉工藝及對(duì)其品質(zhì)的影響進(jìn)行了研究探討，沈淇元等[18]對(duì)牡丹籽油精煉工藝技術(shù)研究，林福珍等[19]對(duì)梔子果油精煉工藝進(jìn)行研究，均發(fā)現(xiàn)精煉工藝對(duì)毛油品質(zhì)有一定的影響。

本實(shí)驗(yàn)以青藏高原產(chǎn)的狹果茶藨子籽油為研究對(duì)象，對(duì)其成分及原油脫膠、脫色、脫酸精煉工藝進(jìn)行研究，明確狹果茶藨子籽油的脂肪酸、不皂化物組成，確定較優(yōu)油脂精煉工藝，以期為狹果茶藨子籽油的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

狹果茶藨子 采摘自青?；ブ楣锑l(xiāng)，烘干，取籽，粉碎過(guò)60目篩，石油醚萃取籽油；脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品：棕櫚酸甲酯、棕櫚烯酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯、花生酸甲酯、花生四烯酸甲酯、山崳酸甲酯 壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司；活性白土 鞏義市騰龍水處理；活性炭 上海光諾化學(xué)科技有限公司；堿性微晶纖維素 河南萬(wàn)邦實(shí)業(yè)有限公司；其他試劑 均為分析純。

SOX406脂肪測(cè)定儀 山東海能儀器有限公司；200T粉碎機(jī) 永康市鉑歐五金制品有限公司；JA1003電子天平 上海良平儀器儀表有限公司；RE-52真空抽濾器 上海亞榮生化儀器廠；UV-1780紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 島津儀器（蘇州）有限公司；HJ-4A型數(shù)顯恒溫多頭磁力攪拌器 金壇城西崢嶸實(shí)驗(yàn)儀器廠；AI 1310進(jìn)樣器、TRACE氣相分析儀、ISO LT質(zhì)譜檢測(cè)器 日本島津公司；KQ-300E超聲波清洗機(jī)東莞市科橋超聲波設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 狹果茶藨子籽油脫膠工藝優(yōu)化

1.2.1.1 狹果茶藨子籽油脫膠工藝籽油脫膠實(shí)驗(yàn)參考張紅等[20]的方法，并作適當(dāng)調(diào)整。參照朱涵彬等[21]的方法，提取狹果茶藨子籽油：稱(chēng)取10.00 g茶藨子籽粉，按1:18加入沸程為60～90 ℃的石油醚，于80 ℃抽提4 h，得狹果茶藨子籽油。取1.00 g狹果茶藨子籽油，加入一定量85%磷酸溶液，置于一定溫度的超聲儀中，超聲反應(yīng)一定時(shí)間，隨后加入一定量同溫蒸餾水，繼續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間后，4500 r/min，離心15 min，取上層油樣參照GB/T 5537-2008《糧油檢驗(yàn)磷脂含量的測(cè)定第二法重量法》，測(cè)定油樣及原油磷脂含量，并按公式（1）計(jì)算油樣脫膠率：

式中：ω：籽油脫膠率，%；m0：未處理油樣磷脂的含量，mg/g；m1：脫膠處理后油樣磷脂含量，mg/g。

1.2.1.2 狹果茶藨子籽油脫膠工藝 單因素實(shí)驗(yàn)以狹果茶藨子籽油為原料，以超聲輔助法為技術(shù)手段，脫膠率為考察指標(biāo)，固定超聲功率為180 W，進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，研究各因素對(duì)籽油脫膠率的影響。

a. 磷酸添加量單因素實(shí)驗(yàn)：固定酸化時(shí)間為20 min、加水量3%、脫膠溫度55 ℃、水化時(shí)間15 min，選取磷酸添加量為0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察磷酸添加量對(duì)籽油脫膠率的影響；

b. 脫膠溫度單因素實(shí)驗(yàn)：固定磷酸添加量0.3%、水添加量3%、酸化時(shí)間20 min、水化時(shí)間15 min，選取脫膠溫度35、45、55、65、75 ℃進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察脫膠溫度對(duì)籽油脫膠率的影響；

