薄殼山核桃油成分及抗氧化性研究

于 敏 徐宏化 王正加 斯金平 張愛蓮

薄殼山核桃油成分及抗氧化性研究

于 敏 徐宏化 王正加 斯金平 張愛蓮

（浙江農(nóng)林大學(xué)亞熱帶森林培育國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，臨安 311300）

通過氣相色譜法檢測(cè)薄殼山核桃油中的脂肪酸組成及含量，用ABTS法測(cè)定薄殼山核桃油的抗氧化活性。結(jié)果表明：薄殼山核桃油中油酸含量最高，其次依次是亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、亞麻酸，含量最小的是順-11-二十碳烯酸，不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到90%；品種ZL75的抗氧化活性最強(qiáng)（自由基清除率65.33%）。試驗(yàn)結(jié)果對(duì)抗氧化、防衰老植物的開發(fā)、利用以及薄殼山核桃優(yōu)良品種的栽培和開發(fā)有一定的指導(dǎo)作用。

薄殼山核桃油 抗氧化性 氧化穩(wěn)定性

薄殼山核桃［Carya illinoinensis（Wangenh.）K.Koch］是世界上重要的干果油料樹種之一，含油量高，通常在55%～75%之間，這個(gè)取決于品種、地理位置、年份、肥料以及采收時(shí)間［1］。薄殼山核桃抗氧化性強(qiáng)［2］，食用薄殼山核桃改善血清脂質(zhì)可以減少心臟疾病的風(fēng)險(xiǎn)［3-4］，而上述功效與薄殼山核桃中高不飽和脂肪酸含量有關(guān)。因此研究不同種質(zhì)的薄殼山核桃油脂肪酸含量與抗氧化性，揭示薄殼山核桃品種間差異性，是薄殼山核桃品種選育與深度開發(fā)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。本研究旨在對(duì)29個(gè)薄殼山核桃優(yōu)良單株種仁油脂進(jìn)行詳細(xì)分析，為薄殼山核桃油品質(zhì)研究提供數(shù)據(jù)依據(jù)，同時(shí)為薄殼山核桃的綜合開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試薄殼山核桃編號(hào)為ZL64～ZL79，ZL81～ZL93，共29種優(yōu)良單株。供試品于2012年果實(shí)成熟期10月采自浙江杭州市余杭區(qū)，每棵優(yōu)株隨機(jī)采50個(gè)果，剝除果皮和種殼，種仁于55℃干燥箱中烘干，粉碎，供分析測(cè)試用。

1.2 儀器與試劑

GG-17索氏提取器：四川蜀牛玻璃儀器；日立L-8900氨基酸自動(dòng)分析儀：日本日立公司；Ice3000型原子吸收光譜儀：Thermo Fish公司；GENESY 10S紫外-可見光光譜儀：Thermo Fish公司；AB104-N電子分析天平：梅特勒托利多儀器上海有限公司；D-37520型高速離心機(jī)：德國HERAEUS公司；RE-121旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：瑞士步琪公司。Milli-Q Academic超純水系統(tǒng)：默克密理博公司；Agilent 6890N氣相色譜儀：安捷倫公司。

ABTS（CAS：［30931-67-0］），過硫酸鉀：宜興市第二化學(xué)試劑廠；DL-α-生育酚：純度96%，阿拉丁試劑；氯仿：杭州高晶精細(xì)化工有限公司；甲醇：浙江三鷹化學(xué)試劑有限公司。

1.3 方法

1.3.1 薄殼山核桃油制備

按GB／T 14772—2008［5］方法進(jìn)行粗脂肪提取和測(cè)定。提取的油脂置于-8℃冰箱保存，待測(cè)。

1.3.2 脂肪酸測(cè)定

將提取的薄殼山核桃油按（GB／T 17376—2008［6］）酯交換法進(jìn)行甲酯化，酯化完全后取2μL注入色譜柱進(jìn)行分析（GB／T 17377—2008［7］），脂肪酸通過與脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品保留時(shí)間比較鑒定，用面積歸一化法進(jìn)行定量［8］。

