2017年1月 中国粮油学报 Journal of the Chinese Cereals and Oils Association Vo1.32.No.1 第32卷第1期 Jan.2017 水剂法提取油梨油及其理化特性研究 熊 洋 崔晓冰 钟俊桢 刘成梅 钟业俊 (南昌大学;食品科学与技术国家重点实验室,南昌摘330047) 要 以油梨果肉为原料,研究其营养成分以及用水剂法提取油梨油的最佳提取工艺。采用单因素试 验分别研究了料液比、浸提温度、提取时间和离心转速对出油率的影响。在此基础上,采用正交试验确定最佳 提取工艺为:料水比1:6 g/mL、提取时间3 h、提取温度25℃、离心转速4 400 r/rain,在此条件下出油率可达 72.86%。采用水剂法得到的油梨油为浅黄绿色、透明、具有油梨香味。水剂法提取油的酸值和过氧化值均符 合国家食用油质量标准。对水剂法提取的油梨油进行脂肪酸分析,共检测出l9种脂肪酸成分,主要为不饱和 脂肪酸。其中9C18:l、llC18:I、9C12C18:2n一6、C16:0、9C16:1为油梨油的主要脂肪酸。 关键词油梨油水剂法脂肪酸成分理化特性 文章编号:1003—0174(2017)01—0085—07 中图分类号:TS224 文献标识码:A 油梨(Persea americana Mil1.)又称为鳄梨、牛油 果,是一种原产于中美洲的热带、亚热带的水果 J。 因为品种的不同,油梨的油脂质量分数在15%~ 30%之间 ]。油梨油拥有高含量的不饱和脂肪酸, 其中主要是油酸,占50%~60%,棕榈酸占15%~ 20%,棕榈油酸为6%~10%,多不饱和亚油酸为 11%一15%_3-51。压榨和热压榨,冷榨法的出油率较低,但是提取出的 油颜色变化不大,成本高;而热榨法的出油率高,但 是由于榨油过程的温度较高,会造成原料中蛋白质 变性,且得到的植物油颜色较深¨引。有机溶剂浸出 法生产率高,粕残油率低;但浸提过程使用有机溶 剂,生产的安全性变差,油的质量也不高,油脂需要 不饱和脂肪酸对人体有很多好处, 可以降血糖、调节血脂、降胆固醇 等。其中亚油酸 和油酸含量在一定比例的时候(比例相同或亚油酸 低于油酸),有降低低密度胆固醇的作用,高密度胆 固醇可以被相对地提高,对于预防动脉硬化有着一 定的效果。亚油酸还对人体内一些生理活性物质的 生成有促进作用,如前列腺素等的生成。此外油梨 进行脱胶、漂白、脱臭等精炼过程。超临界流体萃取 法对设备的要求高,还没有应用于工业生产中。水 酶法(AEOE)已经成为一种提取植物油的高效技 术¨卜 ,它的主要优点是环保,不会产生对大气有 污染的挥发性有机化合物,反应条件温和,对蛋白质 的破坏小;但是酶的价格高,会增加生产成本-1 。水 剂法是利用油料中的非油成分对油和水“亲和力”的 油中还含有抗氧化维生素和植物甾醇"j。植物固醇 或植物甾醇、三萜烯化合物,结构类似于胆固醇。它 们主要分为3类:4一脱甲基甾醇、4一甲基甾醇和4, 4 一二甲基甾醇。许多研究表明,4一脱甲基甾醇有 差异,同时利用油水比重不同而将油脂与蛋白质等 分离出来的方法 。水剂法提油已得到越来越广泛 助于身体健康,如减少低密度脂蛋白中的胆固醇。 同时,它们具有抗癌、抗炎、抗动脉粥样硬化和抗氧 化作用 。油梨油除供食用外,还因其酸度不高、对 皮肤无刺激性亲和性好,可作为原料被用于化妆品 工业和药用软膏生产等 J。 植物油的提取方法有压榨法、溶剂浸出法、超临 的应用,是一个可行的代替有机溶剂分离油脂的办 法。溶剂萃取的替代溶剂有很多,其中水萃取相对己 烷萃取有着明显的优势,既安全环保又能够同时提 取原料中的油和蛋白质,并且投资较低。 本试验以新鲜的油梨果肉为原料,先测定其基本 组成成分,再通过水剂法提取油梨油,设计单因素和正 交试验以得到提取油梨油的最佳工艺,并对其理化指 标及脂肪酸成分进行测定,为油梨油的提取探索一种 简单可行的工艺。 界流体萃取法、水酶法及水剂法等。压榨法分为冷 基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201303077) 收稿日期:2015—06—11 作者简介:熊洋,女,1991年出生,硕士,食品工程 通讯作者:刘成梅,男,1963年出生,教授,食物资源利用与开发 1 材料与方法 1.1材料与试剂 油梨(产自墨西哥):南昌洪城大市场,于0一 86 中国粮油学报 2017年第1期 4 贮藏。 浓盐酸、乙醚、可溶性淀粉、邻苯二甲酚、酚酞、 氢氧化钠、石油醚(30—60℃沸程)、三氯甲烷、甲基 红、硫酸钾、冰乙酸、碘化钾、硫代硫酸钠、碘、乙醇、 韦氏试剂标准溶液、碳酸钠、浓硫酸、重铬酸钾、D一 异抗坏血酸钠等均为国产分析纯。 