甘肅迭部野生西康扁桃種仁油理化性質及脂肪酸組成分析

柴春山, 莫保儒, 蔡國軍, 馬 馳, 薛 睿, 李德麗, 林 琳

(甘肅省林業科學研究院,蘭州 730020)

扁桃亞屬隸屬于薔薇科(Rosaceae)李亞科(Prunoideae)桃屬(Amygdalus)[1,2],世界上有52～53個種,本亞屬在我國現有包括野生和栽培種扁桃共6種,分別為扁桃/普通扁桃(AmygdaluscommunisL.)、野扁桃(A.ledebourianaSchlecht.和或矮扁桃A.nanaL.)、蒙古扁桃[A.mongolica(Maxim.)Ricker]、長柄扁桃(A.pedunculataPall)、西康扁桃[A.tangutica(Batal.)Korsh]、榆葉梅[A.triloba(Lindl.)Ricker][2-4]。扁桃亞屬植物不僅具有良好的抗旱和抗寒能力,而且還具有藥用和食用價值[1],是一種藥食同源植物,在農業、工業、食品業等也有很好的開發前景[3]。近年來,隨著食用植物油需求的日益增長以及對食用植物油品質要求的提高,木本油料已越來越受到人們的關注[5]。扁桃亞屬植物作為一種極具開發潛力的木本油料作物種類,其所屬的扁桃、蒙古扁桃、長柄扁桃、野扁桃/矮扁桃、榆葉梅5個種的種仁營養成分和油脂特性也受到了不同程度的關注[6-18],尤其對野生長柄扁桃、蒙古扁桃和野扁桃的關注和研究較多,認為蒙古扁桃油、長柄扁桃油、野扁桃油屬于極具開發價值的高級食用油[6,15,16],但對同亞屬的西康扁桃除少量關于群落特征和樹種評價研究外[19-23],在種仁油營養成分和油脂特性方面的研究還未見報道。鑒于此,對甘肅省甘南藏族自治州迭部縣野生分布的西康扁桃種仁油理化特性和脂肪酸組分以及生理活性成分進行了測定分析,旨在為西康扁桃的經濟價值挖掘和產品開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

西康扁桃油由甘肅省甘南州迭部縣林業和草原局提供。實驗材料委托國家糧食和物資儲備局糧油質量檢驗測試中心測定。

1.2 實驗方法

1.2.1 理化指標測定

碘值參照GB/T 5532—2008測定;酸值參照GB 5009.229—2016第一法測定;過氧化值參照GB 5009.227—2016第一法測定;皂化值參照GB/T 5534—2008測定;折光指數參照 GB/T 5527—2010測定;相對密度參照 GB/T 5526—1985測定;水分及揮發物參照 GB 5009.236—2016第二法測定;不溶性雜質參照 GB/T 15688—2008測定。

1.2.2 脂肪酸組成測定

脂肪酸組成參照 GB 5009.168—2016 第三法測定。

1.2.3 生物活性成分測定

生育酚參照GB/T 26635—2011測定;角鯊烯參照《糧油檢驗 植物油中角鯊烯的測定》;多酚參照《油檢驗 植物油中多酚的測定》。

2 結果與分析

2.1 西康扁桃油的理化性質

表1 西康扁桃油與部分其他扁桃油的理化性質比較

色澤、酸價、過氧化值等是評價油脂品質好壞的重要指標[11]。酸價和過氧化值小,說明油脂質量好,具有較穩定的生理活性[10,26,27]。西康扁桃不僅酸價(1.30 mg KOH/g)較小,而且過氧化值也較低,為3.80 mmol/kg(表1),酸價和過氧化值均低于GB 2716—2018《食品安全國家標準 植物油》中規定的食用植物油酸價(≤3 mg KOH/g) 和過氧化值(≤0.25 g/100 g即≤9.85 mmol/kg)[28],也低于LS/T 3255—2017《長柄扁桃油》中規定的一級成品油的要求(酸價≤2.0 mg/g)[29],說明西康扁桃油脂不僅品質好,而且具有較高的穩定性,是一種良好的木本食用油原料。

折光指數是油脂的特征性指標之一,可以作為油脂純度的標志。皂化值表示油脂中脂肪酸相對分子質量的大小,皂化值越大,脂肪酸相對分子質量越小。從表1可看出,西康扁桃油的折光指數(1.471 0)和皂化值(189.10 mg KOH/g)與長柄扁桃油較接近[6, 11,13],比蒙古扁桃油、野扁桃油略高[6,10]。此外,西康扁桃油皂化值(189.10 mg KOH/g)在藥典規定的注射用油皂化值185～200 mg KOH/g 范圍內[27]。說明西康扁桃油滿足藥用對木本油脂皂化值的要求。

