馬泡瓜籽油成分分析及氧化穩(wěn)定性研究

江 聰，李心怡，姜青山，王小三，陳徽岳，馬宗新，陳金良

(1.江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫214122； 2.安徽有機(jī)良莊農(nóng)業(yè)科技股份有限公司，安徽 阜陽236633)

馬泡瓜(CucumismeloL. var.agrestis)為葫蘆科甜瓜屬，又名甜馬寶、小野瓜等[1]。馬泡瓜原產(chǎn)于非洲，在印度和蘇丹野生馬泡瓜在未成熟時作為蔬菜食用，在成熟期作為水果食用[2]。馬泡瓜在我國主要分布于山東單縣、江蘇、安徽、河南等地，普遍為野生。馬泡瓜提取物及其餾分可降低血糖水平，可以用作抗糖尿病和降血脂藥[3]。Pandey等[4]對39種甜瓜進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)馬泡瓜的營養(yǎng)性狀值最高。

馬泡瓜籽是馬泡瓜的種子，呈淡黃色，長橢圓形，表面光滑，種仁白色。紀(jì)佳璐等[5]通過壓榨法對馬泡瓜籽的油脂進(jìn)行提取，出油率達(dá)到25%，研究發(fā)現(xiàn)馬泡瓜籽油的脂肪酸主要為不飽和脂肪酸，不僅可作為新型功能性油脂，也有潛力成為γ-生育酚和亞油酸的良好來源。Hao等[6]研究發(fā)現(xiàn)馬泡瓜籽油含有71.3%的多不飽和脂肪酸，動物實(shí)驗(yàn)表明馬泡瓜籽油通過調(diào)節(jié)腸道菌群來降低血漿膽固醇含量。另外，馬泡瓜籽油還具有抗氧化、抗真菌和抗炎活性[7]。

《全國大宗油料作物生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》指出，我國已成為世界上最大的食用植物油和大豆進(jìn)口國，食用植物油自給率不到40%，因此迫切需要進(jìn)一步提高國內(nèi)油料生產(chǎn)能力。馬泡瓜籽含油率高，營養(yǎng)價值高，并且國內(nèi)一些省份已經(jīng)開始種植馬泡瓜，其可作為一種新油源進(jìn)行開發(fā)，但是目前有關(guān)馬泡瓜籽油的研究報道很少。因此，本研究以馬泡瓜籽為原料，采用溶劑浸出法提取馬泡瓜籽油，對馬泡瓜籽油的理化性質(zhì)、營養(yǎng)組分及氧化穩(wěn)定性進(jìn)行研究，以期為開發(fā)利用馬泡瓜提供一定的理論支持。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

馬泡瓜籽，產(chǎn)自安徽省阜陽市。大豆油、葵花籽油，市售。

脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品(37種脂肪酸甲酯混標(biāo))、 5α-膽甾烷-3β-醇、N，O-雙(三甲基硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)、三甲基氯硅烷(TMCS)、角鯊?fù)?、甘油三酯?biāo)準(zhǔn)品， Sigma-Aldrich(上海)貿(mào)易有限公司；正己烷、無水碳酸鈉、無水乙醇、碘化鉀、氫氧化鉀、三氯甲烷、冰乙酸等均為分析純，上海國藥試劑公司；正己烷、異丙醇為色譜純，百靈威科技有限公司。

SER148索氏抽提儀、Agilent 7820A 氣相色譜儀，安捷倫科技有限公司；單重四級桿氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Thermos公司；1200高效液相色譜儀，美國Agilent公司；Re-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠；743型Rancimat氧化酸敗儀，瑞士萬通公司；PFX 880 比色計，德國羅維朋公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 馬泡瓜籽粗脂肪含量的測定

參照GB 5009.6—2016中索氏抽提法對馬泡瓜籽粗脂肪含量進(jìn)行測定。

1.2.2 馬泡瓜籽油的提取

參考鮑賽[8]的方法，將馬泡瓜籽去除肉眼可見雜質(zhì)，烘干至恒重后進(jìn)行機(jī)械粉碎，將粉碎后的馬泡瓜籽粉全部轉(zhuǎn)移至燒杯中，加入正己烷，浸泡數(shù)小時后，抽濾，將所得含油溶液全部轉(zhuǎn)移至旋蒸瓶，于 45℃真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，即得馬泡瓜籽油。

