山核桃加工過程中主要脂肪酸的測定

山核桃加工過程中主要脂肪酸的測定

核桃是屬于桃園科的一種植物。這是一種未經(jīng)處理的天然深綠色。它也是許多干果中營養(yǎng)價值較高的物種之一1。山核桃仁中植物脂肪含量達70%以上,是名副其實的“果中油庫”。而作為衡量植物油品質(zhì)高低的重要指標(biāo)———不飽和脂肪酸,在山核桃油脂中含量更高,達90%以上。研究表明山核桃油中的不飽和脂肪酸具有降低血脂,預(yù)防冠心病、動脈粥樣硬化等作用,其中的亞油酸、亞麻酸更是人體必需的從體外攝入的脂肪酸［2］,因此經(jīng)常食用堅果制品對人體有益［3－4］。由于山核桃中含有豐富的不飽和脂肪酸,在加工和貯藏過程中極易受溫度、光照、氧氣、水分、金屬離子等因素的影響,發(fā)生氧化酸敗,從而引起品質(zhì)下降［5］。現(xiàn)有的關(guān)于油脂酸敗的研究主要集中在核桃、瓜子、花生等干堅果上,以及極少數(shù)的對于貯藏過程山核桃、香榧油脂酸敗的研究［6－7］。而對于加工過程中脂肪氧化的研究鮮有報道,僅有加工過程香榧油脂氧化和抗氧化活性的影響以及加工過程山核桃脂肪氧化的研究,結(jié)果認為在不同的加工階段,脂肪酸氧化的程度不盡相同［8－9］。本試驗以山核桃為材料,研究了傳統(tǒng)加工工藝中4道主要加工工序?qū)ι胶颂医M成,主要脂肪酸含量變化,抗氧化能力及超微結(jié)構(gòu)的影響,以期找到影響山核桃品質(zhì)氧化的關(guān)鍵點,為提高山核桃的科學(xué)加工水平,防止加工過程氧化,更好地保持產(chǎn)品品質(zhì)提供理論指導(dǎo)。1材料和方法1.1試驗材料加工過程山核桃樣品:臨安創(chuàng)輝食品廠。油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸:美國sigma公司。1.2re-32aa旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器GBC-Cintra20型紫外可見分光光度計:澳大利亞GBC公司;RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器:上海亞榮生化儀器廠;JouanMR23i臺式冷凍離心機:法國JOUAN公司;IKA-WERKE超微粉碎機:上海德東電機廠;SANYO低溫冰箱:日本SANYO公司。1.3測試方法1.3.1纖維151058h原料→篩選分級(大小)→浮選(飽滿度)→蒸煮(100~120℃,6~8h)→第1次炒制(高溫開口)→浸料(調(diào)味)→第2次炒制(低溫炒干)→制品。1.3.2脂肪酸組分分析油樣的提取:樣品去殼后,使用超微粉碎機將山核桃仁粉碎,料液比1∶20加入無水乙醚,攪拌1h,過夜浸提,過濾;濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除乙醚,得到油樣,-20℃保存待用。用于脂肪酸組分分析和含量測定。提取液的制備:根據(jù)Mariod等［10］的方法略作修改,取5g山核桃仁,磨碎后加50mL95%的乙醇溶液,提取6h后過濾,收集濾液,濾渣再加50mL95%的乙醇溶液提取6h,過濾,合并濾液,備用。用于山核桃抗氧化能力的測定。1.3.3質(zhì)譜條件與定性分析參照GB/T24304—2009測定。采用FinniganTraceGCUltraTraceDSQ單四級桿氣相色譜/質(zhì)譜儀(GC-MS),DB-23毛細管色譜柱(30m×0.25mmi.d.,0.25μm),進樣口溫度250℃,傳輸線溫度220℃,柱溫采用程序升溫:初溫50℃,保持1min后以25℃/min速度升至175℃,再以4℃/min速度升至211℃,保持1min。載氣為高純氦氣(99.999%)。采用分流進樣,分流比20∶1,進樣量2μL,離子源EI,電子能量70eV,加速電壓3kV,分辨率500amu/s,離子源溫度250℃,溶劑延遲2min。定性分析:采集到的質(zhì)譜圖用NIST檢索;定量分析:根據(jù)總離子流圖色譜峰的峰面積歸一化法計算各組分的相對含量。1.3.5fid檢測條件根據(jù)ue6c0zcan等［11］的方法,略作修改。