c. 加水量單因素實(shí)驗(yàn)：固定磷酸添加量0.3%、加水量3%、脫膠溫度55 ℃、酸化時(shí)間20 min、水化時(shí)間15 min，選取加水量為2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察加水量對(duì)籽油脫膠率的影響；

d. 酸化時(shí)間單因素實(shí)驗(yàn)：固定磷酸添加量0.3%、加水量3%、脫膠溫度55 ℃、水化時(shí)間15 min，選取酸化時(shí)間為10、15、20、25、30 min進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察酸化時(shí)間對(duì)籽油脫膠率的影響；

e. 水化時(shí)間單因素實(shí)驗(yàn)：固定磷酸添加量0.3%、加水量3%、脫膠溫度55 ℃、酸化時(shí)間20 min，選取水化時(shí)間為10、15、20、25、30 min進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察水化時(shí)間對(duì)籽油脫膠率的影響。

1.2.1.3 狹果茶藨子籽油脫膠工藝 響應(yīng)面試驗(yàn)基于單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)酸化時(shí)間15～25 min時(shí)，籽油脫膠率波動(dòng)并不明顯，故在響應(yīng)面試驗(yàn)中，固定酸化時(shí)間為20 min，選取磷酸添加量、水化時(shí)間、加水量、脫膠溫度為因素進(jìn)行狹果茶藨子籽油脫膠工藝響應(yīng)面試驗(yàn)，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 籽油脫膠工藝響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)Table 1 Response surface test factor level table of seed oil degumming

1.2.2 狹果茶藨子籽油脫酸工藝優(yōu)化

1.2.2.1 狹果茶藨子籽油脫酸實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn) 籽油脫酸實(shí)驗(yàn)參照盧靜靜等[22]的方法，并作適當(dāng)調(diào)整。取適量微晶纖維素，加入一定量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氫氧化鈉溶液，在50 ℃下恒溫?cái)嚢?0 min，過(guò)濾得沉淀物，用95%乙醇沖洗烘干，制得堿性微晶纖維素。取1.00 g脫膠油，按單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)加入堿性微晶纖維素，于實(shí)驗(yàn)溫度下恒溫震蕩一定時(shí)間，4500 r/min，離心15 min，取上層油樣，按國(guó)標(biāo)法測(cè)定并計(jì)算籽油酸價(jià)，按公式（2）計(jì)算籽油脫酸率：

式中：μ：籽油脫酸率，%；O0：未處理油樣酸價(jià)，mg KOH/g；O1：脫酸處理后油樣酸價(jià)，mg KOH/g。

1.2.2.2 狹果茶藨子籽油脫酸工藝 單因素實(shí)驗(yàn)以狹果茶藨子籽油為原料，以超聲輔助法為技術(shù)手段，脫酸率為考察指標(biāo)，固定超聲功率為180 W，進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，以國(guó)標(biāo)法測(cè)定并計(jì)算籽油酸價(jià)，按公式（2）計(jì)算籽油脫酸率，研究各因素對(duì)籽油脫酸率的影響。

a. 脫酸溫度單因素實(shí)驗(yàn)：固定脫酸時(shí)間為30 min、堿性微晶纖維素添加量為1.5%，選取脫酸溫度35、40、45、50、55 ℃進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察脫酸溫度對(duì)籽油脫酸率的影響；

b. 脫酸時(shí)間單因素實(shí)驗(yàn)：固定脫酸溫度為40 ℃、堿性微晶纖維素添加量為1.5%，選取脫酸時(shí)間30、60、90、120、150 min進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察脫酸時(shí)間對(duì)籽油脫酸率的影響；

c. 堿性微晶纖維素添加量單因素實(shí)驗(yàn)：固定脫酸溫度為40 ℃、脫酸時(shí)間為30 min，選取堿性微晶纖維素添加量0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%，進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察堿性微晶纖維素添加量對(duì)籽油脫酸率的影響。

1.2.2.3 狹果茶藨子籽油脫酸工藝 響應(yīng)面試驗(yàn)基于單因素實(shí)驗(yàn)，以脫酸時(shí)間、脫酸溫度、堿性微晶纖維素添加量為因素，進(jìn)行狹果茶藨子籽油脫酸工藝響應(yīng)面試驗(yàn)，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表2所示。

