您好,歡迎來到中國油脂網 !
微信公眾號
微信公眾號
手機版
手機版

冷榨法和水酶法提取對山核桃油活性成分的影響

發布日期:2022-04-06 17:36來源:中國油脂作者:李晴(lkmoo上傳)點擊次數:

  山核桃(Carya cathayensis Sarg.)又稱小核桃、山哈,系胡桃科山核桃屬木本油料作物\[1\]。山核桃主產于浙皖交界的昌化山區,其中安徽省寧國市和浙江省杭州市臨安區是主要種植區,其產量接近全國的90%\[2\]。山核桃仁含油量高達53%~69%,其油脂含多酚、黃酮、維生素E、角鯊烯、β-谷甾醇等多種活性成分,因此山核桃長期以來備受大眾歡迎。 近年來對山核桃油的研究多著眼于營養成分、品質控制技術及功能性開發等方面,而不同提取方法對山核桃油活性成分影響各異\[3\],如何選擇可以更好地保留其中活性成分的油脂提取方法就顯得尤為重要。植物油的提取方法有壓榨法、超臨界CO2萃取法、有機溶劑浸出法、微波-超聲輔助提取法和水酶法等。這些提取方法中,壓榨法是較為常見的提取方法,其中低溫冷榨法更具綠色、無污染、營養價值保留度高的優點\[4\]。水酶法作為安全環保的新興油脂提取技術,符合當下低碳環保、綠色安全、環境友好的發展理念與趨勢,具有顯著的優勢和潛力,目前水酶法提取油茶籽油已有工業化應用\[5\]。 本研究利用冷榨法和水酶法提取山核桃油,對比分析這兩種提取方法對山核桃油總多酚、總黃酮、維生素E、角鯊烯、β-谷甾醇含量和脂肪酸組成及含量的影響,以期為山核桃油的綠色提取、合理利用和深加工等領域提供技術參考和理論基礎。
     1材料與方法
     1.1實驗材料
     1.1.1原料與試劑 山核桃,產自浙江省杭州市臨安區,手工剝殼取仁,置于-60 ℃超低溫冰箱,保存待用;木瓜蛋白酶(6 000 U/mg,最適反應溫度50~60 ℃,最適pH 4.8~6.2),國藥集團化學試劑有限公司;沒食子酸(99%)、蘆?。?7%)、維生素E(97%)、角鯊烯(98%)、β-谷甾醇(97%)標準品和脂肪酸甲酯混標,上海源葉生物科技有限公司;福林酚(BR),上海麥克林生化科技有限公司;碳酸鈉、無水乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、氯化鈉、氫氧化鉀、石油醚、無水硫酸鎂、二氯甲烷、苯均為分析純,上海凌峰化學試劑有限公司;甲醇、乙腈均為色譜純,上海麥克林生化科技有限公司。
     1.1.2儀器與設備 BS200S-WE1電子天平;MJ-PB80 Easy 218攪拌機;DHG-9146 A電熱恒溫鼓風干燥箱;DD85G種子榨油機,德國KOMET公司;MDF-U32V(N)超低溫冰箱;BCD-207 AK冰箱;RE-52AA旋轉蒸發器;LXJ-HB飛鴿低速大容量離心機;循環水式多用真空泵;DK-8 B型電熱恒溫水浴鍋;UV-1800紫外/可見分光光度儀、LC-2030C 3D Plus高效液相色譜儀,日本島津株式會社;7890 B氣相質譜聯用儀,安捷倫科技有限公司。
     1.2實驗方法
     1.2.1山核桃油的提取 將山核桃仁于40 ℃烘干至水分含量3%~5%,待提油。 冷榨法:設置榨油機溫度100 ℃、轉頭D15、轉速20 r/min榨取粗油,靜置72 h后過濾除去殘渣,放置于深色玻璃容器中并以錫紙包裹,4 ℃避光儲藏,備用。 水酶法:參考錢浩杰等\[6\]的方法并進行了改良。山核桃仁經粉碎機粉碎,過0.3 mm(50目)篩,按料液比1∶ 5加入蒸餾水充分混勻,調節pH至62,放入505 ℃水浴鍋中預熱1 h,加入占山核桃原料質量0.20%的木瓜蛋白酶后,在50.5 ℃酶解150 min,于100 ℃煮沸滅酶10 min,以4 800 r/min離心30 min后分離料液,液體層和固體層分別用適量石油醚進行萃取,收集萃取液于40 ℃進行旋轉蒸發回收石油醚,所得粗油置于深色玻璃容器,敞口于常溫下放置24 h使石油醚充分揮發后以錫紙包裹,4 ℃避光儲藏,備用。 以所得油脂質量占山核桃仁質量計算山核桃油得率。
     1.2.2總多酚和總黃酮含量測定 總多酚含量測定采用Folin-Ciocalteu法。準確稱取10 mg沒食子酸標準品,加無水乙醇定容至100 mL配制成100 mg/L的標準溶液,吸取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mL的沒食子酸標準溶液分別置于25 mL容量瓶中,加入25 mL Folin-Ciocalteu顯色劑搖勻,避光后,加入5 mL 5%碳酸鈉溶液,加無水乙醇定容,在40 ℃下放置30 min,在750 nm處測定其吸光值。以沒食子酸質量濃度(X)為橫坐標,吸光值(Y)為縱坐標繪制標準曲線,得到的曲線回歸方程為Y=0.105 5X+0.004 5,相關系數(R2)為0.999 4。配制一定質量濃度的樣品溶液,加入Folin-Ciocalteu顯色劑,按上述方法測定吸光值,帶入標準曲線回歸方程中,計算總多酚含量,結果以沒食子酸質量計。 總黃酮含量測定采用硝酸鋁絡合分光光度法。精密稱取蘆丁標準品20 mg,加入60%乙醇定容至200 mL配制成100 mg/L的標準溶液。分別吸取0、1、2、3、4、5、6 mL的蘆丁標準溶液于25 mL容量瓶中,加入60%乙醇至6 mL,加入1 mL 5% NaNO2溶液搖勻,靜置6 min,加入1 mL 10%Al(NO3)3溶液搖勻,靜置6 min,加入10 mL 4%NaOH溶液搖勻,加入60%乙醇定容,放置15 min,在509 nm波長處測定其吸光值。以蘆丁質量濃度(X)為橫坐標,吸光值(Y)為縱坐標繪制標準曲線,得到的曲線回歸方程為Y=11.022 3X+0.000 5,相關系數(R2)為0.999 4。配制一定質量濃度的樣品溶液,加入NaNO2溶液,按上述方法測定吸光值,帶入標準曲線方程中,計算總黃酮含量,結果以蘆丁質量計。
