復(fù)合茶油微膠囊的開發(fā)及產(chǎn)品性能分析

葛 昕 費(fèi)學(xué)謙 王亞萍 羅 凡

(中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，富陽 311400)

茶油又名茶籽油、山茶油，茶油中不飽和脂肪酸含量高達(dá)90%，以油酸和亞油酸為主，含有少量的亞麻酸等高價不飽和脂肪酸，還富含脂溶性維生素E、維生素K以及茶多酚、茶皂甙、角鯊烯，有“東方橄欖油”之稱［1］。近年來茶油產(chǎn)量迅速提升，為茶油的開發(fā)利用提供了良好的基礎(chǔ)。茶油經(jīng)過微膠囊化后可以防止氧化和營養(yǎng)成分的破壞。目前茶油微膠囊的研究集中在初步探索階段［2－3］。本試驗(yàn)在制備茶油微膠囊基礎(chǔ)上，通過加入亞麻油及吊瓜子油，以期提高茶油中亞麻酸的含量，并且提高其中亞麻酸的抗氧化性能，制得一種強(qiáng)化亞麻酸含量的茶油微膠囊制品，并對復(fù)合茶油微膠囊產(chǎn)品的開發(fā)提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

SOX416粗脂肪測定儀:濟(jì)南海能儀器有限公司;Mastersizer 2000激光粒度儀:英國馬爾文儀器有限公司;873 Rancimat氧化穩(wěn)定性測定儀:瑞士萬通中國有限公司;FOSS凱氏定氮儀:福州精科儀器儀表有限公司;SFY－20A鹵素快速水分測定儀:深圳冠亞;GC－2010氣相色譜儀:島津中國;Waters2695液相色譜儀:沃特世科技有限公司;723N分光光度計(jì):富陽科導(dǎo)化工。

茶油、吊瓜子油:浙江建德霞霧農(nóng)業(yè)開發(fā)中心;亞麻籽:易寶佳園農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)店;大豆分離蛋白、麥芽糊精、蔗糖脂肪酸酯、硬脂酸甘油酯:市售，食用級。

1.2 茶油微膠囊的制備工藝流程

1.3 檢測方法

1.3.1 油脂脂肪酸組成檢測［1］

脂肪酸甲酯化步驟:所需溶液為0.1 mol/L的KOH－CH3OH溶液;苯－石油醚溶液(體積比1∶1);飽和NaCl溶液。

甲酯化步驟:取油樣100 mg于試管，加入苯－石油醚溶液2 mL搖勻，靜置，加入KOH－CH3OH溶液1 mL搖勻靜置，加入飽和NaCl溶液至10 mL。

氣相色譜條件:色譜柱(30 m ×0.32 mm ×0.25 μm);升溫程序:初始溫度為150℃，保持1 min，以5℃/min升至190℃，保持20 min。進(jìn)樣量1 μL，分流比1∶10;柱流速1 mL/min，進(jìn)樣口220℃，檢測器為220℃，測定脂肪酸組成。

1.3.2 油脂氧化誘導(dǎo)時間的檢測

準(zhǔn)確稱取3 g油脂，加入試管，在110℃下通過瑞士萬通Rancimat873油脂氧化誘導(dǎo)儀測定油脂的氧化誘導(dǎo)時間［4］。

1.3.3 油脂中角鯊烯、β－谷甾醇及 α－維生素E的測定

角鯊烯的測定:稱取正三十二烷0.461 0 g，用正己烷定容至50 mL，濃度為9.220 g/L。準(zhǔn)確稱取角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品0.725 2 g，正己烷定容至50 mL，濃度為14.36 g/L作為角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)溶液［5］。取角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)溶液各0.01、0.1、0.25、0.5、1.0、2.0、8.0 mL，置于10 mL容量瓶中，各加入內(nèi)標(biāo)溶液1 mL，用正己烷定容至刻度。準(zhǔn)確稱取油樣0.800 0 g，分別放入2 mL容量瓶中，各加入0.2 mL內(nèi)標(biāo)溶液，用正己烷定容至刻度，搖勻。

