李光輝，F(xiàn)EILIANA Tandiono，陳佳子，葉耀坤，劉 華，王 瑛，汪 勇

(1.暨南大學(xué) 食品科學(xué)與工程系，廣東高校油脂生物煉制工程技術(shù)研究中心，廣州 510632；2.暨南大學(xué)-薩斯喀切溫大學(xué)“油料生物煉制與營養(yǎng)”聯(lián)合實驗室，廣州 510632；3.廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院， 廣州 510010)

油脂加工

原生態(tài)椰子油不同提取方法下理化特性比較研究

李光輝1，2，F(xiàn)EILIANA Tandiono1，2，陳佳子1，2，葉耀坤1，2，劉 華3，王 瑛1，2，汪 勇1，2

(1.暨南大學(xué) 食品科學(xué)與工程系，廣東高校油脂生物煉制工程技術(shù)研究中心，廣州 510632；2.暨南大學(xué)-薩斯喀切溫大學(xué)“油料生物煉制與營養(yǎng)”聯(lián)合實驗室，廣州 510632；3.廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院， 廣州 510010)

采用濕磨加工、干法加工、熱處理和酶解法從椰子中提取原生態(tài)椰子油(VCO)，利用氣相色譜儀、油脂氧化穩(wěn)定性測定儀、差示掃描量熱儀對VCO進行了理化特性的研究，并與商業(yè)椰子油進行對比。同時利用酶解法提取的VCO與商業(yè)棕櫚油的抗氧化性進行比較。結(jié)果表明：VCO的脂肪酸組成以飽和脂肪酸為主，約為90%左右，酶解法提取的VCO的飽和脂肪酸含量高達95.1%，干法加工提取的VCO具有較高的不飽和脂肪酸，其中油酸含量較高；酶解法提取的VCO的氧化誘導(dǎo)時間差異顯著，在140℃下的氧化誘導(dǎo)時間最長，達 7.5 h，且顯著長于棕櫚油的，酶解法提取的VCO氧化穩(wěn)定性最好；VCO熔點范圍和結(jié)晶溫度范圍分別為25～26℃和-10～10℃。

原生態(tài)椰子油；抗氧化活性；氧化誘導(dǎo)時間

原生態(tài)椰子油(Virgin coconut oil，VCO)是利用天然加工法或機械法，加熱或不加熱，不使用精煉、漂白或除臭等化學(xué)方法從新鮮椰肉中提取的椰子油[1-2]。這些溫和的提取方法使得VCO中維生素E、植物甾醇和多酚類化合物等營養(yǎng)成分的損失極大降低，提供了令人愉快的椰奶香味，因其含有更多的活性成分，使得價格越來越昂貴[3]。VCO可通過多種方法提取，主要分為濕法加工、干法加工和酶解法。近年來研究了利用亞臨界和超臨界CO2萃取VCO的工藝[4]。Nevin等[5-6]采用濕法加工，將成熟的鮮椰肉破碎成漿，用紗布包裹進行壓榨，冷藏48 h后再于恒溫烘箱中加熱，得到的椰子油用粗棉布過濾后制得VCO。菲律賓椰子署(PCA)的研究人員發(fā)明了一項新的濕法提取椰子油技術(shù)(PCA技術(shù))，即從制備的椰肉殘渣中萃取椰子油。由于椰肉殘渣仍含有36%～48%的油脂，因此可再次加工成椰子粉和提取VCO，可回收約40%的椰子粉和提取38%的VCO[7]。傳統(tǒng)干法加工以椰粉為原料，進行壓榨、磨碎和萃取等工藝制得VCO，近年來干法加工已發(fā)展成為冷榨與溶劑提取相結(jié)合的方法，所得椰子油質(zhì)量不高，但出油率較高[2]。澳大利亞的 Dan Etherington 博士采用新的DME (Direct micro expelling)技術(shù)進行干法加工，與一般的干法加工不同的是，將磨碎的椰肉干燥至合適的水分含量[8]。酶解法則是通過酶解對椰奶中的油脂化合物進行分解，從而使得椰子油與蛋白質(zhì)等化合物分離，同時加快乳化狀態(tài)中椰子油的分離，進而獲得VCO[2]。夏秋瑜等[9]利用纖維素酶酶解椰奶制備VCO，提取率達到92.9%。