表2 籽油脫酸響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table 2 Seed oil deacidification response surface test factor level table

1.2.3 狹果茶藨子籽油脫色工藝優(yōu)化

1.2.3.1 狹果茶藨子籽油脫色實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn) 籽油脫色實(shí)驗(yàn)參考朱建龍等[23]的方法，并作適當(dāng)調(diào)整。取1.00 g的脫膠、脫色后的狹果茶藨子籽油，按單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)加入的脫色劑，于實(shí)驗(yàn)溫度下恒溫震蕩反應(yīng)一段時(shí)間，4500 r/min，離心15 min，取上層油樣，于410 nm處測(cè)定油樣及原油吸光度，并按公式（3）計(jì)算籽油脫色率：

式中：ρ：籽油脫色率，%；A0：未處理油樣吸光值；A1：脫色處理后油樣吸光值。

1.2.3.2 狹果茶藨子籽油脫色工藝 單因素實(shí)驗(yàn)以狹果茶藨子籽油為原料，選取活性白土及活性炭為脫色劑，以脫色率為考察指標(biāo)，進(jìn)行狹果茶藨子籽油脫色單因素實(shí)驗(yàn)，按公式（3）計(jì)算籽油脫色率，研究各因素對(duì)籽油脫色率的影響。

a. 脫色溫度單因素實(shí)驗(yàn)：固定脫色劑添加量為4%、脫色時(shí)間為30 min、活性炭與活性白土之比1:3，選取脫色溫度為40、50、60、70、80 ℃進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察脫色溫度對(duì)籽油脫色率的影響；

b. 脫色劑添加量單因素實(shí)驗(yàn)：固定脫色溫度為40 ℃、脫色時(shí)間為30 min、活性碳與活性白土比為1:3，選取脫色劑用量為2%、4%、6%、8%、10%進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察脫色劑用量對(duì)籽油脫色率的影響；

c. 脫色劑比單因素實(shí)驗(yàn)：固定脫色溫度為40 ℃、脫色時(shí)間為30 min，脫色劑添加量為4%，選取活性炭與活性白土之比為1:0、1:2、1:1、2:1、0:1進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察脫色劑比對(duì)籽油脫色率的影響；

d. 脫色時(shí)間單因素實(shí)驗(yàn)：固定脫色溫度為40 ℃、脫色劑添加量為4%、活性炭與活性白土之比1:3，選取脫色時(shí)間為10、15、20、25、30 min進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察脫色時(shí)間對(duì)籽油脫色率的影響。

1.2.3.3 狹果茶藨子籽油脫色工藝 響應(yīng)面試驗(yàn)基于單因素實(shí)驗(yàn)，選取脫色時(shí)間、脫色溫度、脫色劑添加量為因素進(jìn)行狹果茶藨子籽油脫色工藝響應(yīng)面試驗(yàn)，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表3所示。

表3 籽油脫色響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 3 Seed oil decolorization response surface test factor level table

1.2.4 狹果茶藨子籽油理化指標(biāo)檢測(cè)

1.2.4.1 狹果茶藨子籽油酸價(jià)、過(guò)氧化值、碘值、皂化值測(cè)定 酸價(jià)測(cè)定依照GB 5009.229-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價(jià)的測(cè)定》；過(guò)氧化值測(cè)定依照《GB 5009.227-2016 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中過(guò)氧化值的測(cè)定》；碘值的測(cè)定依照《GB/T 5532-2008動(dòng)植物油脂碘值的測(cè)定》；皂化值測(cè)定依照《GB/T 5534-2008 動(dòng)植物油脂皂化值的測(cè)定》。

1.2.4.2 狹果茶藨子籽油色澤測(cè)定 籽油色澤測(cè)定參照梁靜等[24]的方法，并有所調(diào)整。用石油醚稀釋脫膠、脫色后的狹果茶藨子籽油250倍，在籽油最大吸收波長(zhǎng)410 nm處測(cè)定籽油光密度，以光密度表示油脂色澤。

1.2.5 狹果茶藨子籽油中不皂化物測(cè)定 狹果茶藨子籽油不皂化物提取根據(jù)《GB/T 5535.1-2008 動(dòng)植物油脂不皂化物測(cè)定第1部分：乙醚提取法》，得到籽油不皂化物，待GC-MS分析。