     1.2.3維生素E、角鯊烯和β-谷甾醇含量測定 標準溶液的制備:分別精密稱取維生素E、角鯊烯和β-谷甾醇標準品100 mg置于50 mL容量瓶中,用甲醇溶解定容,配成質量濃度為2.0 mg/mL 的標準溶液。加入甲醇分別稀釋為0、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 mg/mL的質量濃度梯度。進高效液相色譜儀,在各自的HPLC條件下進行測定,繪制質量濃度(X)與峰面積(Y)關系曲線。得出在0~1.0 mg/mL范圍內維生素E、角鯊烯與β-谷甾醇的含量分別與其峰面積呈良好線性關系,回歸方程分別為Y=2 495 037.670 5X+22 694.311 4、Y=14 158 844.726 7X+4 973.559 1和Y=1 545 486.702 1X-9 411.714 3,相關系數(R2)分別為0.999 8、0999 7和0.999 8。 維生素E含量測定:稱取山核桃油0.1 g(精確到0.1 mg),置于50 mL離心管中,加入適量甲醇,利用旋渦振蕩器振蕩3 min,加入甲醇定容,以4 000 r/min離心5 min,取上清液過0.22 μm有機微孔濾膜,進行HPLC測定\[7\]。將測定結果代入標準曲線回歸方程中,計算山核桃油維生素E含量。HPLC條件:C18色譜柱(4.6 mm×150 mm,5 μm);流動相為甲醇,流速1.0 mL/min;PDA檢測器;進樣量10 μL;柱溫30 ℃;檢測波長290 nm。 角鯊烯含量測定:參考劉麗婉\[8\]的方法稍作修改。稱取0.1 g山核桃油,置于250 mL燒杯中,加入50 mL 2 mol/L氫氧化鉀-乙醇溶液混勻,在70 ℃恒溫水浴鍋中皂化反應50 min,冷卻至室溫后,轉移至500 mL分液漏斗,加入50 mL石油醚,振蕩混勻3 min,靜置分層,取上層石油醚相;再用50 mL石油醚分別萃取下層水相2次,合并所有的石油醚相,用超純水洗滌石油醚相至中性,經無水硫酸鎂脫水,于40 ℃旋轉蒸發至近干,用1 mL乙腈溶解過0.22 μm有機微孔濾膜,進行HPLC測定。將測定結果代入標準曲線回歸方程,計算山核桃油中角鯊烯含量。HPLC條件:C18色譜柱(4.6 mm×150 mm,5 μm);流動相為乙腈-甲醇(體積比60∶ 40),流速1.0 mL/min;PDA檢測器;進樣量10 μL;柱溫30 ℃;檢測波長210 nm。 β-谷甾醇含量測定:以邱豐艷等\[9\]的方法為基礎稍加修改。精確稱取山核桃油0.1 g置于容量瓶中,加入10 mL 2 mol/L氫氧化鉀-乙醇溶液,于70 ℃水浴加熱皂化180 min,再加入10 mL飽和氯化鈉溶液,將皂化液轉移至500 mL分液漏斗,利用石油醚對皂化液提取3次,每次加石油醚50 mL,于4 000 r/min離心10 min。將上層的石油醚相合并,用超純水洗至中性,經無水硫酸鎂脫水過濾后,旋轉蒸發將料液蒸干,得到的不皂化物按體積比1∶ 9加入二氯甲烷-甲醇溶液(體積比1∶ 1)溶解,轉移至50 mL容量瓶定容,過0.22 μm有機微孔濾膜,進行HPLC測定。將測定結果代入標準曲線回歸方程,計算山核桃油β-谷甾醇含量。HPLC條件:C18色譜柱(4.6 mm×150 mm,5 μm);流動相為甲醇-水(體積比98.5∶ 1.5),流速1.0 mL/min;PDA檢測器;進樣量10 μL;柱溫35 ℃;檢測波長210 nm。
     1.2.4脂肪酸組成及含量測定 稱取0.1 g(精確到0.1 mg)山核桃油,置于25 mL具塞試管,加入3 mL石油醚-苯(體積比1∶ 1)溶液,于40 ℃恒溫水浴30 min,冷卻后加入2 mL 04 mol/L氫氧化鉀-乙醇溶液渦旋混合均勻,沿試管壁加入3.5 mL飽和氯化鈉溶液,靜置待分層,取上清液過0.22 μm有機微孔濾膜,進行GC-MS測定\[10\]。GC-MS條件:Agilent DB-FFAP型毛細管色譜柱(30 mm×0.25 mm,0.25 μm);柱流量0.5 mL/min;進樣口溫度250 ℃;載氣為高純氦氣;升溫程序為初始柱溫80 ℃,保持1 min,以15 ℃/min升溫到170 ℃,保持6 min,再以10 ℃/min升溫到220 ℃,保持15 min;進樣量1 μL;分流比20∶ 1;EI離子源,離子源溫度230 ℃;電離電壓70 eV;電子倍增電壓980 V;質荷比范圍50~550;掃描速率5次/s,全掃描模式。 利用保留時間結合NIST 2014標準質譜庫檢索進行定性,采用峰面積歸一化法定量。
     1.2.5數據處理 每組實驗重復3次,數據以“平均值±標準差”表示。采用SPSS(Version 25.0 for Windows,SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)進行方差分析(ANOVA),采用Tukey檢驗確定均值之間的顯著性差異(P<005)。
     2結果與分析
     2.1提取方法對山核桃油得率的影響(見表1)