目前文獻所用到的提取方法和獲得的VCO性能指標較為單一，本試驗通過不同的方法提取VCO，采用氣相色譜儀、Rancimat 743油脂氧化穩(wěn)定性測定儀、差示掃描量熱儀(DSC)分別測定不同提取方法下VCO的脂肪酸組成、抗氧化性能及熱力學(xué)特性，初步確定不同提取方法對VCO指標和性能差異的影響。由于椰子和棕櫚同屬于棕櫚科植物且脂肪酸類型主要為飽和脂肪酸[10]，因此本研究對酶解法制備的VCO與商業(yè)棕櫚油抗氧化活性進行分析，為后續(xù)VCO在食品中的應(yīng)用研究提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

市售新鮮椰子，市售椰子粉，商業(yè)椰子油(康納油脂有限公司)，市售商業(yè)棕櫚油。α-淀粉酶(諾維信(中國)生物技術(shù)有限公司)，三氟化硼(BF3)甲醇溶液(上海安普科學(xué)儀器有限公司)，0.1 mol/L NaOH標準溶液，其他常規(guī)試劑均為分析純。

Rancimat 743油脂氧化穩(wěn)定性測定儀，瑞士萬通Metrohm公司；2010 Plus氣相色譜儀，日本島津科技有限公司；DSC1差示掃描量熱儀、HR-120電子天平，梅特勒托利多公司； HH-4恒溫水浴鍋；HC- 2158離心機；榨汁機；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器。

1.2 試驗方法

1.2.1 VCO的提取

1.2.1.1 濕磨加工法

濕磨加工法是直接從新鮮的原生態(tài)椰肉中提取椰子油的方法。首先對新鮮椰子進行榨汁粉碎以獲得椰肉，稱取150.0 g椰肉并壓榨出椰奶，轉(zhuǎn)移至廣口瓶中，密封靜置24 h后，椰奶和椰子油將會分離，在廣口瓶頂部會出現(xiàn)油乳層，將油乳層在12 000 r/min下離心15 min得到VCO。

1.2.1.2 干法加工法

稱取150.0 g市售椰子粉放入榨汁機中并添加200 mL水與之混合，對椰子粉進行反復(fù)榨汁，直到椰汁從纖維中分離，然后轉(zhuǎn)移至燒杯中并加入50.0 mL水，靜置24 h或在12 000 r/min下離心15 min，椰子油將會在燒杯頂部與椰奶分離。

1.2.1.3 熱處理法

將150.0 g磨碎的新鮮椰子與150.0 mL熱水(75～80℃)混合，在粗棉布中進行擠壓獲得椰奶，在恒溫磁力攪拌器80～90℃下以400 r/min恒定攪拌，蒸發(fā)水分直到變成棕色；將該椰奶混合物冷卻后在12 000 r/min下離心15 min得到VCO。

1.2.1.4 酶解法

將150.0 g磨碎的新鮮椰子與150.0 mL熱水混合，在粗棉布中進行擠壓獲得椰奶，并將其置于燒杯中加熱到90℃保持30 min，放置冷卻。殘留物與600.0 mL水混合1 min(用玻璃棒不斷攪拌)，用0.1 mol/L NaOH標準溶液調(diào)節(jié)pH為中性，并放置在50℃水浴中添加0.1%α-淀粉酶進行反應(yīng)，30 min后把混合物移至粗棉布中進行擠壓獲得椰奶，并與之前的椰奶進行混合，靜置1 h后，取上部的油乳層在12 000 r/min下離心15 min得到VCO。