GC-MS分析GC條件：HP-1701石英毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度290 ℃；程序升溫：初始溫度60 ℃保持5 min，以20 ℃/min升至275 ℃，保持60 min；載氣（氦氣）流速1 mL/min；進(jìn)樣量1 μL。

MS條件：EI源，離子源溫度250 ℃，接口溫度285 ℃，掃描范圍50～650 amu。

1.2.6 狹果茶藨子籽油中脂肪酸組成及含量測(cè)定

1.2.6.1 狹果茶藨子籽油甲酯化 籽油甲酯化參照覃文霞等[25]的方法，并作適當(dāng)調(diào)整。取0.20 g油樣，用正己烷溶解，加入1 mL的0.5 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液，超聲反應(yīng)6 min后，蒸餾水定容至10 mL，靜置1 h，取上清液過(guò)0.22 μm有機(jī)膜，待GC-MS分析。

1.2.6.2 GC-MS分析 借助GC-MS技術(shù)，對(duì)8種脂肪酸甲酯（棕櫚酸甲酯、棕櫚烯酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯、花生酸甲酯、花生四烯酸甲酯、山崳酸甲酯）混合標(biāo)準(zhǔn)品及狹果茶藨子籽油甲酯化樣品進(jìn)行檢測(cè)分析。

GC分析條件：色譜柱 60 m×0.25 μm×0.25 μm；檢測(cè)器類(lèi)型：FID；升溫程序：150 ℃持續(xù)5 min，以5 ℃/min升至200 ℃，持續(xù)6 min；以2 ℃/min升至230 ℃，持續(xù)25 min。氣化溫度：280 ℃，氦氣流量50 mL/min，進(jìn)樣量1 μL。

MS條件：EI源，離子源溫度250 ℃，接口溫度285 ℃，掃描范圍50～650 amu。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)中圖表均采用Origin2018繪制。利用Design-Expert12進(jìn)行響應(yīng)面分析，采用SPSS21.0軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±s，n=3）表示，以P＜0.05表示顯著性差異，P＜0.01表示極顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 狹果茶藨子籽油脫膠工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 狹果茶藨子籽油脫膠工藝單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果狹果茶藨子籽油脫膠工藝單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，由圖1可知：狹果茶藨子籽油脫膠率隨各因素的增加呈先上升后下降趨勢(shì)，并在某一條件達(dá)到最高值。當(dāng)磷酸添加量為0.3%時(shí)，籽油的脫膠率達(dá)到最高值78.71%±1.60%，磷酸添加過(guò)多，導(dǎo)致體系pH降低，絮凝凝膠質(zhì)分解，從而使籽油脫膠率降低[26]；適宜溫度可降低油脂粘度，進(jìn)而增加磷脂水和能力，并形成膠體而除去，當(dāng)溫度為45 ℃時(shí)，籽油脫膠率達(dá)到最高為79.43%±1.20%，而溫度過(guò)高，磷脂性質(zhì)發(fā)生改變不易與油分離，造成脫膠率降低[26]；適量的水可增加磷脂膠粒的形成，利于除去，當(dāng)加水量為3.0%時(shí)，籽油脫膠率達(dá)到最高為78.0%±1.2%，而繼續(xù)增大加水量，導(dǎo)致油脂體系被磷脂乳化，致使籽油脫膠率降低[26]；由圖1D可知酸化時(shí)間為15～25 min時(shí)，籽油脫膠率在70.76%±1.22%～76.65%±1.38%間，波動(dòng)并不顯著，這與張紅[20]等的研究結(jié)果相似；而水化時(shí)間對(duì)籽油脫酸率的影響顯著 （P＜0.05），當(dāng)水化時(shí)間為15 min時(shí)達(dá)到最高78.47%±1.10%，當(dāng)水化30 min時(shí)脫膠率最低，為35.17%±1.30%，原因可能是水化時(shí)間過(guò)短磷脂凝聚不完全，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)油脂發(fā)生乳化[20]。故最終確定狹果茶藨子籽油脫膠工藝單因素實(shí)驗(yàn)較優(yōu)水平為：酸化時(shí)間為20 min，水化時(shí)間為15 min，磷酸添加量0.3%，加水量3.0%，脫膠溫度為45 ℃。

