山桐子果不同部位油脂營養品質及抗氧化能力的研究

田瀟瀟 方學智 杜孟浩

(中國林業科學研究院亞熱帶林業研究所，杭州 311400)

山桐子(IdesiapolycarpaMaxim.)是大風子科的落葉喬木，也是山桐子屬的唯一樹種，屬于我國的本土物種，分布廣泛[1，2]。山桐子果實產量非常高，每畝產量可以達到1 000 kg以上，其果實含油率較高，被譽為“樹上油庫”，山桐子果肉和種子分別占果實質量的62.30%和37.60%，含油率分別為37.22%和24.29%[3，4]。山桐子油富含亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸和維生素E、角鯊烯、多酚等營養物質，食用價值較高。在川陜甘交界地區，人們食用山桐子油已有上百年歷史[6]。山桐子油具有潛在的藥用價值，如抗肥胖、預防和治療高血脂癥和動脈粥樣硬化等[5]。還可被工業用于制造潤滑油、乳化劑及生物柴油等[7，8]。因此，山桐子產業發展潛力巨大，近年來，山桐子產業越來越受到國家和相關省市的關注。

目前，國內外對山桐子油的研究主要集中在形態特征(果實形態指數、干重等)[9]、理化指標(酸值、碘值和皂化值等)[10]、含油率、脂肪酸組成[4]以及不同工藝對山桐子油營養品質(生育酚、甾醇、總酚等)的影響[11]，對于采后處理山桐子果不同部位油脂的營養品質及抗氧化能力研究較少。本課題組在前期研究陰干、曬干和烘干等采后處理方式對山桐子油理化性質及營養品質的影響，發現曬干山桐子油品質較優[12]。在此基礎上，本實驗將進一步研究曬干處理后山桐子果不同部位(果肉和種子)油理化、營養品質及抗氧化能力差異，并采用主成分分析法對其進行綜合評價，為山桐子果的合理利用、定向育種和栽培推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

山桐子鮮果于2018年1月購自四川省青川縣，于陽光下晾曬至水分小于8.00%，分離果肉與種子，分別進行索氏提油，重復3次，提取山桐子油在4 ℃冷藏保存備用。

1.2 試劑及儀器設備

脂肪酸甲酯混合標準品、α-生育酚標準品、β-生育酚標準品、γ-生育酚標準品、角鯊烯標準品、β-谷甾醇標準品；沒食子酸標準品；2,2′-聯氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(≥98%)，6-羥基-2,5,7,8-四甲基苯并二氫吡喃-2-甲酸。正己烷、甲基叔丁基醚、四氫呋喃、甲醇均為色譜純；其他試劑均為分析純。

E-816 SOX索式提取儀；Q-101平行蒸發儀；Avanti J-E冷凍離心機；1260 Infinity Ⅱ 液相色譜儀；GC-2010 plus氣相色譜儀；UV-2550紫外可見分光光度計；743 Rancimat食用油氧化穩定性測定儀。

1.3 方法

1.3.1 山桐子果理化指標測定

含水率的測定參考GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》；含油率的測定參考GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》。

1.3.2 山桐子油理化及營養指標測定

酸價的測定參考GB 5009.229—2016《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》；過氧化值的測定參考GB 5009.227—2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》；色值的測定參考Leiva等[13]；脂肪酸的測定參考GB 5009.168—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》；生育酚的測定參考GB 5009.82—2016《食品安全國家標準 食品中維生素A、D、E的測定》；角鯊烯、甾醇和總酚的測定參考田瀟瀟等[14]；氧化穩定性的測定(加速氧化測試)參考GB/T 21121—2007《動植物油脂 氧化穩定性的測定(加速氧化測試)》；油樣極性伴隨物ABTS自由基清除能力的測定參考Shi等[15]。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2016進行數據處理，采用SPSS 22.0進行單因素方差分析和主成分分析。理化指標及營養指標數據單因素方差分析采用Duncan進行多重比較；主成分分析是抽取特征值大于1的因子作為主成分。

2 結果與分析

2.1 山桐子果理化指標的分析

含油率是衡量木本油料樹種經濟價值的重要指標。如表1所示，山桐子果不同部位的含水率分別是果肉為7.41%，種子為8.20%，種子的水分明顯高于果肉(P<0.05)，這可能是在晾曬過程中種子不能直接受到太陽光照射引起的；果肉和種子的含油率分別為37.01%和21.49%。其中，果肉含油率明顯 高于種子，是種子含油率的1.72倍，由此可見，山桐子的粗脂肪主要來源于果肉。

表1 山桐子果不同部位的理化指標

2.2 山桐子油理化及營養指標的分析

2.2.1 山桐子油的理化指標

通過索氏抽提得到的山桐子油為粗脂肪，除油脂外，一些脂溶性的游離脂肪酸、固醇、磷脂、蠟及色素等類脂也一并被提取出來。因山桐子果中含有苦味素[16]，油有一定的苦澀味，且具有特殊的氣味。山桐子不同部位油的色澤差異較大，色值如表2所示，果肉油呈暗紅色，種子油呈橙紅色且較清亮。

如表2所示，山桐子果果肉和種子毛油的酸價均較高，具有顯著性差異(P<0.05)，分別為6.78 mg/g和4.18 mg/g，高于GB 2716—2018《食品安全國家標準 植物油》中植物原油的要求，這可能是因為索氏抽提得到的油脂含有的雜質較多，以致于更容易酸敗，因此，需經過進一步精煉才能食用；過氧化值均為0.01 g/100 g左右，無顯著性差異(P>0.05)。馬素換等[11]采用冷榨得到的山桐子果油的酸值為7.26 mg/g。其酸價偏高，這與山桐子的干燥方式及成熟過程中生理生化變化有一定關系，曬干處理歷時較久，有些脂類可在酶的催化下分解產生游離脂肪酸，導致酸價升高[17]。田瀟瀟等[12]的研究表明，烘干山桐子油的酸價比曬干低。