1.2.2 脂肪酸組成測定

甲酯化參照GB/T 17376—2008，樣品經(jīng)BF3甲醇快速甲酯化處理后進行氣相色譜分析，并參照Zhang等[11]氣相色譜條件分析脂肪酸組成。

色譜條件：DB-wax毛細管柱(10 m×0.1 mm×0.1 μm)；進樣量1.0 μL；進樣口溫度和檢測器溫度均為240℃，分流比50∶1，壓力450 kPa；載氣為高純氮氣，流速為0.17 mL/min；柱箱升溫程序為初始溫度50℃，以3℃/min升至65℃，再以30℃/min升至100℃后保持1 min，最后以40℃/min升至240℃后保持1 min。

1.2.3 抗氧化性能的測定

利用Rancimat 743油脂氧化穩(wěn)定性測定儀對不同提取方法得到的VCO進行測定。準確稱量3.0 g樣品于反應(yīng)池試管中，接收槽加入50.0 mL超純水，組裝好反應(yīng)容器，設(shè)定加熱溫度為120～140℃，進氣流量10 L/h。同時為了加快試驗的測定，在較高的溫度下向油脂中通入氧氣或空氣，以加速油脂的氧化進程。

1.2.4 熱力學(xué)特性的測定

利用差示掃描量熱儀(DSC)分析樣品的熔化與結(jié)晶特性。稱取樣品9.0～ 11.0 mg于鋁坩堝內(nèi)加蓋密封，并以空坩堝作為參比?？販爻绦驗椋撼跏紲囟?5℃，以40℃/min升溫至80℃并保持10 min；以5℃/min的速率降溫至-50℃并保持10 min，再以5℃/min的速率升溫至80℃，高純氮氣流速為45 mL/min。通過動態(tài)的升溫過程，得到樣品的熔融結(jié)晶曲線。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析

每次試驗至少進行3次重復(fù)。數(shù)據(jù)選用Matlab7.0軟件對氧化穩(wěn)定性進行方程擬合和SPSS16.0軟件分析，數(shù)據(jù)間的差異性在顯著性0.05水平進行比較。

2 結(jié)果與討論

2.1 脂肪酸組成(見表1)

由表1可知，VCO中所含脂肪酸包括辛酸(C8∶0)、癸酸(C10∶0)、月桂酸(C12∶0)、豆蔻酸(C14∶0)、棕櫚酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1)、亞油酸(C18∶2)等，主要以飽和脂肪酸為主，富含月桂酸，其次是豆蔻酸、棕櫚酸；其中中碳鏈脂肪酸(C8～C12)含量最高達60.5%，月桂酸含量最高達47.9%，幾乎占脂肪酸總量的50.0%，這與國外報道的VCO脂肪酸組成一致[5]。不同提取方法的VCO與商業(yè)椰子油比較，飽和脂肪酸含量均達到90.0%左右且差異性不顯著，最高為酶解法提取的VCO，其飽和脂肪酸含量可達95.1%；干法加工提取的VCO與其他方法提取的VCO進行對比，不飽和脂肪酸含量較高，達到11.6%，與商業(yè)椰子油和其他方法提取的VCO差異性顯著；同時，干法加工提取的VCO中油酸含量達9.3%，顯著高于商業(yè)椰子油及其他3種方法提取的VCO；對于濕磨加工和干法加工所提取的VCO中，棕櫚酸含量都有顯著提高，分別為14.2%和12.3%；同時可以發(fā)現(xiàn)，熱處理法和酶解法提取的VCO與商業(yè)椰子油各脂肪酸的含量(C18∶1除外)相比無顯著差異。

表1 椰子油脂肪酸組成及含量 %

注：同一列的不同字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

2.2 氧化穩(wěn)定性

氧化誘導(dǎo)曲線由儀器自動積分分析(見圖1)，以誘導(dǎo)時間突變點(拐點)為反應(yīng)終點，得到氧化誘導(dǎo)時間(IP)。測定過程中，油脂氧化形成揮發(fā)性有機酸，當將有機酸導(dǎo)入有Zn～Cu電極的純凈水中，測量池中溶液的電導(dǎo)率發(fā)生改變，以此自動評估IP。油脂的IP與抗氧化能力(氧化穩(wěn)定性)密切相關(guān)，因此可以通過測量油脂的IP來評價其氧化穩(wěn)定性[12]。溫度越低，油脂越不容易發(fā)生氧化反應(yīng)，IP會越長，樣品越穩(wěn)定[13]。

