超声波辅助提取摩洛哥阿甘副产品多酚提取物对精炼葵花籽油的氧化稳定性增强研究

《Ultrasonics Sonochemistry》：cEnrichment of refined sunflower oil with phenolic extracts from argan ( Argania spinosa L. (Skeels)) co-products using ultrasound-assisted extraction

本研究针对植物油易氧化问题，采用超声波辅助提取技术从摩洛哥阿甘树（Argania spinosa L.）副产品中获取富含多酚的提取物，并将其应用于精炼葵花籽油的抗氧化强化。研究结果表明，添加200 ppm阿甘果肉提取物可显著延长油脂诱导期（Rancimat测试），且不影响油脂的过氧化值、酸价等质量指标。该研究为开发天然抗氧化剂提供了新思路，对促进食用油产业的可持续发展具有重要意义。

　　

植物油作为日常饮食中不可或缺的重要组成部分，不仅为人体提供能量，还含有丰富的不饱和脂肪酸和微量营养素。然而，这些高含量的不饱和脂肪酸也使得植物油极易发生氧化酸败，导致油脂产生令人不愉快的哈喇味，营养价值降低，甚至产生有害物质，严重影响其商业价值和使用安全性。为了延缓油脂氧化，食品工业传统上常使用丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯（BHT）等合成抗氧化剂，但近年来这些合成添加剂的安全性问题日益引起关注，消费者越来越倾向于使用天然、安全的替代品。

在这种背景下，从植物中寻找高效、安全的天然抗氧化剂成为研究热点。摩洛哥特有的阿甘树（Argania spinosa L. Skeels）以其珍贵的阿甘油而闻名，但在阿甘油生产过程中会产生大量副产品，如果肉、树叶和压榨饼等。这些副产品中含有丰富的多酚类化合物、黄酮类物质等生物活性成分，具有强大的抗氧化潜力，然而目前对这些副产品的开发利用还很不充分。

本研究创新性地采用超声波辅助提取（UAE）技术从阿甘副产品中提取多酚类物质，并将其应用于精炼葵花籽油的抗氧化强化。超声波辅助提取作为一种绿色、高效的提取方法，能够在相对较低的温度下实现高提取率，同时减少溶剂消耗，更好地保持提取物的生物活性。研究人员系统评估了不同阿甘副产品提取物对葵花籽油氧化稳定性的影响，并与常用的天然抗氧化剂维生素E进行了对比，为阿甘副产品的高值化利用提供了科学依据。

本研究主要采用了超声波辅助提取技术、理化指标分析（包括过氧化值、酸价、p-茴香胺值等）、Rancimat加速氧化测试、气相色谱脂肪酸分析等关键技术方法。研究样本来源于摩洛哥塔鲁丹特地区的阿甘树副产品（树叶、果肉和压榨饼）。

3.1. 近似组成、酚类化合物和抗氧化活性

研究人员首先对阿甘副产品的营养成分和生物活性成分进行了系统分析。结果表明，不同副产品在营养成分上存在显著差异：压榨饼富含蛋白质（46.84 g/100 g）和残留油脂（15.9 g/100 g）；树叶碳水化合物含量最高（71.98 g/100 g），并含有丰富的木质素纤维；果肉则表现出中等的蛋白质、油脂和碳水化合物含量。在生物活性成分方面，树叶的多酚含量（24.05 mg GAE/g DW）和黄酮含量（44.01 mg QE/g DW）最高，而果肉则含有最丰富的缩合单宁（54.19 mg CE/g DW）。抗氧化活性测定显示，树叶提取物在DPPH、ABTS和FRAP实验中均表现出最强的抗氧化能力，这与其中高含量的酚类和黄酮类物质密切相关。

3.2. 阿甘副产品的矿物质组成

矿物质分析显示，不同副产品在矿物质分布上存在明显差异。果肉中钾含量特别丰富（20592.25 mg/kg），而压榨饼则含有最高浓度的钙（20887.65 mg/kg）、镁（4308.31 mg/kg）和锌（18.15 mg/kg）。树叶在大多数矿物质含量上处于中等偏高水平，其中钾（11001.32 mg/kg）和钙（7535.48 mg/kg）占主导地位。这些矿物质成分与酚类物质共同构成了阿甘副产品的营养价值基础。

3.3. 主成分分析

主成分分析（PCA）清晰地展示了不同阿甘副产品在成分和抗氧化特性上的差异。第一主成分（PC1）解释了76.3%的方差，将树叶与其他副产品明显区分开来，表明确实是酚类物质和抗氧化活性的主要来源。果肉主要与缩合单宁、灰分和钾含量相关，而压榨饼则因其高蛋白、高残留油脂和纤维含量而自成一组。这种成分上的互补性为阿甘副产品的针对性开发利用提供了依据。