圖1 籽油脫膠工藝單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.1 Single factor test results of seed oil degumming technology

2.1.2 籽油脫膠工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果 在單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，借助響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)狹果茶藨子籽油脫膠工藝進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表4所示，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，得到籽油回歸方程為：Y1=-365.79169+15.95407A+265.56333B+106.31408C+4.84801D+1.99000AB-0.20250AC+0.14480AD-31.78750BC+0.16875BD+0.33350CD-0.73435A2-341.56042B2-17.68992C2-0.084812D2，該模型有99.39%的概率預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)值。各因素對(duì)脫膠率的影響依次為：D＞C＞A＞B，即脫膠溫度＞加水量＞水化時(shí)間＞磷酸添加量。得到狹果茶藨子籽油最佳脫膠工藝條件為：水化時(shí)間15.61 min，磷酸添加量0.3%，加水量3.10%，脫膠溫度48.29 ℃，此條件下狹果茶藨子籽油預(yù)測(cè)脫膠率可達(dá)到80.63%，便于實(shí)驗(yàn)操作將條件修正為：水化時(shí)間16 min，磷酸添加量0.3%，加水量3.0%，脫膠溫度50 ℃，經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得此條件下狹果茶藨子籽油實(shí)際脫膠率可達(dá)到80.48%±1.20%，與預(yù)測(cè)值無(wú)顯著差異。

2.2 狹果茶藨子籽油脫酸工藝優(yōu)化結(jié)果

2.2.1 狹果茶藨子籽油脫酸單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果 狹果茶藨子籽油脫酸單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，由圖可知脫酸率隨脫酸溫度、脫酸時(shí)間、微晶纖維素添加量的增大呈先上升后下降趨勢(shì)，并在某一條件達(dá)到最高值。當(dāng)脫酸溫度達(dá)到45 ℃時(shí)籽油脫酸率為57.73%±0.52%，而溫度繼續(xù)增大至55 ℃，籽油脫酸率基本保持穩(wěn)定狀態(tài)，說(shuō)明45～55 ℃為籽油脫酸反應(yīng)的最適溫度范圍，既可以控制體系內(nèi)進(jìn)行良好的酸堿中和反應(yīng)又能避免油-皂混合物形成，有利于籽油脫酸反應(yīng)的進(jìn)行[27]；當(dāng)脫酸時(shí)間為90 min時(shí)，籽油的脫酸率最高，達(dá)到了71.03%±0.53%，而脫酸時(shí)間延長(zhǎng)籽油中部分中性油被水解、皂化，導(dǎo)致油脂酸價(jià)增加，脫酸率降低[28]；當(dāng)堿性微晶纖維素添加量為2.0%時(shí)，籽油脫酸最大為59.41%±0.54%，而繼續(xù)增大堿性微晶纖維素添加量，籽油的脫酸率有所下降，分析原因可能是堿性微晶纖維素中的無(wú)機(jī)堿和纖維素堿對(duì)油脂中游離脂肪酸吸附率達(dá)到飽和[22]。故確定脫酸工藝單因素實(shí)驗(yàn)各因素較優(yōu)水平為微晶纖維素添加量為2.0%、脫酸時(shí)間90 min、脫酸溫度40 ℃。

圖2 籽油脫酸工藝優(yōu)化單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Single factor test results of seed oil deacidification process optimization

2.2.2 籽油脫酸工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果 借助響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)狹果茶藨子籽油脫酸工藝進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表5所示，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，得到回歸方程為：Y2=-493.69912+0.85482A+101.48475B+21.48105C-0.090967AB+0.010358AC-0.20770BC-6.26250E-003A2-20.93300B2-0.27748C2，該模型有99.72%的概率預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)值，各因素對(duì)脫酸率的影響依次為：A＞C＞B，即脫酸時(shí)間＞脫酸溫度＞微晶纖維素添加量。得到狹果茶藨子籽油最佳脫酸工藝條件為：脫酸時(shí)間86.12 min，微晶纖維素添加量為2.04%，脫酸溫度39.55 ℃，此條件下狹果茶藨子籽油的脫膠率可達(dá)到71.47%，便于實(shí)驗(yàn)操作將條件修正為脫酸時(shí)間87 min，微晶纖維素添加量為2.0%，脫酸溫度40 ℃，經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得此條件下狹果茶藨子籽油實(shí)際脫膠率可達(dá)到71.30%±0.54%，與預(yù)測(cè)值無(wú)顯著差異。