采用Agi-lent7890A氣相色譜儀,分流進樣,分流比20∶1,進樣量2μL,進樣口溫度250℃,DB-23毛細管色譜柱(30m×0.25mmi.d.,0.25μm),FID檢測器,檢測器溫度220℃。采用程序升溫:初溫50℃,保持1min后以25℃/min速度升至175℃,再以4℃/min速度升至211℃,保持1min。載氣為高純氮氣(99.999%)。柱頭壓力230kPa恒壓(在50℃,33cm/s),檢測器氣體氫氣40mL/min,空氣450mL/min,氮做尾吹氣30mL/min,溶劑延遲2min。定性分析:相同條件下用標(biāo)準(zhǔn)品進樣,比對保留時間;定量分析:將標(biāo)準(zhǔn)品制備成一個濃度梯度,制作標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)曲線,然后將樣品測得的峰面積在標(biāo)準(zhǔn)曲線上找到對應(yīng)的濃度。1.3.6清除鄰苯三酚參照張曉璐等［12］的鄰苯三酚自氧化法。25℃下,在10mL容量瓶中依次加入0.05mmol/LTris-HCL溶液5.0mL(pH8.3),不同濃度的樣品液0.5mL,蒸餾水3.3mL,2mmol/L鄰苯三酚0.2mL,總體積9mL。以雙蒸水作對照,迅速混勻后,測定2min內(nèi)吸光度A322的變化,求斜率V。清除率=(V空-V樣)/V空×100%式中:V空為蒸餾水代替樣品液測得的對照的斜率;V樣為樣品液測得的斜率。1.3.7樣品溶液的制備參照宋麗麗等［7］的方法,并略做修改。配置5%亞油酸乙醇溶液做底物溶液,加入10%的樣品液,混勻后置于培養(yǎng)箱中于(40±1)℃下培養(yǎng),48h后,取1mL待測樣品,加入1mL25%的三氯乙酸,混勻放置,終止反應(yīng)。532nm下比色測定提取液的吸光度A值,同時測定不加提取液的空白樣品的吸光度A值。1.3.8dpph清除能力測定參照Larrauri等［13］的方法,略有修改。取山核桃仁10g,磨碎,加入100mL95%乙醇充分浸提6h,重復(fù)2次,收集慮液。取1mL提取液,加入3mL1×10－4mol/L的DPPH·溶液(95%乙醇配制),在25℃下靜置30min,測定517nm處的吸光值。DP-PH·自由基清除能力計算公式:樣品對DPPH清除能力=1-[(A-B)/A0]×100%,其中A0為未加樣品的DPPH·(3mLDPPH·+1mL甲醇)的吸光值;A為樣品與DPPH·反應(yīng)后的吸光值;B為空白樣品(1mL樣品液+3mL甲醇)的吸光值。1.3.9關(guān)于山核的細胞結(jié)構(gòu)的觀察委托浙江大學(xué)生物所電鏡室測定。1.4數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析以上指標(biāo)均重復(fù)測定3次取平均值,應(yīng)用SPSS16.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和差異顯著性分析。2結(jié)果與分析2.1山核桃脂肪酸甲酯的初步確定采用氣相色譜-質(zhì)譜對山核桃原料脂肪酸成分進行檢測分析。經(jīng)比對,確認山核桃脂肪酸13種,分別為油酸(C18∶1)、亞油酸(C18∶2)、棕櫚酸(C16∶0)、亞麻酸(C18∶3)、硬脂酸(C18∶0)、花生一烯酸(C20∶1)、棕櫚油酸(C16∶1)、花生酸(C20∶0)、十七碳烯酸(C17∶1)、十七烷酸(C17∶0)、十四烷酸(C14∶0)、山俞酸(C22∶0)、十五烷酸(C15∶0)(表1)。其中油酸、亞油酸、棕櫚酸、亞麻酸峰的質(zhì)量分數(shù)明顯大于其他脂肪酸,占總脂肪酸的95%左右。由此可初步確定油酸、亞油酸、棕櫚酸、亞麻酸為山核桃中最主要的4種脂肪酸;其中油酸、亞油酸、亞麻酸為不飽和脂肪酸,占總脂肪酸的91.52%。采用氣相色譜方法,獲得4個脂肪酸甲酯的標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別為:油酸甲酯Area=705.002037Amt+0,相關(guān)系數(shù)0.99996亞油酸甲酯Area=752.990911Amt+0,相關(guān)系數(shù)0.99941亞麻酸甲酯Area=738.166311Amt+0,相關(guān)系數(shù)0.99996棕櫚酸甲酯Area=1104.52548Amt+0,相關(guān)系數(shù)0.999852.2蒸煮工序?qū)ι胶颂抑舅崴釘〉挠绊憵庀嗌V法測定山核桃主要脂肪酸棕櫚酸、油酸、亞油酸、亞麻酸在加工過程中的含量變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),4種脂肪酸含量均呈緩慢下降的趨勢。