1.3.3 薄殼山核桃油抗氧化性測(cè)定

運(yùn)用ABTS法測(cè)定油的抗氧化活性，該方法同時(shí)適用于親脂性和親水性抗氧化劑［9］。相對(duì)于抗氧化能力測(cè)定的體內(nèi)方法，ABTS法這種體外測(cè)定方法有很多優(yōu)點(diǎn)，如花費(fèi)的時(shí)間短，經(jīng)費(fèi)少，所需儀器設(shè)備非常簡(jiǎn)單，與抗氧化劑的生物活性相關(guān)性更強(qiáng)。

1.3.3.1 ABTS＋自由基的制備

將10 mL 7 mmol／L ABTS 和80 μL 140 mmol／L過硫酸鉀溶液混合，在室溫、避光的條件下靜置16 h，形成ABTS＋自由基儲(chǔ)備液。該儲(chǔ)備液在室溫、避光的條件下表現(xiàn)較穩(wěn)定，使用前用體積分?jǐn)?shù)為80%的乙醇稀釋成工作液，使其在734 nm波長(zhǎng)下的吸光度為0.700±0.002。

1.3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

精密稱取標(biāo)準(zhǔn)品α-生育酚50 mg，定容至5 mL，即標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量濃度為10 mg／mL。將標(biāo)準(zhǔn)品溶液稀釋至質(zhì)量濃度分別為0.032、0.016、0.008、0.004、0.002 mg／mL。

1.3.3.3 供試品溶液制備

吸取0.5 mL油脂用7∶3比例的氯仿∶甲醇溶液定容置10 mL棕色容量瓶中，即制成體積分?jǐn)?shù)為5%供試品液。

1.3.3.4 測(cè)定供試品溶液抗氧化能力

取體積分?jǐn)?shù)為5%的供試品溶液0.5 mL加入1.5 mL ABTS＋自由基工作液，混合，放置6 min后，2 500 r／min離心5 min，取上清，在734 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。每份樣品平行操作3次，按照公式［10-11］計(jì)算清除率。清除率計(jì)算公式：清除率＝［（AControl-ASample）／AControl］× 100%。式中：AControl為1.5 mL ABTS＋自由基溶液與0.5 mL氯仿甲醇溶液混合后的吸光度；ASample為1.5 mL ABTS＋自由基溶液與0.5 mL樣品混合后的吸光度。

根據(jù)薄殼山核桃油和標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)ABTS＋自由基溶液的清除率大小來比較樣品及標(biāo)準(zhǔn)品α-生育酚對(duì)ABTS＋自由基清除能力的大小。清除率越大，抗氧化活性越大，反之越小。確定油的抗氧化活性，單位為α-TE（α-tocopherol equivalent，α-生育酚當(dāng)量），即體積分?jǐn)?shù)為5%的待測(cè)油樣的自由基清除能力相當(dāng)于α-生育酚的自由基清除能力的毫克數(shù)。

1.3.4 氧化穩(wěn)定性測(cè)定

油脂氧化穩(wěn)定性指數(shù)（Oil Stability Index）反應(yīng)了油脂的耐貯性，即油脂抵御自動(dòng)氧化的能力，測(cè)定油脂的氧化穩(wěn)定性對(duì)于制造、貯存和消費(fèi)以及用于新型抗氧化劑的開發(fā)等有重要意義。本研究采用脂肪酸組成和α-生育酚含量進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過穩(wěn)定指數(shù)（α-生育酚×飽和脂肪酸／不飽和脂肪酸）［12］來評(píng)價(jià)穩(wěn)定性，指數(shù)越高，保質(zhì)時(shí)間越長(zhǎng)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)在Microsoft Excel、SPSS17.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 薄殼山核桃油脂肪酸組成

