徐保國, 張 慜*, 祝銀銀, 朱鋮培
(1.食品科學與技術國家重點實驗室,江南大學,江蘇 無錫214122;2.江蘇大豐鹽土大地農業科技有限公司,江蘇 鹽城224100)
植物油不僅廣泛應用于食用油領域,同時也作為其他一些產品的原材料,其中包括燃料,化妝品,高壓潤滑油和醇酸樹脂等等[1]。近年來,人類對植物油脂的需求不斷增長,因此開發研究新型植物油成為了各個領域科學家的研究熱點。
海蘆筍又名海蓬子,屬于藜科(Chenopodiaceae)、鹽角草屬(Salicornia),有比吉洛氏海蘆筍 (Salicornia bigelovii Torr.)和歐洲海蘆筍(Sailcornia Europaea L.)等品種[2]。 在中國江蘇,海南,寧夏,甘肅,遼寧,陜西和山西等省區均有分布。
有關海蘆筍的文獻報道很多,竹文禮[3]等通過單因素正交試驗得出了脫水海蘆筍的最佳護色工藝;阮宏偉[4]等通過研究分別得出了海蘆筍最佳的脫鹽工藝和最優油炸工藝。但對海蘆筍籽油性質及其應用的綜合研究目前還未見報道,并且長期以來海水蔬菜籽一直未能被充分利用。因此,研究海水蔬菜籽油脂肪酸組成以及其他一些性質,對實現其應有經濟和社會價值,解決海水蔬菜籽造成環境污染問題,緩解國內食用植物油匱乏的壓力,促進海水蔬菜產業高效、健康發展的問題有著重要意義。
實驗原料海蘆筍的菜籽來自江蘇鹽城,要求無雜質、無霉變等現象。
高效液相色譜儀:美國Waters公司產品;氧化穩定測試儀Rancimat 743:瑞士萬通產品;DSC:DSC-Q200,Waters儀器公司產品;GC-MS:美國菲尼根公司產品;分光光度計:UV2600,上海天美有限公司產品。
1.3.1 菜籽油的提取 將海蘆筍的菜籽用粉碎機粉碎,105℃烘1 h,按物料和溶劑 (正己烷)1 g∶5 mL的比例[5],將物料和溶劑放入超聲波振蕩器中,在200 V的條件下,超聲提取1 h,然后離心過濾,再合并提取液在旋轉蒸發儀上進行減壓溶劑回收,至干。
1.3.2 樣品油理化指標測定方法 制備樣品:GB/T 15687-1995;蛋 白 質:GB 5009.5-2010;碘價:GB/T 5532-1995;皂 化 價:GB/T 5534-1995;酸值:GB/T 5530-2005;過氧化值:GB/T 5538-2005;不皂化物:GB/T 5535.1-2008;碳水化合物:計算方法按照Al-Hooti,Sidhu[6]和 Barminas[7]。
1.3.3 光譜分析 K值的測定 稱取海蘆筍籽油0.25 g溶解在異辛烷中,并定容至25 mL。然后分別測定232 nm和 268 nm處的吸光值[8]。
3種紫外光譜掃描 分別配置體積分數0.1%,1%,10%的油樣 (溶解在正己烷中),然后分別在200~290 nm,290~400 nm,400~800 nm 范圍內進行波長掃描。
1.3.4 Rancimat加速氧化實驗 打開Rancimat測試儀,將溫度升至實驗所需,稱取3.0 g油脂樣品于規定的反應管中。在每只與反應管相連的吸收瓶中加入500 mL超純水,調節空氣流量至20 L/h,同時開始記錄。實驗曲線采用儀器自動積分分析,以誘導時間突變點為反應終點。
1.3.5 熱性質 采用差示量熱掃描儀對海蘆筍籽油進行熱分析。儀器采用銦校正(熔點=156.59℃,焓=28.5 J/g),稱取5 mg油放在特制的鋁鍋中,用另一空的鋁鍋作為參比。將兩只鍋放在儀器指定的位置,在-70℃下保持2 min,以5℃/min的速率升溫至70℃,保持1 min;然后再以相同的速率降溫至-70℃。過程中氮氣流量為50 mL/min。
1.3.6 脂肪酸組成分析(GC-MS)