3.4. 质量指标

3.4.1. 游离脂肪酸含量

游离脂肪酸（FFA）含量是衡量油脂水解程度的重要指标。研究结果显示，添加阿甘副产品提取物后，葵花籽油的FFA含量（0.04-0.07 g/100 g）与对照组（0.07 g/100 g）相比无显著差异，表明超声波强化过程没有促进甘油三酯的水解，保持了油脂的初始质量。

3.4.2. 过氧化值

过氧化值（PV）反映了油脂初级氧化产物的含量。添加果肉和压榨饼提取物的油样保持了较低的PV值，特别是SEP-200（0.53 mEq O₂/kg）和SEC-100（0.32 mEq O₂/kg），表明这些提取物能有效抑制氢过氧化物的形成。而树叶提取物强化的油样PV值较高，可能与其中含有的叶绿素具有促氧化作用有关。

3.4.3. p-茴香胺值

p-茴香胺值（p-AV）是评估油脂次级氧化程度的重要参数。大多数强化油样的p-AV值略高于对照组，但果肉提取物在200 ppm浓度下（7.32）最接近对照组，表现出较好的抑制醛类等次级氧化产物形成的效果。

3.4.4. 共轭二烯和共轭三烯值

共轭二烯（K₂₃₂）和共轭三烯（K₂₇₀）值是油脂氧化的重要指标。研究结果显示，添加阿甘提取物后，这些值与对照组相比没有显著差异，表明在强化初期，阿甘提取物不会对油脂的初级和次级氧化标志物产生负面影响。

3.4.5. 叶绿素和类胡萝卜素含量

色素含量分析显示，树叶提取物显著提高了油样的叶绿素含量，而果肉和压榨饼提取物仅引起中度增加。类胡萝卜素含量在树叶提取物强化油样中略有增加，而压榨饼提取物则导致含量降低。这种色素分布的差异性反映了不同提取物成分的特异性。

3.4.6. 总氧化值

总氧化值（TOTOX）综合反映了油脂的氧化状态。果肉提取物在200 ppm浓度下表现出最低的TOTOX值（8.38），表明其对氧化变质的保护效果最好。而树叶强化油样的TOTOX值较高，可能与其中叶绿素的促氧化作用有关。

3.4.7. 氧化值和氧化敏感性值

氧化值（COX）和氧化敏感性值（OS）理论计算表明，果肉提取物在100 ppm浓度下赋予油样最低的COX值，表现出较好的氧化稳定性。压榨饼提取物则与较高的COX和OS值相关，反映了其不饱和程度较高，更易发生氧化。

3.4.8. 碘值

碘值（IV）反映了油脂的不饱和程度。所有强化油样的IV值都在食用油的国际标准范围内（118-141 g I₂/100 g），其中果肉提取物强化的油样保持了较好的不饱和度和氧化稳定性平衡。

3.4.9. 皂化值

皂化值（SV）在所有油样中无明显变化，表明添加阿甘提取物不会显著改变油脂的甘油三酯组成。

3.5. 脂肪酸组成

脂肪酸分析确认葵花籽油主要以亚油酸（53.45-54.63%）和油酸（34.14-34.97%）为主，这两种不饱和脂肪酸占总脂肪酸的85%以上。添加阿甘提取物后，油脂的脂肪酸组成没有发生实质性改变，保持了其典型的亚油酸-油酸型特征。

3.6. Rancimat分析氧化稳定性

Rancimat加速氧化测试结果显示，添加阿甘提取物显著延长了油脂的诱导时间（IT），其中果肉提取物在200 ppm浓度下效果最为显著（5.37小时，283.15 K），明显优于维生素E强化组。这一结果证实了阿甘多酚提取物在提高油脂氧化稳定性方面的有效性。

本研究系统论证了利用超声波辅助提取技术从阿甘副产品中获取多酚提取物，并将其用于增强精炼葵花籽油氧化稳定性的可行性。研究结果表明，阿甘副产品特别是果肉提取物中富含的多酚类物质能够有效抑制油脂氧化，延长货架期，且不影响油脂的基本质量指标。这一发现不仅为阿甘副产品的高值化利用开辟了新途径，也为食品工业提供了一种安全、高效的天然抗氧化剂替代方案。与传统的合成抗氧化剂相比，阿甘提取物来源于天然植物副产品，符合当前消费者对清洁标签和可持续性发展的需求。此外，超声波提取技术的应用进一步提升了整个过程的环保性和经济性。这项研究为推动农业副产品的资源化利用和食用油产业的可持续发展提供了重要的理论和实践依据，具有显著的科学意义和应用前景。