提取方式對(duì)接骨木籽油品質(zhì)的影響

薛 晴 趙紅金 代 龍 趙文鑫 王 軍 朱新亮 高 鵬 張宏萌

(1. 山東中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，山東 濟(jì)南 250355；2. 山東禹澤藥康產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，山東 德州 251200；3. 濱州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264003；4. 山東鑫誠(chéng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司，山東 濱州 256600；5. 河南亞臨界萃取技術(shù)研究院有限公司，山東 安陽(yáng) 455000；6. 山東中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，山東 濟(jì)南 250355)

接骨木(SambucuswillamsiiHance)為忍冬科接骨木屬，主要分布于中國(guó)東北、華北及西伯利亞、俄羅斯等部分地區(qū)，是一種珍稀的野生木本油料植物，具有良好的抗炎、鎮(zhèn)痛等作用，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品、保健品等行業(yè)[1-3]。目前對(duì)接骨木的研究多集中在其果實(shí)、葉子、根皮與莖中的化學(xué)成分及藥理作用等方面，對(duì)種子研究較少。接骨木種子油脂含量豐富，且與傳統(tǒng)食用油相比富含多種人體必需脂肪酸，展現(xiàn)出良好的抗氧化、降血糖、降血脂等生物活性，是一種優(yōu)質(zhì)的保健食用油，具有良好的研究與開(kāi)發(fā)價(jià)值[4-6]。

油脂品質(zhì)是決定油脂價(jià)值的首要因素，油脂原生組成成分受其品種、產(chǎn)地等因素影響，但不同提取方式對(duì)油脂品質(zhì)影響也較為顯著，壓榨法、有機(jī)溶劑提取法、亞臨界萃取法、超臨界CO2法等是目前植物油的普遍提取方式。壓榨法操作方便，但出油率低[7]；溶劑提取法有機(jī)溶劑易殘留[8]；亞臨界萃取法作為新型提取方式，投資成本低，產(chǎn)能大，可以有效保留目標(biāo)活性成分[9]；超臨界提取法所得油脂品質(zhì)較高，但價(jià)格昂貴[10]。因此，選擇適當(dāng)?shù)奶崛》绞绞潜ＷC油脂質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，而目前對(duì)不同提取方式影響接骨木籽油品質(zhì)的研究卻未見(jiàn)報(bào)道。

研究擬比較冷榨法、索式提取法、亞臨界丁烷萃取法3種提取方式對(duì)接骨木籽油理化性質(zhì)以及體外抗氧化活性的影響，并運(yùn)用GC-MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)其脂肪酸成分進(jìn)行定性定量分析，探究不同提取方式對(duì)接骨木籽油品質(zhì)的影響，旨在為接骨木籽油的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器

氣質(zhì)聯(lián)用儀：Agilent 7890B/7000D QQQ 型，美國(guó)安捷倫公司；

萬(wàn)能粉碎機(jī)：YB-4500A型，永康市速鋒工貿(mào)有限公司；

索式提取器：1794改良式，四川蜀玻(集團(tuán))有限責(zé)任公司；

自動(dòng)快速液壓榨油機(jī)：6YY-230型，山東源泉機(jī)械有限公司；

亞臨界萃取試驗(yàn)裝置：CBE-29L型，河南省亞臨界生物技術(shù)有限公司；

紫外分光光度計(jì)：UV-2450型，日本島津公司。

1.2 材料

接骨木籽：山東鑫誠(chéng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司；

牡丹籽油：菏澤瑞璞牡丹產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展有限公司；

正庚烷：色譜純，阿拉丁試劑(上海)有限公司；

石油醚(30～60 ℃)：分析純，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；

無(wú)水硫酸鈉、過(guò)二硫酸鉀、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)：分析純，美國(guó)Sigma公司。

1.3 方法

1.3.1 接骨木籽油提取

(1) 冷榨法：稱(chēng)取10 kg接骨木籽，粉碎，裝入液壓榨油機(jī)中，壓榨頭出口溫度設(shè)置為50 ℃，壓榨液過(guò)濾并離心(5 000 r/min)，取上層得到接骨木籽油樣，裝瓶密封，保存于4 ℃冰箱中，備用。

(2) 索式提取法：稱(chēng)取接骨木籽100 g，裝入紙包，以石油醚(30～60 ℃)為提取溶劑，索式提取5 h，回收油脂，裝瓶密封，保存于4 ℃冰箱中，備用。

(3) 亞臨界丁烷萃取法：將粉碎后的接骨木籽樣品(1 kg)置于亞臨界萃取試驗(yàn)裝置中，以丁烷為提取溶劑，使其沒(méi)過(guò)物料約3 cm，調(diào)整罐內(nèi)壓力為0.42 MPa，提取溫度44 ℃，每次40 min，共提取4次，得到接骨木籽油。