1)甲酯化 取油3滴,加2 mL 0.5 mol/L的NaOH-CH3OH溶液于65℃的水浴皂化30 min,間隔攪拌振蕩,升溫至70℃,加入2 mL三氟化硼-甲醇(1∶3)溶液,酯化 3~5 min 的時間,加入 2 mL 的正己烷,振蕩提取脂肪酸甲酯,靜置分層,加飽和NaCl溶液至瓶頸。取上層溶液0.5 μL進樣。
2)氣相色譜條件 DB-WAX毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),以0.8 mL/min的恒定流速的氦氣作為載氣,采用分流進樣,流速為10 mL/min。柱子的起始溫度180℃保持1 min,以5℃/min的速率升溫至230℃保持10 min。
3)質譜條件 EI+電子源,電子能量70 eV,發射電流200 μA,探測器電壓為350 V,離子源溫度為200℃,界面溫度為250℃,掃描范圍為33~450 m/z。數據采集和處理采用Xcalibur 1.1軟件。
1.3.7 VE的檢測方法 采用高效液相色譜法測定[9]。準確稱取0.5 g左右油樣于棕色容量瓶中,加入正己烷溶解油樣,超聲定容至10 mL,再離心后取10 μL進樣。色譜系統:Waters 2996二極管陣列檢測器(PAD);色譜柱,硅膠柱(Waters Spherisorb Silica,50×4.6mm,5 μm);流動相,V(正己烷)∶V(異丙醇)=98.5∶1.5;流量0.8 mL/min;柱溫,35℃,檢測波長295 nm。根據標樣的保留時間定性,單點校正定量。
由表1可以看出,海蘆筍籽含油率達到26.01%,是一種含油率相對比較高的菜籽。水分、灰分、蛋白質、以及碳水化合物質量分數分別為10.03%,7.62%,3.32% 和53.02%。海蘆筍種籽中富含碳水化合物,且含有一定量的蛋白質。
籽油在232 nm處的吸光值與油中的初級氧化產物有著密切的聯系,可以直接反映出油中氫過氧化物的含量的高低[10-11]。油脂在268 nm處的吸光值的高低能反映出油中次級氧化產物的含量[12]。海蘆筍籽油在232 nm波長下的吸光值偏低,為1.93,說明此油中含有少量的氫過氧化物。以及在268 nm處的低吸收值,說明該油中含有極少量的二級氧化產物。
該籽油的氧化穩定值為3.30 h,相比于橄欖油(接近8 h)[13],能得出海蘆筍籽油較橄欖油更易被氧化,這可能的原因是海蘆筍籽油中含較高的亞油酸(64%),而橄欖油中的主要不飽和脂肪酸為油酸(75%左右),亞油酸含有雙鍵,更易被氧化分解;另上述,油中少量氫過氧化物和次級氧化產物的存在也是導致氧化穩定值偏低的重要原因。
籽油的碘值為133 g/hg,該碘值較一般的菜籽油偏高,這是由于海蘆筍籽油的高壓油酸含量所致。研究表明,高碘值的植物油適合作為食用油。海蘆筍毛油的顏色偏深,酸值為8.85 mg/g,相比其他毛油的酸值,海蘆筍毛油的酸值偏高,可能是由于海蘆筍毛油中含有一定量的有機酸。
由圖1可以看出, 在UV-A (320~400 nm)和UV-B(290~320 nm)范圍內,海蘆筍籽油顯示出一定的吸收,這說明,該籽油可以對UV-A和UV-B兩種紫外線有一定的防護作用。UV-C(100~290 nm)一般都被臭氧層吸收,只有極少量能照射到地球。而此種油在UV-C范圍內也顯現出一定的吸收。這就說明海蘆筍籽油可以應用于化妝品行業,以防護紫外線照射。另外400~470 nm范圍內,有很多吸收峰,證明籽油中可能含有β-胡蘿卜素,有待進一步測試證明。另外,在650~690 nm范圍內,也存在著非常明顯的吸收峰,這間接反映了海蘆筍籽油中含有相對較高的葉綠素。