圖1 不同溫度商業(yè)椰子油氧化誘導(dǎo)時間

本試驗測定商業(yè)椰子油及不同方法提取的VCO的IP。按照反應(yīng)速率常數(shù)k的定義式，以IP為界，按照最小二乘法原則，對兩段函數(shù)進行數(shù)學(xué)模型擬合，得到IP與電導(dǎo)率之間的擬合方程如下：

(1)

式中：a、b分別為擬合常數(shù)，x為氧化誘導(dǎo)時間(IP)，f1(x)為電導(dǎo)率。

因為f1(x)為指數(shù)型分段函數(shù)，所以對f1(x)再進行分段線性擬合，得到擬合函數(shù)f2(x)，即求得速率常數(shù)k(式2)，其中c為常數(shù)。

(2)

由圖1可見，氧化溫度升高時(120℃升高至140℃)，IP縮短(29.9 h縮短至6 h)，速率常數(shù)k增大(1.08E-05增大至1.11E-04)。由于Rancimat 743油脂氧化穩(wěn)定性測定儀的最佳測定時間在3～8 h，所以選取140℃進行試驗，結(jié)果見表2。

表2 椰子油的氧化誘導(dǎo)時間(140℃)

由表2可知，酶解法提取的VCO的IP差異顯著，總體來看椰子油都有較高的抗氧化活性，這與Zhao等[14-15]的研究有著相同的結(jié)論。VCO氧化穩(wěn)定性由強到弱依次為：酶解法>濕磨加工>熱處理法>干法加工。同時，酶解法提取的VCO的IP為7.5 h，顯著長于商業(yè)椰子油的IP，可能是由于酶解法提取的VCO中存在較多的抗氧化成分(維生素A、茶多酚、類胡蘿卜素和黃酮等)發(fā)揮了作用[16-17]；而其他方法提取的VCO與商業(yè)椰子油的IP差異性不顯著。

在Rancimat法測定中，亞麻籽油在110℃的IP為1.0 h，120℃大豆油的IP為3.8 h，140℃菜籽油的IP為3.1 h，均低于椰子油的IP。

2.3 酶解法提取的VCO與商業(yè)棕櫚油氧化穩(wěn)定性對比

對酶解法提取的VCO和商業(yè)棕櫚油的氧化穩(wěn)定性進行對比分析，結(jié)果見表3。

表3 酶解法提取的VCO與商業(yè)棕櫚油的氧化誘導(dǎo)時間(140℃)

由表3可知，酶解法提取的VCO與商業(yè)棕櫚油的IP有顯著性差異，VCO的IP是商業(yè)棕櫚油的3倍多，這是因為椰子油中含有大量的飽和脂肪酸，而棕櫚油中不含短鏈脂肪酸(C6以下)且飽和脂肪酸含量較少，因而對后續(xù)研究棕櫚屬VCO有參考價值與理論支撐。研究表明[18]：椰子油中大量的飽和脂肪酸是其穩(wěn)定性較好的主要原因，與其他一些食用油相比，椰子油具有更好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。

2.4 熱力學(xué)特性

對商業(yè)椰子油和不同方法提取的VCO進行DSC測定，其熱力學(xué)特性曲線如圖2所示。

圖2椰子油的熔融曲線(a)和結(jié)晶曲線(b)