薄殼山核桃種仁中油含量跟品種、成熟度、環(huán)境以及園藝情況（horticultural practices）有關(guān)［1，13］。油脂中含有較少的飽和脂肪酸（9%），只高于一些紅花籽油（4%～8%）和菜籽油（7%），而其高含量的不飽和脂肪酸比橄欖油、榛子、杏仁等其他油脂的不飽和脂肪酸含量都高［14］。由表1可知，不同種質(zhì)薄殼山核桃油中的棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、順-11-二十碳烯酸等脂肪酸的含量都存在一定的差異，種質(zhì)間變異系數(shù)均大于0.05。所測(cè)的六種脂肪酸中，棕櫚酸和硬脂酸為飽和脂肪酸，其余四種為不飽和脂肪酸。Rajaram S等［3］通過將日常食物的20%替換成薄殼山核桃的人體營養(yǎng)試驗(yàn)研究結(jié)果食用薄殼山核桃的人未增加任何體重，這正是由于薄殼山核桃富含的不飽和脂肪酸能夠改善人體血脂、降低膽固醇等功效。所有種質(zhì)的薄殼山核桃油不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均超過90%，除了編號(hào)為ZL85的種質(zhì)外，其余種質(zhì)的不飽和脂肪酸中油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)占了60%以上，但ZL85種質(zhì)的亞油酸、亞麻酸含量卻是所有種質(zhì)的亞麻酸中含量最高的。通過SPSS統(tǒng)計(jì)軟件分析可知：油酸與亞油酸呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.995；油酸與亞麻酸呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.792。即當(dāng)油酸含量降低時(shí)，亞油酸與亞麻酸含量增加；這主要是由于在高等植物體內(nèi)亞油酸和亞麻酸的合成需要利用油酸為反應(yīng)底物，因此他們的合成會(huì)降低油酸的濃度［14］。薄殼山核桃樹2年周期的結(jié)果實(shí)變化趨勢(shì)可影響種仁脂肪酸組成和生育酚的含量，甚至?xí)绊懙侥承┓宇惢衔铮?5］。未來的研究應(yīng)該確定不同種質(zhì)的薄殼山核桃的園藝情況對(duì)其種仁的化學(xué)成分是如何作用影響的。

表1 不同種質(zhì)薄殼山核桃油脂肪酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

表1 （續(xù)）

2.2 油脂的抗氧化性

薄殼山核桃種仁含有高含量的生育酚、角鯊烯和植物甾醇［16］，生育酚是眾所周知維生素E類中有抗氧化力的芳香族化合物，一種活性很強(qiáng)的抗氧化劑，并且適量的生育酚有助于降低冠心病的風(fēng)險(xiǎn)［17］。生育酚的抗氧化活性依賴于濃度、溫度、光照度、底物、溶劑、檢測(cè)方法以及某些親氧化劑的化合物等［18］，α-生育酚作為天然抗氧化劑是通過阻止鏈傳遞和過氧化物的分解來終止油脂的自動(dòng)氧化，但其含量也不是越大越好，高濃度的α-生育酚可以抑制過氧化物的分解，但卻可以促進(jìn)過氧化物的形成［19］。由表2可以看出薄殼山核桃油有較強(qiáng)的抗氧化性，其中種質(zhì)編號(hào)為ZL75的自由基清除率最高，為65.33%。

表2 不同種質(zhì)薄殼山核桃油抗氧化性及α-生育酚的質(zhì)量濃度

2.3 薄殼山核桃油氧化穩(wěn)定性

油脂的氧化是從不飽和脂肪酸的氧化開始的，氧化使得油中不飽和脂肪酸的相對(duì)含量下降，而飽和脂肪酸的相對(duì)含量上升，因此脂肪酸的組成會(huì)隨貯存時(shí)間變化的快慢，可以從一定程度上反應(yīng)油脂的抗氧化能力，油脂抗氧化能力越高，其脂肪酸的組成變化越慢。由表3可以看出，在29個(gè)種質(zhì)中，ZL83的穩(wěn)定指數(shù)最高，表現(xiàn)氧化穩(wěn)定性最強(qiáng)（0.201），由于種質(zhì)ZL68的α-生育酚含量最低，表現(xiàn)出氧化穩(wěn)定性最差（0.035）。將α-生育酚含量與氧化穩(wěn)定性進(jìn)行相關(guān)性分析，其結(jié)果為極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.965。另外，Isbell T A等［20］對(duì)幾種脂肪酸相似的植物油研究發(fā)現(xiàn)，油脂的氧化穩(wěn)定性與油脂中生育酚總量和油脂碘值的比值呈線性關(guān)系。

表3 不同種質(zhì)薄殼山核桃油氧化穩(wěn)定性指數(shù)

