油茶不同部位脂肪酸的閃式提取和GC測(cè)定

唐偉卓，趙余慶

（沈陽藥科大學(xué)中藥學(xué)院，遼寧沈陽 110016）

油茶（Camellia oleifera Abel）又名茶子樹、油茶樹，系山茶科（Theaceae）山茶屬植物，為我國南方重要的木本油料樹種，也是我國基本的木本食用油料樹種，遍布16 個(gè)省區(qū)。從南宋年間開始種植至今已有2 300 多年的歷史[1]。素有“東方橄欖油”之美譽(yù)，與油橄欖、油棕、椰子并稱“世界四大木本油料樹種”[2]。其榨取的油色清味香，營養(yǎng)豐富，是優(yōu)質(zhì)食用保健油。油中包含多種活性不飽和脂肪酸，如：油酸、亞油酸、棕櫚酸等。現(xiàn)代研究表明，多不飽和脂肪酸，尤其是ω-3 系列不飽和脂肪酸被發(fā)現(xiàn)具有廣泛的生理活性[3]，越來越多的疾病與這些不飽和脂肪酸的攝入和代謝失調(diào)有關(guān)。它們的活性主要表現(xiàn)在抗炎、抗腫瘤、保護(hù)心腦血管、預(yù)防血栓性疾病、補(bǔ)腦健腦等方面[4-10]。因此，在生物醫(yī)藥和營養(yǎng)保健食品領(lǐng)域，不飽和脂肪酸的開發(fā)和應(yīng)用越來越受到重視。

一般地，活性脂肪酸的提取方法主要采用物理壓榨法和化學(xué)提取法。前者在壓榨過程中油料經(jīng)加熱、機(jī)械處理后營養(yǎng)物質(zhì)易發(fā)生變性，導(dǎo)致油脂營養(yǎng)價(jià)值下降?；瘜W(xué)提取法主要包括水蒸氣蒸餾法[11]、索氏提取法[12]、超聲提取法[13]。這些方法在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)從富含油脂的油料作物中獲得活性脂肪酸，但是上述方法中大多涉及有機(jī)試劑而且存在著提取效率低、試劑消耗大、提取時(shí)間長的缺點(diǎn)，從而在一定程度上限制了它們的應(yīng)用。近幾年，超臨界萃取技術(shù)由于具有工藝簡單，萃取效率高、對(duì)有效成分破壞少、無溶劑污染等優(yōu)點(diǎn)[14]已近開始廣泛的用于動(dòng)植物油脂及其有效成分的提取和分離。但是，超臨界技術(shù)存在著設(shè)備成本高、維護(hù)費(fèi)用高的缺陷，故普及程度不高。此外，還有運(yùn)用水酶法提取脂肪酸的報(bào)道[15]，該法在提取過程中也不涉及有機(jī)試劑，但是目前該法在國外的研究較多，技術(shù)較成熟，國內(nèi)還處于起步階段，因此也沒有得到廣泛應(yīng)用。

閃式提取技術(shù)作為一種新型提取技術(shù)，見圖1。

如圖1 所示，利用機(jī)械剪切和超速動(dòng)態(tài)分子滲透理論，能夠快速的在幾分鐘內(nèi)將植物藥材粉碎、使藥材中活性成分在溶劑中快速滲出并達(dá)到組織內(nèi)外平衡，從而實(shí)現(xiàn)活性成分快速、高效的提取[16]。此外，它還具有溶劑消耗少、安全環(huán)保等特點(diǎn)。正因如此，該技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于多種中藥材中有效成分的提取當(dāng)中[17-19]。

油茶殼和油茶餅粕屬于油茶籽油壓榨工業(yè)中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，由于現(xiàn)有壓榨技術(shù)的局限，油茶籽中的脂肪酸成分并沒有被完全利用，殘留的油粕中也含有一定量的脂肪酸，而油茶籽外殼中的殘油分析在油脂工業(yè)中也并沒有引起重視。

因此，本文采用新型的閃式提取技術(shù)對(duì)油茶種仁、油茶果殼以及油茶餅粕三個(gè)部位進(jìn)行提取，利用GC 法測(cè)定其中脂肪酸的含量，并與常用的4 種提取方法進(jìn)行比較分析，以期為油茶資源的充分利用提供科學(xué)參考。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

超臨界萃取儀：阜寧天潤超臨界萃取有限公司；JHLB-20A 型閃式提取器：河南金鼐科技有限公司；KQ2200B 超聲波清洗儀器：昆山市超聲儀器有限公司；GC122 型安捷倫氣相色譜儀。

