李 哲 賈有青 吳隆坤 肖志剛 李宏漫 童一江 龐文祿
(沈陽師范大學糧食學院,沈陽 110034)
亞麻籽是亞麻的籽實,屬亞麻科,別稱胡麻。亞麻籽中氨基酸種類較為齊全, 必需氨基酸質量分數(shù)高達5.16%,從亞麻籽中提取出來的亞麻籽油因含有豐富的ω3等不飽和脂肪酸,是一種營養(yǎng)價值較高的植物油脂[1-3]。亞麻籽油中還含有一定量的VE,具有強有效的自由基清除劑,有延緩衰老和抗氧化的作用,但是因其含量較少,抗氧化性受到一定制約[4,5]。
葡萄籽油是從葡萄籽中提煉出的植物精華油,含有豐富的亞麻油酸等不飽和脂肪酸以及原花色素,具有很強的抗氧化功效,在化妝品、醫(yī)療保健及食品保健油的開發(fā)上具有較大的發(fā)展前景[6-10]。
調和油是根據(jù)使用需求,將2種以上經(jīng)精煉的油脂按比例調配制成的食用油,在營養(yǎng)和功效上具有互補作用[11-13]。WHO/FAO聯(lián)合建議,發(fā)展中國家食用油中脂肪酸比例關系為:飽和脂肪酸∶單不飽和脂肪酸∶多不飽和脂肪酸=1∶1∶1。食用油的脂肪酸比例對中老年群體尤為重要,單一植物油往往無法滿足營養(yǎng)補充需求,通過調和油的配制可以更加符合消費群體的營養(yǎng)平衡[14-20]。
葡萄籽-亞麻籽調和油可使得單不飽和脂肪酸質量分數(shù)高達70%,同時因含有花青素等抗氧化物質使其在貨架保質期限上也較理想,并且不含有人工添加的抗氧化劑而使得產(chǎn)品更加天然和健康,具有一定的推廣價值,滿足消費者的消費需求[21-29]。
葡萄籽、亞麻籽:市售;氫氧化鉀、無水乙醇、正己烷均為分析純;鄰苯二甲酸氫鉀:基準試劑。
RE-1001旋轉蒸發(fā)儀;SB25-12DT超聲清洗器;HH-S6恒溫水浴鍋;Lovibond Model F羅維朋目視比色計;TGL-16M臺式高速冷凍離心機;OMNION OSI油脂氧化穩(wěn)定儀。
1.3.1 原料的處理
分別將亞麻籽、葡萄籽粉碎至8目→稱取一定量于250 mL的錐形瓶中→加入正己烷溶劑→單因素實驗→正交實驗→氧化性測試→酸價、色澤等指標測試→調和油評價。
1.3.2 單因素實驗
以料液比(g∶mL)、超聲時間(min)、超聲溫度(℃)做為影響因素,分別考察各因素對亞麻籽和葡萄籽浸提率(浸提率=提出油的質量/油料質量)的影響。準確稱取(50±0.02) g亞麻籽和葡萄籽油料并用粉碎機粉碎放于500 mL廣口瓶中,將廣口瓶放置于超聲波清洗儀中 ,超聲結束后,使用真空抽濾裝置固液分離,將所得濾液倒入旋蒸瓶中,使用減壓蒸餾,將提取劑環(huán)己烷與提出的油進行分離。
1.3.3 正交實驗
在單因素實驗得出的數(shù)據(jù)前提之下,以料液比(被浸出物料質量與溶劑體積比)、超聲時間、超聲溫度為主要影響因素進行正交設計,確定葡萄籽油、亞麻籽油的較佳浸提條件和工藝,正交實驗設計見表1和表2。
表1 葡萄籽油提取正交實驗設計表
表2 亞麻籽油提取正交實驗設計表
1.3.4 油脂氧化穩(wěn)定性測試
稱取葡萄籽油、亞麻籽油各5 g于潔凈的試管內,置于油脂氧化儀內,設置OSI 氧化穩(wěn)定儀通入空氣的速率,測定油料的OSI值的變化情況,確定油脂的貨架保質期限,并與化學氧化劑進行比較。
1.3.5 葡萄籽-亞麻籽調和油理化指標測試
將制得葡萄籽-亞麻籽調和油對酸價、OSI、色澤、皂化值、折光指數(shù)、相對密度、溶劑殘留進行測定,并與國標的界限進行比較。
2.1.1 料液比對浸提率的影響
