我国核桃油的组成特征及其抗氧化和降胆固醇功效评估

发布时间：2020-04-07 01:32

【摘要】：核桃油是我国主要的木本油脂之一,由于核桃种类丰富、品种繁多、种植区域广泛、生长环境各异、加工方式多样,导致我国核桃油化学组成变化大,核桃种类、产地追溯困难;核桃油是一种健康营养油脂,但缺乏有效的生物学评价方法,它的营养特点难以客观表达。本文系统分析了我国三大产区11个省份两大类24个品种35个核桃油样本的脂肪酸、甘油三酯组成及微量伴随物生育酚、植物甾醇、多酚等的组成特征,并通过抗氧化和降胆固醇的生物学评价方法,采用化学计量学的手段,系统评价了核桃种类、产地和加工方式的生物学效价,明确了影响生物学效价的组成特性和分子机制,初步建立起了一种以生物学评价为基础的核桃油加工新模式。主要内容如下:首先,系统比较了我国西南、西北和东部沿海三大产区薄皮核桃、铁核桃两大类香玲、鲁光等24个品种35个核桃油样品的脂肪酸、甘油三酯组成及生育酚、植物甾醇和多酚等微量伴随物含量。结果表明,西北产区的C18:2含量相对较高,其均值(64.26%)比西南和东部沿海产区分别高出2.35%和2.73%,东部沿海产区的LLLn、生育酚和多酚含量显著高于其他产区,LLLn均值(12.82%)比其他产区高出2.90%,总生育酚均值(814.41 mg/kg)比西南和西北产区分别高出57.19%和39.87%,多酚均值(20.83 mg/kg)分别高出59.77%和65.72%;西南产区的植物甾醇含量偏低,其均值(736.30mg/kg)比西北和东部沿海产区分别低了 41.61%和50.28%。所有样品中,山东鲁光核桃油的PUFA含量最高(78.51%),河北香玲核桃油(1042.13 mg/kg)的总生育酚含量最高,山东香玲核桃油的多酚含量(46.77 mg/kg)最高,陕西香玲核桃油的植物甾醇含量最高(1608.23 mg/kg),香玲是我国核桃油中微量伴随物含量最高的核桃品种。核桃种类比较分析发现,薄皮核桃油的C16:0(5.53-6.43%)含量显著高于铁核桃油(4.97-5.25%);C22:1(0.23-0.44%)是铁核桃油特有的脂肪酸,未见于薄皮核桃油中,可作为核桃种类追溯的检测指标。薄皮核桃油的生育酚(441.03-490.32 mg/kg)、多酚(44.78-64.61 mg/kg)、角鲨烯(4.41-5.21 mg/kg)和植物甾醇(1014.49-1211.40mg/kg)含量都显著高于铁核桃油,证明核桃种类是影响核桃油组成特性的重要因素。聚类分析表明,加工方式也会影响核桃油的组成特性。其次,为了研究加工方式对核桃油组成特性的影响,优选河北香玲薄皮核桃和新疆漾泡铁核桃,分别制备了焙烤压榨、亚临界萃取等5种不同加工方式的核桃油,检测其脂质得率,脂肪酸、甘油三酯组成及微量伴随物生育酚、多酚、植物甾醇和角鲨烯含量。结果表明,亚临界制取的薄皮核桃油(68.15%)和铁核桃油(63.44%)脂质得率最高,是脂质提取较好的加工方式;加工方式对核桃油的脂肪酸和甘油三酯组成影响很小;超临界萃取能提高铁核桃油的生育酚含量(474.19 mg/kg),焙烤压榨能显著提高铁核桃油的多酚含量(84.49 mg/kg),低温压榨铁核桃油的植物甾醇含量最高(1249.61 mg/kg),亚临界铁核桃油的角鲨烯含量最高(13.03 mg/kg)。焙烤压榨能提高薄皮核桃油的生育酚(411.09mg/kg)和多酚(42.61 mg/kg)含量,亚临界薄皮核桃油的植物甾醇含量最高(1065.12 mg/kg),浸出薄皮核桃油的角鲨烯含量最高(9.48 mg/kg)。再次,通过研究核桃油的氧化稳定性和DPPH、FRAP、ABTS和ORAC四种自由基的清除能力,建立核桃油抗氧化评价模型。结果表明,核桃油抗氧化能力与多酚,α-生育酚显著相关,这些酚类物质通过捕获羟基自由基(HO·)、烷氧自由基(RO·)和过氧自由基(ROO·),起到抗氧化作用;δ-生育酚与核桃油抗氧化能力呈负相关,δ-生育酚可能参与生育酚介导的过氧化反应,产生促氧化作用。核桃油的抗氧化评价符合Y=0.25(多酚)+0.24(α-生育酚)-0.21(δ-生育酚)+0.12(豆甾醇)-0.10(β-谷甾醇)-0.08(A5-燕麦甾醇),同时对多酚组成分析表明,核桃油中主要有glansreginin A、glansregininB、Di-HHDP葡萄糖和HHDP二甘醇葡萄糖等多酚类物质。基于模型评价发现,薄皮核桃油的抗氧化能力强于铁核桃油,焙烤压榨能显著提高核桃油中脂溶性酚类化合物的含量,是最佳的核桃油加工方式。最后,研究了核桃油对HepG2细胞的降胆固醇作用及机制,明确了主要微量伴随物对胆固醇代谢的影响,建立了核桃油降胆固醇评价模型。结果表明,核桃油通过抑制胆固醇合成基因HMGCR、CYP51和SREBP-2的表达,促进胆固醇逆转运基因ABCG1的表达,显著降低了 TC和TG的含量(p0.05),起到降胆固醇的作用。核桃油中生育酚,多酚,角鲨烯和植物甾醇都具有降胆固醇功效,其最佳作用浓度:α-生育酚为5μg/mL,γ-生育酚为10μg/mL,δ-生育酚为2.5 μg/mL,多酚为12.5 μg/L,角鲨烯为40μg/mL,植物甾醇为10 μg/mL。核桃油降胆固醇评价符合Y=0.43(豆甾醇)-0.26(C16:0)-0.18(POL)+0.07(菜油甾醇)+0.06(多酚),影响核桃油降胆固醇的关键物质是豆甾醇,豆甾醇可调节胆固醇代谢相关基因的表达,起到降胆固醇的目的。基于降胆固醇模型评价发现,亚临界萃取是适宜的薄皮核桃油加工方式,低温压榨是适宜的铁核桃油加工方式。综上,本文对我国核桃油进行了系统调研和综合评价,通过核桃种类和品种筛选、工艺优选、功效评估,提出了我国核桃油基于生物学评价的加工方案,初步建立了以抗氧化能力和降胆固醇功效为基础的核桃油加工新模式,为实现品质和功能导向的优质核桃油生产提供了指导依据。
【图文】：

