釀酒葡萄殘?jiān)兄参镉偷奶崛〖把趸€(wěn)定性研究

王晴 王雅婷 錢玉梅 李紅俠 翟科峰 曹穩(wěn)根

【摘? ?要】? ?為提高蕭縣釀酒葡萄殘?jiān)睦寐剩捎盟魇咸崛》ǎ允兔褳槿軇?，從釀酒葡萄殘?jiān)刑崛≈参镉停脷庀嗌V-質(zhì)譜聯(lián)用探究植物油中脂肪酸組成及含量。以酸價(jià)和過(guò)氧化值為依據(jù)，探究溫度、水分、氧氣、金屬離子、抗氧化劑對(duì)植物油氧化穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，石油醚對(duì)釀酒葡萄殘?jiān)兄参镉偷奶崛÷蕿椋?2.01±0.78）%，其中含有21種脂肪酸，包括三種必需脂肪酸：亞油酸（42.67%）、α-亞麻酸（7.11%）、花生四烯酸（0.10%），不飽和脂肪酸總量高于飽和脂肪酸。溫度、水分、氧氣、金屬離子均會(huì)在一定程度上影響釀酒葡萄殘?jiān)兄参镉偷难趸€(wěn)定性，而加入一定量的抗氧化劑可抑制其氧化酸敗，其中沒(méi)食子酸丙酯的效果最好。

【關(guān)鍵詞】? ?釀酒葡萄殘?jiān)?植物油;脂肪酸;酸價(jià);過(guò)氧化值

Study on the Extraction and Oxidative Stability of Vegetable

Oil from the Wine Grape Residues

Wang Qing1，2， Wang Yating1， Qian Yumei1， Li Hongxia1， Zhai Kefeng1， Cao Wengen1

（1. Suzhou University， Suzhou 234000， China; 2. Suzhou Engineering and Technological

Research Center of Natural Medicine and Functional Food， Suzhou 234000， China）

【Abstract】? ? In order to improve the utilization rate of wine grape residue in Xiaoxian， in our experiment， soxhlet extraction method was used for extracting the oil from wine grape residue， which took petroleum ether as the extractant. The fatty acid composition and content in oil was implemented using gas chromatography-mass spectrometry. By considering acid value and peroxide value as index， the influence of temperature， moisture， oxygen， metal ions， antioxidants in oil oxidation stability was investigated. The results indicated that the extraction rate of oil in wine grape residue extracted by petroleum ether was （22.01±0.78）%. The oil contained 21 kinds of fatty acid which included three essential fatty acids. Among them， the content of linoleic acid was 42.67%，α-linolenic acid was 7.11%， and arachidonic acid was 0.10%. The total amount of unsaturated fatty acids was higher than saturated fatty acids. Temperature， moisture， oxygen， and metal ions affected on the oxidative stability of oil in wine residues to a certain extent， and added a certain amount of antioxidants could inhibit its oxidative rancidity， and propyl gallate showed the best effect.

【Key words】? ? ?winegrape residues; vegetable oil; fatty acid; acid value; peroxide value

〔中圖分類號(hào)〕? TQ646.2? ? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A ? ? ? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕 1674 - 3229（2022）01- 0055 - 05

0? ? ?引言

蕭縣位于安徽省最北部，地處蘇魯豫皖交界處，是我國(guó)四大葡萄種植區(qū)域之一，有“葡萄之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。由于鮮食葡萄存在儲(chǔ)存周期短、銷售范圍窄、渠道單一、價(jià)格便宜等缺點(diǎn)，近些年蕭縣開(kāi)始加速發(fā)展葡萄深加工。葡萄酒作為蕭縣主要的葡萄深加工產(chǎn)品之一，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量釀酒葡萄殘?jiān)瑑H有少量被回收利用，絕大部分用做肥料、飼料甚至被當(dāng)作垃圾扔掉，造成了資源的極大浪費(fèi)，也給環(huán)境帶來(lái)了巨大的壓力。因此，如何合理利用釀酒葡萄殘?jiān)蔀槭捒h葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展中亟待解決的問(wèn)題。F3D9B4C2-B8AC-449F-9694-5068F248BE2D

