大豆豆臍油脂品質(zhì)特性的研究

郭咪咪 周文紅,2 李秀娟 楊 茜 段章群

(國家糧食和物資儲備局科學(xué)研究院糧油加工研究所1，北京 102209) (淮陰工學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院2，淮安 223003)

大豆豆臍是大豆的生殖器官，含量約占大豆總質(zhì)量的2.5%[1]。在大豆低溫粕生產(chǎn)加工時(shí)，為提高低溫粕品質(zhì)，通常在風(fēng)選出已脫落的豆皮后，還要進(jìn)一步分離出其中的豆臍[2]。本研究中實(shí)驗(yàn)原料提供企業(yè)在非轉(zhuǎn)基因大豆制油和蛋白生產(chǎn)的原料預(yù)處理過程中，可分離得到豆臍產(chǎn)品，純度可高達(dá)95%。經(jīng)測定分析，大豆豆臍中油脂、粗蛋白和大豆異黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別可達(dá)8.3%、39.7%和1%～2%，且豆臍油脂中，多不飽和脂肪酸含量豐富，ω-3系列的亞麻酸含量較高，且在其脂肪酸組成中亞油酸(ω-6)和亞麻酸(ω-3)含量的比例適中，較適合人體健康需求。因此合理開發(fā)大豆加工副產(chǎn)物，不僅綠色環(huán)保，還是資源充分利用的有效舉措。

目前國內(nèi)外對大豆豆臍的研究主要集中于大豆異黃酮、大豆皂甙等活性成分的提取方面，而對豆臍油脂的提取以及油脂中功能性成分分析與開發(fā)應(yīng)用等研究較少，本研究以大豆豆臍為原料，經(jīng)超聲輔助溶劑浸提法提取豆臍油脂，并對其油脂特性、營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行分析，對大豆豆臍油脂開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對高效利用大豆豆臍資源、延長大豆加工產(chǎn)業(yè)鏈提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆豆臍；石油醚(30～60 ℃)為分析純；正庚烷、四氫呋喃、異丙醇、異辛烷、乙腈、丙酮等均為色譜純；角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%)；生育酚標(biāo)準(zhǔn)品：α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚；植物甾醇標(biāo)準(zhǔn)品：樺木醇(純度≥97.5%，TLC)、膽甾醇(純度≥99%)、菜籽甾醇(純度≥98%，TLC)、豆甾醇(純度≥90%，GC)、谷甾醇(純度≥90%，GC)；沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%，HPLC)；脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品。

1.2 主要儀器與設(shè)備

TU-1810紫外可見分光光度計(jì)，7890B氣相色譜儀配FID檢測器，e2695高效液相色譜儀，高效液相色譜(1200型)-飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用儀(6510型)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 豆臍油脂提取

將大豆豆臍置于粉碎機(jī)中粉碎，過直徑1.2 mm的谷物篩，得大豆豆臍粉。稱取10 g豆臍粉于500 mL錐形瓶中，然后加入100 mL石油醚，超聲20 min，4 000 r/min離心10 min，上清液轉(zhuǎn)入旋蒸瓶。重復(fù)上述操作2次，合并上清液，并于40 ℃真空旋蒸除去溶劑。提取的豆臍油脂，于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 豆臍油脂甘油三酯組成及含量分析[3,4]1.3.2.1 高效液相色譜分析

稱取豆臍油脂0.5 g，用異丙醇溶解并定溶于10 mL容量瓶。0.2 μm有機(jī)過濾膜過濾后用高效液相色譜進(jìn)行甘油三酯定量分析。

高效液相色譜條件：色譜柱Symmetry 300TMC18 (4.6 mm×250 mm，5 μm)；流動相∶丙酮/異丙醇(體積比1∶1)；流速1.5 mL/min；示差檢測器，溫度35 ℃；柱溫箱溫度35 ℃。

1.3.2.2 高效液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜分析

稱取豆臍油脂25 mg，用異丙醇溶解并定溶于25 mL容量瓶。0.2 μm有機(jī)過濾膜過濾后用高效液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用儀(HPLC-Q/TOF)進(jìn)行甘油三酯定性分析。

液相色譜條件：色譜柱Symmetry 300TMC18(4.6 mm×250 mm，5 μm)；流動相：A相異丙醇，B相乙腈，柱溫箱溫度45 ℃，流動相梯度洗脫程序如表1所示。

質(zhì)譜條件：采集模式APCI+；采集范圍(m/z)500～1 200；干燥氣溫度300 ℃；干燥氣流速度4 L/min；汽化器溫度350 ℃；毛細(xì)管電壓3.5 kV。

表1 流動相梯度洗脫程序

1.3.3 豆臍油脂中總酚含量分析[5]