3 討論與結(jié)論

不同種質(zhì)的薄殼山核桃油含量差異較大，29個(gè)種質(zhì)的種仁油脂中不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均超過90%，油脂中油酸與亞油酸、亞麻酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，油酸為亞油酸和亞麻酸的合成底物；不同種質(zhì)薄殼山核桃油中α-生育酚含量差異較大，ZL75的α-生育酚含量最高，其抗氧化也就最強(qiáng)；ZL83的穩(wěn)定指數(shù)最高，表現(xiàn)氧化穩(wěn)定性也就最強(qiáng)。

薄殼山核桃油與橄欖油有相似的脂肪酸組成和生育酚含量，而薄殼山核桃油比橄欖油的抗酸敗能力更強(qiáng)［14］。Wu等［21］對(duì)美國常見的食品和蔬菜進(jìn)行抗氧化性測(cè)定表明：薄殼山核桃是所有食物和蔬菜中抗氧化性最強(qiáng)的。薄殼山核桃中油脂含量最高，而油脂富含天然抗氧化劑成分，使油成為提取這些天然抗氧化劑的首選［22］，因此對(duì)食品特別是油的抗氧化活性的研究應(yīng)該越來越受到重視，國內(nèi)諸多的研究都是針對(duì)于薄殼山核桃的引種、栽培以及育種，有關(guān)于薄殼山核桃種仁的研究非常有限，而對(duì)于薄殼山核桃種仁的研究有利于人們更好地認(rèn)識(shí)薄殼山核桃的營養(yǎng)價(jià)值，以更好地去利用和開發(fā)薄殼山核桃，為抗衰老、抗氧化等方面開辟一個(gè)新的研究方向。

［1］Duke J A.Handbook of nuts［M］.Boca Raton：CRCPress，2001：69-72

［2］Wu X L，Beecher G R，Holden J M，et al.Lipophilic and Hydrophilic Antioxidant Capacities of Common Foods in the United States［J］.Agricultural and Food Chemistry，2004，52：4026-4037

［3］Rajaram S，Burke K，Connell B，et al.A monounsaturated fatty acid-rich pecan-enriched diet favorably alters the serum lipid profile of healthy men and women［J］.The American Society for Nutritional Sciences.2001，1331（9）：2275-2279

［4］Fraser GE，Sabate J，Beeson WL，et al.A possible protective effect of nut consumption on risk of coronary heart disease：the Adventist Health Study［J］.Archives of Internal medicine，1992，152（7）：1416

［5］GB／T 14772—2008食品中粗脂肪的測(cè)定GB／T 14772—2008 Determination of crude fat in foods

［6］GB／T 17376—2008動(dòng)植物油脂脂肪酸甲酯制備GB／T 17376—2008 Animal and vegetable fats and oils-Preparation of methyl esters of fatty acids

［7］GB／T 17377—2008動(dòng)植物油脂脂肪酸甲脂的氣相色譜分析GB／T 17377—2008 Animal and vegetable fats and oils-A-nalysis by gas chromatography of methyl esters of fatty acids

［8］沈建福，肖仁顯，陳中海，等.冷榨山核桃油的理化性質(zhì)及氧化穩(wěn)定性研究［J］.中國糧油學(xué)報(bào)，2012，27（4）：64-67

Shen JF，Xiao R X，Chen ZH，et al.Study on the Physicochemical Properties and Oxidative Stability of Cold-Pressed Carya cathayensis Sarg Oil［J］.Journal of the Chinese Cereals and Oils Association，2012，27（4）：64-67

［9］Re R，Pellegrini N，Proteggente A，et al.Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay［J］.Free Radical Biology and Medicine，1999，26（9）：1231-1237

［10］邱金東，湯昆.DPPH和ABTS法測(cè)定核桃仁的體外抗氧化活性［J］. 中成藥，2008，30 （8）：1215-1216

Qiu J D，Tang K.Determination of antioxidant activity in vitro of walnut kernel by DPPH and ABTS［J］.Chinese Traditional Patent Medicine，2008，30 （8）：1215-1216

［11］韓光亮，李翠梅，Cacace E，等.改良的ABTS＋法及其在優(yōu)化抗氧化活性物質(zhì)提取中的應(yīng)用［J］.衛(wèi)生研究，2004，33 （5）：620-622