角鯊烯氣相色譜條件:色譜柱(30 m×0.32 mm ×0.25 μm);升溫程序:初始溫度為 150 ℃，保持1 min，以10℃/min升至 220℃，保持 5 min，以 1℃/min升至230℃，保持6 min。進(jìn)樣量1 μL，分流比1∶30;柱流速1 ml/min，進(jìn)樣口300℃，檢測器為300℃。

甾醇的測定:稱取一定量油樣于錐形瓶中，加入50 mL，2 mol/L的KOH－C2H5OH溶液，85℃水浴回流1 h，冷至室溫后加入50 mL飽和NaCl溶液，分3次用50、50、30 mL的石油醚萃取，收集石油醚層，用純水洗至中性后棄水相，用無水NaSO4干燥石油醚溶液后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至小體積，用正己烷定容。

甾醇測定氣相色譜條件:色譜柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm);升溫程序:初始溫度為 255 ℃，保持 1 min，以1℃/min升至265℃，保持6 min，以1℃/min升至275 ℃，保持3 min。進(jìn)樣量1 μL，分流比1∶30;柱流速1 mL/min，進(jìn)樣口300℃，檢測器為300℃［6］。

維生素E測定:依照GB/T 5009.82—2003。

1.3.4 微膠囊的產(chǎn)率及效率的測定

微膠囊含油率的測定方法采用索氏抽提法。

表面油的測定:準(zhǔn)確稱取2 g產(chǎn)品于一已干燥恒重的錐形瓶中(樣品與錐形瓶總質(zhì)量為m1)，加入30 mL正己烷振蕩，用已知質(zhì)量(m2)的濾紙過濾樣品，并用10 mL正己烷洗滌錐形瓶和濾紙，然后60℃烘干并冷卻稱重(m3)。

式中:m為樣品質(zhì)量/g。

微膠囊化產(chǎn)率=微膠囊中茶油的含量/乳化前加入茶油的量×100%

微膠囊化效率=(1－微膠囊表面油的量/微膠囊中茶油的含量)×100%

1.3.5 微膠囊水分含量的測定

稱量樣品2 g左右，采用鹵素快速水分測定儀104℃、識別時間40 s測定樣品水分含量。

1.3.6 微膠囊營養(yǎng)成分的測定

分別按照 GB 5009.5—2010 和 GB 5009.4—2010測量蛋白質(zhì)含量和灰分含量，采用蒽酮比色法測定可溶性糖的含量［7］。

1.3.7 微膠囊粒徑及超微結(jié)構(gòu)的測定

制備的微膠囊取少許進(jìn)樣，以凈水為分散劑，使用激光粒度儀測定微膠囊的粒徑分布。

采用掃描電子顯微鏡觀察微膠囊的表面形態(tài)，選擇具有代表性的視野進(jìn)行拍照。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 復(fù)配油脂配方的確定

通過測定茶油、亞麻油、吊瓜子油的脂肪酸組成，計(jì)算不同配比調(diào)和油中的油酸與亞麻酸的含量，以營養(yǎng)學(xué)推薦值為參考，確定了茶油與亞麻油比例分別為 1∶1、2∶1、5∶1、10∶1;以及茶油∶亞麻油∶吊瓜子油為1∶1∶1和3∶1∶1幾種比例的復(fù)配油脂。并測定其脂肪酸組成。通過氧化穩(wěn)定性測定儀測定上述幾種不同比例的調(diào)和油脂的氧化誘導(dǎo)時間。從而得到抗氧化活性強(qiáng)、脂肪酸組成合適的復(fù)合油脂。

