大薊籽及其油的特性研究

姜 莉 劉拉平 孫新濤 劉 斌 劉朝霞

（西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，楊凌 712100）

大薊籽及其油的特性研究

姜 莉 劉拉平 孫新濤 劉 斌 劉朝霞

（西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，楊凌 712100）

對(duì)大薊籽主要理化指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定。采用超聲波輔助提取法對(duì)大薊籽油進(jìn)行提取，甲酯化后，以GS－MS聯(lián)用法測(cè)定大薊籽油的組分。結(jié)果表明：大薊籽千粒重287 g，出仁率500～510 g／kg，容重661 g／L；其主要成分為粗纖維16.81%，蛋白質(zhì)25.48%，灰分4.36%，脂肪29.99%等。大薊籽蛋白中必需氨基酸占27.3%。其灰分含量中常量元素占98.52%，微量元素占1.48%。脂肪酸主要組成是棕櫚酸9.5%、硬脂酸7.02%、油酸28.66%、亞油酸46.09%、花生酸4.11%、11－花生一烯酸1.76%和山芋酸2.86%，其中不飽和脂肪酸約占75%。大薊籽中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，有較好的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

大薊籽 大薊籽油 脂肪酸 氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀

大薊別名馬薊、虎薊、野紅花，為菊科（Compositate）薊屬植物（Cirsiumjaponicum DC）［1］。全草含有生物堿、揮發(fā)油、苦味物質(zhì)等。作為中藥用于治療咯血、崩漏、尿血等的病癥。其根及全草有涼血散瘀，利尿降壓［2］、利膽退黃的作用。在我國(guó)大部分地區(qū)均有野生和栽培種。對(duì)大薊揮發(fā)油的化學(xué)成分已有研究［3］。大薊主要成分有黃酮類化合物、三萜和甾醇、長(zhǎng)鏈炔醇類等［4］。文獻(xiàn)報(bào)道其總黃酮在體內(nèi)有抗腫瘤作用并能激活和提高腫瘤小鼠的免疫功能［5－7］，大薊提取液還有抗氧化、抗病毒、抗糖尿病、舒張血管等作用［8－12］。近年發(fā)現(xiàn)其種子也有一定功效，可以入藥，但鮮見(jiàn)報(bào)道。大薊籽呈瘦果扁橢圓形，筆者對(duì)其種子中的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)大薊種子中脂肪和蛋白質(zhì)含量較豐富，同時(shí)用石油醚對(duì)大薊籽進(jìn)行萃取，采用氣／質(zhì)聯(lián)用法對(duì)大薊籽中油脂的化學(xué)成分進(jìn)行了分離鑒定，為其進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大薊籽：陜西渭南農(nóng)戶自產(chǎn)；石油醚、無(wú)水乙醚、氫氧化鉀、甲醇、無(wú)水乙醇、苯：均為分析純，西安試劑廠；水為去離子水：自制。

1.2儀器

VS－KT－P凱氏定氮儀：日本；SZF－06脂肪測(cè)定儀：上海新嘉電子有限公司；SX2－4－10馬福爐：上海試驗(yàn)儀器廠；Finnigan Trace DSQ氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)；FW100高速萬(wàn)能粉碎機(jī)：天津泰斯特儀器公司；FA2004電子分析天平：上海精密儀器廠；835－50氨基酸分析儀：日本日立公司；SolaarM6原子吸收儀：美國(guó)熱電公司；WAY阿貝折射儀：上海精密科學(xué)儀器公司；WZZ－2B自動(dòng)旋光儀：上海精密科學(xué)儀器公司。

1.3 方法

1.3.1 大薊籽物理特性的測(cè)定

容重（GB／T 5598—1985）；千粒重（GB／T 5519—1988）；出仁率（GB／T 5499—1985）。

1.3.2 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

水分：常壓干燥法（GB／T 5009.3—2003）；灰分：直接干燥法（GB／T 5009.4—2003）；蛋白質(zhì)：凱氏定氮法（GB／T 5009.5—2003）；礦物元素：原子吸收法（GB／T 5009.87～93—2003）；氨基酸：氨基酸自動(dòng)分析（GB／T 5009.124—2003）；脂肪：索氏抽提法（GB／T 5009.6—2003）；粗纖維：重量法（GB／T 5009.10—2003）；碳水化合物：參考文獻(xiàn)［13］。

1.3.3 大薊籽油提取

1.3.3.1 大薊籽油提取率的計(jì)算

大薊籽油得率＝大薊籽油的質(zhì)量／大薊籽粉質(zhì)量×100%

大薊籽油提取率＝大薊籽出油率／大薊籽中含油率×100%

1.3.3.2 提取的方法和時(shí)間

在20、40、60、80、100、120 min時(shí)間段，分別用普通水浴和超聲波輔助提取大薊籽油，以提取率為指標(biāo)，分析提取效果。

1.3.3.3 正交試驗(yàn)