表1 海蘆筍菜籽和籽油的分析Table 1 Analysis of the Salicornia bigelovii Torr.seeds and seed oil

圖1 海蘆筍籽油的紫外一可見光譜掃描Fig.1 Ultra violet visible spectra of oils from Salicornia bigelovii Torr.seeds.
在DSC曲線中,吸熱或放熱過程會顯示出一個峰值,并且這個峰面積分別正比于體系獲得和失去的焓值[14]。圖2曲線可以得出,此油的熔點非常低,為-33.62℃。Nehdi[14]研究了Albizia julibrissin和Washingtonia filifera植物籽油的熱性質,熔點分別為為-14.70℃和3.71℃。與海蘆筍籽油比較,熔點要高出很多。出現這種情況,大部分原因在于籽油的組成不一樣,海蘆筍籽油的不飽和度高,且甘三酯的構成也在一定程度上影響著籽油的熔點。

圖2 海蘆筍籽油的DSC曲線Fig.2 DSC profile of Salicornia bigelovii Torr.seed oil
國內菜籽油中的主要組分是芥酸,質量分數約為20%~50%。試驗證明,大量攝入高芥酸油脂,可造成動物心肌中脂肪積累且大部分為芥酸組成的甘油三酯,最后出現心肌單核細胞浸潤導致心肌纖維化,也可導致肝硬化,影響動物的生長。圖3為海蘆筍籽油脂肪酸組成的氣相色譜圖。圖中已標出海蘆筍籽油主要的脂肪酸依次為亞油酸、油酸、棕櫚酸、硬脂酸和亞麻酸。然后使用Xcalibur 1.1軟件進行數據采集和處理,得出海蘆筍中各脂肪酸的具體組成。表2顯示,海蘆筍籽油中并未含有芥酸,并且主要成分為亞油酸,質量分數為64.02%。研究表明,亞油酸對冠心病和癌癥的預防,起到積極的作用[15]。油酸的質量分數為16.99%,油酸有助于人類神經細胞的組建,并對心腦血管疾病有積極的預防作用[16]。并且海蘆筍的不飽和脂肪酸的含量相對較高,占總脂肪酸質量分數的84.98%,說明海蘆筍籽油具有很高的營養價值。
籽油中高P/S(多不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸)值有利于降低人類患血清膽固醇和動脈粥樣硬化、預防心臟病等風險[17]。海蘆筍籽油的P/S值為4.50,相對比較高,間接證明海蘆筍籽油具有一定的功能性作用。

圖2 海蘆筍籽油的DSC曲線Fig.2 DSC profile of Salicornia bigelovii Torr.seed oil

表2 海蘆筍籽油的脂肪酸組成Table 2 Fatty acid composition of Salicornia bigelovii Torr.seed oil
油脂中維生素E的存在無論在營養方面,還是在保存方面,都對油脂的質量起著積極的作用。研究表明α-生育酚具有很高的生物活性,并可作為油脂中的天然抗氧化劑。海蘆筍籽油中的α-生育酚含量為28.05 mg/hg(表3),相對于亞麻籽油,葵花籽油,均高出很多[18]。

表3 海蘆筍籽油維生素E組成Table 3 Tocol composition of Salicornia bigelovii Torr.seed oil
海蘆筍種籽的含油率較高,并且油中不飽和脂肪酸含量很高,尤其是亞油酸。海蘆筍籽油中,高α-生育酚含量,提高了籽油的營養價值,并可以有效地延長其儲藏期。在200~800 nm范圍內的紫外光吸收特征表明該籽油具有防護紫外線能力,因此它可以應用于化妝品行業。酸價、碘值、過氧化值和皂化值等指標表明海蘆筍籽油是一種很好的食用油資源。總之,海蘆筍是一種很有價值的作物,其籽油可以運用于化妝品、制藥和食品等領域。
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