預處理方式對牡丹籽毛油出油率及品質影響

何雅靜 傅金鳳 陳 莉 索化夷 王洪偉 趙 欣 張 玉

(西南大學食品科學學院1，重慶 400715)(西南大學食品科學與工程國家級教學示范中心2，重慶 400715)(重慶第二師范學院重慶市功能性視頻協同創新中心3，重慶 400067)(西南大學附屬中學4，重慶 400700)

油用牡丹(Paeoniasuffruticosa)是指芍藥科(Paeoniaceae)芍藥屬(Paeonia)牡丹組(Sect.Moutan)中結實率高、種子含油率高的牡丹種類[1]。其籽為油用牡丹籽，富含油脂和蛋白質[2]。從油用牡丹籽中提取的油脂稱為牡丹籽油。牡丹籽油含有豐富的脂肪酸，其中不飽和脂肪酸占總量的82.81%～93.23%，亞麻酸的質量分數為32.72%～67.13%，約為大豆油的10倍[3-4]。牡丹籽油具有保護肝臟、抗氧化、延緩衰老，降低血脂、調節血壓等作用，是一種營養價值較高的食用植物油[5]。而我國目前對牡丹籽油的研究主要體現在牡丹籽油的提取和精煉工藝的優化，對于牡丹籽原料預處理的相關研究不全面。油料預處理(蒸炒、烘烤、微波)是壓榨過程中的第一道工序[7]。油料經過預處理后能一是影響油料種子細胞微觀結構以及油脂在細胞中存在的狀態，使得細胞形態及細胞壁被破壞，從而達到提高出油率的目的[8]。二是相對于冷榨處理，油料種子在高溫焙炒過程中會產生美拉德反應能夠增加油脂的香氣，有利于特征風味物質的生成且還能增加氧化穩定性[9]。鞠陽等[6]研究發現微波預處理芝麻籽可顯著提高芝麻油的出油率，而關于預處理方式對出油率及油脂品質影響等卻鮮有報道。

本研究通過對未處理、微波、烘烤、炒籽4種預處理方式的牡丹籽毛油出油率及油脂品質進行比較分析，得出最優的預處理條件。通過直接對油料本身進行預處理來達到增加原料出油率及提高油脂品質的目的，優化牡丹籽毛油實驗室的提取條件，為工業化連續生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘鳳丹’牡丹籽，產自菏澤油用牡丹產業基地；脂肪酸甲酯混合標準品(sAOCS-007N)；甲醇、乙腈均為色譜純；其他試劑為分析純。

1.2 儀器與設備

GC-2010氣相色譜儀；PX7型榨油機；格蘭仕WD750CTL23-6型微波爐；FKB系列電烤爐；美的C21-WT2116型電磁爐。

1.3 方法

1.3.1 提取工藝流程

牡丹籽→預處理(未處理、微波、烘烤、炒籽)→稱樣→壓榨→牡丹籽毛油。

1.3.2 牡丹籽毛油出油率的計算

式中：M1為離心管和牡丹籽毛油的總質量/g；M2為離心管的質量/g；M為牡丹籽的質量/g。

1.3.3 預處理方式對牡丹籽毛油出油率的影響

未處理：牡丹籽40 g，直接壓榨。

微波處理：牡丹籽40 g，微波處理不同時間(20、40、60、80、100 s)，研究微波時間對牡丹籽毛油出油率的影響。

烘烤處理：牡丹籽40 g，烘烤時間為90 s，烘烤處理不同溫度(40、60、80、100、120 ℃)，研究烘烤溫度對牡丹籽毛油出油率的影響；牡丹籽40 g，在最佳烘烤溫度條件下，烘烤處理不同時間(30、60、90、120、150 s)，研究烘烤時間對牡丹籽毛油出油率的影響。

炒籽處理：牡丹籽40 g，炒籽時間為120 s，炒籽處理不同溫度(60、100、130、160、180 ℃)，研究炒籽溫度對牡丹籽毛油出油率的影響；牡丹籽40 g，在最佳炒籽溫度條件下，炒籽處理不同時間(30、60、90、120、150 s)，研究炒籽時間對牡丹籽毛油出油率的影響。

1.3.4 牡丹籽毛油的基本理化指標測定

過氧化值的測定參考GB 5009.227—2016[10]。酸價的測定參考GB 5009.229—2016[11]。碘值的測定參考GB/T 5532—2008[12]。皂化值測定參考GB/T 5534—2008[13]。