釀酒葡萄殘?jiān)饕善咸哑?、葡萄籽、葡萄梗?gòu)成，約占釀酒葡萄總重的25%，一般葡萄的出皮率為20%～25%、梗10%～15%、籽8%～10%[1]。Mehmet Gülcü等人[2]探究了梅洛葡萄生產(chǎn)葡萄酒時(shí)產(chǎn)生的廢棄料中的活性物質(zhì)，表明葡萄酒廢棄料中油的含量在4.2%～12%，且葡萄酒廢棄料中皮籽的比例不同會(huì)導(dǎo)致含油量的波動(dòng);Choi等人[3]研究表明葡萄籽含油量為8%～15%，且其中含有較多的不飽和脂肪酸;Davidov-Pardo等人[4]研究表明葡萄籽油中89%以上的脂肪酸都是必需脂肪酸。目前主要的研究和應(yīng)用均集中在葡萄籽油上，對(duì)于總量更大的其他殘?jiān)杏偷南嚓P(guān)研究較少。釀酒葡萄殘?jiān)衅咸哑?、梗的質(zhì)量約為葡萄籽的3～4倍，含有油、酚類物質(zhì)、膳食纖維等，且脂肪酸的含量組成與葡萄籽油相近，因此釀酒葡萄殘?jiān)溆嘟M分也可作為一種潛在的油脂資源，和葡萄籽共同開(kāi)發(fā)利用。綜合利用釀酒葡萄殘?jiān)粌H能解決資源浪費(fèi)問(wèn)題，也必將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

本研究以蕭縣釀酒葡萄殘?jiān)鼮樵希捎盟魇咸崛》ㄌ崛≈参镉?，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析其中脂肪酸的種類和含量，并探究溫度、水分、氧氣、金屬離子及抗氧化劑對(duì)植物油儲(chǔ)存過(guò)程中過(guò)氧化值和酸價(jià)變化的影響，以期為有效利用蕭縣釀酒葡萄殘?jiān)岣呤捒h葡萄產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，綜合評(píng)價(jià)蕭縣葡萄皮渣提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1? ? ?材料與方法

1.1? ?材料

1.1.1? ?原料與試劑

赤霞珠釀酒葡萄殘?jiān)鼇?lái)自蕭城葡萄酒廠;石油醚、硫酸鐵、氯化鉀、碘化鉀、可溶性淀粉均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;丁羥基茴香醚、二丁羥基甲苯、沒(méi)食子酸丙酯為食品級(jí)，張家界久瑞生物科技有限公司;三氟化硼、甲醇為色譜級(jí)，德國(guó)CNW科技公司。

1.1.2? ?儀器

JA5003N電子天平，上海菁海股份有限公司;R-1001LN旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司;Trace 1310 ISQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，賽默飛世爾科技有限公司。

1.2? ?試驗(yàn)方法

1.2.1? ?原料預(yù)處理

取釀酒葡萄殘?jiān)?，洗凈，置?0℃下熱風(fēng)烘干，高速粉碎機(jī)將烘干的葡萄殘?jiān)コ煞?，過(guò)80目篩，得到葡萄殘?jiān)勰?，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2? ?植物油的提取及提取率計(jì)算

稱取35 g葡萄殘?jiān)勰?，置于濾紙筒中，于80℃下水浴加熱，石油醚回流提取4 h。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收溶劑，剩余物即為釀酒葡萄殘?jiān)参镉停ū疚闹泻?jiǎn)稱為“植物油”），提取率按下式計(jì)算[5-6]：

植物油提取率=（植物油和圓底燒瓶的質(zhì)量-圓底燒瓶的質(zhì)量）/（葡萄殘?jiān)勰┑馁|(zhì)量）×100%

1.2.3? ?植物油中脂肪酸組成及含量測(cè)定

取2 mL植物油，加入等量 2% NaOH-CH3OH溶液，85℃水浴30 min后，加入3 mL 14% BF3-CH3OH溶液，85℃水浴30 min。降至室溫，加1 mL正己烷振蕩萃取2 min，靜置1 h。取上清液100 μL，正己烷定容至1 mL，0.45 μm濾膜過(guò)膜后上機(jī)測(cè)試。

