摘要:为了对花生油体的工业化提取和基于油体乳化体系新产品的开发提供参考,探究了去红衣与 超声处理对花生油体提取及其乳化特性、抗氧化活性的影响。不同预处理的花生经水相提取,得到 油体、清液和沉淀三相,测定了三相中固形物、脂肪、蛋白质的含量和分布,并分析了油体的乳化特 性、总酚与总黄酮含量以及抗氧化活性。结果表明:去红衣将脂肪在油体中的分布由 63 . 36% 提高 至 65 . 30% , 与超声联合处理时进一步将其提高至 68 . 13% ; 去红衣处理不利于花生油体的稳定性 和抗氧化活性;与对照组相比,去红衣组油体乳液平均粒径由 2 510 . 00 nm 上升至 2 953 . 67 nm , 动 力学稳定性降低;去红衣组油体总酚、总黄酮含量最低,分别为 71 . 01 μg/g 与 47 . 14 μg/g;超声处 理促进了花生油体的溶出,且提取的油体乳化稳定性和抗氧化活性最高,其乳液平均粒径为 1 742 . 00 nm , 乳化活性指数和乳化稳定性指数分别为 114 . 48 m2 /g 与 1 848 . 40 min , 动力学稳定性 最佳,总酚、总黄酮含量分别为 101 . 24 μg/g 与 59 . 97 μg/g。 综上,去红衣处理有利于花生油体的 提取,但会降低其稳定性与抗氧化活性,而超声处理不仅有利于花生油体的提取,还增强了其乳化 稳定性和抗氧化活性。
关键词:花生;去红衣;超声;油体;乳液;抗氧化活性
花生(Arachis hypogaea Linn . ) , 又称落花生,属 豆科蝶形亚目,在热带、亚热带及地中海沿岸等地区 广泛栽培。花生仁富含脂肪、蛋白质、膳食纤维、维 生素和矿物质等,是食用植物油和植物蛋白的重要 来源[1] 。研究表明,花生等油料的脂肪存在于细胞 的油体中,油体是由蛋白质、磷脂和三酰基甘油酯 (TAG)构成的微球形亚细胞器,其疏水核心部分主 要由三酰基甘油酯构成,外围由单层磷脂和镶嵌其 上的油体结合蛋白构成的膜结构所包裹[2] 。油体 结合蛋白是一类具有两亲性的小分子蛋白质,其疏 水基团插入三酰基甘油酯的内部,亲水基团镶嵌在 磷脂膜的表面[3] , 这种特殊的结构赋予了油体良好 的乳化性。近年来研究发现,大量摄入食品工业广泛使用的吐温 - 80 和羧甲基纤维素等合成乳化剂, 可能破坏人体肠道微生态,诱发肠道炎症和代谢紊 乱等不良后果[4 - 5] 。 因此,基于油体这一天然结构 开发新型食品乳化体系具有绿色天然的优势,避免 了合成乳化剂带来的潜在安全风险,目前已经成为 领域内的研究热点。
水相提取法是提取油料油体的便捷方法,具有 安全高效、环境友好等优势。花生红衣即花生的种 皮,除富含纤维素、脂肪、蛋白质外,还含有丰富的酚 类物质[6] , 包括白藜芦醇、原花青素、黄酮等多种活 性物质[7] , 具有止血[8] 、抗氧化[9] 、抑菌[10] 等多种 生物活性。在花生油体提取过程中,含量丰富的花生红衣多酚可能通过与油体结合蛋白相互作用等方 式对花 生 油 体 提 取 率 以 及 乳 化 特 性 产 生 一 定 影 响 [ 11 - 12] , 但相关研究较少。另外,超声处理是近年 来研究较多的辅助技术,可加速目标物质的溶出,其 可能对花生红衣物质溶出、油体提取及其乳化特性 产生一定影响。本文考察了去红衣处理、超声处理以及去红衣-超声联合处理对花生油体水相提取过 程中油体提取及乳化特性的影响,以期为花生油体 的工业化提取和基于油体乳化体系新产品的开发提 供参考。
1 材料与方法
1 . 1 试验材料
1 . 1 . 1 原料与试剂
