本文以不同产地白芝麻压榨油为原料,采用近代仪器和经典分析方法,研究白芝麻油的主要理化指标、理化常数、甘三酯组成及芝麻素等主要油溶性活性成分含量,以期为白芝麻的研究和深度开发利用奠定基础。
1材料与方法
11原料来源
白芝麻油1号(芝麻产地:河南省驻马店市);白芝麻油2号(芝麻产地:湖北省);白芝麻油3号(芝麻产地:安徽省);白芝麻油4号(芝麻产地:河北省);芝麻油:实验室通过冷榨法自制。
12试剂与仪器
121主要试剂
无水乙醚、氢氧化钠、盐酸、氢氧化钾、乙醚、石油醚、三氯甲烷、冰乙酸、可溶性淀粉、碘化钾、硫代硫酸钠、三氟化硼、氮气、正己烷、胆酸钠、无水硫酸钠、氯化钠、甲醇钠、氧化铝、乙醇(体积分数95%)、正己烷(色谱纯)、甲醇(色谱纯)等。未标明的均为分析纯。
芝麻素标准品:芝麻素(Sigma公司);维生素E标准品:α?生育酚、β?生育酚、γ?生育酚、δ?生育酚,均为Sigma公司产品。
122主要仪器和装置
722S型分光光度计,上海精密仪器有限公司;UV1901型可见紫外分光光度计,北京普析通用仪器有限公司;Waters2695型高效液相色谱仪,上海易测仪器设备有限公司;GC2010型气相色谱仪,SHIMADZU公司;Rancimat743型氧化酸败仪,瑞士万通公司;WSL2型比较测色仪,上海易测仪器设备有限公司;阿贝折光仪,上海易测仪器设备有限公司。
13实验方法
131白芝麻油理化指标的测定
相对密度按照GB/T5518—2008测定;折射指数按照GB/T5527—2010测定;色泽按照GB/T22460—2008测定;黏度按照GB/T5516—2011测定;磷脂含量按照GB/T5537—2008测定;酸价按照ISO660—1996测定;皂化值按照ISO3657—1988测定;不皂化物按照ISO3596—2—1988测定。
132白芝麻油脂肪酸组成分析芝麻油甲酯化采用ISO5509—2000方法;脂肪酸甲酯的气相色谱分析采用ISO5508—1990方法。分析测定条件:BPX70毛细管脂肪酸分析柱,30?0m×320μm×0?50μm,进样口温度230℃,柱温210℃,氢离子火焰检测器FID,检测器温度300℃,氮气流速1?0mL/min,氢气流速35mL/min,空气流速400mL/min。
133白芝麻油的sn?2位脂肪酸分布取压榨白芝麻油样5g溶于25mL正己烷中,倒入聚氧化铝色谱柱中洗脱分离,得到中性油。称0?1g中性油于10mL离心管中,加入20mg胰脂酶、2mL缓冲溶液、5mL胆酸钠溶液、0?2mL氯化钙溶液摇匀后,再分别加入1mL乙醚及盐酸溶液离心分离,取离心管的上清液,经薄层层析后显色确定甘一酯,甘一酯甲酯化后,经气相色谱分析sn?2位脂肪酸组成。
气相色谱分析sn?2位脂肪酸组成方法参照132节。由sn?2位脂肪酸组成分析,根据1,3随机2?随机分布学说计算甘三酯的构成及含量。
134芝麻油中维生素E含量的分析芝麻油中维生素E含量分析采用GB/T5009?82—2003方法。
色谱条件:固定相,NH2柱(250mm×4?6mm,5μm);流动相,正己烷与异丙醇体积比为98∶2;柱温40℃;柱压20kPa;流速1?0mL/min;采用RF10AXL荧光检测器;激发波长298nm;发射波长325nm;进样量5μL,外标法计算。
135芝麻油中芝麻素含量的测定芝麻油中芝麻素含量的测定采用NY/T1595—2008方法。