1.3.2 接骨木籽油得率計(jì)算

(1)

式中：

D——接骨木籽油得率，%；

m2——所得接骨木籽油質(zhì)量，g；

m1——接骨木籽質(zhì)量，g。

1.3.3 接骨木籽油理化指標(biāo)測(cè)定

(1) 酸價(jià)：按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》執(zhí)行。

(2) 過(guò)氧化值：按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》執(zhí)行。

(3) 碘值：按GB/T 5532—2008《動(dòng)植物油脂 碘值的測(cè)定》執(zhí)行。

1.3.4 接骨木籽油脂肪酸成分

(1) 甲酯化：根據(jù)文獻(xiàn)[11]，修改如下：取不同提取方式得到的接骨木籽油1 g，分別加入2%氫氧化鈉甲醇溶液8 mL，80 ℃回流30 min，加入15%三氟化硼甲醇溶液7 mL，80 ℃水浴保溫2 min，之后趁熱加入飽和氯化鈉水溶液5 mL，加入正庚烷10 mL，混勻后靜置5 min，取上層正庚烷層，加入適量無(wú)水硫酸鈉振搖1 min，靜置5 min后取上層溶液，待氣相色譜—質(zhì)譜分析。

(2) GC條件：根據(jù)文獻(xiàn)[11]，修改如下：HP-5MS石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 μm，0.25 μm)；載氣：高純度He(質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99.999%)；流速1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃，分流比20∶1；進(jìn)樣量1 μL；程序升溫：從80 ℃開(kāi)始，以5 ℃/min升溫至220 ℃，再以1 ℃/min升溫至250 ℃，并以250 ℃保持10 min，隨后結(jié)束測(cè)定。

(3) MS條件：根據(jù)文獻(xiàn)[11]，修改如下：EI源；離子源溫度230 ℃；電離電壓70 eV；四極桿溫度150 ℃；掃描質(zhì)量范圍35～600 (m/z)。

1.3.5 接骨木籽油體外抗氧化活性

(1) 對(duì)DPPH自由基清除作用：參考文獻(xiàn)[12]，修改如下：精密稱(chēng)定3 mg DPPH固體于100 mL容量瓶，加無(wú)水乙醇溶解，超聲5 min后用無(wú)水乙醇定容至刻度線，制得質(zhì)量濃度為30 μg/mL (0.076 mmol/L)的DPPH溶液。以無(wú)水乙醇為溶劑，將100 μL接骨木籽油稀釋至3 mL，制得接骨木籽油樣品溶液。移取2 mL DPPH溶液與1 mL無(wú)水乙醇搖勻混合，常溫放置30 min，在517 nm 處測(cè)量吸光度值為A0；移取2 mL DPPH溶液與1 mL樣品溶液搖勻混合，常溫放置30 min，在517 nm 處測(cè)量吸光度值為Ai；移取2 mL無(wú)水乙醇與1 mL樣品溶液搖勻混合，常溫放置30 min，在517 nm處測(cè)量吸光度值為Aj。按式(2)分別測(cè)定牡丹籽油和不同提取方法得到的接骨木籽油體積為10，20，50，100，200 μL時(shí)的DPPH自由基清除率，并利用量效關(guān)系，以接骨木籽油體積(x)和自由基清除率(y)建立回歸方程，將y=50代入方程，求出DPPH自由基清除率為50%時(shí)所需樣品的體積，即ED50。

(2)

式中：

y——清除率，%；

Ai——樣品與DPPH自由基混合溶液的吸光度；

Aj——樣品與無(wú)水乙醇混合溶液的吸光度；

A0——無(wú)水乙醇與DPPH自由基混合溶液的吸光度。

(2) 對(duì)ABTS自由基清除作用：參考文獻(xiàn)[13]修改如下：將7.00 mmol/L的ABTS溶液與2.45 mmol/L的過(guò)二硫酸鉀溶液等量混勻，于暗處?kù)o置12 h，并用無(wú)水乙醇稀釋?zhuān)怪?34 nm處的吸光度值為0.70±0.02，制得ABTS自由基混合溶液。分別取10，20，30，40，50 μL無(wú)水乙醇與2 mL ABTS溶液搖勻混合，常溫放置6 min，在743 nm處測(cè)量吸光度值為A0；將10，20，30，40，50 μL接骨木籽油分別加入2 mL ABTS溶液中，搖勻混合后常溫放置6 min，在743 nm處測(cè)量吸光度值為Ai；取10，20，30，40，50 μL接骨木籽油分別加入2 mL無(wú)水乙醇溶液中，搖勻混合后常溫放置6 min，在743 nm處測(cè)量吸光度值為Aj。上述試驗(yàn)加入接骨木籽油少于50 μL時(shí)，均用無(wú)水乙醇補(bǔ)至50 μL。以牡丹籽油為對(duì)照，按式(2)分別測(cè)定牡丹籽油和不同提取方法得到的接骨木籽油不同體積時(shí)的ABTS自由基清除率，并利用回歸方程，求出ABTS自由基清除率為50%時(shí)所需樣品的體積，即ED50。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理與分析 采用SPSS 22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，P<0.05為顯著性差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取方式對(duì)接骨木籽油得率的影響