色譜柱：HP-88? Agilent? 100 m*0.25 mm*0.20 μm，載氣為He;流速1.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度290℃。質(zhì)譜條件：離子源為EI源，電子能量70 eV;離子源溫度280℃;傳輸線溫度280℃。質(zhì)量掃描范圍：30～400 amu，溶劑延遲時(shí)間5 min。

1.2.4? ?過(guò)氧化值的測(cè)定

參照GB 5009. 227-2016[7]測(cè)定過(guò)氧化值，取1.0 g植物油，加入20.0 mL CHCl3-CH3COOH混合溶液，溶解，加入1.0 mL飽和KI溶液，振蕩30 s;避光反應(yīng)3 min，加100 mL蒸餾水，用0.002 mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺黃色，再加入1.0 mL的1%淀粉指示劑，振蕩，溶液變?yōu)樗{(lán)紫色，再滴至無(wú)色透明，記錄所消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。另以不加入油樣做空白試驗(yàn)。

過(guò)氧化值的計(jì)算：

X=[（V-V0）×c×0.1269/m]×100? （1）

X — 過(guò)氧化值（g/100g）

V — 消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）

V0 — 空白試驗(yàn)消耗Na2S2O3體積（mL）

c — Na2S2O3濃度

m — 稱取植物油的質(zhì)量（g）

1.2.5? ?酸價(jià)的測(cè)定

參照GB 5009. 229-2016[8]測(cè)定酸價(jià)，向100 mL錐形瓶中加入20 mL的乙醚-異丙醇混合溶液，再滴加3滴10 g/L的酚酞指示劑，搖晃均勻后，用0.01 mol/L NaOH溶液滴定至溶液呈微紅色且15 s不褪色停止滴定;然后加入1 g植物油，搖晃使其溶解，再繼續(xù)滴定直至溶液呈微粉色且15 s內(nèi)不褪色即為滴定終點(diǎn)。記錄消耗的NaOH溶液的體積V。

酸價(jià)的計(jì)算：

XAV=（V×c×40）/m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

XAV — 酸價(jià)（mg/g）

V — NaOH溶液消耗的體積（mL）

c — NaOH溶液的濃度（mol/L）F3D9B4C2-B8AC-449F-9694-5068F248BE2D

m — 稱取植物油的質(zhì)量（g）

1.2.6? ?釀酒葡萄殘?jiān)参镉脱趸€(wěn)定性試驗(yàn)

1.2.6.1? ?溫度對(duì)植物油氧化穩(wěn)定性的影響

在4個(gè)離心管中分別加入8 g植物油，1份密封避光置于4℃冰箱中，其他3份分別置于25℃、40℃、60℃的水浴鍋中密封避光存放，每3天測(cè)定一次酸價(jià)和過(guò)氧化值[9]。

1.2.6.2? ?水分對(duì)植物油氧化穩(wěn)定性的影響

在兩個(gè)離心管中分別加入8 g植物油，其中一離心管按1%加入蒸餾水，另一離心管按2%加入蒸餾水。密封避光室溫下存放，以空白試驗(yàn)為對(duì)照組，每3天測(cè)定一次酸價(jià)和過(guò)氧化值。

1.2.6.3? ?氧氣對(duì)植物油氧化穩(wěn)定性的影響

稱量8 g植物油兩份，一份作為對(duì)照組，放置于離心管中，于室溫下密封避光存放;另一份為試驗(yàn)組，敞口放置于燒杯中，室溫下避光存放，每3天測(cè)定一次酸價(jià)和過(guò)氧化值。

1.2.6.4? ?金屬離子對(duì)植物油氧化穩(wěn)定性的影響

取4個(gè)離心管，分別加入8 g植物油，向其中3個(gè)離心管中分別加入0.5 mL的0.5 mol/L的硫酸鐵、0.5 mol/L硫酸銅、0.5 mol/L氯化鉀，第四個(gè)離心管中加入0.5 mL蒸餾水作為對(duì)照組，每3天測(cè)定一次過(guò)氧化值和酸價(jià)[10]。