色谱条件:固定相,C18色谱柱(250mm×4?6mm,5μm);流动相,甲醇与水体积比为70∶30;流速1?0mL/min;检测波长287nm;柱温30℃。
136芝麻油氧化稳定性测定
实验采用Rancimat743型油脂氧化稳定测定仪测定样品氧化稳定性。其原理为油脂样品在恒温下,向油脂中恒定速率通干燥空气,油脂中易氧化的物质被氧化成小分子易挥发的酸,挥发的酸被空气带入盛水的电导率测量池中,在线测量池中的电导率,记录电导率对反应时间的氧化曲线,对曲线求二阶导数,从而测出样品的诱导时间。在不同温度下测定样品的诱导时间,通过经验公式,外推样品在不同温度下的诱导时间,即在此温度下的使用或贮存时间。分析条件为:样品用量50g,温度130℃,通气量20L/h。
2结果与讨论
21白芝麻油理化指标分析
按照133节所述方法测定的4种压榨白芝麻油的理化指标结果见表1。
表1白芝麻油的理化指标
结果表明,4个产地的压榨白芝麻油的相对密度、折光指数及黏度差别不大;各个产地压榨白芝麻油的色泽都相对较浅,这是由于压榨温度控制较低,还原糖类物质分解产物与氨基酸及蛋白质化合生成的黑色素较少;其酸值在0?88~2?29mg/g之间,符合一级芝麻油的标准;磷脂质量分数在0?11%~0?45%之间,而河北省产的白芝麻压榨制取的白芝麻油磷脂含量最高,这可能与当地的气候条件以及芝麻品种差异有关;皂化值在187?10~189?01mg/g之间;不皂化物质量分数在0?48%~0?79%之间,白芝麻油1号的不皂化物质量分数为0?79%,这可能与芝麻油中的芝麻素、芝麻酚林含量较高有关。
22白芝麻油甘三酯组成分析
按照132节所述方法测得4种白芝麻油的脂肪酸组成分析结果见表2,白芝麻油1号的气相色谱图见图1。
表2白芝麻油立体专一分布相对含量
按照133节所述方法分析测定压榨白芝麻油1号sn2位脂肪酸组成分析结果,如图2所示;采用1,3?随机?
2?随机分布学说计算出4种压榨白芝麻油的甘三脂中sn1位、sn2位及sn3位脂肪酸组成分布结果,如表2所示。
从表2可看出白芝麻油的脂肪酸组成为亚油酸
(C18:2/L)相对含量45?05%~48?64%,油酸
(C18:1/O)相对含量36?64%~39?64%,棕榈酸
(C16:0/P)相对含量8?14%~8?97%,硬脂酸
(C18:0/St)相对含量4?25%~5?07%,亚麻酸
(C18:3/Ln)相对含量0?30%~0?95%。有报道
称[17]棕榈酸和油酸与硬脂酸含量呈现负相关,本次实验结果与之相符。不饱和脂肪酸相对含量达84%以上,而饱和脂肪酸仅有13%左右。其中,亚麻酸和亚油酸是人体必需脂肪酸。
从4种白芝麻油立体专一分布可看出sn2位上棕榈酸、硬脂酸的分布很少;而油酸、亚油酸在sn2位分布比sn1、sn3位要多,并且在sn1、sn2、sn3位的分布都在35%~60%之间。这符合植物油脂甘三酯立体专一分布的特点:饱和脂肪酸一般相对集中在sn1和sn3位上,不饱和脂肪酸较多连接在sn2位上。
由sn2位脂肪酸组成分析数据可计算出不同压榨白芝麻油中甘三酯的组成,主要甘三酯组成见表3。
从表3可看出白芝麻油中的甘三酯组成主要是以油酸、亚油酸为主的甘三酯。其中以LOL相对含量最高(2298%~2562%),其次是OOL相对含量19?72%~2186%,比较高的甘三酯还有PLO(957%~1013%)、LLL(893%~1134%),其余相对较少。结果表明白芝麻的甘三酯组成与李桂华等研究的黑芝麻甘三酯组成相比差别很大,除了基因控制这一主要因素之外,气候条件(如降水量和日光照射时间)也会影响各种脂肪酸的含量,从而导致甘三酯组成发生变化。