1.3.5 牡丹籽毛油的脂肪酸成分的分析

甲酯化方法[14]：吸取0.1 mL油樣，于10 mL離心管中，加入石油醚-乙醚(1∶1)混合溶液2 mL，稍適振搖，靜置40 min。再加入氫氧化鉀-甲醇(0.4 mol/L)溶液1 mL，搖勻，靜置30 min。沿管壁加入1 mL蒸餾水，靜置。待分層后，吸取1 mL上清液到新的EP管中，并用石油醚-乙醚(1∶1)混合溶液將其稀釋為原來的10倍，利用氣相色譜儀進行測定。

GC條件：色譜柱：DB-WAX(30 m×0.246 mm×0.25 mm)；升溫程序：185 ℃保持3 min；氣化室250 ℃；進樣溫度250 ℃；載氣：高純氦氣(60 mL/min)，氫氣(40 mL/min)，空氣(400 mL/min)；進樣(1 μL)。

1.3.6 數據分析

應用SPSS19.0軟件對數據進行差異顯著性分析(P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著)；應用Origin9.1繪制圖表；應用Excel 2010 統計分析所有數據，計算標準誤差并繪制圖表；所有實驗重復3次。

2 結果分析

2.1 不同處理對牡丹籽毛油出油率的影響

由圖1可知，牡丹籽毛油的出油率隨微波時間的延長而呈現先升高后趨于平緩的趨勢。這是因為牡丹籽吸收了微波能，導致原料溫度增加，使得牡丹籽中的水分漸漸蒸發，增加其內部壓力[15]。蒸汽的釋放可從一定程度破壞牡丹籽細胞膜，從而增大細胞間隙，促進油路通道的形成，擴大油脂流出通路，使得出油率增加[16-18]。且微波80 s時牡丹籽毛油出油率為(23.34±0.02)%，微波100 s時出油率為(23.16±0.01)%，兩者無顯著性差異(P>0.05)。本試驗中牡丹籽毛油的最佳微波時間為80 s。

牡丹籽毛油出油率隨烘烤溫度的上升而呈現出先升后降的趨勢，在烘烤溫度達到100 ℃時，出油率最高為(22.27±0.01)%。主要原因是隨著溫度的升高，牡丹籽原料中蛋白變性，破壞了油脂和蛋白的緊密結合狀態，聚集的油脂充分外露，同時細胞壁的滲透性增加，使得油脂易流出，出油率升高[19]。但當溫度達到120 ℃時，高溫使得原料中的水分被大幅度去除，在壓榨過程中，原料易焦化反而堵膛，導致出油率下降[20]。本實驗中牡丹籽毛油的最佳烘烤溫度為100 ℃。

牡丹籽毛油出油率隨烘烤時間的延長呈現逐漸上升的趨勢。原因一是牡丹籽原料中的油脂聚集、油脂黏度和表面張力降低，流動性增加，出油率上升[21]。原因二是加熱使得牡丹籽原料中細胞壁結構改變，酶類失活，料坯的彈性和塑性得到調整[22]。且烘烤120 s的出油率(22.18±0.01)%與烘烤90 s的出油率(22.01±0.02)%無顯著性差異(P>0.05)，考慮到能耗問題，本實驗中牡丹籽毛油的最佳烘烤時間為90 s。

牡丹籽毛油出油率隨著炒籽溫度的上升而上升，最后趨于平緩。這是因為牡丹籽原料中蛋白質在高溫中變性，與油脂結合的結構被破壞，使得牡丹籽毛油的出油率增大[22]。且炒籽溫度為130 ℃時出油率(21.30±0.01)%與100 ℃出油率(21.12±0.02)%，160 ℃出油率(20.87±0.01)%并無顯著性差異(P>0.05)。因此本實驗選擇的最佳炒籽溫度為100 ℃。

隨著炒籽時間的延長，牡丹籽毛油的出油率呈現先上升后趨于平緩的趨勢。這是隨著炒籽時間的延長，牡丹籽原料內部結構發生變化，細胞壁部分破裂且油脂的顯微分散狀態被破壞，由細小狀態聚集成較大的油滴，使得出油率升高[19]。炒籽時間120 s時出油率為(20.97±0.02)%與炒籽時間為90 s(20.76±0.01%)和150 s(20.94±0.01%)的出油率并無顯著性差異(P>0.05)。綜合考慮，本實驗選擇的最佳炒籽時間為90 s。