image.png

注:同行數據右肩不同小寫字母表示差異顯著(P<005)。下同 由表1可看出,冷榨法的山核桃油得率顯著高于水酶法的(P<0.05)。冷榨法工藝簡單,出油快、效率高、損耗小,影響得率因素僅有物料水分和榨油溫度\[11\];而水酶法工藝復雜,耗時長,可誘發失油因素多,如物料破碎度過高\[12\]、酶解溫度不適\[13\]、酶解時間過長\[14\]等,本實驗由于物料破碎度過高,致使其乳化現象嚴重,導致水酶法山核桃油得率顯著低于冷榨法(P<0.05)。
     2.2提取方法對山核桃油中總多酚和總黃酮含量的影響 兩種方法提取的山核桃油總多酚和總黃酮含量對比結果見表2。

image.png

山核桃油中總多酚和總黃酮具有廣泛的生物活性,可起到良好的保護心血管、抗衰老、抗腫瘤及抑菌等作用\[15-16\]。由表2可看出,冷榨法提取的山核桃油中總多酚和總黃酮含量均顯著高于水酶法(P<0.05)。水酶法提油過程中總多酚和總黃酮可能受酸堿、酶解溫度、酶解時間的影響而發生降解。
     2.3提取方法對山核桃油中維生素E、角鯊烯和β-谷甾醇含量的影響 兩種方法提取的山核桃油中維生素E、角鯊烯與β-谷甾醇含量對比結果見表3。

