松子油提取工藝及3種松子油脂肪酸組成分析

董 越，劉會平，劉易坤，田麗元，邵 萍

(天津科技大學(xué) 食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457)

松子油提取工藝及3種松子油脂肪酸組成分析

董 越，劉會平，劉易坤，田麗元，邵 萍

(天津科技大學(xué) 食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457)

通過對馬尾松、云南松和紅松3種常見松子的主要組分進(jìn)行分析，得出馬尾松是制備松子油的一種理想原料。采用離心分離法提取松子油，在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過正交試驗對其工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，并對得到的松子油理化性質(zhì)進(jìn)行測定；通過GC-MS對馬尾松、云南松和紅松3種松子油脂肪酸組成進(jìn)行測定。結(jié)果表明：松子油最佳提取工藝條件為加熱溫度85℃，離心轉(zhuǎn)速6 500 r/min，離心時間10 min；在此條件下松子油的提取率為60.54%，得率為37.53%，所得松子油理化指標(biāo)符合國標(biāo)植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。以亞麻酸和皮諾斂酸標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行定性分析，得出松子油中的十八碳三烯酸主要為皮諾斂酸，3種松子油皮諾斂酸的相對含量分別為20.61%、19.35%和15.65%，其中馬尾松松子油中皮諾斂酸的相對含量最高。

松子油；離心分離；脂肪酸；皮諾斂酸

松子，又名松子仁、海松子、羅松子等，有紅松、馬尾松、云南松等品種。我國松樹資源十分豐富，產(chǎn)地主要集中在遼寧、吉林、河北、山東各省[1]。松子有很高的營養(yǎng)價值，松子脂肪含量高達(dá)70%左右，其中含有各種類型的不飽和脂肪酸，包括亞麻酸、亞油酸和油酸，以及特有的成分皮諾斂酸等[2]。皮諾斂酸是γ-亞麻酸 (GLA)同分異構(gòu)體，是一種新型的多不飽和脂肪酸，屬于Δ5型多不飽和脂肪酸[3]，具有減肥、降血脂功能以及抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移等功能[4-6]。

目前植物油提取多以有機(jī)溶劑浸提為主，壓榨次之。有機(jī)溶劑浸提易造成溶劑殘留，且浸提后的粕不能再合理利用，造成資源的浪費(fèi)；另外，松子脂肪含量高，壓榨出油率較低，不易進(jìn)行，成本較高[7-8]。本試驗采用離心分離的方法提取松子油，通過GC-MS分析常見3種松子油的脂肪酸組成及皮諾斂酸含量，為開發(fā)皮諾斂酸資源提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料與試劑

馬尾松松子、紅松松子、云南松松子由大連良運(yùn)(食品)有限公司提供，-20℃冷凍貯藏；氫氧化鉀、甲醇、無水硫酸鈉等均為分析純；正己烷為色譜純；皮諾斂酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品：Cayman Chemical；γ-亞麻酸標(biāo)準(zhǔn)品：美國Sigma公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

海能(K9840)自動凱氏定氮儀；電熱鼓風(fēng)干燥箱；恒溫水浴鍋；三輥研磨機(jī)；TDL-5A離心機(jī)；JR-2集熱式磁力加熱攪拌器；SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器； 島津GC-MS QP2010 氣質(zhì)聯(lián)用儀。

1.2 試驗方法

1.2.1 松子主要成分測定

根據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定。蛋白質(zhì)：GB 5009.5—2010；脂肪：GB 5009.6—2010；水分：GB 5009.3—2010；灰分：GB/T 5505—2008。

1.2.2 松子油提取

1.2.2.1 原料預(yù)處理

將松子仁清洗，置于60℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥1 h，再用120℃電烤箱烘烤20 min，冷卻后用粉碎機(jī)粉碎，進(jìn)三輥研磨機(jī)研磨成醬(固液混合物)，備用。

1.2.2.2 松子油離心提取

通過離心分離的方法提取松子油，即通過恒溫水浴加熱離心管中醬料，高速離心一定時間，倒出上清液，并將上清液再以上述條件進(jìn)行再次離心，即可得到澄清的松子油。按下式計算松子油提取率和得率。