由圖2(a)可知，椰子油熔融曲線含有一個明顯的吸熱峰，在10℃左右出現(xiàn)，表明該溫度下椰子油開始熔化，熔點范圍為25～26℃；不同提取方法所得的VCO熔點差異不顯著，且都存在多個吸熱峰及其對應(yīng)的放熱峰。其中干法加工提取的VCO在低熔點部分有一個熔化峰Ⅰ(約0℃)，可能是干法提取的VCO中的甘油三酯(TAG)和脂肪酸的分布和飽和程度不同，導(dǎo)致在10～26℃出現(xiàn)熔程較長的熔化峰，較小的肩峰內(nèi)嵌于主要的吸熱峰。不同方法提取的VCO中飽和、不飽和TAG和脂肪酸含量的不同，導(dǎo)致各曲線峰形略有差異。干法提取的VCO的峰形結(jié)果與Mansor等[19]的研究結(jié)果相吻合；其他方法提取的VCO的峰形與Marina等[20]所測得的VCO峰形類似，都不存在這個小峰，差別可能是由于兩種VCO的原料不同或提取方法不同而造成的[21]。較小的肩峰對應(yīng)于VCO的較低熔點組分(不飽和的TAG和脂肪酸)，更大的主峰對應(yīng)于較高熔點組分(飽和的TAG和脂肪酸)[19]。不同方法提取的VCO中脂肪酸組成與飽和程度的不同也導(dǎo)致了不同的結(jié)晶速率。由圖2(b)可知，所有曲線在-10～10℃均有有兩個不同但重疊的主要放熱峰，干法加工的VCO在-20～10℃還有一個結(jié)晶峰。

3 結(jié) 論

采用濕磨加工、干法加工、熱處理法和酶解法分別從椰子中提取原生態(tài)椰子油(VCO)，并與商業(yè)椰子油進行對比分析。測得VCO中飽和脂肪酸含量均達到90%左右，富含月桂酸。干法加工的VCO不飽和脂肪酸和其中的油酸含量顯著高于商業(yè)椰子油和其他方法提取的VCO的。VCO具有較高的抗氧化活性，不同提取方法對VCO的氧化誘導(dǎo)時間有較顯著影響，酶解法提取的VCO具有較高的氧化穩(wěn)定性。

[1] BLANCA J V, LIANNE M D, MA CONCEPCION C L. Descriptive sensory evaluation of virgin coconut oil and refined, bleached and deodorized coconut oil [J]. Food Sci Technol, 2007, 40(2): 193-199.

[2] 李瑞, 夏秋瑜, 李枚秋, 等. 原生態(tài)椰子油工業(yè)化生產(chǎn)工藝研究及經(jīng)濟效益分析[J]. 食品工業(yè)科技, 2008, 29(3): 192-194.

[3] 段岢君, 陳衛(wèi)軍, 宋菲, 等. 椰子油的精深加工與綜合利用[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 33(5): 67-72.

[4] 姜月霞, 李永剛, 楊巡天, 等. 亞臨界萃取原生態(tài)椰子油的工藝研究[J]. 海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報, 2012, 18(9): 1200-1205.

[5] NEVIN K G, RAJAMOHAN T. Beneficial effects of virgin coconut oil on lipid parameters and in vitro LDL oxidation [J]. Clin Biochem, 2004, 37: 830-835.

[6] NEVIN K G, RAJAMOHAN T. Virgin coconut oil supplemented diet increases the antioxidant status in rats[J]. Food Chem, 2006, 99: 260-266.

[7] 李瑞, 夏秋瑜, 陳華, 等. 國外原生態(tài)椰子油的加工方法及功能性質(zhì)[J].食品工業(yè)科技, 2007, 28(11): 237-239.

[8] 黃龍芳. 熱帶食用作物加工[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)出版社, 1997.

[9] 夏秋瑜, 李瑞, 陳衛(wèi)軍, 等. 纖維素酶水解制備天然椰子油的研究[J]. 中國油脂, 2008, 33(12): 16-19.

[10] 李永存. 棕櫚油和椰子油制備高碳醇的加氫催化劑[J]. 石油化工動態(tài), 1994(4): 13-20.

[11] ZHANG Z, WANG Y , MA X , et al. Characterisation and oxidation stability of monoacylglycerols from partially hydrogenated corn oil[J]. Food Chem, 2015, 173: 70-79.

[12] 王艇, 朱振中, 閔欣, 等. 石墨烯修飾電極電化學(xué)阻抗法測量油脂的氧化誘導(dǎo)時間[J]. 分析科學(xué)學(xué)報, 2015, 31(4): 489-493.