花生(品种为鲁花 11) , 市售;磷酸氢二钠、磷酸 二氢钠、乙醇,天津市大茂化学试剂厂;盐酸、硫酸, 广州化学试剂厂;1 , 1 - 二苯基 - 2 - 三硝基苯肼(DPPH) , 上海源叶生物科技有限公司;十二烷基硫
酸钠( SDS) , 德国 Bio - froxx 公司;总抗氧化能力(FRAP 法)试剂盒,碧云天生物技术有限公司。 以 上试剂无特殊说明均为分析纯。
1 . 1 . 2 仪器与设备
SB25 - 12DTD 型超声波清洗机,宁波新芝生物科技股份有限公司;Malvern Zetasizer Nano ZSE 型纳 米粒度仪,英国 Malvern 仪器有限公司;Allegra 64 R 型离 心 机,美 国 Beckman Coulter 股 份 有 限 公 司;UV - 1800可见光-紫外分光光度计,日本岛津仪器 有限公司;Synergy H1 型酶标仪,美国 Biotek 仪器有 限公司;Turbiscan Lab 型多重光散射分析仪,法国 Formulation 仪器有限公司。
1 . 2 试验方法
1 . 2 . 1 花生油体的制备
1 . 2 . 1 . 1 对照组花生油体
称取 100 g 花生仁,按料液比 1 ∶7 加入蒸馏水, 在 4 ℃下浸泡 10 h , 然后打浆 2 min , 经 4 层纱布过 滤后得花生浆。取 50 mL 花生浆于离心管中,在 8 000 ×g 下离心 20 min , 分离三相,得到轻相( 油 体)、中间相(清液)和重相(沉淀)。
1 . 2 . 1 . 2 去红衣组花生油体
按照对照组花生油体的制备工艺,以人工去红 衣的花生仁为原料,得到去红衣组花生油体。
1 . 2 . 1 . 3 超声组花生油体
按照对照组花生油体的制备工艺,在打浆后超 声 30 min(40 kHz , 600 W) , 得到超声组花生油体。 1 . 2 . 1 . 4 去红衣+超声组花生油体将 1 . 2 . 2 . 2 和 1 . 2 . 2 . 3 工艺结合,得到去红 衣+超声组花生油体。
1 . 2 . 2 花生油体乳液的制备
将花生油体均匀分散于 pH 7 . 4 的 10 mmol/L 磷酸盐缓冲溶液(PBS) 中制得质量分数为 5% 的花 生油体乳液。
1 . 2 . 3 基本指标的测定
水分及固形物含量测定,参考 GB 5009 . 3—2016 直接干燥法;蛋白质含量测定,参考 GB 5009. 5—2016 凯氏定氮法;脂肪含量测定,参考 GB 5009 . 6—2016 索氏抽提法。
1 . 2 . 4 Zeta 电位及粒径的测定
将乳液稀释 1 000 倍,在 25 ℃下采用纳米粒度 仪测定乳液的 Zeta 电位及液滴粒径(以体积平均直 径 d4 , 3 表示)。
1 . 2 . 5 乳化活性指数(EAI)与乳化稳定性指数(ESI) 的测定EAI 和 ESI(为静置 30 min 时的)的测定参考 Li 等 [13] 的方法。
1 . 2 . 6 动力学稳定性(TSI)分析
参考 Yu 等[14] 的方法,采用多重光散射分析仪 分析油体乳液的 TSI 。取 20 mL 乳液至样品瓶中, 确保乳液不产生气泡且不粘壁。将样品瓶平稳地放 入检测室,在 25 ℃下持续扫描 1 h( 每 25 s 扫描 1 次),记录检测结果( TSI 指数)。TSI 指数值越小, 表示样品动力学稳定性越高。
1 . 2 . 7 总酚、总黄酮含量的测定
1 . 2 . 7 . 1 样品处理
取 1 g 花生油体,加入 2 mL 提取溶剂(60% 乙 醇),于 60 ℃下超声 30 min , 然后常温下以 12 000 r/min 离心 10 min , 取上清液过 0 . 45 μm 有机相滤 膜,得提取液。