1.2 試劑

油酸甲酯、亞油酸甲酯、棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯：均購自美國Sigma 公司，純度≥99%。石油醚：天津博迪化工有限公司。

1.3 材料

油茶籽、油茶殼以及油茶餅粕由湖北黃袍山保健食品有限公司提供。

2 方法

2.1 脂肪酸的提取

2.1.1 浸提法

分別稱取油茶種、果殼、餅粕100 g，粉碎后置于1 000 mL 三角瓶中，加入800 mL 石油醚，室溫閉光靜置3 次，時(shí)間依次為24、12、8 h。合并提取液，回收溶劑，待測(cè)。

2.1.2 回流法

分別稱取油茶種、果殼、餅粕100 g，粉碎后置于1 000 mL 圓底燒瓶瓶中，加入800 mL 石油醚，于90 ℃下水浴回流3 次，時(shí)間依次為2、1、1 h。合并提取液，回收溶劑，待測(cè)。

2.1.3 超聲提取法

分別稱取油茶種、果殼、餅粕100 g，粉碎后置于1 000 mL 三角瓶中，加入800 mL 石油醚，室溫下超聲提取3 次，時(shí)間依次為2、1、1 h。合并提取液，回收溶劑，待測(cè)。

2.1.4 閃式提取法

分別稱取油茶種、果殼、餅粕100 g，粉碎后置于閃式提取罐中，加入800 mL 石油醚，室溫下閃式提取3次，時(shí)間依次為5、3、3 min，面板電壓操作參數(shù)設(shè)定為150 V，合并提取液，回收溶劑，待測(cè)。

2.1.5 超臨界提取法

分別稱取油茶種、果殼、餅粕100 g，粉碎后置于超臨界反應(yīng)釜中，設(shè)定萃取壓力為30 Pa，萃取溫度為50 ℃，CO2流量設(shè)定為20 L/h，提取3 次，時(shí)間依次為2、1、1 h，每0.5 小時(shí)放料一次，合并提取液，用石油醚萃取，回收溶劑，待測(cè)。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

分別取油酸甲酯、亞油酸甲酯、棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯4 種脂肪酸甲酯對(duì)照品各10 mg，用石油醚配成各標(biāo)準(zhǔn)品液及標(biāo)品混合液待進(jìn)樣分析。

2.3 供試品溶液的制備

取各種油樣100 mg，置10 mL 容量瓶中，加入2 mol/L 的氫氧化鉀甲醇溶液2 mL 和2 mL 石油醚，漩渦振蕩器上振蕩3 min，用石油醚定容至10 mL，靜置，脂肪酸甲酯加入石油醚稀釋至一定濃度待測(cè)。

2.4 色譜條件

PEG 柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度280 ℃；分流比20 ∶1，氫火焰檢測(cè)器，檢測(cè)器溫度280℃，載氣（氦氣）流速：1 mL/min 氫氣流量：50 mL/min，空氣流量：150 mL/min，進(jìn)樣口溫度280 ℃進(jìn)樣量0.6 μL。

3 結(jié)果與討論

按上述方法先進(jìn)行混標(biāo)進(jìn)樣分析，得脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品混合樣氣相色譜圖，見圖2A。

圖2 油茶不同部位脂肪酸閃式提取GC 圖Fig.2 GC Chromatography of the fatty acid methyl ester from different parts of Camellia oleifera by STE

如圖2A 所示，在此條件下，6 種脂肪酸能夠得到良好分離，相鄰峰的分離度較好。6 種脂肪酸保留時(shí)間分別為：（1）棕櫚酸6.485 min，（2）硬脂酸10.015 min，（3）油酸10.636 min，（4）亞油酸11.928 min。按上述2.1項(xiàng)進(jìn)行閃式提取和GC 分析，經(jīng)過與4 種不飽和脂肪酸甲酯的標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行比對(duì)分析，見圖2B，C，D，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，油茶果仁、果殼和餅粕中的不飽和脂肪酸主要為油酸、亞油酸、硬脂酸和棕櫚酸，其中油酸為主要成分，種子中的含量高于80%。不同部位脂肪酸含量比較發(fā)現(xiàn)，油茶種仁和餅粕中油酸和亞油酸的含量要高于果殼，而果殼中硬脂酸和棕櫚酸的分布相對(duì)較高。它們?cè)诓煌课坏暮糠植冀Y(jié)果見表1。

表1 閃式提取油茶不同部位中活性脂肪酸的含量測(cè)定結(jié)果Table 1 Separate fatty acids from different parts of Camellia oleifera by STE %