1.2.3 酸值、過氧化值、色澤的測定

酸值按照 GB 5009.229—2016的方法進(jìn)行測定；過氧化值按照 GB 5009.227—2016的方法進(jìn)行測定；色澤按照GB/T 22460—2008的方法進(jìn)行測定。

1.2.4 脂肪酸組成的測定

采用氣相色譜法對馬泡瓜籽油的脂肪酸組成進(jìn)行測定。

樣品前處理：稱取25 mg油樣溶于2 mL正己烷中，加入500 μL氫氧化鉀甲醇溶液(2 mol/L)。使用旋渦振蕩器振蕩2 min，取上層有機(jī)相轉(zhuǎn)移至2 mL離心管中，加入無水硫酸鈉，振蕩3 min，在8 000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心5 min，過0.22 μm有機(jī)相濾膜。

氣相色譜條件：DB-Fast FAME色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；升溫程序?yàn)?0℃保持0.5 min，以40℃/min升溫至165℃，保持1 min，以4℃/min升溫至230℃，保持4 min；檢測器和進(jìn)樣口溫度均為250℃；進(jìn)樣量1.0 μL；分流比100∶1；載氣為高純氮?dú)?體積分?jǐn)?shù)為99.99%)，流速1.2 mL/min；程序運(yùn)行時間23.875 min。根據(jù)脂肪酸甲酯混標(biāo)的保留時間進(jìn)行脂肪酸定性，采用峰面積歸一化法進(jìn)行脂肪酸定量。

1.2.5 甘油三酯組成的測定

參考高亮[9]的方法，采用配有蒸發(fā)光檢測器的反相高效液相色譜儀(RP-HPLC)分析馬泡瓜籽油的甘油三酯組成。取20 mg油樣溶于1.2 mL 色譜純正己烷中，過0.22 μm有機(jī)相濾膜后，經(jīng)反相高效液相色譜儀進(jìn)行檢測分析。

高效液相色譜條件：Lichrospher C18 色譜柱(250 mm×4.6 mm×5 μm)，蒸發(fā)光檢測器溫度 55℃，空氣流速1.8 mL/min，增益值1，洗脫流速0.8 mL/min，進(jìn)樣量20 μL，進(jìn)樣質(zhì)量濃度20 mg/mL。對于有標(biāo)準(zhǔn)品的甘油三酯，采用標(biāo)準(zhǔn)品對產(chǎn)物進(jìn)行定性，對于未有標(biāo)準(zhǔn)品的甘油三酯，采用當(dāng)量碳原子數(shù)(ECN)結(jié)合 RP-HPLC 出峰的規(guī)律(ECN越大，出峰時間越長；ECN相同時，不飽和度越小的甘油三酯，出峰時間越長)對產(chǎn)物進(jìn)行定性。采用峰面積歸一化法進(jìn)行定量。

1.2.6 植物甾醇含量的測定

采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)檢測馬泡瓜籽油中的植物甾醇含量，樣品前處理和測定方法參考毛家輝[10]的方法。

樣品前處理：準(zhǔn)確稱取馬泡瓜籽油0.2～0.3 g(精確到0.001 g)，加入0.5 mL 5α-膽甾烷-3β-醇(0.5 mg/mL)內(nèi)標(biāo)和3 mL氫氧化鉀乙醇溶液(2 mol/L)，于85℃水浴1 h，冷卻后加入2 mL蒸餾水和5 mL正己烷，離心取上清液，下層用5 mL正己烷再提取2次，合并上清液并用2 mL蒸餾水洗滌至中性，有機(jī)相用氮?dú)獯蹈?，加?00 μL BSTFA-TMCS(體積比99∶1)硅烷化試劑，置于75℃水浴中30 min，冷卻，過0.22 μm有機(jī)相濾膜。