松子油提取率=松子油質(zhì)量/(樣品質(zhì)量×樣品中脂肪含量)×100%

松子油得率=松子油質(zhì)量/樣品質(zhì)量×100%

1.2.3 松子油理化指標(biāo)測定

根據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定。酸值:GB/T 5530—2005；過氧化值：GB/T 5538—2005；皂化值：GB/T 5534—2008；碘值：GB/T 5532—2008。

1.2.4 松子油脂肪酸組成分析

用GC-MS對離心提取的3種松子油進(jìn)行脂肪酸組成及相對含量的測定。

甲酯化：采用氫氧化鉀-甲醇法甲酯化[9]。稱取100 mg松子油于25 mL具塞試管中，加入8 mL正己烷，搖勻后加入400 μL氫氧化鉀-甲醇溶液(0.5 mol/L)，搖晃2 min使其充分甲酯化，再加入10 mL蒸餾水，靜置分層，吸取上層液，加入適量無水硫酸鈉除水，并過0.22 μm有機(jī)濾膜后用于GC-MS分析。

GC條件：BR-S Wax毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.32 mm×0.50 μm)；進(jìn)樣口溫度250℃；柱溫升溫程序為初始溫度100℃保持1 min，以4℃/min升到200℃保持1 min，再以2℃/min升到250℃保持2 min；載氣He，壓力49.5 kPa；進(jìn)樣量0.2 μL，分流比50∶1；溶劑延遲時間3 min。

MS條件： 電子轟擊(EI)離子源；離子源溫度220℃；質(zhì)量范圍(m/z)35～500，全掃描。

2 結(jié)果與分析

2.1 松子主要成分含量(見表1)

表1 常見3種松子主要成分含量 %

2.2 離心提取松子油單因素試驗

2.2.1 加熱溫度對松子油提取率的影響

設(shè)定離心轉(zhuǎn)速為4 500 r/min，離心時間為20 min，比較不同加熱溫度對松子油提取率的影響。結(jié)果見圖1。

由圖1可知，醬料加熱溫度越高，油脂越容易析出，松子油提取率越高；達(dá)到一定溫度后，油脂析出趨于平衡，提取率則趨于穩(wěn)定。加熱溫度在75℃時松子油的提取率達(dá)到最大值。

圖1 加熱溫度對松子油提取率的影響

2.2.2 離心轉(zhuǎn)速對松子油提取率的影響

設(shè)定醬料加熱溫度為75℃，離心時間為20 min，比較不同離心轉(zhuǎn)速對松子油提取率的影響。結(jié)果見圖2。

圖2 離心轉(zhuǎn)速對松子油提取率的影響

由圖2可見，離心轉(zhuǎn)速越大，分離因數(shù)越大，松子油分離也越迅速，分離效果越好，在5 500 r/min時，松子油提取率增加趨于緩慢。這是由于隨著離心轉(zhuǎn)速增加，下層醬料逐漸變得緊實，松子油析出變得困難。

我們東川攝影界基本上也以紅土地為創(chuàng)作基地，我們攝影家協(xié)會，140多個會員，差不多都從拍紅土地中得到過鍛煉。我們拍紅土地要晚于昆明，時間是2000年左右。我們交通不太好，去紅土地要繞湯丹。后來東川城區(qū)到新田的公路修通后，去的頻次才多起來。

2.2.3 離心時間對松子油提取率的影響

設(shè)定醬料加熱溫度為75℃，離心轉(zhuǎn)速為5 500 r/min，比較不同離心時間對松子油提取率的影響。結(jié)果見圖3。

圖3 離心時間對松子油提取率的影響

由圖3可知，離心時間越長，松子油析出越多，在離心時間為15 min時，松子油提取率達(dá)到峰值。

2.3 離心提取松子油正交試驗優(yōu)化

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以加熱溫度(A)、離心轉(zhuǎn)速(B)、離心時間(C)以及誤差項(D)為影響因素，以提取率為評價指標(biāo)，采用L9(34)正交試驗優(yōu)化工藝條件。松子油提取正交試驗結(jié)果見表2，方差分析見表3。