1.4.2 復(fù)配油脂最適乳化劑配方的測定

選擇硬脂酸甘油酯和蔗糖脂肪酸酯(SE－13)作為乳化劑，將3 g不同比例的乳化劑加入100 mL蒸餾水和100 mL復(fù)配油脂中，再高速均質(zhì)1 min，之后按1.3.2方法測量乳化穩(wěn)定性。改變?nèi)榛瘎┑奶砑恿?，通過乳化穩(wěn)定性作為評價指標(biāo)來確定乳化劑添加量。

1.4.3 復(fù)配茶油微膠囊產(chǎn)品的生產(chǎn)

1.4.3.1 復(fù)合茶油微膠囊的配方

復(fù)配茶油微膠囊的生產(chǎn)工藝為:壁材配比為大豆分離蛋白∶麥芽糊精=1∶1(質(zhì)量比)，乳化劑添加量:4%(乳化劑質(zhì)量/油脂質(zhì)量)，復(fù)配芯材∶壁材=0.6∶1(質(zhì)量比)，固液比 =20%。

1.4.3.2 復(fù)合茶油微膠囊的生產(chǎn)工藝參數(shù)

80℃攪拌乳化20 min，40 MPa均質(zhì)2次，噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度180℃，出風(fēng)溫度70℃，風(fēng)速4.9 m3/min，進(jìn)料速度45～60 mL/h，通針?biāo)俣?0 s/次。

1.4.4 油脂的氧化穩(wěn)定性試驗(yàn)

將復(fù)配油脂及其微膠囊產(chǎn)品在60℃的恒溫箱內(nèi)保存6 d，每日取樣并用Rancimat873油脂氧化誘導(dǎo)儀測定其在110℃時的氧化誘導(dǎo)時間。

2 結(jié)果與討論

2.1 復(fù)合茶油配方的確定

中國營養(yǎng)學(xué)會對于我國居民的攝入脂肪酸的推薦比例為:飽和脂肪酸∶單不飽和脂肪酸∶多不飽和脂肪酸 =(0～1)∶1∶1，n－6多不飽和脂肪酸:n－3多不飽和脂肪酸=4∶1～6∶1。第二代調(diào)和油的設(shè)計(jì)也是按照這一比例進(jìn)行，忽略了除食用油外，居民對于其他脂肪的攝入［8］。目前，我國居民的亞麻酸攝入量普遍不足，n－6多不飽和脂肪酸:n－3多不飽和脂肪酸為20∶1左右［9］，將亞麻酸含量較高的油脂加入茶油制成微膠囊，可以增加居民的亞麻酸攝入量，解決茶油微膠囊產(chǎn)品中亞麻酸含量偏低的問題。本試驗(yàn)旨在開發(fā)一種強(qiáng)化油酸、亞麻酸的營養(yǎng)品，故復(fù)合油脂的脂肪酸成分設(shè)計(jì)并未完全按照營養(yǎng)學(xué)會所推薦的指標(biāo)進(jìn)行。

通過表1可以看出，經(jīng)過復(fù)配的油脂，亞麻酸的含量已經(jīng)有一定的提高，其中，茶油和亞麻油以1∶1復(fù)配時，油酸與亞麻酸的比例為2∶1左右，亞油酸與亞麻酸(即n－6脂肪酸與n－3脂肪酸)比例為1∶2左右;茶油和亞麻油比例為2∶1時，油酸與亞麻酸比例為4∶1，亞油酸與亞麻酸的比例為1∶2;前者為5∶1時，油酸與亞麻酸的比例為10∶1左右。含有吊瓜子油的2種復(fù)合油脂中，油酸與亞麻酸的比例也達(dá)到了5∶1左右，并且適當(dāng)提高了亞油酸的比例。