氣相色譜條件：DB-5毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；進(jìn)樣量1.0 μL；分流比100∶1；載氣為99.99%氦氣，流速1.2 mL/min；檢測器和進(jìn)樣口溫度均為280℃；升溫程序?yàn)?00℃保持1 min，以10℃/min 升溫至300℃，保持18 min。質(zhì)譜條件：離子化模式為EI，離子源溫度280℃，傳輸線溫度250℃，掃描范圍(m/z)50～500 。

采用NIST譜庫(2017)確定植物甾醇種類，通過內(nèi)標(biāo)5α-膽甾烷-3β-醇與樣品峰面積比計算植物甾醇含量。

1.2.7 角鯊烯含量的測定

內(nèi)標(biāo)為0.5 mL 角鯊?fù)?0.5 mg/mL)，具體測定方法與植物甾醇含量的測定方法相同。

1.2.8 生育酚含量的測定

按照 GB/T 26635—2011《動植物油脂 生育酚及生育三烯酚含量測定 高效液相色譜法》測定生育酚含量。

1.2.9 Rancimat加速氧化實(shí)驗(yàn)

稱取3.0 g 待測油樣于反應(yīng)管中，每個電導(dǎo)池中加入70 mL超純水，空氣流量為20 L/h，預(yù)先將加熱池的溫度加熱到實(shí)驗(yàn)溫度后放置反應(yīng)管，同時開始記錄。實(shí)驗(yàn)曲線采用儀器自動積分分析，以誘導(dǎo)時間突變點(diǎn)為反應(yīng)終點(diǎn)[11]。

1.2.10 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用SPSS 23和Excel 2016軟件分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)，Origin 2018軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬泡瓜籽的粗脂肪含量

采用索氏抽提法得到馬泡瓜籽的粗脂肪含量為 (27.96±2.15)%，比大豆(18.90%～21.67%)粗脂肪含量高[12]，說明馬泡瓜籽有潛力作為新興油料。

2.2 馬泡瓜籽油的理化性質(zhì)

馬泡瓜籽油的理化性質(zhì)如表1所示。

表1 馬泡瓜籽油的理化性質(zhì)

馬泡瓜籽油在室溫下為淺黃色、透明的液體，具有獨(dú)特的油脂清香。由表1可知，馬泡瓜籽油的色澤為紅0.6、黃3.3，酸值和過氧化值均滿足GB 2716—2018《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 植物油》中的相關(guān)規(guī)定。

2.3 馬泡瓜籽油的脂肪酸組成及相對含量

馬泡瓜籽油的脂肪酸組成及相對含量如表2所示。

表2 馬泡瓜籽油的脂肪酸組成及相對含量

從表2可看出，馬泡瓜籽油中共檢測到8種脂肪酸，主要的脂肪酸為亞油酸(C18∶2)，其次是油酸(C18∶1)。亞油酸是n-6系不飽和脂肪酸，在人體中可以轉(zhuǎn)變?yōu)棣?亞麻酸，并繼而生成花生四烯酸[13]。馬泡瓜籽油中多不飽和脂肪酸的含量在68%以上，高于常見植物油(大豆油、葵花籽油、花生油、芝麻油、菜籽油、棉籽油等)中多不飽和脂肪酸含量(最高為61.34%)[14]?？梢?，馬泡瓜籽油可作為優(yōu)質(zhì)食用植物油脂資源開發(fā)利用。

2.4 馬泡瓜籽油的甘油三酯組成及相對含量

馬泡瓜籽油的甘油三酯組成及相對含量如表3所示。

由表3可以看出，馬泡瓜籽油中共檢測到7種甘油三酯，主要由三不飽和甘油三酯(UUU)和一飽和二不飽和甘油三酯(SUU)構(gòu)成，其含量分別為66.50%和33.14%，與馬泡瓜籽油中單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量高的總脂肪酸組成相對應(yīng)。

