摘要: 为提高甜瓜籽利用率 ,采用超声辅助提取工 艺提取甜瓜籽油 , 以甜瓜籽油得率及 DPPH 自 由 基清除率为指标 ,通过单因素实验研究超声时间 \超声温度 \料液比 \浸提时间对甜瓜籽油提取的影 响 ,在此基础上采用响应面实验对提取工艺条件进行优化 ,并测定提取的甜瓜籽油理化指标 \ 总酚 含量 \ 甾醇和脂肪酸组成及含量 。结果表明:甜瓜籽油的最佳提取工艺条件为浸提时间 3 h \料液比 1 : 7 . 7 \超声温度 43 ℃ \超声时间 41 min ,在此条件下甜瓜籽油得率为 25 . 64% ,DPPH 自 由基清除 率为 60 . 66% ;制备的甜瓜籽油酸值(kOH)为 0 . 52 mg/g,过氧化值为 0 . 00 mmol/kg,碘值(I)为 133. 38 g/100 g,总酚含量为 8. 72 mg/100 g;甜瓜籽油中共检出 5 种脂肪酸 ,其中亚油酸含量最高 ,为 66. 68% ,共检出 7 种甾醇 ,总含量达 306. 10 mg/100 g,其中 β -谷甾醇含量最高 ,为 138. 60 mg/100 g。 甜瓜籽油营养价值较高 ,可作为食用油进一步开发利用。
关键词:甜瓜籽油;超声辅助提取;DPPH自 由基清除能力 ;脂肪酸;甾醇
甜瓜是一种重要的葫芦科园艺作物 ,在世界范 围内广泛种植 。我国是世界上最大的甜瓜生产及消 费国 ,联合国粮农组织(FAO)数据显示 ,2020 年我 国甜瓜产量达 1 386 . 54 万 t , 占世界产量的 48% 。 甜瓜主要利用部位为果肉 ,可被加工为脆片、果汁、 果酱、果酒、果醋等产品[1] , 而甜瓜籽大部分被弃 置 ,造成了一定的资源浪费以及环境污染 。甜瓜籽 占全果质量的 3 . 4% ~7 . 0% [2] ,籽中含有 27 . 6%的 油脂 ,甜瓜籽油中不饱和脂肪酸含量较高[3] , 还含 有功能性生物活性成分如甾醇、生育酚、酚类物质 等 [4] ,具有抗炎[5] 、降血糖[6] 、降胆固醇[7] 等作用 , 极具应用潜力和开发前景。
目前 ,甜瓜籽油的提取方法主要为超临界萃取 法 [8] 和低温压榨法[9] 。超临界萃取法生产成本较 高 [10] ,低温压榨法油得率较低[11] 。超声辅助法溶 剂用量低、出油率高[12] ,在油脂提取方面已得到广 泛应用 ,但在甜瓜籽油提取中的应用研究报道较少。
对油脂提取工艺的评价常见的指标有油脂得 率、生物活性物质含量、抗氧化性、氧化稳定性、酸 值、过氧化值等[ 13 -14] 。近年来 ,研究者常采用其中 2 ~3 个指标共同评价提取工艺条件[14] 。研究发 现 , 生 物 活 性 物 质 含 量 与 自 由 基 清 除 率 呈 正 相 关 [15] 。 自由基清除能力常被用于评价抗氧化性 ,其 中 DPPH法因简单、快速、操作简便而被广泛应用于 抗氧化性的评价。
为得到得率高、品质好的甜瓜籽油 ,本文采用超 声辅助法提取甜瓜籽油 , 以甜瓜籽油得率及 DPPH 自由基清除率为考察指标 ,采用单因素实验和响应 面实验对提取工艺条件进行了优化 , 同时对甜瓜籽 油的理化指标 ,总酚含量 , 甾醇、脂肪酸组成及含量 进行了测定 ,以期为甜瓜籽油的开发利用提供依据。
1 材料与方法
1 . 1 实验材料
1 . 1 . 1 原料及试剂
甜瓜籽(西州蜜) , 由新疆冰雪果业有限责任公 司提供。1 ,1 -二苯基 - 2 -三硝基苯肼(DPPH) 、没食 子酸 ,上海源叶生物科技有限公司 ;正己烷、甲醇 ,天津市富宇精细化工有限公司 ;韦氏试剂 ,上海阿拉丁 生化科技股份有限公司 ;无水碳酸钠、氢氧化钠、甲 醇、无水乙醇、盐酸、无水乙醚等 , 国药集团化学试剂 有限公司;5α胆甾烷、植物甾醇标准品 ,美国 Sigma - Aldrich 公司。
1 . 1 . 2 仪器与设备
