長柄扁桃仁及其水酶法油脂的品質(zhì)研究

郭咪咪 李秀娟 欒 霞

(國家糧食和物資儲備局科學研究院糧油加工研究所,北京 102209)

長柄扁桃(AmygdalusPedunculataPall.)為薔薇科(Rosaceae)桃屬扁桃亞屬落葉喬木，又名“柄扁桃” “野櫻桃” “山櫻桃”等，廣泛分布于蒙古、俄羅斯。在我國主要分布于內(nèi)蒙古自治區(qū)和陜西等地，其中內(nèi)蒙古毛烏素沙漠分布較集中。長柄扁桃具有極強的抗旱抗寒、耐貧瘠、抗風沙和抗病蟲害等能力，是防風固沙、水土保持和生態(tài)環(huán)境恢復的優(yōu)勢樹種[1]。長柄扁桃資源還具有顯著的經(jīng)濟效益，首先，它屬于高含油的木本油料作物。以毛烏素沙地長柄扁桃為例，仁中粗脂肪質(zhì)量分數(shù)46.08%～61.61%，且以不飽和脂肪酸為主，質(zhì)量分數(shù)在96.44%～98.31%，不飽和脂肪酸中，油酸含量最高，其次為亞油酸，二者占不飽和脂肪酸的93.09%。飽和脂肪酸比例較低，在3.56%以下，主要以棕櫚酸[2]為主。其次，種仁中粗蛋白質(zhì)量分數(shù)20%～30%，包含了18種氨基酸，種類齊全。有文獻報道[3-5]，采用水溶酸沉法在最佳提取工藝條件下，蛋白提取率為50.7%，蛋白粉中蛋白質(zhì)量分數(shù)達94.8%；以壓榨餅粕為原料，采用堿溶酸沉法提取蛋白質(zhì)，最佳工藝條件下，分離蛋白最高提取率達70.21%，蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)達92.88%。此外，仁中還含有約3%的苦杏仁苷，高于苦杏仁等常見薔薇科的植物種仁中的。苦杏仁苷可用作醫(yī)藥中間體，具有鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)咳、抗腫瘤、抗炎癥、調(diào)節(jié)免疫等功效[6,7]。而目前，關(guān)于長柄扁桃仁研究[8-10]中，水酶法制油工藝及油脂品質(zhì)研究報道較少。本研究通過分析原料長柄扁桃仁的主要成分，采用水酶法技術(shù)提取長柄扁桃油，并對該油脂的特性進行分析研究，為長柄扁桃籽資源進一步多方位的開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

長柄扁桃仁、蛋白酶；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

脂肪抽提儀，杜馬斯燃燒法快速定氮儀，粗纖維測定儀，日立L-8900氨基酸分析儀，三軋碾磨機、HH-2 數(shù)顯恒溫水浴鍋，F(xiàn)7890 型氣相色譜儀，2695液相色譜儀。

1.3 方法

1.3.1 長柄扁桃仁的主要成分及氨基酸組成分析

粗脂肪的測定：按照GB/T 5512—2008；粗蛋白的測定：全自動定氮儀測定法 GB/T 14489.2—2008；粗纖維的測定：酸性洗滌法GB/T 5515—2008；灰分的測定：馬弗爐灼燒灰化法GB/T 5505—2008；淀粉的測定：按照GB 5009.9—2003；水分的測定：105 ℃恒重法 GB/T 14489.1—2008；氨基酸組成及含量檢測：按照GB/T 18246—2000。

蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值評價：以世界衛(wèi)生組織(WHO)與聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)于1973年提出的氨基酸評分(AAS)標準模式[11]和中國預防醫(yī)學科學營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提出以全雞蛋蛋白[12]為依據(jù)進行比較的化學評分(CS)，其計算公式見式(1)和式(2)。AAS和CS數(shù)值越接近1，表明氨基酸營養(yǎng)價值越高[13,14]。

(1)

式中：AAS為氨基酸評分值；P1為試樣氨基酸質(zhì)量含量/mg/g蛋白質(zhì)；P2為FAO/WHO標準模式氨基酸質(zhì)量含量/mg/g蛋白質(zhì)。

(2)

式中： CS為氨基酸化學評分值；C1為試樣中氨基酸質(zhì)量含量/mg/g蛋白質(zhì)；C2為標準雞蛋中同種氨基酸質(zhì)量含量/mg/g蛋白質(zhì)。