標(biāo)準(zhǔn)曲線制作：稱取沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品，水溶解，配制成濃度為100 μg/mL沒食子酸(GAE)水溶液，取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL沒食子酸溶液于10 mL容量瓶中，分別加入0.5 mL福林酚試劑、2 mL 7.5%的Na2CO3溶液，水定容，渦旋震蕩1 min，70 ℃水浴反應(yīng)30 min，紫外可見分光光度計(jì)測定750 nm下吸光度值，以沒食子酸濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

豆臍油脂樣品中總酚含量測定：稱取2.0 g油脂樣品，加6 mL正己烷溶解，轉(zhuǎn)移至二醇基固相萃取柱內(nèi)凈化，再依次用10 mL正己烷、10 mL甲醇洗脫，收集甲醇洗脫液，于45 ℃水浴氮?dú)獯蹈桑瑲堅(jiān)苡? mL 50%甲醇水溶液中，混勻，-18 ℃冷凍16 h，4 ℃下10 000 r/min離心5 min，取上清液1 mL，同上述制作標(biāo)準(zhǔn)曲線做顯色反應(yīng)并測定750 nm下吸光度，同時(shí)水做空白，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算油脂樣品中總酚含量。

1.3.4 其他品質(zhì)特性測定方法

酸價(jià)測定采用GB 5009.229—2016，過氧化值測定采用GB 5009.227—2016，脂肪酸組成分析采用GB 5009.168—2016，生育酚含量測定采用GB/T 26635—2011，植物甾醇含量測定采用GB/T 25223—2010，角鯊烯含量測定采用LS/T 6120—2017。

1.3.5 油脂氧化穩(wěn)定性計(jì)算值(Cox)[6]

Cox=[1×C18∶1的含量+10.3×C18∶2的含量+21.6×C18∶3的含量]/100

2 結(jié)果與討論

2.1 豆臍油脂的酸價(jià)、過氧化值

酸價(jià)是評價(jià)植物油脂中所含游離脂肪酸多少的量度，雖不能直接表示油脂中游離脂肪酸的百分含量(%)，但能間接表明油脂中游離脂肪酸含量的高低，所以酸價(jià)是評價(jià)油脂品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，同時(shí)也是后續(xù)油脂精煉脫酸中確定加堿量的主要理論依據(jù)。測定分析結(jié)果表明，豆臍油脂的酸價(jià)為2.10 mgKOH/g油，符合GB 2716—2018《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 植物油》的質(zhì)量要求。

過氧化值是評價(jià)植物油脂氧化酸敗的重要指標(biāo)之一，是油脂氧化初期常采用的評價(jià)手段。通常過氧化值越高，油脂氧化酸敗越嚴(yán)重，油脂品質(zhì)越差，長期食用該類植物油脂，不利于人體健康。測定分析結(jié)果表明，豆臍油脂的過氧化值為0.026 g/100 g，符合GB2716—2018《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 植物油》的質(zhì)量要求。

2.2 豆臍油脂的脂肪酸組成

脂肪酸是植物油脂的基本組成成分，大豆豆臍雖然來自于大豆，但在其油脂脂肪酸組成上卻與大豆(子葉)的存在較大差異，如表2所示，豆臍油脂中亞麻酸含量為22.2%，明顯高于大豆油的，約為大豆油的2～5倍。亞麻酸屬于ω-3脂肪酸，是人體自身不能合成的必需脂肪酸，對正常的代謝和營養(yǎng)起著必不可少的作用，在人體內(nèi)可代謝為EPA和DHA，具有預(yù)防老年癡呆、降糖、降壓等功效[7]。因此豆臍油脂將是功效成分——亞麻酸的較好來源。豆臍油脂中，油酸含量明顯低于大豆油的，其含量為9.43%。亞油酸是植物油脂多不飽和脂肪酸中常見的一類脂肪酸，屬于ω-6脂肪酸，在豆臍油脂中，其含量約51%，與大豆油中的含量相當(dāng)，與油酸相似，都可通過降低體內(nèi)血脂，起到抑制低密度脂蛋白和血清膽固醇的升高等功效[8,9]。研究表明[10]：亞油酸和亞麻酸最佳比例為(1～4)∶1，而在豆臍油脂中，亞油酸和亞麻酸比例為2.3∶1，處于最佳比例范圍內(nèi)。

豆臍油脂中，飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低(約17%)，多不飽和脂肪酸(亞油酸和亞麻酸)含量較高(約73%)，Cox值為10.1，表明其具有較強(qiáng)的氧化能力[11]，可能在后續(xù)儲藏過程中，豆臍油脂更易于氧化[12]，所以，在豆臍油脂的加工和儲藏過程中，必須對其采取有效的抗氧化措施。