1.2仪器与设备 DS—l高速组织捣碎机:上海精科实业有限公 司;Sx一4—10型马弗炉:湖北英山国营试验设备 厂;Kjehec 8400 FOSS全自动凯氏定氮仪:福斯 (中国)公司;PC一1600紫外光谱仪:上海美谱达 公司;LXJ—IIBB高速离心机:上海安停科学仪器 厂;电热恒温鼓风干燥箱:上海柏欣仪器设备厂; 智能家用榨油机:佛山市南海莉华电子科技有限 公司。 1.3试验方法 1.3.1基本营养成分测定 含水量的i贝4定¨引:直接干燥法,参照GB/T 5009.3.2010;灰分含量的测定 :灼烧法,参照 GB/T 5009.4—2010;蛋白质含量的测定 :微量凯 氏定氮法,参照GB/T 5009.5_2010;粗脂肪含量的 测定¨ :索氏抽提法,参照GB/T 5009.6-20l0;碳 水化合物含量的测定¨ :苯酚硫酸法。 1.3.2水剂法试验提取工艺流程 新鲜油梨一预处理一打浆粉碎一恒温搅油一离 心一破乳一离心取油 预处理:选择无病虫害、无腐烂、后熟软化的油 梨,去除果皮和果核,得到新鲜的油梨果肉。 打浆粉碎:按照一定的料液比,将油梨果肉置于 适量提取剂中,经组织捣碎机打浆粉碎。打浆是通 过机械作用促进油梨果肉的细胞壁破裂,使水分能 更大程度代替原料中所含的油脂。 恒温振荡:将油梨匀浆在恒温的水浴条件下用 适当的速率振荡,使得油脂与水分最大程度地接触, 油滴更容易聚集。 离心:取出振荡好的油梨匀浆在一定转速下离 心20 rain,因为油的密度相对于水较小,在离心力的 作用下,油脂会被分离到上层,但是因为油脂会乳 化,离心后乳化层也会悬浮在最上层,要把最上层的 油脂和乳化层都取出。 破乳:将离心后的乳化层和油脂在一20℃的环 境下冷冻一段时间,再取出室温下解冻。 离心取油:离心后,吸出最上层的清油,即得 油梨清油。出油率 。 按公式进行计算: 油梨出油率=原籍晕 x 100% 1.3.3单因素试验 料液比对油梨出油率的影响:等量样品分别按 照1:2、1:4、1:6、1:8、1:10、1:12(re ̄V)的料液比,添 加蒸馏水,打浆粉碎。35℃下水浴搅拌2 h,在 4 400 r/min的转速离心得油梨油。 提取时间对油梨出油率的影响:等量样品均按 照1:6(m/V)的料液比添加蒸馏水,打浆粉碎。 35℃下水浴搅拌,浸提时间分别为0.5、1、2、3、4、 5 h。在4 400 r/rain的转速离心得油梨油。 离心力对油梨出油率的影响:等量样品均按 照1:6(re ̄V)的料液比添加蒸馏水,打浆粉碎。 35℃下水浴搅拌2 h。在离心转速分别为2 800、 3 200、3 600、4 000、4 400、4 800 r/rain下离心得 油梨油。 提取温度对油梨出油率的影响:等量样品均按 照1:6(m/V)的料液比添加蒸馏水,打浆粉碎。分别 于25、35、45、55、65℃水浴搅拌2 h。在4 400 r/min 的转速下离心得油梨油。 1.3.4正交优化试验 在单因素试验基础上,以油梨出油率为指标,选 择料液比、提取时间、离心转速和提取温度4个因 素,进行正交试验。选用L9(3 )正交表进行试验 (表1)。 表1正交试验因素和水平 1.3.5油梨油理化指标测定 测定热榨提取油梨油及水剂法提取油梨油的理 化指标。 1.3.5.1热榨油梨油的制备 将油梨鲜果肉切片,置于低温的烘箱进行干燥 (事先用一定浓度的D一异抗坏血酸钠溶液浸泡 15 s,进行抗氧化保护),采用家用榨油机榨油,制得 热榨油梨油。 1.3.5.2理化指标分析 酸价的测定 :参照GB/T 15689--2008;过氧 化值的测定 :GB/T 5538—2005/Is0 3960:2001; 皂化值的测定_2 :参照GB/T 5534--2008;碘值的测 第32卷第1期 熊洋等水剂法提取油梨油及其理化特性研究87 定 :GB/T 5532--2008。 1.3.6油梨油脂肪酸组成的测定 甲酯化方法 :准确称取2 mg油梨油到试管 中,加入1.5 mL正己烷溶解,然后加入40 L乙 酸甲酯,再加入100 L甲醇钠一甲醇,振荡摇匀 后在37℃下水浴20 rain,取出后立即放入一20℃ 条件下冷冻10 min,然后再加入60 L草酸,混匀 后离心,将上清液经过无水硫酸钠干燥,然后测 定。 气一质色谱分析条件:测定时以氮气(99.99%) 作为载气,每次的进样量为1 IxL,分流比10:1,进样 温度是250℃,仪器接口温度300 oC;程序分2个部 分升温,首先从150℃升至220 oC,升温速率为 l0℃/rain,再从220 oC升至300℃,速率为 5 cC/min,300 保持3 min不变。离子源温度200 ℃,分辨率800,质谱电离方式70 eV,加速电压6 kV, 扫描范围50~450 m/z。 