1.3.2 水酶法技術(shù)提取油脂

水酶法提取油脂技術(shù)采用總出油率和萃取率評價。

總出油率=提取油脂的質(zhì)量/原料質(zhì)量×100%

萃取率=提取油脂的質(zhì)量/原料中油脂的含量×100%

1.3.3 油脂理化性質(zhì)檢測

折光指數(shù)：參考GB/T 5527—2010；相對密度：參考GB5526/T—1985；酸值：參考GB/T 5530—2005；皂化值：參考GB/T 5534—2008；碘值：參考GB/T 5532—2008；生育酚：參考GB/T 26635—2011 高效液相色譜法；水分及揮發(fā)物：參考GB/T 5528—2008；脂肪酸組成：參考GB/T 17376—2008、GB/T 17377—2008。

2 結(jié)果與分析

2.1 長柄扁桃仁中成分分析

2.1.1 長柄扁桃仁的主要成分

對陜西榆林長柄扁桃仁的主要成分進行測定，結(jié)果如表1所示，仁中富含粗脂肪和粗蛋白，其中粗脂肪質(zhì)量分數(shù)高達44%，低于毛烏素和阿拉善地區(qū)的，但高于河北承德和內(nèi)蒙古包頭地區(qū)的[3]。表明不同區(qū)域的長柄扁桃仁中脂肪含量會存在差異。

表1 長柄扁桃仁主要成分檢測結(jié)果/%

2.1.2 長柄扁桃仁中的氨基酸組成分析

表2為長柄扁桃仁中氨基酸組成測定值與大豆的對比結(jié)果。可以看出，長柄扁桃仁蛋白質(zhì)中含有18種氨基酸，包括人體所需的8種必需氨基酸和2種半必需氨基酸[15]，氨基酸總量為193.34 mg/g，種類齊全，屬于完全蛋白質(zhì)。其中必需氨基酸含量57.90 mg/g，占總氨基酸的29.95%，必需氨基酸與非必需氨基酸比例為0.43，F(xiàn)AO/WHO提出的氨基酸模式要求必需氨基酸總量應(yīng)達氨基酸總量的40%以上，必需氨基酸總量與非必需氨基酸總量的比值應(yīng)在0.6以上，均明顯高于長柄扁桃仁中的比例。多數(shù)研究顯示，目前還沒有一種植物蛋白完全符合FAO/WHO提出的標準要求。在長柄扁桃仁的氨基酸味覺[16]組成中，含量由高到低分別為：鮮味氨基酸>苦味氨基酸>甜味氨基酸>芳香氨基酸。鮮味氨基酸含量最高，達72.50 mg/g，占味覺氨基酸含量的29.95%。鮮味氨基酸中谷氨酸(Glu)和門冬氨酸(Asp)含量很高，分別為44.51、21.24 mg/g；甜味氨基酸中甘氨酸(Gly)、脯氨酸(Pro)和丙氨酸(Ala)含量較高，分別為11.10、9.70、9.44 mg/g；芳香氨基酸中苯丙氨酸(Phe)含量較高，為11.32 mg/g，6種氨基酸占到總氨基酸含量的55.50%，為長柄扁桃仁增添了良好風味；含量最低的為苦味氨基酸中蛋氨酸(Met)，僅為1.19 mg/g，占總量的0.62%。

表2 長柄扁桃仁中的氨基酸含量檢測結(jié)果/mg/g

2.1.3 長柄扁桃仁蛋白營養(yǎng)價值評價

長柄扁桃仁蛋白的有效開發(fā)利用是擴大蛋白資源的有效途徑，本研究選用非生物學評價方法中氨基酸評分(AAS)和化學評分(CS)法分別對長柄扁桃仁中氨基酸進行評價，結(jié)果顯示(表3)：賴氨酸(Lys)相比其它氨基酸，其CS和AAS評分更接近1，表明賴氨酸在長柄扁桃仁蛋白中營養(yǎng)價值較高，同時根據(jù)AAS和CS評分制，長柄扁桃仁的第一限制氨基酸為蛋氨酸和半胱氨酸之和(Met+Cys)，第二限制氨基酸為賴氨酸(Lys)，蘇氨酸(Thr)排第三。限制氨基酸會極大降低蛋白質(zhì)的整體利用率，導致其它氨基酸在體內(nèi)不能得到充分利用，因此在飲食中結(jié)合食用較少量富含該限制氨基酸的食物，有利于平衡每日的營養(yǎng)攝入。在評分中，苯丙氨酸與酪氨酸之和(Phe+Tyr)評分最高，其AAS和CS的評分分別為2.94和1.90，但均低于大豆中的。除此以外，其它氨基酸的AAS和CS的評分也均低于大豆中的，其差值為長柄扁桃仁中的1～2.8倍。可見長柄扁桃仁中，必需氨基酸組成雖然齊全，但其含量差異，導致蛋白相對不均衡，所以在食用該類蛋白時，應(yīng)通過其他食物補充其限制氨基酸，以提高該類蛋白的整體利用率和營養(yǎng)價值。