表3兩種方法提取的山核桃油中維生素E、角鯊烯
     和β-谷甾醇含量對比

image.png

維生素E、角鯊烯和β-谷甾醇作為天然營養成分,是山核桃油中的微量脂質伴隨物。維生素E具有抗氧化、抗癌、增強機體免疫力等功能,角鯊烯具有抗疲勞、抗衰老、抗腫瘤等功能\[17\],β-谷甾醇具有降低膽固醇、預防癌癥、防治心血管疾病功能\[18\]。這3種活性成分含量的高低受其自身在油脂中的溶解程度以及熱耐受程度影響。由表3可看出,冷榨法山核桃油的維生素E含量顯著高于水酶法山核桃油(P<0.05),而角鯊烯和β-谷甾醇含量顯著低于水酶法山核桃油(P<0.05),這可能與水酶法對油料的破碎程度高更有利于活性成分的溶出有關。維生素E是評價油脂抗氧化性能的重要指標,冷榨法山核桃油中高維生素E含量可能更有利于其保質期的延長\[19\]。
     2.4提取方法對山核桃油中脂肪酸組成及含量的影響 圖1為兩種方法提取的山核桃油的脂肪酸GC-MS圖,表4為兩種方法提取的山核桃油的脂肪酸含量。

image.png

image.png

 由表4可看出:冷榨法山核桃油共檢出11種脂肪酸,以油酸含量最高,為56.32%,其次是亞油酸,含量為25.42%,不飽和脂肪酸總量為90.93%,而飽和脂肪酸總量為9.41%;水酶法山核桃油共檢出8種脂肪酸,以油酸含量最高,達59.05%,其次是亞油酸,含量為26.00%,不飽和脂肪酸總量高達9409%,而飽和脂肪酸總量僅為5.74%。冷榨法山核桃油的脂肪酸種類多于水酶法,其中山崳酸、木蠟酸、DHA未在水酶法山核桃油中檢出,原因可能是水酶法提取油脂步驟多,因時間、溫度和酶等各種因素造成流失。兩種提取方法山核桃油中除亞麻酸含量之間無顯著性差異(P>0.05)外,其他脂肪酸含量之間均有顯著性差異(P<0.05)。 脂肪酸是油脂營養價值高低的重要評判依據,人體攝入飽和脂肪酸過高會導致血膽固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)升高,繼發引起動脈管腔狹窄,形成動脈粥樣硬化,增加患冠心病的風險\[20\];不飽和脂肪酸在降低膽固醇、預防和緩解心腦血管疾病、糖尿病和肥胖癥方面具有重要功效,還能使血液的黏稠度減小,其中油酸和亞油酸是主要的功能因子\[21\]。冷榨法山核桃油的飽和脂肪酸以花生酸含量最高,其次為肉豆蔻酸,而水酶法山核桃油的飽和脂肪酸以棕櫚酸含量最高,其次是肉豆蔻酸;兩種山核桃油的不飽和脂肪酸均以油酸、亞油酸和亞麻酸為主。水酶法山核桃油的棕櫚酸和棕櫚油酸含量顯著高于冷榨法的,可用于化學乳化劑、工業潤滑劑等。冷榨法山核桃油的花生酸和肉豆蔻酸含量顯著高于水酶法的,可適用于工業用洗滌劑、香料溶劑等。
     3結論 冷榨法山核桃油得率顯著高于水酶法的,其總多酚、總黃酮、維生素E含量顯著高于水酶法的,而角鯊烯和β-谷甾醇含量顯著低于水酶法的。冷榨法山核桃油共檢出11種脂肪酸,水酶法山核桃油共檢出8種脂肪酸,未檢出山崳酸、木蠟酸、DHA,但兩種方法提取的山核桃油中不飽和脂肪酸總量均達到90%以上。根據脂肪酸種類及含量的差異,兩種方法提取的山核桃油可用于不同的用途。
     參考文獻:
     \[1\] 褚朝森,周梅生,顧明華,等.鮮食核桃油的超聲輔助萃取及其成分分析\[J\].食品工業,2020,41(5):183-187.
     \[2\] 楊惠思,趙科理,葉正錢,等.山核桃品質對產地土壤養分的空間響應\[J\].植物營養與肥料學報,2019,25(10):1752-1762.
     \[3\] 張麗,陳計巒,宋麗軍,等.提取方法對核桃油理化特性及其脂肪酸組成的影響\[J\].糧油加工,2010(7):23-26.