2结果分析与讨论 2.1 油梨果肉基本营养组成 从表2可以看出,油梨的含水量最高,为 75.56%,其次粗脂肪的质量分数是16.70%,而蛋白 质的质量分数较少,仅为1.64%。而钟思强 报道 油梨的蛋白质含量为2.5 g/100 g,脂质的含量是 18.7 g/100 g,这与本研究的结果略有不同,可能是 品种的差异引起的。 表2油梨果肉基本成分分析 盛坌 坌 墨自垦 堕堕 坌 盒塑 质量分数/% 75.56 1.64 16.70 1.05 4.18 注:所有数据以湿基计。 2.2单因素试验结果 2.2.1料液比的影响 由图1可以看出,油梨出油率随着料液比的增 大呈先上升后下降的趋势。当料液比从1:2逐渐增 加到1:6时,出油率逐渐增加到最大值(66.67%), 与其他水平下的出油率均有显著性差异(P<0.05); 当料液比较小时,出油率不高,可能是因为提取剂的 量较少,体系过于黏稠,细胞内的油脂不易从蛋白乳 状体系中被水所取代_2 ,使得提取不完全。当料液 比为1:6时,提取剂量较大,油梨匀浆中的油脂能够 最大程度的被取代,从而促使油梨的出油率达到最 大。继续增大料液比到1:6后,出油率下降,可能是 因为料液比过大使得油与浆渣乳化程度加大不易分 离,影响了出油的效果 。因此,最为合适的料液比 是1:6。 料液比 图1 料液比对油梨出油率的影响 2.2.2浸提时间的影响 从图2可以看出油梨出油率随着提取时间的延 长先增大后降低。恒温搅拌2 h,使得出油率达到最 大值(66.33%),与其他水平下的出油率均有显著 性差异(P<0.05)。加热搅拌能更好地破坏油梨 细胞,使水能彻底地取代匀浆中被包裹起来的油 7 6 5 薄餐 4 3 2 l 脂,油脂能最大限度地被释放出来。提取时间超过 2 h,出油率下降了,这是因为时间越长,会造成水 分蒸发过多 ,从而使得浆液越来越黏稠,提取效 果不好。考虑到实际生产的效率,最佳提取油梨油 的时间是2 h。 提取时I司/h 图2时间对油梨出油率的影响 2.2.3浸提温度的影响 由图3可以看出,当提取温度从25℃升高到 35℃,油梨出油率呈上升趋势,当浸提温度为35 c【= 的时候,出油率达到最大值(69.95%),与其他水平 下的出油率均有显著性差异(P<0.05)。这是因为 随着温度的升高,分子运动速度加快,油脂更易从细 胞中转移到出来,加快了油脂的溶出。当提取温度 超过35℃时,出油率有所下降,这可能是因为温度 升高导致蛋白质的溶解度增加,对油梨油的吸附率 增大 ,使得出油率下降,最适的提取温度是35℃。 第32卷第1期 熊洋等水剂法提取油梨油及其理化特性研究 89 标准(GB 2716--2005),表明水剂法提取油梨油品质 较好。 2.5脂肪酸的测定 从表6可以看出,通过气相色谱仪对油梨油进 行脂肪酸测定,并且与脂肪酸甲酯混合标准样品对 照后,检测到油梨油中含有19种脂肪酸,主要为不饱 和脂肪酸。其中9C18:1、11C18:1、9C12C18:2n一6、 C16:0、9C16:1为油梨油的主要脂肪酸。不饱和脂肪 酸主要为油酸、亚油酸和棕榈油酸,饱和脂肪酸主要 为棕榈酸。 表6水剂法提油的脂肪酸组成及含量 3 结论 3.1 新鲜油梨果肉进行基本组成成分:含水量 75.56%,籼旨肪16.70%,蛋白质1.64%,灰分1.05%, 碳水化合物4.18%。油梨是为数不多的含油量多的 水果,是一种好的提取油脂的原料,可以作为一种新 型的植物油资源开发利用。 3.2通过研究发现出油率最高时的最佳工艺条件 为:料液比l:6(m/V)、提取时间3 h、提取温度25℃ 和离心转速4 400 r/min,在此条件的油梨出油率是 72.86%。 3.3水剂法提取出的油品质优良,浅黄绿色、透明, 有油梨固有的清香味,理化指标中酸价为0.62 mgKO I/ 碘值为47.20 gI/lO0 g,皂化值为197.80 mg/g,过氧化值6.40 mmolfkg,均符合国家食用油 标准。 3.4对水剂法提取的油梨油进行的脂肪酸分析,共 检测出19种脂肪酸成分,主要为不饱和脂肪酸。其 中9C18:1、11C18:1、9C12C18:2n一6、C16:0、9C16:1 为油梨油的主要脂肪酸。 参考文献 [1]韦林.离心法提取油梨油的生产技术及工艺分析[J].