表2 豆臍油脂與大豆油的脂肪酸組成及含量

2.3 豆臍油脂的甘油三酯組成

甘油三酯是油脂的主要成分，占油脂的95%以上。甘油三酯的組成決定了油脂的特性和營養(yǎng)價(jià)值。豆臍油脂的甘油三酯組成測定參考AOCS方法(AOCS official method Ce 5b—89)，以面積歸一化法確定甘油三酯組分的相對含量，并同時(shí)采用HPLC-Q/TOF對各組分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性分析。表3顯示了豆臍油脂與大豆油中主要甘油三酯的組分與含量，豆臍油脂中主要甘油三酯及含量分別為LLLn(17.89%)、LLL(13.12%)、PLL(11.85%)、PLLn(11.36%)、LLnLn(9.66%)，從甘油三酯酰基可以看出，亞麻酸和亞油酸酰基在以上主要甘油三酯中占主要成分，再次表明豆臍油脂的主要脂肪酸為亞油酸和亞麻酸。與大豆油的甘油三酯相比，豆臍油脂中LLnLn、LLLn、PLLn的含量較高，其原因是這三種甘油三酯均含有亞麻酸，而豆臍油脂的亞麻酸含量高于大豆油的；同理，由于豆臍油脂的油酸含量低于大豆油，豆臍油脂中含有油酸的甘油三酯LLO、OOO、LOLn、LOO含量均低于大豆油的。

表3 豆臍油脂與大豆油的甘油三酯組成及含量

2.4 豆臍油脂的營養(yǎng)伴隨物

大豆豆臍中含有多種活性成分，如大豆異黃酮、植物甾醇、生育酚等。目前，大豆豆臍常作為大豆異黃酮和皂甙提取的原料，而對豆臍油脂中植物甾醇、生育酚等營養(yǎng)伴隨物的研究較少。生育酚、植物甾醇、角鯊烯、多酚等營養(yǎng)伴隨物具有抗氧化、清除自由基等多種生理功效，其含量高低可直接影響油脂的營養(yǎng)品質(zhì)。

2017年，國家糧食局推出了“中國好糧油行動計(jì)劃”并頒布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《中國好糧油 食用植物油》，將微量營養(yǎng)成分作為植物油脂的聲稱指標(biāo)，因此，研究分析豆臍油脂中的多酚、角鯊烯、生育酚、植物甾醇等營養(yǎng)成分，對評價(jià)豆臍油脂品質(zhì)具有重要意義。表4為豆臍油脂與大豆油[14]中活性成分含量對比分析圖，除總酚含量外，豆臍油脂的營養(yǎng)伴隨物含量均明顯高于大豆油的。因此大豆豆臍油脂是一種極具開發(fā)意義的功能性油脂。

表4 豆臍油脂與大豆油活性成分含量

2.4.1 多酚

多酚因其獨(dú)特的多元酚結(jié)構(gòu)，賦予了它獨(dú)特的活性，表現(xiàn)出抗炎、抗氧化、降血脂等多種生理功效[15]，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、食品等領(lǐng)域。多酚在植物油脂中同樣具有重要的抗氧化作用，研究證實(shí)[16]，植物油中的多酚是有效的自由基清除劑，所以分析油脂中多酚含量，不僅有助于了解該油脂營養(yǎng)品質(zhì)，還有助于初步分析其油脂穩(wěn)定特性。經(jīng)750 nm下測定標(biāo)準(zhǔn)工作液吸光度，所得曲線方程：y=0.013 5x-0.012 8，R2=0.999 7(圖1)，可知沒食子酸濃度在10～50 μg/mL內(nèi)線性關(guān)系良好。結(jié)果表明，豆臍油脂中總酚含量為7.72 mg GAE/kg，遠(yuǎn)低于大豆油的，可能是由于植物多酚主要集中于種子子葉中，致使大豆油中總酚含量明顯高于大豆豆臍油脂中的。

圖1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.4.2 角鯊烯

角鯊烯具有很強(qiáng)的攜氧能力，能向細(xì)胞供應(yīng)大量氧氣，促進(jìn)機(jī)體新陳代謝等，具有抗衰老、抗腫瘤和提高免疫調(diào)節(jié)等多種生理功能。角鯊烯是一種重要的油脂伴隨物，不同植物油脂中角鯊烯含量差異較大，其中橄欖油中含量最高，平均高達(dá)4 837.2mg/kg[17]，測定分析結(jié)果表明，豆臍油脂中角鯊烯含量為87.6 mg/kg，約為大豆油的3倍，屬植物油脂中角鯊烯含量較高的一類油脂。