表3 馬泡瓜籽油的甘油三酯組成及相對含量

2.5 馬泡瓜籽油的植物甾醇和角鯊烯含量

馬泡瓜籽油的植物甾醇和角鯊烯含量見表4。

表4 馬泡瓜籽油的植物甾醇和角鯊烯含量

植物甾醇是植物油中廣泛存在的不皂化物，具有降低膽固醇、抗炎和抗癌等生理活性[15]。由表4可知，馬泡瓜籽油中檢測出豆甾醇、粘霉烯醇和麥角甾-7，22-二烯-3β-醇，其中粘霉烯醇的含量為140.83 mg/100 g，粘霉烯醇作為一種植物油中不常見的植物甾醇，具有抗炎和鎮(zhèn)痛活性。Adebayo等[16]首次從非洲黃柏葉中分離出粘霉烯醇，并且研究發(fā)現(xiàn)非洲黃柏葉正己烷分提物具有良好的抗炎活性。馬泡瓜籽油中植物甾醇總量為619.21 mg/100 g。薛莉[17]調(diào)查發(fā)現(xiàn)大豆油中植物甾醇的平均含量為359.25 mg/100 g，花生油中植物甾醇的平均含量為233.00 mg/100 g，葵花籽油中植物甾醇的平均含量為253.95 mg/100 g，馬泡瓜籽油中植物甾醇的含量均高于這3種食用植物油。

角鯊烯是一種對人體有益的不飽和烴類化合物，由于其良好的生物活性被廣泛用于食品和化妝品等領(lǐng)域[18]。朱琳等[19]采用氣相色譜法測定植物油中角鯊烯含量，發(fā)現(xiàn)葵花籽油、米糠油和芝麻油中角鯊烯含量分別為46.02、18.28 mg/kg和14.74 mg/kg。廖杰等[20]研究發(fā)現(xiàn)，菜籽油、茶籽油、大豆油和花生油中角鯊烯含量分別為17.18、17.56、51.81 μg/mL和66.31 μg/mL。馬泡瓜籽油中角鯊烯含量為380.1 mg/kg，明顯高于大宗油脂，證明馬泡瓜籽油具有較高的營養(yǎng)價值。

2.6 馬泡瓜籽油的生育酚含量

馬泡瓜籽油的生育酚含量見表5。

表5 馬泡瓜籽油的生育酚含量

由表5可知，馬泡瓜籽油中含有31.25 mg/kg的α-生育酚和515.35 mg/kg的γ-生育酚，γ-生育酚含量較高。劉慧敏[21]調(diào)查了13種植物油的生育酚含量，總生育酚含量在 173.21～2 573.69 mg/kg，其中花生油、芝麻油、茶籽油和橄欖油總生育酚含量分別為372.66、510.64、198.51 mg/kg和205.80 mg/kg，小麥胚芽油總生育酚含量最高，為2 573.69 mg/kg，但是其γ-生育酚含量僅有167.68 mg/kg?？梢姡R泡瓜籽油具有較高的生育酚含量。

2.7 馬泡瓜籽油的氧化穩(wěn)定性

2.7.1 馬泡瓜籽油Rancimat加速氧化實(shí)驗(yàn)

油脂的氧化穩(wěn)定性是衡量油脂品質(zhì)的重要指標(biāo)。Rancimat法可快速、準(zhǔn)確、直觀地測定油脂氧化穩(wěn)定性。分別在110、120、130、140℃下測定馬泡瓜籽油、市售大豆油和市售葵花籽油的氧化誘導(dǎo)時間，結(jié)果如表6所示。