由圖1可知，亞臨界丁烷萃取法(28.8%)高于索式提取法(27.6%)與冷榨法(18.8%)，冷榨法得油率最低。冷榨法采用物理擠壓的方式提取接骨木籽油，因此無(wú)法將油粕中的部分脂肪油榨出，存在提取不完全的缺點(diǎn)。索式提取法以石油醚為溶劑，提取時(shí)間長(zhǎng)，因此提取比較完全。亞臨界丁烷萃取法萃取溫度低，萃取次數(shù)多，能夠較好地保存接骨木籽油的原生成分，提油率最高。

圖1 不同方法提取接骨木籽油的得率Figure 1 Yield of elderberry seed oils extracted by different methods

2.2 不同方式提取接骨木籽油的理化指標(biāo)

由表1可知，采用亞臨界萃取法得到的接骨木籽油酸價(jià)與過(guò)氧化值均為最低，索式提取法獲得的接骨木籽油的酸價(jià)和過(guò)氧化值最高，推測(cè)原因可能是索式提取法提取時(shí)間長(zhǎng)、溫度高，其中不飽和酸脂肪酸物質(zhì)在高溫下易被氧化[14]，而亞臨界丁烷萃取過(guò)程溫度低，較少與氧氣接觸，因此過(guò)氧化值與酸價(jià)最低[15]。不同提取方式對(duì)接骨木籽油碘值影響同樣顯著，其中亞臨界丁烷萃取法>冷榨法>索式提取法。

表1 不同方式提取接骨木籽油的理化指標(biāo)?Table 1 Physicochemical indexes of elderberry seed oils extracted by different extraction methods

2.3 提取方式對(duì)接骨木籽油脂肪酸成分的影響

由表2可知，3種提取方式共檢測(cè)出12種成分，其中飽和脂肪酸成分7種，占總脂肪酸組成的11.79%～18.80%；多不飽和脂肪酸2種，占總成分的71.36%～87.03%；單不飽和脂肪酸3種，冷榨法產(chǎn)生芥酸；三者共有成分11種。以上表明，3種提取方式下所得脂肪酸種類(lèi)基本一致，但成分含量有所差異。3種方式下產(chǎn)生的多不飽和脂肪酸均為亞麻酸與亞油酸，α-亞麻酸為人體必需氨基酸之一，是合成長(zhǎng)鏈、更多不飽和的n-3脂肪酸——二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸的前體物質(zhì)，具有抗炎、抗血栓、抗心率失常、抗癌、降低血脂血壓等作用，在醫(yī)藥、保健品等領(lǐng)域具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景[16-17]。3種提取方式下亞麻酸含量均高于亞油酸，且不同提取方式亞麻酸含量依次為亞臨界丁烷萃取法(46.94%)>索式提取法(45.50%)>冷榨法(41.22%)，亞麻酸含量豐富，表明接骨木籽油具有較高的潛在開(kāi)發(fā)價(jià)值。

表2 不同方法提取接骨木籽油的脂肪酸組成?Table 2 Fatty acid content of elderberry seed oils extracted by different extraction methods

雖然3種方式提取的接骨木籽油脂肪酸組成相似，但冷榨法的檢出芥酸。芥酸是存在于食用油中的一種單不飽和脂肪酸，臨床研究[18]證實(shí)，芥酸能使人體心肌纖維化造成心肌病變，產(chǎn)生心臟脂肪沉積等問(wèn)題，目前聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織及世界衛(wèi)生組織規(guī)定菜籽油中芥酸含量應(yīng)低于2%，GB/T 1536—2004《菜籽油》要求低芥酸菜籽油中芥酸含量不超過(guò)3%。而通過(guò)亞臨界與索式提取法提取的接骨木籽油未檢測(cè)到芥酸成分，因此采用亞臨界與索式提取法獲得接骨木籽油的方法優(yōu)于冷榨法。索式提取法的得油率和接骨木籽油脂肪酸組成雖然與亞臨界丁烷提取法相近，但油的理化指標(biāo)相差較大，且存在溶劑易殘留等問(wèn)題。亞臨界丁烷提取法萃取條件溫和，能夠有效保存油脂原生成分，操作方便，成本投入低，產(chǎn)量大，是一種新型綠色工藝。