1 . 2 . 7 . 2 总酚含量测定
根据 Kashif 等[15] 的方法并作适当修改。取 125 μL 提取液,加入 500 μL 蒸馏水和 125 μL 福林酚试剂, 混匀后在室温下反应 6 min , 再加入 1 . 25 mL 质量浓 度为 7 g/100 mL 的 Na2 CO3 溶液和 1 mL 蒸馏水,混 匀后在室温下避光反应 90 min , 于 760 nm 波长下测 定吸光值。再根据标准曲线(以没食子酸为标准品 绘制),计算样品中总酚含量〔以每克油体(干基)中 所含没食子酸当量表示〕。
1 . 2 . 7 . 3 总黄酮含量测定
参考 Scalbert 等 [16] 的方法并作适当修改。取 0 . 3 mL 提取液,依次加入 1 . 5 mL 蒸馏水、0 . 09 mL 质量浓度为 5 g/100 mL 的 NaNO2 溶液,混匀,室温 下避光反应 6 min , 再加入 0 . 18 mL 质量浓度为 10 g/100 mL的 AlCl3 ·6H2 O 溶液,混匀,室温下避 光反应 5 min , 依次加入 0 . 6 mL 1 . 0 mol/L NaOH 溶 液、0 . 33 mL 蒸馏水,混匀,于 510 nm 波长下测定吸 光值。再根据标准曲线( 以儿茶素为标准品绘制), 计算样品中总黄酮含量〔以每克油体(干基)中所含 儿茶素当量表示〕。
1 . 2 . 8 抗氧化能力的测定
1 . 2 . 8 . 1 DPPH 自由基清除率的测定
参考黄靖等[17] 的方法并稍作改动,测定花生油 体的 DPPH 自由基清除率。以 95% 乙醇溶解 DPPH 配制成浓度为 0 . 1 mmol/L 的 DPPH 溶液,避光保存 备用。取 2 mL DPPH 溶液与 1 mL 不同质量浓度梯 度(0 、10 、20 、30 、40 、50 mg/mL)油体乳液混合,避光 反应 30 min , 以同质量浓度的维生素 C 溶液作阳性 对照,在 517 nm 波长下测定混合液的吸光值。按下 式计算 DPPH 自由基清除率(Y) 。
Y = [A0 - (A 1 - A2 ) /A0 ] ×100% (1)
式中:A 1 为样品组(样品和 DPPH 溶液)的吸光 值;A2 为样品对照组(样品和 95% 乙醇)的吸光值; A0 为对照组(95% 乙醇与 DPPH 溶液)的吸光值。
1 . 2 . 8 . 2 Fe2 + 还原能力的测定
Fe2 + 还 原 能 力 ( FRAP) 采 用 总 抗 氧 化 能 力 (FRAP 法)试剂盒进行测定,表征样品的总抗氧化 能力。
1 . 2 . 9 数据统计分析
各试验均设置 3 组平行,结果以 “平均值 ±标 准差 ”表示。所有数据通过 SPSS 26 进行单因素方 差的 Duncan 事后检验。
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结 论
去红衣处理可以显著提高花生中油体的提取 率,去红衣处理与超声处理联合应用时,花生油体的 提取率更高。但另一方面,去红衣处理会降低花生 油体的总酚与总黄酮含量,对油体乳液的稳定性和 抗氧化活性产生负面效应。超声处理则促进了花生 油体的溶出,有利于花生油体的提取,此外,还显著 提高了花生油体中的总酚和总黄酮含量,对花生油 体的乳化稳定性和抗氧化活性具有促进作用。 因 此,在利用水相提取法提取花生油体的过程中,可利 用超声处理提高花生油体的提取率,同时提高花生 油体的乳化稳定性和抗氧化活性;去红衣处理虽然 可以提高花生油体的提取率,但不利于花生油体的 稳定性和抗氧化活性,因此有必要根据实际需求选 择是否去红衣。
参考文献: