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优化预处理与提取方法提升樟树籽油品质:生物活性成分与抗氧化能力的协同调控机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月30日 来源:Industrial Crops and Products 6.2
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本研究针对樟树籽油(CCSO)生产过程中预处理方式(去壳/未去壳)与提取方法(冷压CP/正己烷萃取HE/水酶法AEE)的协同优化难题,通过系统评估六种工艺组合对油脂理化性质、营养组分及抗氧化活性的影响,首次证实未去壳冷压法(Unshelled-CP)能最大化保留总酚(48.24 mg/kg)、γ-生育酚(221.48 mg/kg)和β-谷甾醇(202.26 mg/kg),其DPPH和FRAP抗氧化活性分别达130.95 μmol TE/100 g和1612.33 μmol TE/100 g,为功能性油脂开发提供理论支撑。
樟树作为我国南方重要的经济树种,其种子年产量超百万吨却常被废弃。这些豌豆大小的种子蕴含高达62.6%的油脂,其中月桂酸(C12:0)和癸酸(C10:0)占比超90%,构成独特的天然中链甘油三酯(MCT)资源。这类油脂具有快速供能、抗菌抗病毒等特性,在功能性食品和医药领域潜力巨大。然而当前樟树籽油产业面临三重困境:预处理工艺缺乏系统比较(去壳与否对品质的影响不明)、提取方法单一(以正己烷萃取为主存在溶剂残留)、生物活性成分保留机制不清。这导致资源利用率不足且高附加值产品开发受限,亟需建立兼顾提取效率与营养品质的优化工艺。
为破解这些难题,Xinlian Zhao团队在《Industrial Crops and Products》发表研究,创新性地将壳处理(Shelled/Unshelled)与三种提取技术(CP/HE/AEE)进行全因子组合,通过气相色谱、HPLC等技术分析脂肪酸组成、生育酚、植物甾醇等12项指标,结合DPPH/FRAP抗氧化评价和多元统计分析,首次揭示了预处理与提取方法的协同作用规律。
关键实验方法
研究采用2022年采自江西的樟树种子,设置去壳与未去壳两组预处理,分别进行冷压(60±10°C)、正己烷萃取(25°C×12h)和水酶法(Alcalase酶解3h)提取。通过AOCS标准方法测定酸价(AV)、过氧化值(PV),GC分析37种脂肪酸甲酯,HPLC-UV检测α/γ/δ-生育酚和β-谷甾醇,福林酚法测定总酚(TPC),并采用DPPH/FRAP评估极性/非极性组分抗氧化活性。运用主成分分析(PCA)和层次聚类(HCA)解析工艺-品质关联。
研究结果
3.1 油脂得率
正己烷萃取(HE)得率最高(94.26%),但冷压(CP)未去壳样品展现特殊现象:得率(50.52%)显著高于去壳组(37.85%),推测种壳在机械压榨中起到保护油脂的作用。
3.2 理化特性
未去壳组酸价(AV)普遍升高(均值7.04 vs 2.96 mg/g),源于种壳中脂酶持续水解甘油三酯。水酶法(AEE)表现最优(AV=1.50 mg/g),因其碱性蛋白酶可钝化脂酶活性。
3.3 脂肪酸谱
所有样品饱和脂肪酸(SFA)占比>95%,以C10:0(53.73-60.60%)和C12:0(34.95-39.92%)为主。HE显著提升SFA含量(97.44% vs CP 95.05%),反映正己烷对非极性成分的选择性溶解。
3.4 营养组分
冷压CP保留最多γ-生育酚(243.60 mg/kg)和总酚(TPC),未去壳使TPC提升42.8%。水酶法(AEE)意外获得最高β-谷甾醇(211.60 mg/kg),酶解作用促进细胞壁释放。
3.5 抗氧化活性
未去壳CP的DPPH-oil活性(130.95 μmol TE/100g)和FRAP值(1612.33 μmol TE/100g)均居首,MLR分析显示TPC对DPPH解释度达83.1%(y=5.999×10-16+0.930TPC)。
3.6-3.9 多变量分析
PCA揭示PC1(42.26%)由PUFA和TPC主导,PC2(26.50%)反映生育酚-甾醇特征。HCA将六种工艺分为三类:HE自成一组,未去壳CP/AEE聚为一类,显示提取方法影响力大于预处理。
结论与意义
该研究首次阐明未去壳冷压是制备高品质樟树籽油的最优方案,其优势体现在三重协同:种壳作为天然抗氧化剂库提升TPC;低温压榨保留热敏感成分;机械压力促进活性物质释放。这种工艺生产的油脂兼具高抗氧化性(FRAP>1600 μmol TE/100g)和完整MCT特征,为开发抗代谢综合征功能食品提供理想原料。研究建立的"预处理-提取-品质"关联模型,不仅为樟树资源高值化利用提供技术路径,更为其他油料作物加工工艺优化提供范式参考。未来需在规模化生产经济性、活性成分体内功效等方面深化研究。
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