2.4.3 生育酚

生育酚在油脂中是一類極有效的抗氧化劑，能抑制脂質(zhì)過氧化、清除自由基等。在飽和脂肪酸含量高的油脂中，生育酚能快速降解；在多不飽和脂肪酸含量高的油脂中，生育酚與多不飽和脂肪酸共同作為氧化底物，延緩油脂氧化，表現(xiàn)出抗氧化功效[18]。而在豆臍油脂中，多不飽和脂肪酸含量高達(dá)73%，生育酚可能會與其共同作為氧化底物，延緩油脂氧化，從而起到抗氧化劑的作用。生育酚在油脂中的抗氧化功效還與其構(gòu)型、含量等有關(guān)，通常被氧化的順序?yàn)棣?生育酚、δ-生育酚、α-生育酚[19]。由表5可知，豆臍油脂中生育酚總含量約4442.6 mg/kg，約為大豆油的4倍；在生育酚單體中，以γ-生育酚為主，約占77%，其次為δ-生育酚、α-生育酚，與大豆油中生育酚單體含量主次相同，表明豆臍油脂可能會表現(xiàn)出比大豆油更好的氧化穩(wěn)定性。

表5 豆臍油脂與大豆油中生育酚含量

2.4.4 植物甾醇

植物甾醇是植物油脂不皂化物的組成成分，具有調(diào)節(jié)免疫、抑制膽固醇吸收、抗氧化等生理功效，同時(shí)又具有較高的生物安全性。每天至少攝入1.5～2.4 g植物甾醇，可使人體血液中膽固醇減少7%～10.5%[20]。經(jīng)氣相色譜測定，樺木醇內(nèi)標(biāo)定量分析，豆臍油脂中植物甾醇含量為43 028 mg/kg(約4%)，約為大豆油的34倍(表6)，該含量在植物油脂中屬較高含量，可作為開發(fā)植物甾醇的豐富原料來源。植物甾醇對油脂具有抗氧化特性[21,22]，可作為植物油脂的抗氧化劑，因此，豆臍油脂中高含量的植物甾醇，可能會對豆臍油脂氧化穩(wěn)定性具有一定貢獻(xiàn)。食用植物油中主要含有三種植物甾醇，如大豆油中植物甾醇(表6)主要為豆甾醇、β-谷甾醇和菜油甾醇，含量分別占總甾醇含量的19.74%、60.72%和19.55%。而在豆臍油脂中，除上述三種甾醇含量較豐富外，Δ5-燕麥甾醇、Δ7-豆甾烯醇、Δ7-燕麥甾醇占總甾醇含量也均超過3%，說明在豆臍油脂中甾醇單體種類更為豐富。近年來，有關(guān)植物甾醇對油脂的抗氧化性研究越來越多[23,24]，但在其對油脂的抗氧化機(jī)理以及單體間的抗氧化活性差異等方面還未得到明確結(jié)論，尚需進(jìn)一步研究。

表6 豆臍油脂和大豆油中植物甾醇組成及含量

3 結(jié)論

經(jīng)超聲輔助石油醚提取大豆豆臍油脂，其酸價(jià)(約2.10 mgKOH/g油)和過氧化值(約0.026 g/100 mg)均符合GB2716—2018《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 植物油》的質(zhì)量要求。油料的不同處理與加工工藝，對油脂品質(zhì)均會有不同程度的改變，如何在綠色、安全、環(huán)保、高效的加工條件下，實(shí)現(xiàn)對豆臍或不同油料油脂的精準(zhǔn)適度加工，將是油料精深加工發(fā)展的新方向。

豆臍油脂脂肪酸組成與大豆油的存在明顯差異，多不飽和脂肪酸(亞麻酸和亞油酸)含量達(dá)73.2%，其中亞麻酸含量高達(dá)22%，是大豆油的2～5倍，但單不飽和脂肪酸油酸9.43%，低于大豆油的；在甘油三酯組成上，體現(xiàn)出相似的特性，即大部分酰基為亞油酸和亞麻酸的甘油三酯(LLnLn、LLLn、PLLn)含量均高于大豆油的，而大部分酰基為油酸的甘油三酯(LLO、LOO、LOLn、OOO)含量均低于大豆油的；豆臍油脂中主要甘油三酯及含量分別為LLLn(17.89%)、LLL(13.12%)、PLL(11.85%)、PLLn(11.36%)、LLnLn(9.66%)，表明在油料種子結(jié)構(gòu)部位上成分分布會存在明顯差異。

豆臍油脂中含有多種活性成分，與大豆油中相比，除總酚外，豆臍油脂的角鯊烯、生育酚和植物甾醇含量分別約為大豆油的3倍、4倍和34倍，是活性成分的較好來源，如何高效開發(fā)與應(yīng)用豆臍油脂中高含量的活性成分，將是資源有效利用的有效措施之一。