不同提取方法對(duì)水飛薊籽油氧化穩(wěn)定性的影響研究

楊 柳，孟祥穎，劉 雨，張 卓，陳宇飛

（1.吉林工商學(xué)院 糧食學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130507；2.吉林工商學(xué)院 科研處，吉林長(zhǎng)春 130507）

水飛薊，又叫奶薊子、水飛雉、乳薊，菊科草本植物，含有23%～34%的水飛薊籽油。水飛薊籽油中的油酸、亞麻酸和亞油酸總含量達(dá)72%～79%，具有降血脂、抗糖尿病、抗X 射線、刺激植物生長(zhǎng)和保護(hù)心臟等作用，可治療高血壓、防止動(dòng)脈硬化，還可降低血漿中的膽固醇含量[1]。

在國(guó)外，水飛薊素被大量研究開(kāi)發(fā)，主要應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、保健品和化妝品等。水飛薊素具有治療肝膽疾病、抗動(dòng)脈硬化、延緩衰老和抗輻射等作用。我國(guó)生產(chǎn)出的水飛薊素主要作為藥品出口為主[2]。水飛薊不僅是藥用植物和良好的油料，還可作蜜源、綠化植物或飼料。目前，水飛薊的產(chǎn)區(qū)主要集中在黑河及大興安嶺地區(qū)[3]。只要合理開(kāi)發(fā)，引導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)種植，就有可能成為農(nóng)民發(fā)家致富的好途徑[4]。本試驗(yàn)主要探討水飛薊籽油的提取方法，采用笨榨法、超臨界萃取法、液壓壓榨法3 種方式制取水飛薊籽油，并對(duì)比分析不同提取方式對(duì)水飛薊籽油氧化穩(wěn)定性的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

水飛薊籽，產(chǎn)自黑龍江省齊齊哈爾市；正乙烷、福林試劑、冰乙酸、乙醚-異丙醇、酚酞、三氯甲烷、碘化鉀、硫代硫酸和無(wú)水硫酸鈉，購(gòu)自吉林省康辰醫(yī)藥化學(xué)試劑有限責(zé)任公司。

6YL-3 型榨油機(jī)（長(zhǎng)春長(zhǎng)白山牌）；230 型液壓榨油機(jī)（長(zhǎng)春市富民達(dá)榨油機(jī)械有限公司）；HA220-50-06 型超臨界萃取裝置（江蘇南通市華安超臨界萃取有限公司）；892 型專(zhuān)業(yè)型油脂氧化穩(wěn)定性測(cè)定儀（Metrohm 瑞士萬(wàn)通中國(guó)）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 笨榨法

當(dāng)機(jī)器預(yù)熱到適宜溫度后，將水飛薊籽倒入機(jī)器內(nèi)粉碎。利用榨油機(jī)內(nèi)的磨輥、磨盤(pán)等堅(jiān)硬的工具對(duì)物料施壓，水飛薊籽被擠壓粉碎，粉碎后的殘?jiān)袈涞降妆P(pán)上，即為水飛薊籽粕。同時(shí)，會(huì)聞到一股油脂的香氣，籽油從底盤(pán)流出，流入篩盤(pán)進(jìn)行過(guò)濾篩選。將水飛薊籽油裝入容器沉淀24 h 后，進(jìn)行2 次過(guò)濾，采用恒溫加熱水除雜的方式，將油脂中的雜質(zhì)除去，即可得到清澈的油脂。

1.2.2 液壓壓榨法

機(jī)器預(yù)熱后，完全打開(kāi)上面的板子，在榨膛機(jī)器的底部墊好小墊，把活塞下降到合適的位置，將水飛薊籽裝入其中。在水飛薊籽上端鋪好墊子，將籽放進(jìn)去后推進(jìn)合適的位置，利用手控閥門(mén)，啟動(dòng)機(jī)器，開(kāi)始榨油。當(dāng)看到壓力表達(dá)到55 MPa 時(shí)，其控制系統(tǒng)自動(dòng)停止操作；當(dāng)壓力減到45 MPa 時(shí)，控制系統(tǒng)又會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，壓力表重新顯示壓力。當(dāng)榨膛不再出油，說(shuō)明籽中剩余的油量很少，此時(shí)榨油已經(jīng)完成。