广 西农业机械化,1997(3):22—23,19 Wei Lin.Production technology and process analysis of cell- trifugal extraction of avocado oil[J].Guangxi Agircultural Mechanization,1997(3):22—23,19 [2]Werman M J,Neeman I.Avocado oil production and chemi— cal characteristics『J].Journal of the Ameircan Oil Chemists’ Society,1987,64(2):229—232 [3]Landahl S,Meyer M D, re玎y L A.Spatila and temporal a— nalysis of textural and biochemical changes of imported avoca— do CV.Hass during fruit irpening[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2009,57(15):7039—7047 [4]Meyer M D,Terry L A.Development of a rapid method for the sequential extraction and subsequent quantification of fatty acids and sugars from avocado mesocarp tissue[J].Journal of Agricultural and Food Chemistyr,2008,56(16):7439— 7445 [5]Ozdemir F,Topuz A.Changes in dry matter,qil content and fatty acids composition of avocado during harvesting time and post—harvesting irpening peirod[J].Food Chemistry,2004, 86(1):79—83 [6]王炜,张伟敏.单不饱和脂肪酸的功能特性[J].中国食 物与营养,2005(4):44—46 Wang Wei,Zhang Weimin.The function and characters of monounsaturated fatty acids(MUFA)[J].Food and Nutir. tion in China,2005(4):44—46 [7]Berasategi I,Barriuso B,Ansorena D,et a1.Stability of avo— cado oil during heating:Comparative study to olive oil[J]. 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(下转第98页) 98 中国粮油学报 2017年第1期 MS, H—NMR,and HPLC technologies.A probable synthetic route was developed according to the structure of prod— uct.What’s more,the synthesis conditions were optimised,and heating resistance and plasticized performance of the product were also investigated.Results showed that C22一tricarboxylic acid triesters with‘cyclohexene structure’ were‘suspension structure’were synthesized by the Diels—Alder and Ene reaction of WOFAME with DBM using ZnC12/attapulgite catalyst.It was found that the suitable conditions for the synthesis of product were as follows:reac— tion temperature of 240 qC,reaction time of 4 h,molar ratio of DBM and methyl linoleate of 1.1:1,and the catalyst amount of 10%(wt%,based on the amount of WOFAME).Under the optimal conditions,the methyl linoleate con- version and product selectivity were above 97%and 94%,respectively.Compared to