表2 山桐子果不同部位油的理化指標

2.2.2 山桐子油的營養指標分析

如表3所示，山桐子果不同部位油的脂肪酸組成具有顯著性差異(P<0.05)，質量分數最高的脂肪酸為亞油酸，果肉油和種子油質量分數分別為71.66%、83.27%，種子油含量高于果肉油，研究表明，亞油酸可以降低冠心病、糖尿病等發病率，增強機體免疫能力，降低血壓，是對身體非常有益的一種必需脂肪酸[2]。其次為棕櫚酸、油酸、棕櫚烯酸，其他脂肪酸總質量分數小于10%。油酸具有降低低密度脂蛋白膽固醇、調控癌細胞、清理血栓、預防動脈粥樣硬化等功能，被營養學界稱為“安全脂肪酸”[14]。棕櫚烯酸可以調節人體胰島素分泌，降低胰島素抵抗，調節糖脂代謝，能治療外傷炎癥等功能，對糖尿病、代謝綜合癥和炎癥等都有抑制功效[18]。在幾種主要的脂肪酸中，果肉油中的棕櫚酸、棕櫚烯酸、油酸含量均比種子油中高，分別為種子油的2.01倍、13.78倍、1.28倍。種子油中的亞油酸含量比果肉油低11.61%。

表3 山桐子果不同部位油的脂肪酸/%

生育酚具有延緩衰老等生理功能，甾醇能抑制人體對膽固醇的吸收，角鯊烯可增強機體免疫力，多酚對油脂的儲藏穩定性起重要作用[14]。

山桐子果肉油含有豐富的生育酚，尤其是α-生育酚(P<0.05)。如表4所示，山桐子果果肉油和種子油的α-生育酚分別為148.41、14.35 mg/100 g；β-生育酚分別為18.19、5.29 mg/100 g；γ-生育酚分別為24.56、15.69 mg/100 g。其中，果肉油含量分別為種子油的10.34倍、3.44倍、1.57倍。β-谷甾醇分別為401.32 、373.15 mg/100 g(P<0.05)，果肉油含量為種子油的1.07倍。角鯊烯含量無顯著性差異(P>0.05)，分別為31.27、31.67 mg/100 g。

表4 山桐子果不同部位油的營養指標

而總酚含量分別為73.78 μg/g、104.73 μg/g(P<0.05)，其含量高低排序與其他營養指標均相反，種子油含量為果肉油的1.42倍。鄭滿榮[19]研究發現，沙棘籽油的總酚含量比沙棘果油高。

2.2.3 山桐子油的抗氧化能力分析

如表5所示，山桐子果肉油和種子油的氧化誘導時間為分別為10.75 h和14.89 h(P<0.05)，種子油氧化穩定性較高，這與種子油中豐富的多酚類物質有密不可分的關系[20]。

ABTS自由基清除能力分別為312.85、675.77 μmol TE/100 g(P<0.05)，種子油清除能力最強，為果肉油的2.16倍，油脂中的總酚與ABTS自由基清除能力極顯著正相關(P<0.01)[21]。

表5 山桐子果不同部位油的抗氧化能力

2.3 主成分分析

應用主成分分析法對山桐子果不同部位油的含油率、理化性質(酸值、過氧化值)、微量營養成分(α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、角鯊烯、β-谷甾醇、總酚)、脂肪酸組成(單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸、總不飽和脂肪酸)、抗氧化能力(氧化穩定性、ABTS自由基清除能力)進行綜合比較。

依據累計貢獻率大于75%的原則，山桐子果不同部位油樣品前2個主成分因子的累計貢獻率達92.91%，基本能夠反映山桐子不同部位油的主要信息。根據主成分Z1、Z2與相應的貢獻率之積的和，計算不同山桐子油差異程度的綜合得分，如表6所示，得分越高，說明綜合表現越優。由此可以看出，果肉油綜合評價較優。

表6 山桐子果不同部位油主成分綜合評價及排名

3 結論

研究山桐子果不同部位油脂理化性質、營養品質及抗氧化能力，結果表明山桐子果不同部位油脂的理化性質及營養成分含量差異顯著。山桐子的粗脂肪主要來源于果肉，其含油率高達37.01%。不同部位山桐子油色澤具有明顯差別，果肉油呈暗紅色(a*為41.83)，種子油呈橙紅色且較清亮(L*為63.88，b*為106.31)。研究發現，干燥處理的山桐子果不同部位油的酸價均較高，果肉油和種子油分別為6.78、4.18 mg/g，需經過進一步精煉才能食用。

山桐子果不同部位油中脂肪酸質量分數最高的是亞油酸，分別為71.66%、83.27%，且種子油多不飽和脂肪酸和總不飽和脂肪酸含量遠遠高于果肉油，而果肉油中單不飽和脂肪酸和總飽和脂肪酸較高。果肉油中α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚和β-谷甾醇含量比較高，角鯊烯含量無顯著性差異，但種子油中總酚比果肉油高。種子油氧化穩定性較高，這與種子油中豐富的多酚類物質有密不可分的關系。且種子油中ABTS自由基清除能力最高，且總酚含量和ABTS自由基清除能力成正比。經過主成分分析綜合比較來看，果肉油的品質較優。