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不同品种石榴籽油组分及抗氧化性研究

2014-05-31高忠梅刘邻渭赵贝塔

中国粮油学报 2014年12期
关键词:出油率皂化抗氧化性

高忠梅 刘邻渭 原 田 赵贝塔 李 旋

(西北农林科技大学食品科学与工程学院,杨凌 712100)

石榴(Punica granatum L.)为石榴科石榴属植物,原产于中亚,在我国亚热带及温带地区均有分布[1]。石榴既是生食鲜果,又可用于加工食品,而且它的各部分皆有保健和食疗作用[2]。随着市场经济的发展,石榴的种植面积不断扩大,加工产品层出不穷,但由于对石榴籽的认识不足,大多以废料弃之,造成了资源的巨大浪费。研究表明,石榴籽油中含有丰富的多不饱和脂肪酸,具有较好的抗氧化性、抗癌、降血糖、预防动脉粥样硬化等药理作用[3-8],有极好的利用价值。但是,石榴栽培品种繁多,目前对它们之间的差异性研究还较少,加强这一研究已成为石榴籽油开发亟待完成的重要任务之一。由于我国的石榴栽培品种可以根据果实的特点主要分为白色甜味,红色甜味和红色酸味3种,本文选择产于陕西临潼的‘三白甜’、‘净皮甜’和‘酸石榴’3个栽培品种的果实为这3种石榴的代表性材料,研究它们种籽的含油量、籽油的脂肪酸组成及籽油和其皂化产物的抗氧化活性,旨在丰富对石榴栽培品种籽油含量、组成和保健功能差异的认识。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

‘三白甜’、‘净皮甜’和‘酸石榴’石榴成熟果实:购于陕西临潼。手工分离净化出石榴籽,于50℃烘至恒重,粉碎后过60目筛,得石榴籽粉。

DPPH·和ABTS+·、亚油酸:Sigma公司。

1.2 仪器与设备

BL6-180A型超声波清洗机:上海比郎仪器有限公司;RE-52AA型旋转蒸发器:上海亚荣生化仪器厂;SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵:郑州长城科工贸有限公司;QP2010型气相色谱-质谱联用仪:日本岛津公司,色谱柱30 m×0.25 mm×0.25μm的毛细管柱;高速中药粉碎机:浙江伟能达电器有限公司;7230G可见分光光度计:上海精密科学有限公司;HH-S4型电热恒温水浴锅:北京科伟永兴仪器有限公司;PHS-3C型pH计:上海精密科学有限公司。

1.3 方法

1.3.1 石榴籽油的提取[9]

准确称取5.0 g粉碎的石榴籽粉,装入烧杯中,以沸程为60~90℃石油醚为浸提剂,在料液比1∶7(g/mL),温度37~40℃,超声波功率180 W,频率40 Hz的条件下,超声提取60 min。提取结束后,抽滤分离溶剂与残渣,石油醚洗涤残渣2~3次,合并滤液,在旋转蒸发器上蒸馏,回收溶剂,得到的石榴籽油在105℃干燥至恒重后,称重计算出油率。试验重复3次,石榴籽油出油率按下式计算:

式中:W为出油率/%;m1为提取石榴籽油质量/g;m2为石榴籽粉质量/g。

1.3.2 石榴籽油的皂化[10]

称取5.0 g石榴籽油与1.0mol/L的氢氧化钾乙醇溶液在煮沸回流条件下进行皂化1 h,然后用乙醚萃取不皂化物,皂化液最后用蒸馏水定容至250 mL,得到20 mg/mL的皂化产物溶液(皂化产物的含量以皂化前所加入的石榴籽油计量)。

1.3.3 脂肪酸组成的GC-MS分析

采用日本岛津公司QP2010型气相色谱-质谱仪进行分析,色谱柱为30 m×0.25 mm×0.25μm的毛细管柱,内涂SE-54。

1.3.3.1 甲酯化方法[11-12]

称取20 mg石榴籽油,置于具塞试管中,加入1.5 mL石油醚(30~60℃)与苯(1∶1)的混合液,振摇使油脂溶解后,加入2 mL的0.4 mol/L的KOH-甲醇溶液,混匀后在室温下静置10 min,再加入12 mL水,静置取上清液,进行色谱分析。

1.3.3.2 气相色谱-质谱分析条件[11-14]