此外，為了進(jìn)一步比較閃式提取與傳統(tǒng)的浸提、回流、超聲提取以及超臨界提取效果的優(yōu)劣，對(duì)油茶果、殼和餅粕中的活性脂肪酸進(jìn)行了4 種提取方法的同步比較，結(jié)果如表2。

由測(cè)定結(jié)果可知，閃式提取下作為產(chǎn)油主要部位的油茶種仁中油酸的提取率最高。而5 種不同方法提取下，各部位脂肪酸的含量分布趨勢(shì)一致，并且它們之間的脂肪酸含量沒有顯著差異。這說明在油茶提油過程中，提取方法對(duì)產(chǎn)油率的影響較小。此外，從表2得知，油茶殼和油茶渣中均含有較高含量的油酸以及棕櫚酸，而目前對(duì)它們的再利用及重視程度不夠，因此，可以把它們作為殘油的再次提取原料，實(shí)現(xiàn)資源的重復(fù)利用。為了更全面的比較5 種不同的脂肪酸提取方法，表3 以油酸提取率為主要指標(biāo)，列舉了5 種方法的具體操作條件，見表3。

可以看出，常規(guī)的回流提取、超聲提取和浸提花費(fèi)時(shí)間較長，一般需要論小時(shí)計(jì)算，如表3 所示，其中浸提花費(fèi)的時(shí)間更長。另外，回流操作在加熱的條件下進(jìn)行，對(duì)脂肪酸的熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。而新型的閃提技術(shù)在常溫下進(jìn)行提取，一次提取只需幾分鐘就可以大致達(dá)到這幾種常規(guī)方法的提取效果，極大的節(jié)省了時(shí)間、提高了工作效率。雖然在某些成分的提取含量上，閃提略低于這幾種方法，但可以經(jīng)過工藝的優(yōu)選（提取時(shí)間、提取功率、提取次數(shù)），可以進(jìn)一步提高閃提的效果，發(fā)揮該技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

表2 不同提取方法提取油茶不同部位中活性脂肪酸的含量測(cè)定結(jié)果Table 2 Separate fatty acids from different parts of Camellia oleifera by various extract methods

表3 不同提取方法提取油茶種中油酸的比較Table 3 Comparison of oleic acid from different extract methods in the Camellia oleifera seed

不飽和脂肪酸主要包括ω-3 和ω-6 系不飽和脂肪酸，ω-6 脂肪酸中主要有油酸和亞油酸（LA），最主要的是亞油酸（LA），ω-3 脂肪酸中最為主要的是亞麻酸（LNA），當(dāng)亞油酸與亞麻酸與人體內(nèi)的某些酶相互作用時(shí)，亞油酸會(huì)變成γ-亞油酸（GIA），然后再變成花生四烯酸（AA），而亞麻酸則變成了二十碳五稀酸（EPA），然后變成二十二碳六稀酸（DHA），兩系脂肪酸都是必需脂肪酸，是人體不能合成的物質(zhì)，需要通過食用來攝取。

值得注意的是在體內(nèi)油酸除了可以作為營養(yǎng)補(bǔ)充劑外還可以降低血液中高、低密度膽固醇，而不降低有益膽固醇。此外，油酸和其他ω-3 系脂肪酸按不同的比例混合，還具有其他的生理活性[20]。油茶籽油中含有大量的油酸，這也進(jìn)一步說明了油茶籽油可以作為保健食品油進(jìn)行開發(fā)利用。

4 結(jié)論

閃式提取技術(shù)已經(jīng)成功的應(yīng)用于其他中藥材中活性成分的提取上，本文首次利用閃提技術(shù)進(jìn)行油脂類成分的提取，結(jié)果說明該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速、高效率的從油茶不同部位中提取活性脂肪酸成分。油茶中的脂肪酸成分主要為油酸，其含量比目前進(jìn)口的橄欖油中還要高。油茶作為我國傳統(tǒng)大量種植的油料作物，其油茶籽油具有很高的營養(yǎng)價(jià)值，因此，可以充分利用這種優(yōu)勢(shì)，對(duì)油茶資源進(jìn)行深入的開發(fā)利用。此外，油茶果實(shí)、果殼、餅粕中活性脂肪酸的種類和含量差異不大，所以，在對(duì)油茶進(jìn)行油脂加工過程中，對(duì)加工原料和榨取后廢棄資源進(jìn)行進(jìn)一步研究，將會(huì)豐富油茶這一資源的利用度，創(chuàng)造新的價(jià)值。

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