1.2.6.5? ?抗氧化劑對(duì)植物油氧化穩(wěn)定性的影響

取4個(gè)離心管，分別加入20 g植物油，其中3個(gè)離心管分別按0.02%的質(zhì)量比加入丁羥基茴香醚、二丁羥基茴香甲苯和沒(méi)食子酸丙酯，第四個(gè)離心管作為空白對(duì)照，均放置于60℃的水浴鍋中密封避光儲(chǔ)存，每3天測(cè)定一次酸價(jià)和過(guò)氧化值[11]。

2? ? ? 結(jié)果與分析

2.1? ?釀酒葡萄殘?jiān)参镉吞崛÷?/p>

石油醚作為常用的植物油提取劑，其提取效果好且沸點(diǎn)低易去除，故本研究采用索氏提取法，石油醚提取葡萄殘?jiān)兄参镉?，并測(cè)得植物油的提取率為（22.01±0.78）%，高于楊婷茹[12]優(yōu)化后的超臨界CO2萃取葡萄籽油提取率14.83%及王麗娟[13]優(yōu)化的超聲波輔助提取葡萄籽中油脂的提取率21.94%，由此可見(jiàn)，蕭縣釀酒葡萄殘?jiān)兄参镉秃控S富且易于提取，具有潛在的利用價(jià)值。

2.2? ?釀酒葡萄殘?jiān)参镉椭兄舅岬慕M成及含量

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法可將油脂混合物氣化分離，并且通過(guò)質(zhì)譜測(cè)出分離組分的分子量，從而準(zhǔn)確地判斷出待測(cè)物的結(jié)構(gòu)和種類[14]。結(jié)果如圖1和表1所示，從第16 min開(kāi)始進(jìn)樣，隨后植物油中的各脂肪酸逐漸分離，共檢測(cè)出21種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸的相對(duì)百分含量為67.65%，高于飽和脂肪酸。含亞油酸42.67%、α-亞麻酸7.11%、花生四烯酸0.10%，必需脂肪酸總量達(dá)49.88%。

2.3? ?溫度對(duì)植物油氧化穩(wěn)定性的影響

由圖2可知，在各溫度下，植物油的酸價(jià)隨著儲(chǔ)存天數(shù)的增加均增加，當(dāng)儲(chǔ)存天數(shù)相同時(shí)，儲(chǔ)存溫度越高，酸價(jià)值越高。酸價(jià)是油脂中游離羧酸基團(tuán)數(shù)量的一個(gè)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，可作為油脂變質(zhì)程度的一個(gè)指標(biāo)。油脂在貯藏過(guò)程中，由于微生物、酶和熱的作用發(fā)生緩慢水解，產(chǎn)生游離脂肪酸，使得酸價(jià)升高，而油脂儲(chǔ)存溫度越高，油脂分解越快，因此酸度越高;過(guò)氧化值隨著天數(shù)的增加基本呈增加趨勢(shì)，且溫度越高，過(guò)氧化值越大，但在60℃時(shí)過(guò)氧化值出現(xiàn)下降，其原因可能是在過(guò)高的儲(chǔ)存溫度下，前期會(huì)使植物油中的氫過(guò)氧化物快速分解，生成易揮發(fā)的小分子物質(zhì)，致使其氧化速率加快，而后期氫過(guò)氧化物的分解速度大于生成速度，故過(guò)氧化值有所下降。

2.4? ?水分對(duì)植物油氧化穩(wěn)定性的影響

由圖3可知，試驗(yàn)組的酸價(jià)值均高于對(duì)照組，其中水分含量越高，酸價(jià)越高，原因是由于水分的存在，加速了脂肪的分解，使得游離脂肪酸含量增加，因此酸價(jià)增加;含有1%水分的試驗(yàn)組與對(duì)照組的過(guò)氧化值相比差別不明顯，而含有2%水分的試樣的過(guò)氧化值含量相比較高，其原因可能是水分作為油水解酸敗的媒介，還能促進(jìn)油中微生物的繁殖，導(dǎo)致了植物油氧化酸敗的加快，使得過(guò)氧化值增加。