1.2.3 超臨界萃取法

稱(chēng)取330 g 水飛薊籽，將其粉碎后裝入萃取釜Ⅰ，關(guān)閉堵頭（本次實(shí)驗(yàn)只利用萃取釜Ⅰ）。打開(kāi)開(kāi)關(guān)，看到3 個(gè)指示燈全部亮起，說(shuō)明線路正常，再打開(kāi)電源，接通制冷開(kāi)關(guān)，同時(shí)接上水循環(huán)，開(kāi)始加熱。將萃取好的釜分離，接通精餾柱的加熱開(kāi)關(guān)，將儀器調(diào)整到自己所需的溫度。當(dāng)萃取完成后，將冷凍機(jī)關(guān)機(jī)、關(guān)閉各種加熱泵和總電源。打開(kāi)萃取釜蓋，取出料筒。

1.2.4 出油率的計(jì)算公式

式中：m1為水飛薊籽油的質(zhì)量，g；m2為水飛薊籽的質(zhì)量，g。

1.3 水飛薊籽油理化性質(zhì)的測(cè)定

1.3.1 酸價(jià)的測(cè)定

酸價(jià)是評(píng)價(jià)油脂品質(zhì)好壞的標(biāo)準(zhǔn)，能反應(yīng)游離脂肪酸的含量。酸價(jià)的大小與原料品質(zhì)的好壞、原料預(yù)處理方法及儲(chǔ)存時(shí)間都有一定關(guān)聯(lián)[5]。酸價(jià)的測(cè)定方法參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定》（GB 5009.229—2016）。酸價(jià)的計(jì)算公式為：

式中：S為油脂的酸價(jià)，mg/g；V為消耗氫氧化鉀乙醇溶液的體積，mL；m為水飛薊的質(zhì)量，g；c為氫氧化鉀乙醇溶液的濃度，mol/L。

1.3.2 多酚含量的測(cè)定

多酚含量的測(cè)定方法參照《茶葉中茶多酚和兒茶素類(lèi)含量的檢測(cè)方法》（GB/T 8313—2018）[6]。

1.3.3 過(guò)氧化值的測(cè)定

過(guò)氧化值（Peroxide Value，POV）主要用來(lái)評(píng)價(jià)油脂的氧化程度。POV 的大小反映了油脂自氧化初期過(guò)氧化物的生成量。POV 的測(cè)定方法參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過(guò)氧化值的測(cè)定》（GB 5009.227—2016），計(jì)算公式為：

式中：POV-油脂的過(guò)氧化值，mmol/kg；V為水飛薊籽油所耗NaS2O3的體積，mL；Vo為空白所耗NaS2O3的體積，mL；c為硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液實(shí)際濃度，mol/L；m為油樣的質(zhì)量，g。

1.3.4K270值的測(cè)定

參照GB/T 22500—2008 測(cè)定油脂的紫外吸光度。計(jì)算公式為：

式中：K-K270（即共軛三烯含量）；A為試樣在波長(zhǎng)處的吸光值；c為溶液的濃度，g/100 mL；d為比色槽的長(zhǎng)度，cm。

1.3.5 油脂氧化穩(wěn)定性的測(cè)定

采用892 型專(zhuān)業(yè)型油脂氧化穩(wěn)定性測(cè)定儀進(jìn)行油脂氧化穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)[7]。根據(jù)不同誘導(dǎo)溫度下（120 ℃、130 ℃、140 ℃）的氧化穩(wěn)定性譜圖，得出氧化誘導(dǎo)時(shí)間外推結(jié)果譜圖，可推出不同條件下提取的油脂在常溫下（25 ℃）的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)120 ℃下氧化穩(wěn)定時(shí)間進(jìn)行對(duì)比。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同提取方法對(duì)出油率的影響結(jié)果