示意图,铁核桃,示意图,核桃

褶壁膜质纵膈不发达。坚果易取仁，种仁充盈饱满、无涩味。薄皮核桃是我国最主要的逡逑核桃种类。铁核桃又被称为泡核桃，是我国独有的核桃种类，主要生长于我国高海拔的逡逑西南部地区，其外形如图１－２所示。铁核桃是常绿乔木，树体高大，抗寒抗病性优越，逡逑产量也较高，是良好的生态型经济树种［１（）］。铁核桃坚果呈扁圆或圆形，横径、纵径和侧逡逑径平均在３．３０－３．５０厘米，壳缝合线隆起，结合紧密，壳外壁较厚，种仁饱满，出仁率高。逡逑由于铁核桃极易存活，多长于野外，不占用耕地等优良性能，近几年在我国云南、西藏逡逑等地被大量种植，是当地重要的经济林业作物，铁核桃在我国核桃资源的占比逐年增加，逡逑成为了我国两大主要核桃种类之一。逡逑图１－２铁核桃示意图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｔｈｅ邋ｐｉｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｉｒｏｎ邋ｗａｌｎｕｔ逡逑我国核桃产业发展迅速，新中国成立时我国核桃的年产量不足５万吨，现已成为世逡逑界第一大的核桃生产国。虽然我国是核桃生产大国，却不是核桃生产强国，我国核桃的逡逑消费主要来自核桃坚果的食用和出口，核桃深加工起步晚，发展相对滞后，导致核桃产逡逑业缺乏全球的整体竞争力。我国的核桃消费方式已不满足核桃市场的发展需要

结构图,生育酚,结构图

核桃油的生育酚主要包括ａ－生育酚、Ｐ－生育酚、Ｙ－生育酚和Ｓ－生育酚四类同系物单逡逑体，这些生育酚在结构上不同，其一端的双环上甲基的位置和数量存在差异，，其结构如逡逑图１－３所示。逡逑＜１－生育酚逦Ｐ－生ｆｉｒ酚逡逑九？人逡逑丫－生育酚逦６－生宵盼逡逑图１－３生育酚结构图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋ｃｈａｒｔｓ邋ｏｆ邋ｔｏｃｏｐｈｅｒｏｌｓ逡逑４逡逑
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS225.19

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