在單因素的基礎(chǔ)上，用石油醚作為提取劑，以提取率為指標(biāo)［14］，采用L9（34）正交表，在溫度45～55℃，時(shí)間20、40、60 min，料液比1∶8、1∶10、1∶12 3個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，見(jiàn)表1。

表1 提取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.4 樣品甲酯化

取油樣0.3 g于10 mL刻度試管中，加2 mL石油醚－苯（1∶1）、2 mL 0.4 moL／L氫氧化鉀－甲醇溶液，振搖后靜置10 min，加入蒸餾水至刻度，靜置分層，取上層液體進(jìn)GC－MS分析。

1.3.5 脂肪酸分析［15］

1.3.5.1 GC條件

HP－INN0WAX彈性石英毛細(xì)管柱60 m×0.25 mm×0.25μm；載氣為高純氦氣，恒流模式，流速1.0 mL／min；程序升溫180℃（2.0 min）6℃／min 240℃（15 min），進(jìn)樣口230℃，傳輸線230℃；進(jìn)樣量1μL，分流比80∶1。MS條件：EI離子源，離子源溫度200℃，電子能量70 eV，電流100 mA，電子倍增器1.4 kV，溶劑延遲4.0min，全掃描方式，掃描范圍35～400 amu。

1.3.5.2 數(shù)據(jù)處理：

利用隨機(jī)Xcalibur工作站NIST2008標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)自動(dòng)檢索各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)，按面積歸一化法計(jì)算各組分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 大薊籽的物理特性

通過(guò)3次平行實(shí)驗(yàn)，對(duì)收購(gòu)的大薊籽進(jìn)行物理特性分析，得到千粒重287 g，出仁率500～510 g／kg，容重661 g／L。

2.2 大薊籽的主要營(yíng)養(yǎng)成分

從表2可以看出，大薊籽脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近30%，高于大豆含油率22%和檳榔果仁含油率14%，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約25.5%，高于檳榔果仁蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%［16－17］。說(shuō)明大薊籽的蛋白與脂肪含量較高，有一定的利用價(jià)值。

表2 大薊籽主要營(yíng)養(yǎng)成分／g／100 g

2.3 大薊籽礦物元素含量

從表3可以看出，大薊籽中除鋅元素外，其他礦物元素遠(yuǎn)高于南瓜籽、葡萄籽、蘋果籽，而鋅含量比其他動(dòng)植物食品高，如比葡萄籽高出近7倍，這些豐富的礦物元素，對(duì)于滿足兒童智力開(kāi)發(fā)、生長(zhǎng)發(fā)育、防止貧血有很大意義［18－20］，同時(shí)大薊子中含有一定的硒元素，其有抵御疾病、防止衰老、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。

表3 大薊籽的礦物元素組成／mg／kg

2.4 大薊籽的氨基酸組成

從表4可以看出，大薊籽中氨基酸含量總和為20.9%，其中必需氨基酸占總量的27.3%，在必需氨基酸中亮氨酸含量最高，蛋氨酸含量最低；在非必需氨基酸中，含量最高的是谷氨酸，最低的是組氨酸。

表4 大薊籽中氨基酸組成／g／100 g

2.5 大薊籽油提取

2.5.1 方法和時(shí)間對(duì)提取率的影響

圖1顯示，油脂提取率隨時(shí)間延長(zhǎng)越來(lái)越高，且超聲波提取大薊籽油較常規(guī)的提取率高，所得提取率60min后可達(dá)到85%，為了節(jié)約能源和時(shí)間，選取超聲波提取大薊籽油時(shí)間均為60 min。

圖1 不同時(shí)間和方法對(duì)大薊籽油提取率的影響

2.5.2 大薊籽油提取的正交試驗(yàn)

在單因素的基礎(chǔ)上，以提取率為指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗(yàn)對(duì)提取條件進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 提取正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

從表5正交試驗(yàn)的結(jié)果可以看出，對(duì)提取率影響最大的是溫度，其次是料液比，最后是時(shí)間，最優(yōu)組合是A2B3C1，最終確定溫度50℃，料液比1∶8，時(shí)間60 min。

2.6 大薊籽油的理化常數(shù)測(cè)定

從表6可以看出，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了成品花生油和大豆油的要求。外觀看，其色澤淡黃色，透明度高，其凝固點(diǎn)較低，冰箱內(nèi)長(zhǎng)期存放，無(wú)凝結(jié)現(xiàn)象，可以認(rèn)為是一種優(yōu)質(zhì)的植物油。