圖1 不同處理對牡丹籽毛油出油率的影響

4種預處理方式對牡丹籽毛油出油率的影響見圖2。未處理出油率(19.07±0.03)%與微波處理(23.34±0.02)%、烘烤處理(22.27±0.01)%、炒籽處理(21.12±0.02)%均有顯著性差異(P<0.05)，這是因為微波、烘烤、炒籽處理都屬于熱處理，使牡丹籽原料溫度升高，去除自身的水分，鈍化了原料中酶的活性，使蛋白質變性，破壞了油脂本身細胞結構，降低油脂粘度，加速細胞壁的滲透性，從而提高了牡丹籽毛油的出油率[23]。微波處理的出油率與烘烤處理、炒籽處理之間有顯著性差異(P<0.05)，烘烤處理與炒籽處理之間沒有顯著性差異(P>0.05)。這是因為微波處理相對于傳統的烘烤、炒籽處理，電磁波更易直接深入油料內部，使內外水分同時汽化，對原料的加熱處理更加均勻[24]。

圖2 不同預處理對牡丹籽毛油出油率的影響

2.2 牡丹籽毛油的基本理化指標

由表1可知，炒籽處理的酸價顯著高于(P<0.05)其他3種處理方式。主要是因為炒籽過程中溫度過高，使甘油三酯產生熱氧化，增加游離脂肪酸的含量[17]。微波處理和炒籽處理的過氧化值顯著低于(P<0.05)未處理和烘烤處理。這是因為微波的輻射作用促使油脂氧化產生的過氧化物進一步發生分解成醛、酮等小分子物質，使得過氧化值降低，且參與氧化反應的氨基酸或蛋白質發生碳化，只有部分能參與氧化反應，故過氧化值呈現出下降趨勢[25]。炒籽處理在在炒籽中產生了過氧化物，在壓榨過程中降解形成了烷氧基自由基，并進一步轉化形成醛、酮、酸、酯和短鏈烴等，所以炒籽處理的過氧化值較低[26]。4種預處理所獲牡丹籽毛油的皂化值均較高說明油脂的脂肪酸分子量小，容易被吸收。碘值雖然有顯著性差異(P<0.05)，但在155 gI/100 g以上，表明油脂的不飽和程度很高，是一種較好的干性油脂。

表1 不同預處理牡丹籽毛油的基本理化性質

2.3 牡丹籽毛油的脂肪酸成分分析

將經過4種預處理方式壓榨獲得的牡丹籽毛油，進行甲酯化處理后再GC分析，得到的總離子流色譜圖。根據各成分的保留時間確定牡丹籽毛油的組成成分，并用面積歸一法確定各組分的相對含量。

由表2可知，4種預處理方式壓榨獲得的牡丹籽毛油中脂肪酸種類沒有發生變化，均檢測出5種主要脂肪酸。其中不飽和脂肪酸含量豐富，依次為亞麻酸、亞油酸和油酸，同時也含有少量的飽和脂肪酸。除棕櫚酸含量無顯著性差異外(P>0.05)，其他單體脂肪酸的含量均存在顯著性差異(P<0.05)。炒籽處理的單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量與其他3種預處理方式存在顯著性差異(P<0.05)。炒籽處理獲得的牡丹籽毛油油酸含量顯著高于(P<0.05)其他3種預處理獲得的牡丹籽毛油油酸含量。這是由于α-亞麻酸中存在3個共軛雙鍵，所以具有非常強的還原性，牡丹籽原料經過電磁爐的高溫炒制，將其部分氧化，最終形成油酸[27]。微波處理獲得的牡丹籽毛油亞油酸含量顯著高于其他3種預處理獲得的牡丹籽毛油亞油酸含量(P<0.05)。未處理的亞麻酸含量顯著高于微波處理(P<0.05)，而與炒籽處理和烘烤處理無顯著性影響(P>0.05)。

表2 不同預處理牡丹籽毛油中主要脂肪酸組成及相對含量

3 結論

本研究表明，預處理方式會對牡丹籽毛油出油率有顯著性影響。其中以微波80 s預處理的牡丹籽毛油出油率最高，為(23.34±0.02)%。預處理方式對牡丹籽毛油的基本理化指標存在顯著性影響(P<0.05)，微波處理能保證較低的酸價和過氧化值，較高的皂化值和碘值，既保證了油脂的品質，也能延長油脂的保質期。不同預處理方式的牡丹籽毛油脂肪酸種類基本一致，相對含量存在顯著性差異(P<0.05)。因此，預處理方式能夠對牡丹籽毛油出油率及品質造成顯著性影響，其中微波處理是4種預處理方式中的最優處理。