其中,棕櫚酸、油酸、亞油酸和亞麻酸在蒸煮過程都有一個較大幅度的下降,分別較前一工序下降了0.73%、0.80%、5.95%和8.09%,說明蒸煮工序是影響山核桃脂肪酸酸敗的主要工序,這可能是由于長時間高溫加速了脂肪酸的水解、氧化(圖1)。棕櫚酸和油酸在第1次炒制工序也有一個明顯的下降,可能是由于高溫炒制及山核桃開口后與氧氣直接接觸,導(dǎo)致脂肪酸的加速劣變,兩者在整個加工過程中分別下降12.28%和17.36%(圖1c和圖1d)。2.3山核桃dpph自由基清除能力由圖2a可見,加工過程中山核桃超氧陰離子清除能力呈下降趨勢,蒸煮工序?qū)ζ溆绊懽畲?其次是第1次炒制,分別較前一工序下降了36.05%和17.46%。加工過程中山核桃亞油酸脂質(zhì)過氧化程度逐漸上升,其中蒸煮和浸料工序加速了脂質(zhì)過氧化的發(fā)生,TBA值分別較前一工序上升了6.44%和7.14%(見圖2b)。DPPH是一種穩(wěn)定的有機自由基,通過檢測植物組織對DPPH·自由基清除能力可評價其抗氧化能力的強弱［7］。由圖2c知,在整個加工過程中,山核桃DPPH自由基的清除能力始終處于一個緩慢下降的狀態(tài)。蒸煮、第1次炒制和浸料工序?qū)ζ溆绊懨黠@大于第2次炒制工序,但從總體水平上看,加工過程山核桃的DPPH自由基清除能力變化不顯著。2.4細胞內(nèi)脂滴分布從電鏡觀察結(jié)果可以看到山核桃原料細胞飽滿,細胞內(nèi)脂滴明顯,均勻散狀分布,脂滴間分隔清楚(圖3a)。經(jīng)蒸煮后,細胞內(nèi)已觀察不到完整脂滴,即已完全破裂,脂滴內(nèi)油脂被釋放至細胞質(zhì)中(圖3b)。之后,隨著加工過程的繼續(xù),油脂進一步擴散融合。3山核桃油酸氧化速率的變化已有研究表明,蒸煮與浸泡工序能顯著加劇山核桃酸價,過氧化值的上升［8］。本試驗中,蒸煮也是影響山核桃4種主要脂肪酸含量下降的最主要工序,其中棕櫚酸和油酸在第1次炒制工序有一個明顯的下降,說明高溫是影響山核桃脂肪酸氧化的一個重要因素,這與Mexis等［14］在核桃上的研究結(jié)果一致。堅果氧化的程度除了受成熟度、加工方法等的影響外,起主導(dǎo)作用的因素還是自身脂肪酸組成［15］。其中富含亞油酸和亞麻酸的山核桃油脂極易發(fā)生氧化。Zhou等［16］研究表明,在常溫下,油酸酯、亞油酸酯、亞麻酸酯的氧化速率之比為1∶12.5∶25。本試驗中,從原料到制品,4種主要脂肪酸棕櫚酸、油酸、亞油酸和亞麻酸分別下降了4.22%、2.86%、12.28%和17.36%,以油酸氧化速率為1,則油酸、亞油酸和亞麻酸相對氧化速率為1∶4.29∶6.07,即隨著雙鍵數(shù)量的增加氧化速率加快。其中,油酸的氧化速率略低于棕櫚酸1∶1.48,其原因可能是長時間高溫導(dǎo)致了飽和脂肪酸棕櫚酸的氧化,而油酸因絕對含量很高,導(dǎo)致其相對含量的降低表現(xiàn)較小,具體原因需進一步研究證實。采用透射電鏡觀察加工過程山核桃細胞脂滴結(jié)構(gòu)變化,可以看到經(jīng)蒸煮后細胞內(nèi)脂滴完全破裂,油脂散布整個胞內(nèi)空間,這說明在加工一開始,山核桃細胞結(jié)構(gòu)即發(fā)生破壞,氧化進一步加劇。水煮和蒸煮處理會損失山核桃自身還原性物質(zhì),使得還原力下降［17］。Xu等［18］發(fā)現(xiàn)浸泡、水煮和蒸煮會導(dǎo)致冷季豆類的抗氧化能力降低,總酚含量變小。Zhang等［19］也發(fā)現(xiàn)熱處理會導(dǎo)致苦蕎麥粉抗氧化能力下降。本試驗測定山核桃加工過程抗氧化能力變化,結(jié)果表明蒸煮與浸料工序能明顯加劇山核桃亞油酸脂質(zhì)過氧化程度,同時蒸煮還大幅降低了山核桃超氧陰離子清除能力。因此認為蒸煮是山核桃傳統(tǒng)加工工藝中的關(guān)鍵工序,浸料對山核桃抗氧化能力的降低也有重要影響。試驗表明,要抑制山核桃脂質(zhì)過氧化,同時維持