2.4 提取方式對(duì)接骨木籽油體外抗氧化活性的影響

2.4.1 DPPH自由基清除能力 如圖2所示，在測(cè)試體積范圍內(nèi)，3種提取方式下接骨木籽油對(duì)DPPH自由基清除能力均隨樣品量增加而增大，且清除能力均能達(dá)到70%以上。此外，高濃度下接骨木籽油和牡丹籽油DPPH自由基清除能力較為接近，但低濃度下接骨木籽油DPPH自由基清除能力強(qiáng)于牡丹籽油。由表3可知，牡丹籽油和3種方法提取接骨木籽油清除DPPH自由基的ED50值分別為索式提取法(89.08 μL)>冷榨法(83.75 μL)>牡丹籽油(83.35 μL)>亞臨界丁烷萃取法(79.78 μL)。說(shuō)明亞臨界丁烷萃取法提取的接骨木籽油對(duì)自由基的清除能力優(yōu)于牡丹籽油、冷榨法與索式提取法。不同提取方法下接骨木籽油對(duì)自由基的清除能力不同，猜測(cè)與脂肪酸組成和含量差異相關(guān)，亞臨界丁烷萃取法下接骨木籽油清除自由基能力最強(qiáng)，是提取接骨木籽油的理想方式。

圖2 牡丹籽油和不同方法提取接骨木籽油清除DPPH自由基的能力Figure 2 Scavenging ability of peony seed oil and elderberry seed oils extracted by different methods on DPPH free radicals

表3 牡丹籽油和不同方法提取接骨木籽油清除DPPH自由基的ED50值? Table 3 ED50 values of peony seed oil and elderberry seed oils extracted by different methods for scavenging DPPH free radicals

2.4.2 ABTS自由基清除能力 由圖3可知，接骨木籽油對(duì)ABTS自由基有很好的清除效果，清除率與樣品量呈正相關(guān)，當(dāng)接骨木籽油體積為50 μL時(shí)，ABTS自由基清除率高達(dá)90%，且在測(cè)試體積范圍內(nèi)，接骨木籽油對(duì)ABTS自由基的清除能力均明顯高于牡丹籽油。由表4可知，牡丹籽油和3種方法提取接骨木籽油清除ABTS自由基的ED50值分別為牡丹籽油(23.07 μL)>索式提取法(21.04 μL)>冷榨法(18.44 μL)>亞臨界丁烷萃取法(15.98 μL)，3種方法中亞臨界丁烷萃取法對(duì)ABTS自由基的清除作用最強(qiáng)，與DPPH自由基清除作用的ED50趨勢(shì)基本一致，表明接骨木籽油具有良好的體外抗氧化活性，且亞臨界丁烷萃取法提取接骨木籽油品質(zhì)更佳。

圖3 牡丹籽油和不同方法提取接骨木籽油清除ABTS自由基的能力Figure 3 Scavenging ability of peony seed oil and elderberry seed oils extracted by different methods on ABTS free radicals

表4 牡丹籽油和不同方法提取接骨木籽油清除ABTS自由基的ED50值?Table 4 ED50 values of peony seed oil and elderberry seed oils extracted by different methods for scavenging ABTS free radicals

3 結(jié)論

研究采用冷榨法、索式提取法和亞臨界丁烷萃取法對(duì)接骨木籽油的提取率、理化指標(biāo)、脂肪酸組成和體外抗氧化能力的影響進(jìn)行了考察。發(fā)現(xiàn)3種提取方式下接骨木籽油總脂肪酸組成相似，主要成分均為亞麻酸、亞油酸和棕櫚酸，但在含量上存在一定差異，且冷榨法下檢出芥酸。雖然索式提取法所得接骨木籽油總不飽和脂肪酸含量略高于亞臨界丁烷萃取法，但亞麻酸是目前公認(rèn)具有較大營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的不飽和脂肪酸，接骨木籽油中亞麻酸含量依次為亞臨界丁烷萃取法(46.94%)>索式提取法(45.50%)>冷榨法(41.22%)；并且亞臨界丁烷萃取法對(duì)接骨木籽油的提取率均高于索式提取法與冷榨法，更可以有效避免有機(jī)溶劑殘留；在理化性質(zhì)方面，亞臨界萃取法獲得的接骨木籽油酸價(jià)、過(guò)氧化值顯著低于其他2種方式，碘值顯著高于其他2種方式；除此之外，在體外抗氧化方面，亞臨界丁烷萃取法下所得接骨木籽油相較于冷榨法、索式提取法和牡丹籽油，具有更顯著的優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)出良好的體外抗氧化活性，均提示亞臨界丁烷萃取法是接骨木籽油的一種理想提取方法。綜上所述，不同提取方式對(duì)接骨木籽油的質(zhì)量存在一定影響，相較于冷榨法與索式提取法，亞臨界丁烷萃取法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接骨木籽油的高效、優(yōu)質(zhì)提取，是提升接骨木籽油營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和商業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的有力手段。