由表1 可知，不同提取方法對(duì)水飛薊籽油的出油率有明顯影響，出油率的順序依次為笨榨法＞超臨界萃取法＞液壓壓榨法。

表1 不同提取方法的水飛薊籽油出油率的變化

2.2 不同提取方法對(duì)水飛薊籽油氧化過(guò)程中酸價(jià)的影響

由表2 可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，3 種提取方法的水飛薊籽油的酸價(jià)均緩慢上升。液壓壓榨法的酸價(jià)從貯藏起始階段就大于其他兩種方法，到終點(diǎn)時(shí)，笨榨法、液壓壓榨法、超臨界萃取法的酸價(jià)分別為1.12 mg/g、1.39 mg/g 和1.22 mg/g。

表2 不同提取方法的水飛薊籽油酸價(jià)變化（單位：mg/g）

2.3 不同提取方法對(duì)水飛薊籽油氧化過(guò)程中多酚含量的影響

由表3 可知，貯藏期內(nèi)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，通過(guò)笨榨法、超臨界萃取法、液壓法3 種方法提取的水飛薊籽油，多酚含量都持續(xù)下降，且整體變化趨勢(shì)較為一致。除起始值外，笨榨法的油脂多酚的含量一直高于液壓法和超臨界萃取法；超臨界萃取法的多酚含量最低；在貯藏后期，多酚含量的下降速率加快。

表3 不同提取方法的水飛薊籽油多酚含量變化（單位：mg/g）

2.4 不同提取方法對(duì)水飛薊籽油氧化過(guò)程中過(guò)氧化值的影響

由表4 可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，笨榨法、液壓壓榨法和超臨界萃取法的過(guò)氧化值整體都呈上升趨勢(shì)。超臨界萃取法的過(guò)氧化值變化最明顯，在貯藏后期達(dá)到20.2 mmol/kg。以過(guò)氧化值的變化來(lái)確定3 種方法的飛薊籽油貯藏穩(wěn)定性依次為液壓壓榨法＞笨榨法＞超臨界萃取法。

表4 不同提取方法的水飛薊籽油過(guò)氧化值變化（單位：mmol/kg）

2.5 不同提取方法對(duì)水飛薊籽油氧化過(guò)程中K270 值的影響

由表5 可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，貯藏期間3種壓榨方法提取的水飛薊籽油脂K270值也不斷增加。超臨界萃取法所得水飛薊籽油的K270值在整個(gè)貯藏期內(nèi)都比其他兩種略高，一直保持較快的增長(zhǎng)趨勢(shì)。這說(shuō)明超臨界萃取法所得油脂的貯藏品質(zhì)無(wú)法得到很好保證。

表5 不同提取方法的水飛薊籽油K270 值變化

2.6 利用油脂氧化分析儀測(cè)量油脂變化情況

圖1、圖2、圖3 分別是笨榨法、液壓法、超臨界萃取法在120 ℃時(shí)的油脂氧化圖譜。氧化誘導(dǎo)時(shí)間分別為3.43 h、2.52 h、1.25 h。氧化誘導(dǎo)時(shí)間越長(zhǎng)，表示油脂的抗氧化能力越強(qiáng)，因此笨榨法水飛薊籽油的氧化穩(wěn)定性最好。

圖1 笨榨法氧化穩(wěn)定性

圖2 液壓法氧化穩(wěn)定性

圖3 超臨界萃取法氧化穩(wěn)定性

3 結(jié)論

采用3 種壓榨方法提取的水飛薊籽油理化特性和氧化穩(wěn)定性進(jìn)行比較研究。水飛薊籽油的理化指標(biāo)中，過(guò)氧化值和酸價(jià)差異不明顯，其他指標(biāo)、K270值和多酚含量差異較明顯。笨榨法提取的油脂K270值較穩(wěn)定，整個(gè)貯藏過(guò)程中均低于其他兩種榨油方式。結(jié)果表明，超臨界萃取法和壓榨法均可較好地提取出水飛薊籽中的營(yíng)養(yǎng)功能成分，以酸價(jià)衡量3 種提取方式得到的水飛薊籽油的氧化穩(wěn)定性依次為笨榨法＞超臨界萃取法＞液壓法，且超臨界萃取法與笨榨法的氧化穩(wěn)定性比較相近?？紤]到綜合投資成本和實(shí)際產(chǎn)量，笨榨法是一種更適合水飛薊籽油的提取工藝。