载气(He),流速 1.0 mL/min,压力 109.8 kPa,进样量1μL;进样温度:250℃;接口温度:270℃;升温程序:150℃以10℃/min升至220℃,再从220℃以8℃/min升至300℃,300℃保持3 min;分流比60∶1。质谱电离方式EI;离子源温度200℃;电子能量70 eV;加速电压6 kV;分辨率800;质量扫描范围m/z 40~500;溶剂延时3 min。

1.3.4 石榴籽油清除自由基能力测定

1.3.4.1 DPPH·的清除[15]

在3mL 0.2mmol/L的DPPH·溶液中加入不同浓度石榴籽油乙醇溶液各3 mL(空白对照用等量95%乙醇代替),用力摇匀,于室温下反应30 min,以95%的乙醇溶液调零,测定混合液在517 nm处的吸光值A,每个试样重复3次。

清除率 I=(A1-A+A0)/A1×100%

式中:A为样品吸光度;A0为本底吸光度;A1为样品空白吸光度。

1.3.4.2 ABTS+·的清除[16-18]

将5 mL的7 mmol/L ABTS+·和88μL的140 mmol/L过硫酸钾混合,在室温避光的条件下反应12~16 h,然后用无水乙醇将其稀释成在734 nm波长下吸光度为0.70±0.02的工作液。向4.0 mL的ABTS+·工作液中加入不同浓度石榴籽油乙醇溶液各0.5 mL(空白对照用等量无水乙醇代替),摇匀,室温下反应30min,在734 nm波长下测定吸光度,每个试样做3次平行样,取平均值。

ABTS+·清除率 I=(A2-A1+A0)/A2×100%

式中:A2为空白对照反应后的吸光度,A1为样液反应后的吸光度,A0为样液本底的吸光度。

1.3.5 石榴籽油皂化产物的抗氧化性测定

1.3.5.1 ·OH的清除[19]

配制各石榴籽油皂化液质量浓度分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL,按表1从顺序依次加入试剂和样液。摇匀后将反应体系置于37℃恒温水浴锅中,准确反应1.5 h后立即取出并迅速测定其在536 nm的吸光度(蒸馏水作参比,便于提高精度),每个试样均做3次平行。

式中:A0为不含样品和双氧水的吸光度;A1为不含样品只含双氧水的吸光度;A为含有样品和双氧水的吸光度。

表1 清除·OH试验方法中试剂和样液的加量

1.3.5.2 β-胡萝卜素/亚油酸漂白法[20-21]

取4 mL 1 mg/mL的β-胡萝卜素的氯仿溶液,加入40 mg亚油酸及400 mg Tween-40,45℃旋转蒸馏4 min,然后缓慢加入100 mL蒸馏水,并剧烈振荡,得乳状液。取1 mL不同浓度的皂化液与4 mL乳状液于试管中,于470 nm波长下测“0”时刻的A值,然后将所有试管置于50℃恒温水浴中,每隔30 min测1次A值,对照管以1 mL水代替皂化液。同时另取一烧瓶,不加β-胡萝卜素溶液,其他同前,作空白调零用。

β-胡萝卜素漂白的抑制率 I=[1-(A0-A180)/(A0′-A180′)]×100%

式中:A0和A0′为“0”时刻样品和对照的吸光度;A180和A180′为180 min后样品和对照的吸光度。

1.4 数据处理与分析

所有数据均采用Excel统计和绘图所得,数据为3次“平均值±标准差”。

2 结果与分析

2.1 石榴籽油的出油率

赵文英等[22]认为石榴籽油的提取率与浸提溶剂及提取方法有关,其中溶剂对提取率的影响比提取方法大。结果表明,在相同条件下提取石榴籽油,不同品种石榴籽出油率具有较大差别,酸石榴出油率(15.94±0.003)% >净皮甜出油率(15.25±0.005)%>三白甜出油率(8.39±0.007)%。

