黃小雪,曾仕林,郭 雄,何東平,2,胡傳榮,2
(1.武漢輕工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院, 武漢 430023; 2.國家糧食局糧油資源綜合開發(fā)工程技術(shù)研究中心,武漢 430023)
橡膠籽油是傳統(tǒng)食用油之一,在我國的海南島、云南西雙版納等地有長期食用的歷史[1]。橡膠籽油能提供人體必需脂肪酸,具有營養(yǎng)神經(jīng)細(xì)胞、降血脂、預(yù)防心血管疾病等功能[2]。橡膠籽油的提取方法有浸出法[3-4]、壓榨法[5]、水酶法[6]、超聲波輔助溶劑法[7]等。目前對橡膠籽油的研究主要傾向于工藝研究,而對不同工藝得到的油脂品質(zhì)的研究較少。本文分別采用壓榨法、浸出法、超聲波輔助溶劑法、水酶法提取橡膠籽油,對4種工藝所得橡膠籽油的品質(zhì)進(jìn)行分析比較,以期為提高橡膠籽油制取效率和品質(zhì)提供工藝參考。
半干橡膠籽,西雙版納華坤生物科技有限責(zé)任公司;纖維素酶、β-葡萄糖酶,南寧龐博生物工程有限公司;濃硫酸、乙醚、鹽酸,平煤公司;硼酸溶液,上海硼砂廠;85%硝酸、硫代硫酸鈉,科密歐公司;正己烷、95%乙醇、甲醇、氫氧化鈉、磷酸氫二鈉(分析純)、檸檬酸,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
THC-2B超聲波提取器,LYF501型家用壓榨機(jī),DELTA 320 pH計(jì),TD5A離心機(jī),Agilent7890A氣相色譜儀,WSL型羅維朋比色計(jì),RE52CS旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,DZF-6021真空干燥箱,ZCA-1000(SFG)原子吸收光譜儀,馬弗爐。
1.2.1 浸出法提取橡膠籽油
取粉碎過40目篩的橡膠籽仁粉100 g,用乙醚索氏抽提法提取油脂,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除乙醚,于60℃真空干燥至恒重,得橡膠籽油。
1.2.2 壓榨法提取橡膠籽油
利用LYF501型家用壓榨機(jī),將未經(jīng)過蒸炒的橡膠籽仁100 g直接進(jìn)行壓榨,過濾得到橡膠籽油。
1.2.3 超聲波輔助溶劑法提取橡膠籽油
稱取100 g經(jīng)粉碎過40目篩的橡膠籽仁粉,置于250 mL具塞錐形瓶中,按液料比9∶1加入正己烷,置于超聲波提取器中。在超聲功率854 W、超聲溫度55℃下超聲提取60 min,其間每隔10 min搖勻錐形瓶1次。提取完成后,將濾液與殘?jiān)M(jìn)行分離,然后洗滌2~3次殘?jiān)?,合并所得濾液后,真空濃縮回收溶劑,再置于60℃真空干燥箱中干燥至恒重,得到橡膠籽油。
1.2.4 水酶法提取橡膠籽油
取100 g粉碎后的橡膠籽仁粉,加入400 mL檸檬酸和磷酸氫二鈉緩沖液,調(diào)節(jié)pH 5.0和溫度50℃,添加3%的復(fù)合酶(纖維素酶與β-葡萄糖酶質(zhì)量比1∶2),酶解反應(yīng)8 h,然后80℃滅酶10 min,以5 000 r/min離心30 min,得到游離油Ⅰ和乳狀液,將乳狀液在沸水浴加熱10 min破乳,以5 500 r/min 離心10 min,得到游離油Ⅱ,將游離油Ⅰ和Ⅱ合并,得到橡膠籽油[6]。
1.2.5 橡膠籽油提取率的計(jì)算
橡膠籽油提取率按下式計(jì)算:
提取率=(M-M1)/M×100%
式中:M1為橡膠籽餅殘油;M為橡膠籽仁原料干基的含油。
1.2.6 橡膠籽仁理化指標(biāo)檢測
水分含量,參照GB 5009.3—2016;粗脂肪含量,參照GB 5009.6—2016;粗蛋白質(zhì)含量,參照GB 5009.5—2016;粗纖維含量,參照GB/T 5515—2008;氰化物含量,參照GB 5009.36—2016;碳水化合物含量=100%-(水分含量+粗蛋白質(zhì)含量+粗脂肪含量+粗纖維含量)。
1.2.7 橡膠籽仁微量元素的測定
稱取粉碎的橡膠籽仁粉1.5 g于石英坩堝中,先炭化,再灰化?;一笥?%的硝酸少量多次涮洗坩堝,涮洗后的硝酸轉(zhuǎn)入25 mL容量瓶內(nèi),定容,采用原子吸收光譜儀進(jìn)行測定。火焰部分測定條件:以乙炔-空氣為燃?xì)?,流?.1 L/min,以氘燈為背景燈,空心陰極燈檢測樣品。
1.2.8 橡膠籽油理化指標(biāo)檢測
酸價,參照GB 5009.229—2016;過氧化值,參照GB 5009.227—2016;色澤,參照GB/T 5525—1985;水分及揮發(fā)物含量,參照GB 5009.236—2016;氰化物含量,參照GB 5009.36—2016。
1.2.9 橡膠籽油脂肪酸組成分析
甲酯化:取1 g橡膠籽油于10 mL EP管中,氮吹,再加入3 mL 0.5 mol/L的 NaOH甲醇溶液,搖勻后65℃水浴加熱30 min,氮吹,加入2 mL BF3-甲醇(1∶3)溶液,加熱3 min,冷卻至室溫,加入3 mL正己烷萃取,離心,取上層有機(jī)相過濾膜,待氣相色譜分析。
氣相色譜分析條件: Agilent19091F-433色譜柱(30 m×250 μm×0.25 μm);進(jìn)樣量1.0 μL;載氣為高純He;恒流模式,流速19 cm/s;分流比 30∶1;進(jìn)樣口溫度250℃;檢測器溫度280℃;氫氣流量40 mL/min;空氣流量400 mL/min;輔助氣流量40 mL/min;升溫程序?yàn)槌跏紲囟?40℃,然后以2℃/min 升溫至176℃,保持5 min,最后以5℃/min升溫至230℃,保持10min。
表1 橡膠籽仁的主要組成成分的測定結(jié)果
由表1可知,橡膠籽仁中粗脂肪含量高達(dá)50.2%,因此橡膠籽是一種優(yōu)良的油料資源。橡膠籽仁中粗蛋白質(zhì)含量超過20%,是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白來源,可以加工為橡膠籽蛋白,具有發(fā)展?jié)摿?。但是橡膠籽仁中含有氰化物150 mg/kg,因此開發(fā)橡膠籽蛋白時需采用干燥、延長儲存時間、浸泡、蒸煮等方式降低其含量[8]。
表2 橡膠籽仁微量元素含量 mg/kg
由表2可知,橡膠籽仁中鎂元素含量最高,鎂元素對心臟血管具有重要的保護(hù)作用,有“心血管衛(wèi)士”之稱。人體缺鎂,可導(dǎo)致心動過速、心律不齊及心肌壞死和鈣化。橡膠籽仁中鋅和鈣含量較高,有助于兒童的體格和大腦發(fā)育,加上少量的必需元素如鐵、銅和錳等,使得橡膠籽成為一種微量元素含量豐富的食源。