表2 松子油提取正交試驗結(jié)果

表3 方差分析

注：F0.05(2,2)=19.00，F(xiàn)0.01(2,2)=99.00。

由表2可以看出，3個因素對松子油提取率的影響程度依次為B(離心轉(zhuǎn)速)>A(加熱溫度)>C(離心時間)。松子油的最佳提取工藝條件為A3B3C1，即加熱溫度為85℃，離心轉(zhuǎn)速為6 500 r/min，離心時間為10 min。在最佳工藝條件下進(jìn)行3次平行驗證試驗，松子油提取率平均為60.54%，通過計算得率為37.53%。

由表3可以看出，離心轉(zhuǎn)速對松子油提取率的影響顯著，而加熱溫度、離心時間對提取率的影響不顯著。

2.4 松子油理化指標(biāo)分析

松子油理化指標(biāo)見表4。由表4可以看出，松子油符合GB 2716—2005中酸值(KOH)小于等于4 mg/g，過氧化值小于等于0.25 g/100 g的要求。

表4 松子油理化指標(biāo)

2.5 松子油脂肪酸組成及相對含量

皮諾斂酸與γ-亞麻酸是同分異構(gòu)體[10]，其分子結(jié)構(gòu)式分別為5,9,12-十八碳三烯酸和6,9,12-十八碳三烯酸，兩者只有1個雙鍵位置不同，使用極性色譜柱可將兩者分開。通過GC-MS分析和對比皮諾斂酸(29.487 min)與γ-亞麻酸(29.680 min)的保留時間，確定松子油中的十八碳三烯酸(29.508 min)主要為皮諾斂酸，其次是少量的α-亞麻酸，而沒有γ-亞麻酸。與國外文獻(xiàn)中檢測的皮諾斂酸相符[11]。

通過GC-MS分析3種松子油脂肪酸組成，并通過面積歸一化法確定其相對含量，結(jié)果見表5。

表5 松子油脂肪酸組成及相對含量

由表5可以看出，3種松子油都含有棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、皮諾斂酸5種主要脂肪酸，總不飽和脂肪酸達(dá)90%以上，與王高林等[12]的研究相符，其中馬尾松松子油中皮諾斂酸含量最高，為20.61%。

3 結(jié) 論

采用離心分離法提取松子油，通過單因素試驗和正交試驗確定最佳提取工藝，得出最佳提取工藝條件為加熱溫度85℃、離心轉(zhuǎn)速6 500 r/min、離心時間10 min，在最佳工藝條件下，松子油提取率為60.54%，得率為37.53%。3種松子油中都含有棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、皮諾斂酸5種主要脂肪酸，總不飽和脂肪酸達(dá)90%以上，其中馬尾松松子油中皮諾斂酸含量最高，為20.61%，具有較高的開發(fā)利用價值。

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Extraction process of pine nut oil and fatty acid composition analysis of three pine nut oils

DONG Yue，LIU Huiping，LIU Yikun，TIAN Liyuan，SHAO Ping

(College of Food Engineering and Biological Technology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457,China)

The main components ofP.massoniana,P.yunnanensisandP.koraiensiswere analyzed, andP.massonianawas an ideal raw material for preparation of pine nut oil. The extraction conditions were optimized by orthogonal experiment based on single factor experiment, and the physicochemical properties of the pine nut oil obtained by centrifugation separation were determined. GC-MS was used to analyze the fatty acid composition of three species of pine nut oils ofP.massoniana,P.yunnanensisandP.koraiensis. The results showed that the optimal extraction conditions were obtained as follows: heating temperature 85℃, centrifugation speed 6 500 r/min, centrifugation time 10 min. Under these conditions, the extraction rate of pine nut oil was 60.54% and the yield was 37.53%. The physicochemical indicators of pine nut oil were in line with the national standard of vegetable oil health. The qualitative analysis of linolenic acid and pinolenic acid standards showed that pinolenic acid was the primary linolenic acid in pine nut oil, and the relative contents of pinolenic acid in three kinds of pine nut oils were 20.61%, 19.35% and 15.65% respectively, in which the relative content of pinolenic acid inP.massonianawas the highest.

pine nut oil; centrifugation separation; fatty acid; pinolenic acid

2016-08-28;

2016-12-25

董 越(1993)，女，碩士研究生，主要從事動物資源開發(fā)與功能食品研究工作(E-mail)dy_222@126.com。

劉會平，教授，博士生導(dǎo)師(E-mail)liuhuiping111@163.com。

TS224;TQ644

A

1003-7969(2017)04-0008-04

油脂加工