Han GL，Li CM，Cacace E，et al.Application of modified ABTS＋assay method to monitor antioxidant extraction from fruit［J］.Journal of Hygiene Research，2004，33 （5）：620-622

［12］Ozdemir M，Ackurt F，Kaplan M，et al.Evaluation of new Turkish hybrid hazelnut （Corylus avellana L.）varieties：fatty acid composition，α -tocopherol content，mineral composition and stability［J］.Food Chemistry，2001，73（4）：411-415

［13］Rudolph C J，Odell G V，Hinrichs H A，et al.Genetic，environmental，and maturity effects on pecan kernel lipid，fatty acid，tocopherol，and protein composition［J］.Journal of food quality，1992，15（4）：263-278

［14］Toro-Vazquez J F，Charo-Alonso M A，Perez-Briceno F.Fatty acid composition and its relationship with physicochemical properties of pecan （Carya illinoensis）oil［J］.Journal of the American Oil Chemists′Society，1999，76（8）：957-965

［15］Villarreal-Lozoya J，Lombardini L，Cisneros-Zevallos L.Phytochemical constituents and antioxidant capacity of different pecan ［Carya illinoinensis （Wangenh.） K.Koch］cultivars［J］.Food Chemistry，2007，102：1241-1249

［16］Maguire L S，O′sullivan S M，Galvin K，et al.Fatty acid profile，tocopherol，squalene and phytosterol content of walnuts，almonds，peanuts，hazelnuts and the macadamia nut［J］.International journal of food sciences and nutrition，2004，55（3）：171-178

［17］Rimm E B，Stampfer M J.The role of antioxidants in preventive cardiology ［J］.Current Opinion in Cardiology，1997，12（2）：188-194

［18］Nogala-Kalucka M，Korczak J，Dratwia M，et al.Changes in antioxidant activity and free radical scavenging potential of rosemary extract and tocopherols in isolated rapeseed oil triacylglycerols during accelerated tests［J］.Food Chemistry，2005，93（2）：227-235

［19］Frankel E N.Antioxidants in lipid foods and their impact on food quality［J］.Food Chemistry，1996，57（1）：51-55

［20］Isbell T A，Abbott T P，Carlson K D.Oxidative stability index of vegetable oils in binary mixtures with meadowfoam oil［J］.Industrial Crops and Products，1999，（9）：115-123

［21］Wu X L，Beecher G R，Holden JM，et al.Lipophilic and Hydrophilic Antioxidant Capacities of Common Foods in the United States［J］.Agricultural and Food Chemistry，2004，52：4026-4037

［22］Warner K，F(xiàn)rankel E N.Effect ofβ -carotene on light stability of soybean oil［J］.Journal of the American Oil Chemists’Society，1987，64（2）：213-218.

Study of Oily Compositions and Antioxidant Capacity in Apocarya

Yu Min Xu Honghua Wang Zhengjia Si Jinping Zhang Ailian
（The Nurturing Base for the State Key Laboratory of Subtropical Forest Cultivation，Zhejiang A ＆ F University，Lin′an 311300）

The composition and contents of fatty acids of the Apocarya oil were determined by gas chromatography（GC），antioxidant capacity of Apocarya was determined by ABTSmethod.The experience results showed that oleic acid content were the highest in Apocarya oil，followed by linoleic acid，palmitic acid，stearic acid，linolenic acid，and the content of 11-eicosenoic acid at the least，unsaturated fatty acid content reached 90%；ZL75 had the highest antioxidant capacity（the free radical scavenging rate was 65.33%）.This experience results can play a guiding role in development，utilization of antioxidant，anti-aging plant and cultivation and development fine varieties of Apocarya.

Apocarya oil，antioxidant capacity，oxidation stability

S664.1

A

1003-0174（2016）09-0086-05

浙江省科技廳重大項(xiàng)目（2011C14010），浙江省重大科技專項(xiàng)（2012C1202），杭州市科技局項(xiàng)目（20120232B83）

2015-01-26

于敏，女，1989年出生，碩士，林木遺傳育種

張愛蓮，女，1976年出生，博士，食品與藥品質(zhì)量控制