與蒙古扁桃、長柄扁桃、野扁桃3個野生扁桃油的主要理化性質相比(表1),西康扁桃油的相對密度比蒙古扁桃油和野扁桃油大但比長柄扁桃油小,碘值大于野扁桃油而小于蒙古扁桃和長柄扁桃油,酸價接近長柄扁桃油而大于蒙古扁桃和野扁桃油,過氧化值大于其他3個扁桃油,水分及揮發物也大于蒙古扁桃和長柄扁桃油。可見,西康扁桃油與其他3個扁桃油的理化性質不盡一致,但4個扁桃油的主要理化指標均符合《生物柴油用木本油脂》標準[24]和《食品安全國家標準 植物油》中食用植物油的標準[28],4 種野生扁桃均適合開發高檔食用油和生物柴油。

2.2 西康扁桃油脂肪酸組成

脂肪酸組成是判斷食用植物油是否純正的最重要的特征指標。由表2可知,西康扁桃油含有棕櫚酸、棕櫚油酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、花生-烯酸、芥酸10種脂肪酸,以油酸和亞油酸為主,其質量分數分別為72.10%和 18.60%,其次是棕櫚酸和硬脂酸,質量分數分別為4.68%和1.75%,其余脂肪酸質量分數較低,均在1.0%以下。和其他扁桃油檢出的現有脂肪酸組分相比(表2),西康扁桃油此次檢出的脂肪酸組分與含量與其他扁桃油相近,都是以油酸和亞油酸為主,其次是棕櫚酸和硬脂酸,但在脂肪酸種類上與其他扁桃油略有偏差,主要體現在月桂酸、豆蔻酸、十七烷酸、十七碳烯酸、山崳酸和芥酸上(表2)。總體來看(表2),扁桃亞屬5個扁桃種仁油的脂肪酸組成共有14種,其中,蒙古扁桃油檢出的組分最多,為13種,除月桂酸外其他脂肪酸組分都檢測到了[6,9,10,16];其次是普通扁桃和長柄扁桃油,均為11種,普通扁桃油不含十七烷酸、十七碳烯酸和芥酸,而長柄扁桃油不含十七烷酸、十七碳烯酸和月桂酸[5,6,9,11-15];西康扁桃油共檢出10種,不含有月桂酸、豆蔻酸、十七碳烯酸和山崳酸;野扁桃/矮扁桃油的組分最少,為9種,不含有月桂酸、豆蔻酸、十七烷酸、山崳酸和芥酸[6,9]。說明5個扁桃種的種仁油絕大多數脂肪酸組分相同,每次都能檢出7～9種主要成分,但含量比較低的脂肪酸組分如月桂酸、豆蔻酸、十七烷酸、十七碳烯酸、山崳酸和芥酸,就目前檢出的組分來看,為個別扁桃種所特有,如月桂酸只有普遍扁桃油含有,十七烷酸只有西康扁桃和蒙古扁桃油含有,十七碳烯酸只有野扁桃和蒙古扁桃油含有。