DG160C中药材粉碎机 , 浙江省瑞安市春海药 材器械厂;KQ2200DB超声波清洗机 ,昆山超声仪器 有限公司;RE-52 旋转蒸发仪 ,上海亚荣仪器有限 公司;SHB- Ⅲ循环水式真空泵 ,上海力辰科技有限 公司;DHG-9145A电热恒温鼓风干燥箱 ,上海齐欣 科学仪器 ; BS200 S 电子天平 ,德国 Saryorius 公司 ; Sorvall Stratos 高速冷冻离心机 ,赛默飞世尔科技有 限公司 ; DMT- 2500 多管旋涡混合仪 ,湖北詹氏科 工贸有限公司;7890 气相色谱仪 ,美国安捷伦公司 ;752 紫外可见分光光度计 ,上海菁华科技仪器有限 公司 ; CR - 410 色 度 色 差 仪 , 日 本 Konica Minolta 公司。
1 . 2 实验方法
1 . 2 . 1 甜瓜籽油的超声辅助提取工艺流程
甜瓜籽→除杂→粉碎→过 0. 425 mm(40 目)筛→ 加一定量正己烷→在一定温度超声处理一定时间(功率 100 W)→常温浸提一定时间→抽滤→旋蒸→氮吹→ 甜瓜籽油。
按下式计算甜瓜籽油得率(y) 。
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2. 4 甜瓜籽油总酚含量及甾醇、脂肪酸组成(见表 5)
酚类化合物具有抗氧化、抗炎等功效 , 在油脂 中 ,酚类物质可以提高油脂的氧化稳定性 ,有利于延 长油脂货架期 ,还可以改善油脂的色泽、风味等感官特性[24] o 由 表 5 可 看 出 , 甜 瓜 籽 油 总 酚 含 量 为 (8. 72 ±0 . 23)mg/100 g,高于大豆油、玉米油、葵花 籽油的总酚含量( <6 mg/100 g) [25] o
由表 5 可知 ,甜瓜籽油中脂肪酸由亚油酸、油 酸、棕榈酸、硬脂酸和 丫-亚麻酸组成 ,其中亚油酸 含量最高 ,为(66 . 68 ±0 . 21)% o 张慧君等[26] 测定 了 50 个品种甜瓜籽油的脂肪酸组成 ,其中亚油酸含
量 为 49 . 8% ~ 75 . 01% , 油 酸 含 量 为 8 . 15% 31. 29% ,硬脂酸含量为 4 . 71% ~ 8 . 42% ,棕榈酸含 量为 7 . 50% ~ 13 . 28% , 本研究结果与之相近 o植物油是甾醇的良好来源 o 由表 5 可知 ,甜瓜 籽油 共 检 出 7 种 甾 醇 , 总 含 量 为 ( 306 . 10 ± 13 . 60)mg/100 g,其中 β - 谷甾醇的含量最高 , 为 ( 138 . 60 ± 5 . 70) mg/100 g o 总 甾 醇 含 量 与 Alves
等 [27] 报 道 的 甜 瓜 籽 油 总 甾 醇 含 量 为 191 . 00 369 . 38 mg/100 g相符 o
结 论
本研究通过单因素实验和响应面实验对甜瓜籽 油的超声辅助提取工艺条件进行优化 ,并对提取的 甜瓜籽油理化指标、总酚含量、脂肪酸和甾醇组成及 含量进行了测定 o 结果表明:最佳提取工艺条件为 浸提时间 3 h、料液比 1: 7 . 7、超声温度 43 ℃ 、超声时 间 41 min , 在此条件下甜瓜籽油得率为 25 . 64% , DPPH 自由基清除率为 60 . 66% o 以此工艺获得的 甜瓜籽油酸值 (KOH)为 0 . 52 mg/g,过氧化值为 0. 00 mmol/kg,碘值(I)为 133 . 38 g/100 g,总酚含量 为 8. 72 mg/100 g,脂肪酸组成为亚油酸、油酸、棕榈 酸、硬 脂 酸、丫- 亚 麻 酸 , 含 量 分 别 为 66 . 68% 、 17. 91% 、8 . 97% 、6 . 05% 、0 . 39% o甜瓜籽油的总甾醇含量为 306 . 10 mg/100 g,主要为 β -谷甾醇 ,含 量为 138 . 60 mg/100 g o 综上 ,甜瓜籽油不饱和脂肪 酸含量高 ,富含生物活性物质 ,可作为一种小品种植物油进行开发 。
参考文献 略