表6 大薊籽油的理化常數(shù)

2.7 脂肪酸的分析

通過(guò)對(duì)大薊籽油的脂肪酸分析，從表7可以看出，不飽和脂肪酸占約75%，說(shuō)明大薊籽油是一種以不飽和脂肪為主的油脂，其中亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于46%，超過(guò)了橄欖油［21］、沙棘油、花生油；大薊籽中油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)也占28%以上，超過(guò)葵花籽油、大豆油［22］、葡萄籽油［23］含量。近年來(lái)研究表明，不飽和脂肪酸具有緩解血液中過(guò)量的膽固醇，增強(qiáng)細(xì)胞膜透性，阻止心肌組織和動(dòng)脈硬化等功能［24］。亞油酸是人體必需脂肪酸，對(duì)于合成磷脂，形成細(xì)胞結(jié)構(gòu)，維持一切組織的正常功能都是必需的。人體不能合成亞油酸，必須從膳食中補(bǔ)充。亞油酸具有降低血脂、軟化血管、降低血壓、促進(jìn)微循環(huán)的作用能起到防止人體血清膽固醇在血管壁的沉積，有“血管清道夫”的美譽(yù)。油酸除了供給人體所需的大量熱能外，還能調(diào)整人體血漿中高、低密度脂蛋白膽固醇的濃度比例，能替代膳食中飽和脂肪酸，具有降低低密度脂蛋白［LDL］膽固醇的作用［25］。油酸具有比多價(jià)不飽和脂肪更高的氧化穩(wěn)定性，能提高機(jī)體抗氧化能力，保護(hù)心血管系統(tǒng)，具有更優(yōu)的生理活性，被認(rèn)為是一類有利于健康的脂肪酸。棕櫚酸、硬脂酸、花生酸等飽和脂肪酸均可做為工業(yè)上生產(chǎn)洗滌劑、潤(rùn)滑劑、軟化劑、防水劑、脫膜劑、擦亮劑的工業(yè)原料。

表7 大薊籽油脂肪酸組成／g／100 g

3 結(jié)論

3.1 采用凱氏定氮法、索氏提取法等，對(duì)大薊籽的蛋白質(zhì)和脂肪等一些常規(guī)指標(biāo)含量進(jìn)行測(cè)定和提取，測(cè)得大薊籽含蛋白25.48%，含油量近30%；即大薊籽中脂肪和蛋白質(zhì)含量較高。研究大薊籽油的提取條件：溫度50℃，料液比1∶8，時(shí)間60min，提取率達(dá)到85.4%。

3.2 用大薊籽提取的大薊籽油油品較好，均為淡黃色，透明度高，無(wú)異味，油香純正。

3.3 通過(guò)GC－MS進(jìn)行定性分析，得大薊籽油主要含有棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、油酸、亞油酸，其中不飽和脂肪酸占大約75%，說(shuō)明大薊籽油是一種不飽和脂肪酸為主的油脂，其具有保健和工業(yè)價(jià)值，有開(kāi)發(fā)前景。

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Properties of Setose Thistle Seed and Oil

Jiang Li Liu Laping SunXintao Liu Bin Liu Zhaoxia
（College of Food Science and Engineering，Northwest A＆F University，Yangling 712100）

Themain nutritional components and physicochemical parameter of setose thistle seed were analyzed. Its oilwas obtained by ultrasounds－assisted extractormethod.After the extraction by methyl etherifying，the nutritional components and physicochemical parameter were determined by capillary GC－MS.Based on the analysis results，the thousand seedsweight，rate of kernel contents and bulk density of setose thistle seed were 287 g，500～510 g／kg，and 661 g／L respectively.Themain components consisted of 16.81%crude fiber，25.48%protein，4.36% ash，29.99%fat，etc.Among amino acids，the essential amino acids accounted for27.3%.Within the ash components，constant elementswere 98.52%，while trace elementswere 1.48%.Themajor components of fatty acid comprised 9.5%palmitic acid，7.02%stearic acid，28.66%oleic acid，46.09%linoleic acid，4.11%arachidic acid，1.76%11－peanut a dilute acid and 2.86%behenic acid，which contained unsaturated fatty acid accounting for 75%.The results indicated that there were rich nutritional ingredients in setose thistle seeds，which had wide prospect in food field.

setose thistle seed，setose thistle seed oil，fatty acid，GC－MS

TS222＋.1

A

1003－0174（2015）03－0071－04

西北農(nóng)林科技大學(xué)大型儀器設(shè)備新功能開(kāi)發(fā)項(xiàng)目（dysb130205）

2013－11－08

姜莉，女，1968年出生，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，食品化學(xué)與分析