2?3维生素E含量分析
高效液相分析测定的维生素E色谱图见图3,4个产地白芝麻油维生素E含量见表4。由表4可以看出,白芝麻油中的维生素E主要是γ生育酚,其他生育酚含量较少,并且γ生育酚具有显著的防癌治疗效果。在通常条件下,α生育酚生理活性最强,β生育酚及γ生育酚不及其一半效能,δ生育酚几乎没有效能。而抗氧化能力从小到大为α?生育酚、β?生育酚、γ生育酚、δ生育酚。
有研究报道黑芝麻油中的维生素E含量高于白芝麻油,其含量为(54±98)mg/(100g),白芝麻油中的维生素E含量为2487~7207mg/(100g),含量较低,但是白芝麻油中的芝麻素含量高于黑芝麻,与维生素E发生协同增效的作用,延长白芝麻油的保质期。
2?4芝麻素含量分析
高效液相分析测定1号、2号、3号和4号白芝麻油中的芝麻素含量分别为6097、6910、6014、6786mg/(100g)。
高效液相色谱分析测定的压榨白芝麻油芝麻素
色谱图见图4,芝麻素保留时间14min左右。4个产地白芝麻油中芝麻素含量在6014~6910mg/(100g)之间,其中湖北省产的白芝麻油中的芝麻素含量较其他产地高,这可能与芝麻的品种、当地的气候及土壤种类差异有关,但是总体变化范围不大,这与刘玉兰等研究的不同产地芝麻抗氧化成分及氧化稳定性所得结论一致。芝麻素是油溶性的木脂素,由于芝麻素含量与芝麻的含油量呈现正相关,黑芝麻和黄芝麻的含油量低于白芝麻,因此白芝麻油中的芝麻素高于黑芝麻油和黄芝麻。
2?5氧化稳定性分析
采用Rancimat743型氧化酸败仪测定芝麻油氧化稳定性
图5显示了电导率对反应时间的氧化曲线,对曲线求二阶导数,从而测出样品的诱导时间。在温度130℃,通气量20L/h条件下,白芝麻油1号155h,白芝麻油2号175h,白芝麻油3号150h,白芝麻油4号222h,河北省产的白芝麻氧化稳定性相对较好。主要原因是白芝麻油4号中维生素E含量最高,并且芝麻油中含有的芝麻素和维生素E的协同作用使抗氧化活性增强。因此白芝麻油也被广泛用于和氧化稳定性差的油脂调合复配来提高其氧化稳定性和货架寿命。
3结论
(1)白芝麻油脂肪酸组成中亚油酸、油酸这两种不饱和脂肪酸相对含量较高,占总脂肪酸相对含量的84%以上,白芝麻油sn2位主要是油酸、亚油酸,其相对含量分别在4103%~4500%之间和5330%~5748%之间。
(2)白芝麻油甘三酯分子结构组成中LOL相对含量最高为2298%~2562%,其次是OOL相对含量1972%~2186%,比较高的甘三酯还有PLO(957%~1013%)、LLL(893%~1134%),其余相对较少。
(3)不同产地白芝麻压榨制取的芝麻油中芝麻素、维生素E含量分别在6014~6910mg/(100g)之间和1373~5443mg/(100g)之间,维生素E组成主要是γ?生育酚。
(4)用Rancimat法测定不同产地白芝麻压榨制取的白芝麻油氧化稳定性,在130℃条件下,氧化诱导时间分别为:白芝麻油1号155h,白芝麻油2号175h,白芝麻油3号150h,白芝麻油4号222h。
白芝麻油脂 理化特性
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