表5 方差分析結(jié)果Table 5 Analysis of variance table

2.3 狹果茶藨子籽油脫色工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 狹果茶藨子籽油脫色工藝單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果狹果茶藨子籽油脫色工藝單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，脫色率隨脫色溫度、脫色劑添加量、脫色劑比例、脫色時(shí)間的增大呈先上升后下降趨勢(shì)，并在某一條件達(dá)到最高值。由圖3A可知，當(dāng)脫色溫度達(dá)到50 ℃時(shí)，籽油脫色率達(dá)到最高值57.74%±0.45%，說(shuō)明適宜溫度可以加快脫色劑與色素的接觸，提高籽油脫色率[29]，而繼續(xù)升高溫度，籽油的脫色率反而下降但波動(dòng)范圍較?。幻撋珓┨砑恿繉?duì)籽油脫色率的影響較大，在脫色劑添加量為6.0%時(shí)，籽油的脫色率最大為65.36%±0.45%，繼續(xù)增加脫色劑添加量，籽油的脫色率反而減小，分析原因可能是脫色劑對(duì)油脂色素等的吸附能力達(dá)到了飽和，并影響了脫色劑與油脂的分離[15]；由圖3C可知，單一脫色劑對(duì)籽油脫色的效果均小于一定比例復(fù)合脫色劑的脫色效果，且當(dāng)兩者比例為1:1時(shí)，脫色率達(dá)到最高為65.76%±0.50%，這與李馮程等[15]的研究結(jié)果有所不同，可能是研究對(duì)象不同，油脂所含的有色物質(zhì)種類(lèi)及含量差異造成；脫色時(shí)間對(duì)籽油脫色率的影響顯著，當(dāng)籽油脫色時(shí)間為20 min時(shí)，籽油脫色率達(dá)到最高，為61.97%±0.38%，脫色時(shí)間不足可能會(huì)影響脫色劑與有色物質(zhì)的接觸，影響脫色效果，而時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)使油脂造成氧化導(dǎo)致油脂顏色加深，影響脫色效果甚至降低油脂光密度[24]。故確定籽油脫色工藝單因素實(shí)驗(yàn)各因素較優(yōu)水平為：脫色劑添加量為6.0%、脫色時(shí)間20 min、脫色劑比為1:1、脫色溫度50 ℃。

圖3 籽油脫色工藝單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Single factor test results of seed oil decolorization technology

2.3.2 狹果茶藨子籽油脫色工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果 在單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，選取對(duì)狹果茶藨子籽油脫色工藝影響較大的脫色劑添加量、脫色時(shí)間、脫色溫度三因素進(jìn)行脫色工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)，并對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表6所示，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，得到回歸方程為：Y3=-354.08400+19.73088A+20.15630B+6.01837C-0.54400AB+0.034125AC+0.045600BC-0.78981A2-0.47347B2-0.069942 C2，該模型有99.84%的概率預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)值，各因素對(duì)脫色率的影響依次為：A＞C＞B，即脫色劑添加量＞脫色溫度＞脫色時(shí)間。得到狹果茶藨子籽油最佳脫色工藝條件為：脫色時(shí)間19.87 min，脫色劑添加量為6.75%，脫色溫度51.14 ℃，此條件下狹果茶藨子籽油預(yù)測(cè)脫色率可達(dá)到66.70%，便于實(shí)驗(yàn)操作將實(shí)驗(yàn)條件修正為：脫色時(shí)間20 min，脫色劑添加量為7.0%，脫色溫度51 ℃，經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得此條件下狹果茶藨子籽油實(shí)際脫色率可達(dá)到66.48%±0.38%，與預(yù)測(cè)值無(wú)顯著差異。