表2中可以看出，單一油脂中，茶油的氧化穩(wěn)定性最好，變質(zhì)所需的誘導(dǎo)時間最長，而亞麻油和吊瓜子油由于亞麻酸和亞油酸含量較多，氧化穩(wěn)定性較差，相對容易變質(zhì)。并且亞麻油變質(zhì)所需的誘導(dǎo)時間僅為茶油的1/4左右，而吊瓜籽油在110℃的誘導(dǎo)時間僅為茶油的1/11。復(fù)合油脂中，茶油與亞麻油比例為1∶1時，誘導(dǎo)時間為3.6 h，當(dāng)比例增加到2∶1時，其誘導(dǎo)時間也增加了2.18h;之后變化不大，茶油與亞麻油比例為10∶1時，110℃下的誘導(dǎo)時間為6.53 h，誘導(dǎo)時間比2∶1時上升了13%，但亞麻酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為4.1%。故茶油與亞麻油的復(fù)配以2∶1時，總體效果最好，不但亞麻酸的含量最高，并且適當(dāng)提高了亞麻油較差的氧化穩(wěn)定性，達(dá)到一個可接受的范圍。而茶油、亞麻油、吊瓜子油復(fù)配的油脂雖然亞麻酸和亞油酸的含量都有所提高，但復(fù)配后的氧化穩(wěn)定性反而低于油脂自身的氧化穩(wěn)定性，故不作為復(fù)配油脂的配方使用。

2.2 復(fù)合茶油乳化劑配比的確定

將不同配比的乳化劑加入茶油∶亞麻油為2∶1的油脂，考察其乳化穩(wěn)定性，結(jié)果見圖1在乳化劑配比為蔗糖脂肪酸酯:硬脂酸甘油酯為4∶1時，復(fù)配油脂乳化液的乳化穩(wěn)定性最好，并與茶油微膠囊的乳化劑配比一致，說明在茶油與亞麻油的配比為2∶1時，最適的HLB值改變不大。

圖1 不同乳化劑配比的復(fù)合油脂乳化穩(wěn)定性

2.3 復(fù)合茶油微膠囊化前后脂肪酸組成的變化

由表3可知，茶油、亞麻油復(fù)合油脂的脂肪酸組成在微膠囊化前后的變化不大，主要為油酸的含量略微下降，以及棕櫚酸、硬脂酸的含量有微量的上升，但其變化都在1%以下。這些變化與微膠囊化工藝中的高溫過程和索氏提取都有一定關(guān)系，但可以看出微膠囊工藝對于油脂脂肪酸的組成并無顯著的影響，不會破壞油脂的營養(yǎng)成分。

表1 不同復(fù)合油脂的脂肪酸組成

表2 110℃下測定復(fù)合油脂的氧化誘導(dǎo)時間

表3 復(fù)合茶油微膠囊化前后脂肪酸組成/%

2.4 復(fù)合茶油微膠囊化前后主要活性物質(zhì)含量的變化

角鯊烯、β－谷甾醇、α－維生素E是幾種油脂中常見的活性物質(zhì)。由表4可以看出復(fù)合茶油包埋前后的角鯊烯含量升高，初步推斷其可能原因有二，一是壁材中大豆分離蛋白本身可能含有一定量的角鯊烯，二是壁材對于角鯊烯產(chǎn)生了富集作用，由于對角鯊烯的吸附，以及加工過程中油脂的損失，造成了包埋后角鯊烯含量的相對增高［10］。β－谷甾醇和α－維生素E的含量則在包埋后出現(xiàn)了不同程度下降。說明微膠囊化工藝中的高溫處理對于油脂的活性物質(zhì)有一定程度的破壞，但具體的破壞程度還需進(jìn)一步的試驗(yàn)來驗(yàn)證。