the reaction catalyzed by io— dine,the side product of three molecular adduct was decreased remarkably.In addition,the heat—resistant perform— ance and mechanical properties of C22一tricarboxylic acid triesters catalyzed by ZnC12/attapulgite were better than the synthetic product catalyzed by iodine,and signiicantly better than phthalates plasticizer DOP.f Key words ZnC12/attapulgite,Diels—Alder cycloaddition,ene addition,bioplasticizer,C22一tricarboxylic acid triesters “—・卜”—+一”+“— 一”—卜”+”——卜“+”—-卜”—卜“+・ (上接第9O页) Aqueous Extraction of Avocado Oil and Its Physicochemical Properties Xiong Yang Cui Xiaobing Zhong Junzhen Liu Chengmei Zhong Yejun (State Key Laboratory of Food Science and Technology;Nanchang University,Nanchang 330047) Abstract Using avocado pulp as raw material,this paper studied its nutirents and the optimum extraction teeh‘ nique of extraction process of avocado oil using aqueous extraction method.The effects of solid/water ratio.extraction temperature,extraction duration and centrifugal rotate speed on avocado oil yield were investigated by the single fac— tor test.Then optimal processing parameters were established by the orthogonal test on the basis of single factor test and the results showed that:solid/water ratio 1:6(m/V);extraction duration 3 h;extraction temperature 25℃; and centrifugal rotate speed 4 400 r/min.An oil yield of 72.86%was obtained under the optimal extraction condi- tions.The avocado oil obtained by aqueous method was transparent and pale yellow—green with avocado aroma.The acid value and peroxide value of oil by aqueous method conformed to national edible oil quality standards.Oil extrac- ted by aqueous extraction from avocado was detected for fatty acid analysis,and 1 9 kinds of fatty acid components were detected,mainly including the unsaturated fatty acids.In addition,9C18:1,11C18:1,9c12C18:2n一6,C16 :0 and 9C16:1 were the main fatty acids of avocado oil. Key words avocado oil,aqueous extraction,fatty acid components,physicochemical properties