表6 方差分析表Table 6 Analysis of variance table

2.4 籽油理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

狹果茶藨子籽油理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表7。由表可知：狹果茶藨子籽油精煉前酸價(jià)為0.44±0.02 mg/g，精煉后籽油的酸價(jià)顯著降低至0.13±0.01 mg/g，說(shuō)明脫酸工藝對(duì)籽油酸價(jià)變化影響較大；籽油精煉后其過(guò)氧化值由精煉前0.18±0.02 mg/100 g上升至0.21±0.02 mg/100 g，分析原因可能是超聲、加熱等處理加速了油脂的氧化[30-31]，使油脂過(guò)氧化值有所增加，但其酸價(jià)和過(guò)氧化值范圍仍然符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（酸價(jià)不超過(guò)（KOH）3 mg/g，過(guò)氧化值不超過(guò)0.40 g/100 g）[32]。碘值和皂化值可分別反應(yīng)油脂不飽和程度以及脂肪酸分子量大小，結(jié)果表明，精煉工藝對(duì)兩者影響并不顯著，說(shuō)明精煉工藝對(duì)狹果茶藨子籽油脂肪酸種類(lèi)的影響不大。精煉后，狹果茶藨子籽油光密度由0.54±0.03降至0.36±0.01，油體更加清澈透明，這說(shuō)明所選脫色劑和脫色工藝能有效去除籽油中部分色素。

表7 狹果茶藨子籽油理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table 7 Determination physicochemical properties of Ribesstenocarpum Maxim seeds oil

2.5 籽油不皂化物成分及含量測(cè)定結(jié)果

借助GC-MS技術(shù)對(duì)狹果茶藨子籽油不皂化物進(jìn)行分析，用保留時(shí)間和峰面積歸一化計(jì)算得到其成分及相對(duì)含量，狹果茶藨子籽油不皂化物分析色譜圖見(jiàn)圖4，質(zhì)譜圖見(jiàn)圖5。

圖4 狹果茶藨子籽油不皂化物成分色譜圖Fig.4 Chromatogram of unsaponifiables in Ribes stenocarpum Maxim seed oil

圖5 狹果茶藨子籽油不皂化物質(zhì)譜圖Fig.5 Mass spectrum of unsaponifiables in Ribes stenocarpum Maxim seed oil

經(jīng)質(zhì)譜庫(kù)檢索得到11種不皂化物成分，結(jié)果如表8所示。由表可知，狹果茶藨子籽油不皂化物主要為植醇、谷甾醇等，其中植醇相對(duì)含量最高，達(dá)8.78%，其次為谷甾醇、新植二烯、2-羥基查爾酮、香豆素等，但并未檢測(cè)出維生素E，可能與狹果茶藨子產(chǎn)地及油脂加工方式有關(guān)[21,33]。孫晴等[10]從糖茶藨子籽油中共鑒定出15種不皂化物，植醇占比較高，該結(jié)果與上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，但其含量約為狹果茶藨子籽油的植醇含量的5倍，此外相同成分還有角鯊烯、菜油甾醇、谷甾醇，但狹果茶藨子籽油中這三類(lèi)物質(zhì)占比，均高于糖茶藨子籽油，此外狹果茶藨子籽油中含有香豆素、甘氨酸等特有成分，具有多種生理功能。

表8 狹果茶藨子籽油不皂化物成分及含量Table 8 Composition and content of unsaponifiables in Ribes stenocarpum Maxim seed oil

植醇是一種鏈形二萜含氧化合物，維生素E和維生素K1的前體，而維生素E具有預(yù)防和延緩油脂氧化，提高油脂營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的作用[34]；角鯊烯是一種高不飽和天然萜類(lèi)化合物，可提高體內(nèi)超氧化物歧化酶活性、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗衰老、抗疲勞、抗腫瘤等[35]。狹果茶藨子籽油中含有3種主要的植物甾醇天然醇類(lèi)化合物，被譽(yù)為“生命的鑰匙”，具有降低膽固醇、抗癌、防治心血管疾病等功效[36]。新植二烯為葉綠素的降解物，一種中性致香化合物，在油脂品質(zhì)中具有重要作用[37]。香豆素具有抗真菌、抗炎、抗氧化、解熱、抗腫瘤、抗?jié)兊榷喾N生理活性[38]。故狹果茶藨子籽油不皂化物，具有良好的應(yīng)用前景。