由圖1可知,4種方法橡膠籽油提取率最高的為超聲波輔助溶劑法(98.41%),提取率最低的為水酶法(68.74%),雖然浸出法與超聲波輔助溶劑法相差不大,但是浸出法時間長。因此,就橡膠籽油的提取率和效率綜合考慮,超聲波輔助溶劑法最優(yōu)。
圖1 不同方法制備的橡膠籽油提取率比較
由表3可知,浸出法制備的橡膠籽油酸價(KOH)最高(0.58 mg/g),這可能是因?yàn)榻龇ㄌ崛∵^程中油脂與溶劑直接接觸時間較長并且有一定的保溫條件,可能導(dǎo)致游離脂肪酸的形成。壓榨法的橡膠籽油酸價(KOH)最低(0.12 mg/g),可能是由于普通螺旋壓榨溫度較低,油脂中水分較少,而且提取工藝簡單、壓榨時間較短,從而游離脂肪酸形成較少。超聲波輔助溶劑法也有一定的保溫條件,且超聲處理過程可能導(dǎo)致游離脂肪酸的形成,因此酸價可能升高。水酶法處理過程一直處于水浴狀態(tài),導(dǎo)致游離脂肪酸的形成,可能造成酸價升高。在過氧化值方面,壓榨法橡膠籽油過氧化值最高,則可能因?yàn)橛椭隹谥苯咏佑|氧氣,發(fā)生了氧化反應(yīng)。浸出法及超聲波輔助溶劑法,則可能因?yàn)榻鲇椭诤笃谛D(zhuǎn)蒸發(fā)烘干溶劑的過程中被加熱,且在最后烘干接觸氧氣而導(dǎo)致過氧化值升高。水酶法橡膠籽油過氧化值最低,原因在于水酶法一直保持油在水浴且低溫的狀態(tài),氧化反應(yīng)較慢。也因?yàn)橹苽溥^程酶解體系是在水環(huán)境下,因此水酶法得到的橡膠籽油的水分及揮發(fā)物含量較高。4種方法得到的橡膠籽油中氰化物均未檢出,而在橡膠籽仁中檢測出氰化物的存在,說明在提油過程中氰化物揮發(fā)或者遺留在橡膠籽餅粕中。4種方法得到的橡膠籽油均呈淡黃色,其中,超聲波輔助溶劑法的色澤最淺,壓榨法的最深,原因可能是壓榨出油口溫度較高,導(dǎo)致油中某些成分被氧化或破壞從而加深了油的色澤。
表4 不同方法制備的橡膠籽油的脂肪酸組成比較%
由表4可知,4種方法得到的橡膠籽油的脂肪酸組成基本相同。橡膠籽油中亞油酸含量最高,其次是油酸、亞麻酸。亞麻酸的降血壓、降血脂、抗血栓等功能可用于防治心血管疾病,在醫(yī)藥保健方面
具有重要價值[9]。已有研究[10]表明,長期食用橡膠籽油對機(jī)體無不良影響,并能明顯降低血脂,具有食用和醫(yī)用價值。
對4種提取工藝所得橡膠籽油品質(zhì)進(jìn)行比較,結(jié)果表明:
(1)橡膠籽仁中粗脂肪及粗蛋白質(zhì)含量分別為50.2%和21.5%,同時其微量元素Mg、Zn、Ca等含量豐富,是加工橡膠籽油及橡膠籽蛋白的優(yōu)質(zhì)原料。
(2)超聲波輔助溶劑法橡膠籽油提取率最高(98.41%),水酶法的提取率最低(68.74%)。
(3)浸出法橡膠籽油的酸價(KOH)最高(0.58 mg/g),壓榨法的酸價(KOH)最低(0.12 mg/g);壓榨法橡膠籽油過氧化值最高(0.65 mmol/kg),水酶法的過氧化值最低(0.46 mmol/kg);超聲波輔助溶劑法所得橡膠籽油色澤最淺,壓榨法的色澤最深;水酶法所得油的水分及揮發(fā)物含量較高。
(4)橡膠籽油中含有豐富的不飽和脂肪酸,以油酸、亞油酸、亞麻酸為主;飽和脂肪酸以棕櫚酸和硬脂酸為主。橡膠籽油中不飽和脂肪酸含量高于80%,其中油酸、亞油酸、亞麻酸含量分別在22%、40%、20%左右。4種提取工藝橡膠籽油脂肪酸組成差異不明顯。