表2 西康扁桃油與部分其他扁桃油脂肪酸組成及相對質量分數比較/%

油酸和亞油酸具有抗氧化、降低膽固醇、預防心腦血管疾病等作用[6,11,15],其含量是判斷食用植物油營養價值的一項重要指標。食用油的營養價值主要取決于單不飽和脂肪酸油酸含量,油酸含量高的營養價值就高[6,30],亞油酸含量高也使植物油營養價值高[30]。以扁桃種仁油脂肪酸的主要成分油酸和亞油酸含量來看,西康扁桃油的油酸和亞油酸含量與普通扁桃和野扁桃/矮扁桃油比較接近,都是油酸含量較高而亞油酸含量較低,平均油酸質量分數在72%以上,平均亞油酸質量分數在20%以下,而蒙古扁桃和長柄扁桃油的油酸質量分數相對較低,平均在70%以下,但亞油酸質量分數較高,平均在26%以上。油酸和亞油酸的含量也是選擇燃料油的一項重要指標,理想生物柴油的原料中應該具有較高的單元不飽和脂肪酸含量,少量的飽和脂肪酸和一定量的多元不飽和脂肪酸,且多元不飽和脂肪酸中亞麻酸的質量分數不能超過12%,含4個不飽和雙鍵的脂肪酸不超過 1%[31]。西康扁桃油單不飽和脂肪酸主要是油酸且質量分數高達72.10%,多不飽和脂肪酸主要是亞油酸,其質量分數為18.60%,多不飽和脂肪酸中的亞麻酸質量分數僅為0.99%,且不含4烯脂肪酸(表2),主要脂肪酸含量均符合營養食用油和理想生物柴油原料的要求。說明西康扁桃油不僅具有較高的營養價值,而且還具有良好的能源價值,是一種極具開發潛力的營養保健油脂和生物柴油原料。另外,這次西康扁桃油脂肪酸組分檢出了微量的芥酸,在蒙古扁桃油和長柄扁桃油中也曾檢出過此成分[ 10,11,14]。芥酸能引起心肌脂肪積聚和血管壁增厚,不適于心臟病及高血壓患者,聯合國糧農組織與世界衛生組織規定食用菜籽油中芥酸的質量分數要低于5%[32]。西康扁桃種仁油芥酸質量分數(0.27%)遠低于這一規定,不影響西康扁桃油的營養價值和食用植物油的開發。

脂肪酸飽和程度是判斷食用植物油價值高低的重要參數特征。不飽和脂肪酸(USFA)對于人體生命活動及代謝起著重要的作用,不僅可以保持細胞膜的相對流動性,以保證細胞的正常生理功能,而且可預防高血壓、高血脂、糖尿病、皮膚糙病等疾病[6,10]。其中以油酸為主的單不飽和脂肪酸(MUFA)易于被人體吸收,可降低低密度脂蛋白膽固醇,預防心腦血管疾病[10,11],多不飽和脂肪酸(PUFA)是動物和人體維持健康所必需的物質[33],多不飽和脂肪酸中的亞油酸和亞麻酸是人體不能合成的必需脂肪酸,具有維持人體各種基本生理活動、營養腦細胞、調節植物神經、預防腦血栓和腦溢血等作用[10,11,33]。從表3可看出,西康扁桃油不飽和脂肪酸質量分數比較高,達92%以上,是一種不飽和脂肪酸含量高的植物油脂。和其他扁桃油相比(表3),西康扁桃油不飽和脂肪酸含量與普通扁桃油相近,比蒙古扁桃、長柄扁桃和野扁桃油略低。植物油中單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)的比例也非常重要,較高的單不飽和脂肪酸和較低的多不飽和脂肪酸比例有利于植物油的穩定性[30,34,35]。油脂中總不飽和脂肪酸(USFA)和總飽和脂肪酸(SFA)的比例也很重要,油脂中的總不飽和脂肪酸和總飽和脂肪酸的比值越大,表明這些油脂具有較高的營養價值和豐富的必須脂肪酸來源[30]。西康扁桃油單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)的比例接近3.7∶1,在5種扁桃油中比例居中;總不飽和脂肪酸(USFA)和總飽和脂肪酸(SFA)的比例接近14∶1,在5種扁桃油中比例居中并偏低(表3)。綜合來看,西康扁桃油是脂肪酸配比比較理想的食用植物油源。

表3 西康扁桃和其他扁桃油脂中重要脂肪酸參數特征/%

脂肪酸飽和程度也是判斷植物油脂是否符合生物柴油原料的重要參數特征。生物柴油原料不飽和程度對生物柴油的十六烷值、低溫流動性能和黏度起著極為重要的作用[25]。原料油不飽和程度對生物柴油主要理化指標的影響主要體現在三烯及三烯以上脂肪酸含量上,我國生物柴油原料油中三烯脂肪酸質量分數不得大于12%,四烯及四烯以上脂肪酸質量分數不得大于 1%[25]。西康扁桃種仁油三烯脂肪酸只有亞麻酸,質量分數為0.99%,且不含四烯及四烯以上脂肪酸(表2),滿足以上要求。生物柴油的質量主要由脂肪酸的組成決定,因為不同脂肪酸組成決定生物柴油的不同燃料特性,美國生物柴油標準對脂肪酸的碳鏈長度進行了規定,范圍在 C12～C22 可保證生物柴油的燃燒性能[31]。從表2可以看出,西康扁桃種仁油脂碳鏈長度為C16～C22,在C12～C22范圍中,符合美國生物柴油標準的要求。為了防止油脂固化,生物柴油中必須含有一定量的不飽和脂肪酸,高品質生物柴油的原料中應該具有較高的單元不飽和脂肪酸含量,但植物油脂脂肪酸不飽和度較大,氧化安全性較差[36],所以生物柴油原料必須含有少量的飽和脂肪酸。西康扁桃油飽和脂肪酸質量分數為6.62%,不飽和脂肪酸質量分數92.47%,其中單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸質量分數分別為72.88%和19.59%(表3),其脂肪酸組成符合理想生物柴油原料要含較高的單元不飽和脂肪酸質量分數(>30%)、少量的飽和脂肪酸(<30%)和一定量的多元不飽和脂肪酸的要求[10,31,36]。由此可見,西康扁桃種仁油是理想的生物柴油原料。同時,從表2和表3可看出,其他扁桃油的脂肪酸碳鏈長度、三烯及三烯以上脂肪酸含量以及飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸組成比例也都符合生物柴油原料的標準。這說明,扁桃亞屬植物都是有潛力的木本能源植物。