將粉碎處理完畢的葡萄籽和亞麻籽,分別加入到正己烷溶劑中,分別按照料液比為1∶1、2∶3、1∶2、2∶5、1∶3、2∶7(g∶mL)混合,其余以時間40 min,溫度40 ℃控制進行超聲實驗,測定浸提率隨料液比的變化曲線。由圖1可見,當葡萄籽油的提取率在料液比高于2∶5時,隨著正己烷溶劑的加入,葡萄籽油提取率增大,在料液比為2∶5時最大,為11.23%,隨后開始下降;而亞麻籽油的提取率在料液比高于1∶2時,隨著正己烷溶劑的加入,亞麻籽油提取率增大,在料液比為1∶2時最大,為11.78%,隨后開始下降。
圖1 料液比對提取率的影響
2.1.2 超聲時間對提取率的影響
將粉碎處理完畢的葡萄籽和亞麻籽,分別加入到正己烷溶劑中,分別按照超聲時間為10、20、30、40、50 min混合,其余以料液比2∶5和1∶2進行混合,溫度40 ℃控制進行超聲實驗。然后在旋轉蒸發(fā)儀上,測定浸提率隨超聲時間的變化曲線(圖2)。當超聲時間小于40 min,隨著超聲時間的增加,葡萄籽油和亞麻籽油的提取率增大,在40 min時提取率較佳,再延長時間變化不大,40 min時葡萄籽油提取率為10.53%,亞麻籽油提取率為11.40%。
圖2 超聲時間對提取率的影響
2.1.3 超聲溫度對提取率的影響
將粉碎處理完畢的葡萄籽和亞麻籽,分別加入到正己烷溶劑中,分別按照超聲時間為40 min混合,其余以料液比2∶5和1∶2進行混合,溫度20、30、40、50、60 ℃控制進行超聲實驗(圖3)。葡萄籽油的提取率在超聲溫度為50 ℃之前逐漸增大,在50 ℃時最大,為11.53%;而亞麻籽油的提取率超聲溫度為提取率40 ℃時最大,為10.56%。
圖3 超聲溫度對提取率的影響
以單因素實驗結果為基礎,設計三因素三水平正交實驗,最終得出葡萄籽油、亞麻籽油檢測的較佳條件,結果見表3和表4。
通過極差分析可看出,影響葡萄籽提取量的因素主要大小為:料液比(A)> 超聲時間(B)>超聲溫度(C),從正交實驗中可以得到提取葡萄籽油的最佳條件為A2B2C3,即料液比為2∶5,超聲時間為40 min,超聲溫度為50 ℃,此時葡萄籽的出油率為13.16%,驗證實驗結果所得出油率13.72%。
影響亞麻籽油提取量的因素主要大小為:料液比(A)>超聲溫度(C)>超聲時間(B),從正交實驗中可以得到提取亞麻籽油的最佳條件為A2B2C3,即料液比為1∶2,超聲溫度為50 ℃,超聲時間為40 min,在此條件下葡萄籽的出油率為14.56%,驗證實驗出油率為15.12%。
表3 葡萄籽出油率正交實驗結果
表4 亞麻籽出油率正交實驗結果
2.3.1 葡萄籽-亞麻籽調和油的氧化穩(wěn)定性及貨架保質期限
由表5可見,葡萄籽油的添加亞麻籽油有氧化穩(wěn)定性及貨架保質期限會有較大的改觀,但是考慮到二者的比例及成本對葡萄籽油控制在5%較適宜。
表5 葡萄籽油的添加對亞麻籽油保質期的測定結果
2.3.2 5.0%葡萄籽-95.0%亞麻籽調和油性質的測定
葡萄籽-亞麻籽調和油的理化性質見表6。
表6 5.0%葡萄籽-95.0%亞麻籽調和油的理化性質
利用單因素和正交實驗分析了葡萄籽油、亞麻籽油的提取的影響因素及較佳條件。對葡萄籽油起決定性作用的因素依次是:料液比(A)> 超聲時間(B)>超聲溫度(C)。最佳條件為A2B2C3,料液比2∶5,超聲時間40 min,超聲溫度50 ℃。
亞麻籽油提取量的主要影響因素大小為料液比(A)> 超聲溫度(C)>超聲時間(B),最佳條件為料液比1∶2,超聲溫度50 ℃,超聲時間40 min。
對于葡萄籽-亞麻籽調和油來說,考慮到二者的比例的氧化穩(wěn)定性及成本對葡萄籽油控制在5.0%較適宜。所制得的5.0%葡萄籽-95.0%亞麻籽調和油,理化性能指標符合常用食用油的性能的各項標準。