表6 溫度對植物油氧化誘導(dǎo)時間的影響

由表6可以看出：在110、130℃和140℃條件下，馬泡瓜籽油的氧化誘導(dǎo)時間始終大于大豆油和葵花籽油的氧化誘導(dǎo)時間；在120℃條件下，馬泡瓜籽油的氧化誘導(dǎo)時間略低于大豆油的氧化誘導(dǎo)時間，高于葵花籽油的氧化誘導(dǎo)時間，說明馬泡瓜籽油的氧化穩(wěn)定性優(yōu)于葵花籽油，接近于大豆油。當(dāng)植物油暴露在高溫下時，會發(fā)生氧化變質(zhì)，氧化誘導(dǎo)時間相對縮短，然而，如果油脂中含有天然抗氧化劑，往往會提高其氧化穩(wěn)定性。紀(jì)佳璐等[5]研究發(fā)現(xiàn)馬泡瓜籽油含有73.50%的多不飽和脂肪酸，菜籽油含有21.32%的多不飽和脂肪酸，利用熱分析技術(shù)(差示掃描量熱)研究發(fā)現(xiàn)馬泡瓜籽油的氧化穩(wěn)定性優(yōu)于菜籽油，與理論上高含量的多不飽和脂肪酸會使油脂更容易氧化不符，推測是馬泡瓜籽油中的生育酚等抗氧化物質(zhì)提高了其氧化穩(wěn)定性。

2.7.2 馬泡瓜籽油25℃下的氧化誘導(dǎo)時間

由于油脂氧化誘導(dǎo)時間的自然對數(shù)(lnt)和目標(biāo)溫度(T)線性相關(guān)，根據(jù)表6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，利用外推法對lnt和T進(jìn)行線性回歸擬合，推算出馬泡瓜籽油、市售大豆油和市售葵花籽油在25℃下的氧化誘導(dǎo)時間，結(jié)果見表7。

表7 不同植物油在25℃下的氧化誘導(dǎo)時間

由表7可知，馬泡瓜籽油在未添加任何抗氧化劑的條件下，在25℃下的氧化誘導(dǎo)時間是葵花籽油氧化誘導(dǎo)時間的4倍，大豆油的氧化誘導(dǎo)時間高于馬泡瓜籽油，說明馬泡瓜籽油在常溫條件下的氧化穩(wěn)定性介于大豆油和葵花籽油之間，這可能與馬泡瓜籽油中含有豐富的天然抗氧化物質(zhì)相關(guān)，可以通過添加抗氧化劑進(jìn)一步提高馬泡瓜籽油的氧化穩(wěn)定性。

3 結(jié) 論

采用索氏抽提法得到馬泡瓜籽的粗脂肪含量為(27.96±2.15)%，該油在室溫下為淺黃色、透明的液體，具有獨(dú)特的油脂清香。馬泡瓜籽油的酸值和過氧化值符合GB 2716—2018的規(guī)定，亞油酸是馬泡瓜籽油中最主要的脂肪酸，相對含量達(dá)到 68.56%，三不飽和甘油三酯是馬泡瓜籽油中最主要的甘油三酯，其中主要為三亞油酸甘油三酯。此外，馬泡瓜籽油中植物甾醇(619.21 mg/100 g)、角鯊烯(38.01 mg/100 g)和生育酚(546.60 mg/kg)的含量均高于一般植物油。由于含有植物甾醇、角鯊烯和生育酚等活性物質(zhì)，馬泡瓜籽油具有較強(qiáng)的氧化穩(wěn)定性。通過Rancimat加速氧化實(shí)驗(yàn)，對馬泡瓜籽油和市售大豆油與葵花籽油的氧化誘導(dǎo)時間進(jìn)行了比較，在110、120、130℃和140℃條件下，馬泡瓜籽油的氧化誘導(dǎo)時間分別為6.36、3.08、1.74 h和1.26 h，其氧化穩(wěn)定性優(yōu)于葵花籽油，運(yùn)用外推法對氧化誘導(dǎo)時間和溫度進(jìn)行線性回歸擬合，計算出25℃條件下馬泡瓜籽油的氧化誘導(dǎo)時間為582.43 h。因此，馬泡瓜籽油具有很好的應(yīng)用前景。馬泡瓜籽具有種子的一般結(jié)構(gòu)，由種皮、胚和胚乳三部分組成，在今后的研究中可以就馬泡瓜籽不同部位的組分、活性成分提取及功能性產(chǎn)品研發(fā)等方面進(jìn)行進(jìn)一步的探究，以提高這一新興野生資源的利用率。