2.3 西康扁桃生物活性成分含量

植物油含有植物甾醇、維生素E、角鯊烯、類胡蘿卜素等多種生物活性物質[37],易被人體吸收,長期食用可降低膽固醇、預防心腦血管疾病,同時具有抗炎等功效[38]。其中,維生素E是生育酚的混合物,生育酚不但是天然的抗氧化劑,而且具有重要的生理活性功能[18,39]。從表4可看出,西康扁桃油富含維生素E,其含量高達 359.90 mg/kg。但與蒙古扁桃和長柄扁桃油的維生素E含量相比[11,13,18],西康扁桃油含量相對較低。經典理論認為α-生育酚是活性最高,營養效價最好的 VE,而近年來一些研究表明,γ-生育酚可能是VE實際上的心血管保護成分,并有抗癌和防癌作用[27]。從表4可看出,西康扁桃油的α-生育酚含量(28.10 mg/kg)不太高,但γ-生育酚的含量(331.80 mg/kg)較高,其維生素 E主要以γ-生育酚的形式存在。相比之下(表4),長柄扁桃油維生素 E的組成與西康扁桃相似,都是以γ-生育酚的形式存在,而蒙古扁桃油相差較大,其不僅含有較高的α-生育酚和(β+γ)-生育酚,還含有很高的δ-生育酚,而且維生素 E總含量非常高。

表4 西康扁桃油與其他扁桃油部分生物活性物質含量比較/mg/kg

生育酚、角鯊烯等為天然抗氧化劑[38]。由于角鯊烯具有重要的醫療、美容等方面的作用,近些年來,角鯊烯以藥物研發中潛在結合物而被廣泛認知[37]。西康扁桃油富含角鯊烯,其質量分數高達450.10 mg/kg,比景璐璐等[37]研究的8 種大宗油料油脂中除橄欖油、花生油和7 種特色油料油脂中除米糠油和芝麻油外的10多種植物油脂的角鯊烯含量都高。多酚是一種廣泛存在于植物源食品中的生物活性物質,具有良好的抗氧化、抗腫瘤、緩解抑郁、調節膽固醇水平和延緩心腦血管疾病等生理功能,具有潛在的促進人體健康作用[40]。西康扁桃油多酚質量分數為15.50 mg/kg,含量相對較低。總體來看,西康扁桃油含有多種生物活性物質,而且維生素E和角鯊烯含量較高,其油穩定性好,而且具有較高的營養保健價值。

3 結論

西康扁桃種仁油脂理化性質優良,脂肪酸組成合理,不飽和脂肪酸含量高,富含多種生物活性物質,具有較高的營養價值和生物能源價值,且主要理化指標符合國家食用植物油安全標準和林業行業生物柴油用油脂標準,具有開發食用保健油和生物柴油的潛力,可作為我國北方新型木本油料作物資源和能源樹種。但研究僅從原料角度分析了西康扁桃種仁油的主要理化性質、脂肪酸組成及含有的部分生物活性成分,而且其部分性質會在加工的過程中發生改變,從而影響食用油和生物柴油的品質。因此,如將西康扁桃種仁油開發成營養保健食品和生物柴油,還有一些理化性質、化學成分、營養成分以及急性和慢性毒理等有待檢測和進一步明確,對加工過程中的各項指標還需做進一步的研究,為其成為食用油和生物柴油的進一步開發研究提供參考。