表3 長柄扁桃仁與大豆氨基酸評價指標

2.2 長柄扁桃仁水酶法制油工藝

水酶法提油技術(shù)是一種能充分發(fā)揮資源綜合利用效能的新技術(shù)，其研究始于20世紀70 年代，伴隨著酶制劑工業(yè)的發(fā)展，取得了長足進步。水酶法提油工藝中不使用有機溶劑和高溫高壓，因此操作安全，還避免熱敏性成分的分解，同時在提高油料資源整體利用率和減少油脂精煉消耗方面，也顯示了其較大優(yōu)勢，因此，各國都將水酶法作為新提油技術(shù)領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。美國農(nóng)業(yè)部、歐盟、印度以及中國都立足各自油料資源優(yōu)勢，針對工藝可行性及參數(shù)優(yōu)化做了大量的研究[19-22]。國家糧食和物資儲備局科學研究院先后進行了菜籽、油茶籽、紫蘇籽、亞麻籽、火麻籽和獼猴桃籽等資源的水酶法提油技術(shù)研究[23-25]，積累了豐富的經(jīng)驗。在盡可能保留長柄扁桃仁中活性成分不受破壞的目的上，本研究采用水酶法提油技術(shù)制備長柄扁桃油(長柄扁桃仁油)，其工藝參數(shù)及萃取率見表4。采用水酶法提取長柄扁桃油脂，原料總出油率為39.51%，油脂萃取率達89.59%，表明該提油技術(shù)能夠較好的應(yīng)用于長柄扁桃油的制取。

表4 長柄扁桃仁水酶法制油工藝參數(shù)及得率

2.3 長柄扁桃油特性

2.3.1 長柄扁桃油理化特性分析

長柄扁桃油理化成分測定結(jié)果見表5，長柄扁桃油與大豆油、菜籽油等油脂特性相近，具有其特有的氣味、滋味，色澤黃中帶紅色，與文獻[1-5]報道基本一致，也均在LS/T 3255—2017《長柄扁桃油》標準范圍內(nèi)。

表5 長柄扁桃油脂理化成分分析

2.3.2 長柄扁桃油生育酚分析

長柄扁桃油生育酚測定結(jié)果如表6，長柄扁桃油中生育酚含量為989.3 mg/kg，比大豆油的略低，且不含β-生育酚，不利于長柄扁桃油儲藏穩(wěn)定性。天然VE是一種很強的抗氧化劑，可以阻斷自由基的連鎖反應(yīng)，保護細胞膜的穩(wěn)定性，防止膜脂質(zhì)過氧化作用[26]。

表6 長柄扁桃油生育酚含量/mg/kg

2.3.3 長柄扁桃油脂肪酸組成分析

長柄扁桃油脂肪酸組成由氣相色譜儀-FID檢測器分析，氣相色譜條件：色譜柱為瓦里安毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.2 μm)，進樣口溫度：260 ℃，檢測器溫度：250 ℃，柱溫程序：250 ℃恒溫 60 min，載氣：高純氮氣，流速0.6 mL/min，氫氣流速30 mL/min，空氣流速300 mL/min，進樣量1 μL，分流進樣，分流比100∶1。長柄扁桃油脂肪酸組成氣相圖譜見圖1，分析結(jié)果見表7。

表7 長柄扁桃油脂肪酸組成結(jié)果/%

圖1和表7是神木地區(qū)長柄扁桃油脂肪酸組成，其主要以油酸和亞油酸為主，二者之和占總脂肪酸含量的96%以上，其中油酸質(zhì)量分數(shù)高達66.59%，與橄欖油相當，僅低于茶籽油和扁桃油，明顯高于菜籽油、大豆油、葵花籽油、花生油等其他植物油[27]。功能性脂肪酸是特指那些來源于人類膳食油脂，為人體營養(yǎng)、健康所必需，并對現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的人體一些相應(yīng)缺乏癥和內(nèi)源性疾病，特別是現(xiàn)今社會的富貴病如高血壓、心臟病、癌癥、糖尿病等有積極防治作用的一組脂肪酸，例如α-亞麻酸、亞油酸等[28]。長柄扁桃油中亞油酸質(zhì)量分數(shù)高達29.56%，可以作為保健食品和藥品的原料，其經(jīng)濟與社會效益非常明顯。

3 結(jié)論

分析長柄扁桃仁營養(yǎng)成分、水酶法制油，長柄扁桃油中含有大量的油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸，特別是油酸質(zhì)量分數(shù)66.56%以上，亞油酸29.56%以上。采用水酶法從長柄扁桃仁中提取優(yōu)質(zhì)食用保健油，在一定程度上緩解我國油料資源、食用油脂缺乏，并長期依賴進口的國家安全問題，對于帶動長柄扁桃地區(qū)農(nóng)民的脫貧致富具有重要的意義。