[13] 朱振寶, 劉夢穎, 易建華. Rancimat法測定3種堅果油脂氧化穩(wěn)定性的條件研究[J]. 陜西科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2014, 32(4): 97-101.

[14] ZHAO X L, CHEN W J, ZHAO S L, et al. Antioxidative activity of the extractives from coconut testa oil[J]. Chin J Trop Crop, 2012, 33(1): 162-165.

[15] ZHAO X L, CHEN W J, ZHAO S L, et al. Inhibition of coconut testa oil extracts on human low-density lipoprotein oxidation[J]. Nat Prod Res Devel, 2012, 24(5):668-671.

[16] 劉榮, 鄭旭煦, 殷鐘意. 天然抗氧化劑在植物油脂中的應(yīng)用研究進展[J]. 重慶工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2015, 32(10): 43-47.

[17] 夏秋瑜, 李瑞, 唐敏敏, 等. 天然椰子油的組分及其對花生油氧化穩(wěn)定性的影響[J]. 中國糧油學(xué)報, 2012, 27(9): 64-66,70.

[18] ZHANG Y F, ZHENG Y J, DUAN K J, et al. Preparation, antioxidant activity and protective effect of coconut testa oil extraction on oxidative damage to human serum albumin[J]. Int J Food Sci Technol, 2016, 51:946-953.

[19] MANSOR T S T, CHE MAN Y B, SHUHAIMI M. Employment of differential scanning calorimetry in detecting lard adulteration in virgin coconut oil[J]. J Am Oil Chem Soc, 2012, 89(3): 485-496.

[20] MARINA A M, CHE MAN Y B, NAZIMAH S A H, et al. Monitoring the adulteration of virgin coconut oil by selected vegetable oils using differential scanning calorimetry[J]. J Food Lipid, 2009, 16(1):50-61.

[21] CHE MAN Y B, ABDUL KARIM M I B, TENG C T. Extraction of coconut oil withLactobacillusplantarum1041 IAM[J]. J Am Oil Chem Soc, 1997, 74(9):1115-1119.

Physicochemicalpropertiesofvirgincoconutoilextractedbydifferentmethods

LI Guanghui1，2, FEILIANA Tandiono1，2, CHEN Jiazi1，2, YE Yaokun1，2, LIU Hua3, WANG Ying1，2,WANG Yong1，2

(1.Guangdong University Engineering Technology Research Center for Oils and Fats Biorefinery,Department of Food Science and Engineering, Jinan University, Guangzhou 510632, China; 2.Guangdong Saskatchewan Oilseed Joint Laboratory & University of Saskatchewan, Guangzhou 510632, China; 3.Guangzhou General Hospital of Guangzhou Military Area, Guangzhou 510010, China)

The virgin coconut oil (VCO) was extracted by wet method, dry extraction, boiling water extraction and enzymatic method. Its physicochemical properties were analyzed by gas chromatography,Rancimat method and differential scanning calorimetry, and compared with those of commercial coconut oil. Meanwhile, the antioxidant activity of VCO extracted by enzymatic method was compared with commerical palm oil. The results showed that the fatty acids of VCO were mainly saturated fatty acids. Saturated fatty acids content in VCO was about 90%, with the highest value of 95.1% in VCO extracted by enzymatic method. VCO extracted by dry method contained more unsaturated fatty acids and oleic acid had higher content. Oxidation induction period(IP) of VCO extracted by enzymatic method had significant difference, reaching 7.5 h at 140℃, which was significantly higher than that of palm oil. VCO extracted by enzymatic method had the best oxidative stability. Melting temperature and crystallization temperature of VCO were in the range of 25-26℃ and -10-10℃, respectively.

virgin coconut oil; antioxidant activity; oxidation induction period

2016-11-11;

：2017-03-17

教育部“新世紀優(yōu)秀人才”支持計劃(NCET-12-0675)

李光輝(1992)，男，碩士研究生，研究方向為油脂生物煉制(E-mail)bruce@stu2015.jnu.edu.cn。

汪 勇，研究員，博士(E-mail)twyong@jnu.edu.cn。

TS224;TQ645

：A

1003-7969(2017)08-0001-05