2.2 3种栽培品种石榴籽油脂肪酸差异性

不同品种石榴籽油脂肪酸组成见表2。通过GC-MS分析,3种石榴籽油中均主要含有10种脂肪酸成分,且石榴酸含量最高。苗利利等[14]认为提取方法对石榴籽油中石榴酸含量影响较大,超声波辅助提取和微波辅助提取比索氏抽提所得石榴籽油的石榴酸含量要高,赵淑娟等[12]认为甲酯化方法对石榴酸和其他脂肪酸含量也有较大影响,碱法甲酯化优于酸法甲酯化。本试验结果表明,石榴品种也对石榴籽油中石榴酸及其他脂肪酸含量有影响,3种石榴籽油的石榴酸相对含量排序为SBT(77.51%)>JPT(74.58%)>SSL(68.98%),且 3个供试栽培品种籽油的不饱和脂肪酸质量分数均高达90%以上。

表2 3种栽培品种石榴籽油脂肪酸的组成

2.3 石榴籽油对自由基的清除效果

2.3.1 清除DPPH·的效果

3种栽培品种石榴籽油对DPPH·的清除效果如图1所示。

图1 不同浓度石榴籽油对DPPH·的清除作用

由图1可知,石榴籽油对DPPH·的清除率随着籽油试样浓度的增大而增大,且在相同浓度下3种石榴栽培品种的籽油对这种自由基清除率的大小顺序为SBT>JPT>SSL。这说明供试石榴籽油都具有良好的DPPH·清除能力,但彼此存在一定差异。

2.3.2 清除ABTS+·的效果

3种栽培品种石榴籽油对ABTS+·的清除效果如图2所示。

图2 不同浓度石榴籽油对ABTS+·的清除作用

由图2可知,石榴籽油对ABTS+·的清除率随着籽油试样浓度的增大而增大,且在相同浓度下3种石榴栽培品种的籽油对这种自由基清除率的大小顺序为SBT>JPT>SSL。这说明供试石榴籽油都具有良好的ABTS+·清除能力,但彼此存在一定差异。

2.4 石榴籽油皂化液的抗氧化性

由于石榴籽油不能溶于水,即使是其乙醇溶液,加入水体系试剂也形成浑浊,所以很难用其他常用的体外测定方法进一步直接考察石榴籽油的抗氧化功能。为此,本文将石榴籽油皂化后,形成溶于水的脂肪酸盐试样来间接进一步考察石榴籽油的抗氧化性。

2.4.1 清除·OH的效果

3种栽培品种石榴籽油皂化液对·OH的清除效果如图3所示。

图3 不同浓度石榴籽油皂化液对·OH的清除作用

由图3可知,石榴籽油对·OH的清除率随着籽油试样浓度的增大而增大,且在相同浓度下3种石榴栽培品种的籽油对这种自由基清除率的大小顺序为SBT>JPT>SSL。这说明供试石榴籽油脂肪酸盐具有良好的·OH清除能力,但彼此存在显著差异。

2.4.2 抑制β-胡萝卜素/亚油酸体系漂白的效果

3种栽培品种石榴籽油皂化物溶液抑制β-胡萝卜素/亚油酸体系漂白的效果如图4所示。

图4 不同浓度石榴籽油皂化液对β-胡萝卜素漂白的抑制率

由图4可知,石榴籽油皂化物溶液对β-胡萝卜素漂白抑制率随着皂化液试样浓度的增大而增大,且在相同浓度下3种石榴栽培品种的抑制率顺序为SBT>JPT>SSL。由于一种物质对β-胡萝卜素漂白抑制率的大小可以反映该物质抗脂质氧化的活性高低,因此,本文将该抑制率又称为抗氧化活性。

3 结论

3种供试鲜石榴石榴籽的出油率及油脂脂肪酸含量随着品种的不同具有较大差异,石榴酸为石榴籽油的主要脂肪酸,且其含量顺序为SBT(77.51%)>JPT(74.58%)>SSL(68.98%)。

3种石榴籽油均具有较强的清除DPPH·及ABTS+·自由基能力,石榴籽油皂化后的皂化产物溶液(溶于水)具有良好的清除自由基及抑制β-胡萝卜素/亚油酸体系漂白的效果,且它们的抗氧化性排序均为:SBT>JPT>SSL,这和3种供试石榴籽油的石榴酸含量排序相同,表明石榴籽油的抗氧化能力与其品种及石榴酸含量有关。

石榴籽油的含量、脂肪酸组成和石榴酸含量均存在明显的品种差异,石榴籽油和其皂化液都表现出良好的抗氧化性,且石榴酸是其主要活性物,这为石榴籽油在保健,医药及化妆品等行业的开发利用提供了一定的科学依据。

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