     \[4\] ILGIN D, HILAL U H, OGUZ U, et al. Prediction of chemical parameters and authentication of various cold pressed oils with fluorescence and mid-infrared spectroscopic methods\[J/OL\]. Food Chem,2021,345:128815\[2021-02-20\].https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128815.
     \[5\] 李木子.全球首條水酶法油茶籽油生產線投產\[J\].農產品加工,2013(2):74.
     \[6\] 錢浩杰,郜海燕,穆宏磊,等.水酶法提取山核桃油脂工藝研究\[J\].核農學報,2017,31(7):1365-1373.
     \[7\] 劉翠紅,陳科,姚雪清,等.不同液相色譜儀測定辣椒油中維生素E的含量分析\[J\].中國藥物經濟學, 2016,11(11): 23-26.
     \[8\] 劉麗婉.高效液相色譜法測定山茶油中角鯊烯的含量\[J\].現代食品,2017(11):84-85.
     \[9\] 邱豐艷,丁力,曹紅云.高效液相色譜法測定油脂中β-谷甾醇的含量\[J\].中國油脂,2014,39(7):91-95.
     \[10\] FERRUH A, BUSRA A, UYSAL A G, et al. Fatty acid methyl ester analysis of Aspergillus fumigatus isolated from fruit pulps for biodiesel production using GC-MS spectrometry\[J\]. Bioengineered,2020,11(1):408-415.
     \[11\] 梁靜,高鵬龍,李昕宇,等.正交試驗優化冷榨紅花籽油脫色工藝的研究\[J/OL\].吉林農業大學學報,2020:1-5\[2021-02-04\].https://doi.org/10.13327/j.jjlau.2020.5435.
     \[12\] 劉霞.葡萄籽油的提取方法綜述\[J\].河西學院學報,2020,36(5):69-73.
     \[13\] 沈玉平,周旭,張祖姣,等.水酶法提取油脂研究進展\[J\].中國油脂,2021,46(2):14-19.
     \[14\] 周龍正,陳復生,趙自通,等.水酶法同步提取花生油和蛋白研究進展\[J\].食品研究與開發,2018,39(20):219-224.
     \[15\] 鄔文艾琳,張杰,陳偉圣,等.基于NLRP3炎癥信號通路探討山核桃葉總黃酮抗高尿酸血癥作用機制研究\[J\].中國衛生檢驗雜志,2019,29(13):1543-1546,1550.
     \[16\] 郜海燕,李興飛,陳杭君,等.山核桃多酚物質提取及抗氧化研究進展\[J\].食品科學,2011,32(5):336-341.
     \[17\] 李文,王偉,關榮發,等.橄欖油中角鯊烯組分功能特性及其研究進展\[J\].食品研究與開發,2020,41(6):218-224.
     \[18\] 陳元堃,曾奧,羅振輝,等.β-谷甾醇藥理作用研究進展\[J\].廣東藥科大學學報,2021,37(1):148-153.
     \[19\] 段雨劼,肖麗佳,李理,等.火麻油、山茶油和維生素E混合物對大小鼠抗氧化作用的研究\[J\].實用預防醫學,2021,28(1):70-73.
     \[20\] 王貴芳,相昆,穆清泉,等.核桃群體核仁脂肪酸組成分析\[J\].山東農業科學,2021,53(2):7-13.
     \[21\] 王魯黔.山核桃仁中脂肪酸分析和多肽的制備及活性研究\[D\].杭州:浙江工業大學,2019.

上一篇:沒有了
下一篇:九香蟲油脂提取條件優化及體外抗乳腺癌活性研究
發表評論
請自覺遵守互聯網相關的政策法規,嚴禁發布色情、暴力、反動的言論。
評價:
用戶名: 驗證碼: 點擊我更換圖片
最新評論 進入詳細評論頁>>
關于我們 聯系方式 法律聲明 投稿須知
性夜影院爽黄e爽