2.5? ?氧氣對(duì)植物油氧化穩(wěn)定性的影響

由圖4可知，植物油的酸價(jià)隨儲(chǔ)存時(shí)間的增長(zhǎng)而增加，并且敞口放置植物油的酸價(jià)的增長(zhǎng)速率要比密封存放的快，因?yàn)槌诜胖媒佑|了氧氣，使得油脂的穩(wěn)定性降低，分解加速，游離脂肪酸含量增加;同樣，植物油的過(guò)氧化值隨儲(chǔ)存時(shí)間的增長(zhǎng)而增加，并且敞口放置的植物油的過(guò)氧化值比密封存放的高，其原因是植物油與氧氣接觸發(fā)生了自動(dòng)氧化反應(yīng)，氧氣作為反應(yīng)物參與了植物油的氧化過(guò)程，故氧氣會(huì)促進(jìn)植物油的氧化酸敗[15]。

2.6? ?金屬離子對(duì)植物油氧化穩(wěn)定性的影響

由圖5可知，酸價(jià)和過(guò)氧化值的順序均為Fe3+>K+>Cu2+>對(duì)照組。加入金屬離子的植物油的酸價(jià)在保持上升的同時(shí)略有波動(dòng);在6 d，試驗(yàn)組的過(guò)氧化值含量逐漸增加，而在12 d，過(guò)氧化值含量均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，可見(jiàn)金屬離子可以有效地促進(jìn)植物油的氧化酸敗，且Fe3+的影響最大。金屬離子是自由基發(fā)生劑，可以引起自由基的連鎖反應(yīng)[16]，加快植物油氧化，而酸價(jià)的波動(dòng)可能是由于陰離子的存在導(dǎo)致，過(guò)氧化值的下降可能是因?yàn)檫^(guò)氧化物的分解速率比生成速率大。

2.7? ?抗氧化劑對(duì)植物油氧化穩(wěn)定性的影響

由圖6可知，加入抗氧化劑的植物油的酸價(jià)增長(zhǎng)比對(duì)照組低，抗氧化劑能有效抑制油脂的分解，其中PG>BHA>BHT，植物油抗氧化值也表現(xiàn)出相似的結(jié)果，原因是抗氧化劑可以供給氫原子破壞自由基，終止自由基反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)油脂抗氧化酸敗的效果，游離脂肪酸量降低，從而使得酸價(jià)值和過(guò)氧化值小于對(duì)照組。F3D9B4C2-B8AC-449F-9694-5068F248BE2D

3? ? ?結(jié)論

本研究采用索氏提取法，以石油醚為溶劑從蕭縣釀酒葡萄殘?jiān)刑崛≈参镉?，提取率為?2.01±0.78）%。通過(guò)GC-MS分析，植物油含有21種脂肪酸，包括3種必需脂肪酸：亞油酸（42.67%）、亞麻酸（7.11%）和花生四烯酸（0.10%），且含有豐富的不飽和脂肪酸。不飽和脂肪酸具有降低血液中膽固醇和甘油三酯、改善血液微循環(huán)等各種生理功效。

將植物油置于不同的條件下儲(chǔ)存，測(cè)定儲(chǔ)存過(guò)程中其過(guò)氧化值和酸價(jià)的變化。溫度越高，植物油的氧化酸敗速率越大;空氣中的氧氣會(huì)促進(jìn)植物油氧化變質(zhì);水分的存在會(huì)加快植物油的氧化，且高水分含量對(duì)植物油的氧化酸敗促進(jìn)作用更為明顯;金屬離子會(huì)加速釀酒葡萄殘?jiān)参镉偷难趸釘。渲蠪e3+的影響最大;抗氧化劑可以抑制植物油的氧化酸敗，其中沒(méi)食子酸丙酯的抑制效果最佳。因此釀酒葡萄殘?jiān)参镉驮趦?chǔ)存時(shí)可放置在低溫、密封、干燥、不受金屬離子污染的條件下，還可以通過(guò)添加抗氧化劑來(lái)降低植物油氧化酸敗的速率，從而延長(zhǎng)其保質(zhì)期。

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