表4 復(fù)合茶油微膠囊化前后主要活性物質(zhì)的含量變化

2.5 復(fù)合茶油微膠囊化前后氧化穩(wěn)定性的變化

將茶油、亞麻油調(diào)和油(茶油∶亞麻油=2∶1)，茶油亞麻油復(fù)配微膠囊分別在60℃下儲藏6 d，每天取樣并測定氧化穩(wěn)定誘導(dǎo)時間。結(jié)果見圖2，從結(jié)果可知，茶油和亞麻油經(jīng)過微膠囊包埋后，雖然最初由于乳化和噴霧干燥過程中發(fā)生的氧化，造成微膠囊的氧化穩(wěn)定性略低于未經(jīng)包埋的油脂，但經(jīng)過60℃的高溫破壞性貯藏試驗(yàn)后，經(jīng)微膠囊包埋的油脂的氧化穩(wěn)定性明顯好于未經(jīng)包埋的油脂，其中，茶油亞麻油復(fù)合微膠囊氧化變質(zhì)所需的誘導(dǎo)時間為1.88 h，約高于未經(jīng)包埋的混合油脂3倍左右。并且，在貯藏5 d后的復(fù)合微膠囊油脂的誘導(dǎo)時間相當(dāng)于未經(jīng)包埋的亞麻油在第0天的誘導(dǎo)時間(2.77 h)，顯著提高了亞麻油的抗氧化性。

圖2 貯藏后茶油微膠囊及復(fù)合茶油微膠囊的氧化誘導(dǎo)時間

2.6 復(fù)合茶油微膠囊的營養(yǎng)成分

由表5可知茶油的主要營養(yǎng)成分，其中可吸收的營養(yǎng)物質(zhì)約占到了總質(zhì)量的80%，而含水量也均在4%以下，含量較低，易于保存。

表5 茶油及復(fù)合茶油微膠囊的營養(yǎng)成分/%

2.7 復(fù)合茶油微膠囊的粒徑分布及微觀形態(tài)

由圖3可以看出，茶油亞麻油復(fù)合微膠囊的顆粒較為均一，形狀為類球體，形態(tài)較規(guī)則，表面光滑，致密，無裂紋，部分微膠囊表面略有凹陷。由圖4可知，茶油微膠囊和茶油亞麻油復(fù)合微膠囊的粒徑呈正態(tài)分布，范圍為1～100 μm，茶油亞麻油復(fù)合微膠囊的平均粒徑為13 μm。

圖3 復(fù)合茶油微膠囊的電子掃描顯微鏡照片

圖4 復(fù)合茶油微膠囊的粒徑分布

3 結(jié)論

通過對幾種不同配方的復(fù)配茶油的研究表明，茶油與亞麻油原料比在2∶1時，復(fù)合油脂芯材表現(xiàn)出復(fù)合預(yù)期的脂肪酸含量，顯著的補(bǔ)充了茶油中亞麻酸含量不高的問題，使其達(dá)到16.97%，并且提高了亞麻油的氧化穩(wěn)定性，生產(chǎn)出的茶油亞麻油復(fù)合微膠囊產(chǎn)品的含油率為36.20%，微膠囊化產(chǎn)率為96.51%，微膠囊化效率為87.86%。試驗(yàn)證明，茶油微膠囊與其他油脂的復(fù)配是可行的，并且在添加的其他油脂比例不高時，可以按照茶油微膠囊化的生產(chǎn)方法進(jìn)行生產(chǎn)。

茶油、亞麻油復(fù)合微膠囊化后的脂肪酸組成沒有顯著變化，各脂肪酸含量的變化僅在1%以下，但β－谷甾醇和α－維生素E在微膠囊化后都出現(xiàn)了下降，其中茶油中β－谷甾醇的下降較為明顯，為20 mg/100 g。而角鯊烯的含量則出現(xiàn)上升。微膠囊化會使油脂初期的抗氧化性降低，但長期來看油脂的抗氧化性得到了一定的提高。微膠囊的可吸收的營養(yǎng)成分約占到總體質(zhì)量的80%，微膠囊為乳白色粉末，粒徑、表觀結(jié)構(gòu)也表現(xiàn)良好。具有作為營養(yǎng)品開發(fā)的價值。

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