2.6 油脂脂肪酸成分及含量測(cè)定

油脂混合標(biāo)準(zhǔn)品及狹果茶藨子籽油脂肪酸氣相色譜圖如圖6、圖7所示，狹果茶藨子籽油脂肪酸含量檢測(cè)結(jié)果如表9所示。狹果茶藨子籽油中主要檢測(cè)出8種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸4種，占到了檢出脂肪酸的88.89%，亞油酸和油酸含量較高分別達(dá)到了50.80%和37.09%。孫晴等[10]從糖茶藨子籽油中共檢測(cè)出13種脂肪酸，不飽和脂肪酸占到了86.88%，師治賢等[39]則檢測(cè)出8種脂肪酸，不飽和脂肪酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在90%以上，檢測(cè)結(jié)果均存在一定的差異，說(shuō)明不同茶藨子品種間籽油成分組成有較大差異。不飽和脂肪酸為人體必需脂肪酸，具有維持人體正常代謝和預(yù)防疾病等作用[40]。狹果茶藨子籽油作為一種，含有較高不飽和脂肪酸的植物油脂，有望作為人體必需脂肪酸的攝入來(lái)源，以滿(mǎn)足人體對(duì)不飽和脂肪酸的需求，在功能性食品研發(fā)中具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。

圖6 脂肪酸混合標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖Fig.6 Chromatogram of fatty acid mixture standard

圖7 狹果茶藨子籽油脂肪酸氣相色譜圖Fig.7 Gas chromatogram of fatty acids in the seed oil of Ribes stenocarpum Maxim

表9 狹果茶藨子籽油脂肪酸分析結(jié)果Table 9 Analysis results of fatty acids in the seed oil of Ribes stenocarpum Maxim

3 結(jié)論

利用響應(yīng)面法對(duì)狹果茶藨子籽油的脫膠、脫色、脫酸工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到狹果茶藨子籽油最佳脫膠工藝條件為：水化時(shí)間16 min，磷酸添加量0.3%，加水量3.0%，脫膠溫度50 ℃，此條件下狹果茶藨子籽油的脫膠率可達(dá)到80.48%；狹果茶藨子籽油最佳脫色工藝條件為：脫色時(shí)間20 min，脫色劑添加量為7.0%，脫色溫度51 ℃，此條件下狹果茶藨子籽油的脫色率可達(dá)到66.48%；狹果茶藨子籽油最佳脫酸工藝條件為：脫酸時(shí)間87 min，微晶纖維素添加量為2.0%，脫酸溫度40 ℃，此條件下狹果茶藨子籽油的脫膠率可達(dá)到71.30%。精煉后，狹果茶藨子籽油品質(zhì)發(fā)生了一定變化，其中酸價(jià)和光密度明顯降低，碘值和皂化值也有一定程度下降，過(guò)氧化值有輕微上升，這說(shuō)明精煉工藝可能造成部分油脂輕微氧化，不飽和脂肪酸含量減少，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有所降低，但是可在一定程度上提升狹果茶藨子籽油的感官品質(zhì)，讓油體更加清澈透亮，游離脂肪酸含量降低，更有利于油脂貯藏，精煉前后所有指標(biāo)測(cè)定值均在國(guó)標(biāo)范圍內(nèi)浮動(dòng)，因此本研究?jī)?yōu)化的“三脫”工藝可用于狹果茶藨子籽油的精制。

經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，狹果茶藨子籽油含有11種不皂化物，其中植醇相對(duì)含量達(dá)到了8.78%，其次為谷甾醇、新植二烯、2-羥基查爾酮、香豆素等。狹果茶藨子籽油中共檢測(cè)出脂肪酸8種，其中不飽和脂肪酸占88.89%，油酸和亞油酸含量相對(duì)較高，分別為37.09%和50.80%。狹果茶藨子作為尚未開(kāi)發(fā)的植物性油料資源，應(yīng)用前景巨大，本研究結(jié)果可為茶藨子資源的開(kāi)發(fā)利用提供一定參考。