不同富硒方法對茶油品質(zhì)特性及功能性成分的影響

王彥花,劉 娟,馬小靈,蔣晶明,吳立潮,劉 芳

(1.中南林業(yè)科技大學(xué)林學(xué)院教育部經(jīng)濟林培育與保護重點實驗室,湖南長沙 410004;2.廣西壯族自治區(qū)國有三門江林場,廣西柳州 545006;3.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院稻谷及副產(chǎn)物深加工國家工程實驗室,湖南長沙 410004)

不同富硒方法對茶油品質(zhì)特性及功能性成分的影響

王彥花1,2,劉 娟1,2,馬小靈1,2,蔣晶明3,吳立潮1,劉 芳2,*

(1.中南林業(yè)科技大學(xué)林學(xué)院教育部經(jīng)濟林培育與保護重點實驗室,湖南長沙 410004;2.廣西壯族自治區(qū)國有三門江林場,廣西柳州 545006;3.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院稻谷及副產(chǎn)物深加工國家工程實驗室,湖南長沙 410004)

以施肥富硒與生物化學(xué)富硒兩種方法制得的富硒茶油為樣本,測定硒含量、感官品質(zhì)、理化指標、脂肪酸組成及功能性成分,探討兩種富硒方法對茶油的品質(zhì)特性及功能性成分的影響。實驗結(jié)果表明:施肥富硒法、生物化學(xué)富硒法茶油的硒含量分別提高至0.11 mg/kg及0.49 mg/kg,達到了我國相關(guān)富硒標準,生物化學(xué)方法的富硒效果比施肥富硒更顯著;施肥富硒方法所得茶油具有更好的感官品質(zhì);兩種富硒方法均降低了茶油的酸值、過氧化值,對茶油的碘值、皂化值、脂肪酸組成無明顯影響;兩種富硒方法對茶油中豆甾醇含量、谷甾醇含量及茶多酚含量整體上無明顯影響,但生物化學(xué)富硒方法制得的茶油中α-生育酚及角鯊烯含量明顯降低?？偟膩碇v,兩種富硒方法均顯著提高了茶油硒含量,達到了富硒水準,其中施肥富硒方法富硒周期長,所得茶油具有更好的感官品質(zhì);生物化學(xué)富硒方法更快捷、效果更顯著,但對茶油中的部分功能性成分造成了破壞。

茶油,富硒,品質(zhì)特性,功能性成分

硒(Se)是人體不能合成且必需的微量元素之一,茶油是一種健康優(yōu)質(zhì)的食用油,通過富硒方法提高茶油中的硒含量可以提高居民日常飲食中的硒攝入量。生物化學(xué)富硒方法簡便快捷,克服了傳統(tǒng)方法富硒周期長的弊端,但是對茶油的品質(zhì)及功能性成分的影響尚不明確。

油茶(Camelliaoleifera)是我國特有的山茶科油料樹種,是與油棕、橄欖、椰子齊名的世界四大食用木本油料樹種之一。以油茶籽仁加工生產(chǎn)的茶油具有很高的營養(yǎng)價值和保健功能?，F(xiàn)代研究表明,茶油中飽和脂肪酸含量低于國際營養(yǎng)標準對食用油脂飽和脂肪酸含量11.9%的界定,亞油酸和亞麻酸的比例接近中國營養(yǎng)學(xué)會的推薦比例,其脂肪酸組成也與橄欖油相似,所以又有“東方橄欖油”的美稱[1-2]。長期食用茶油,具有降低血脂、減輕動脈硬化、延緩老年癡呆癥和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能失調(diào)等功效,還具有抑制腫瘤細胞生長、強化肝臟的特殊功效[3-4]。2009年11月國家正式出臺了《全國油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2009-2020)》,使油茶產(chǎn)業(yè)擁有了更廣闊的發(fā)展空間。

硒是人體中一些抗氧化酶(如谷胱甘肽過氧化物酶)和硒-P蛋白質(zhì)的重要組成部分,參與人體生化反應(yīng),對人體健康具有重要的生物學(xué)意義[5-7]。世界上有40多個國家和地區(qū)存在缺硒或嚴重缺硒的情況,中國更是有近2/3的地區(qū)土壤存在硒含量偏低現(xiàn)象[8-9],嚴重制約著當(dāng)?shù)鼐用裆攀澄臄z入量。美國、芬蘭等國家上世紀80年代起通過噴灑亞硒酸鈉及施硒肥的方式提高農(nóng)作物及牧草的硒含量水平以滿足人和動物的需求[10-11]。我國學(xué)者也積極探索采用施硒肥、噴灑富硒營養(yǎng)素等方法增加作物的硒含量,提高居民硒攝入量[12-13]。茶油作為一種健康優(yōu)質(zhì)的食用油深受消費者的喜愛,且我國油茶種植區(qū)域多為土壤缺硒或少硒的地區(qū),通過各種富硒方法提高茶油中的硒含量可以有效改善居民日常飲食中缺硒問題。

目前茶油的富硒方式主要有兩種,即天然富硒與人工富硒。我國大部分地區(qū)土壤缺硒,天然富硒受到了極大的限制,因此茶油富硒主要采用人工富硒法。人工富硒又分為直接在食品中添加硒化合物以及植物生長過程中施硒肥、葉面噴灑富硒營養(yǎng)素兩種方式。雖然研究表明無機硒與有機硒都能被人體吸收,且無機硒常以硒酸鹽等形式添加于乳粉、含乳飲料、大米及小麥制品等領(lǐng)域中,但由于硒酸鹽等硒添加劑有一定的毒性,對使用量也有嚴格要求,所以茶油富硒通常采用施硒肥的方式,通過油茶的生物轉(zhuǎn)化作用提高油茶籽及茶油的硒含量[14-15]。長沙福山農(nóng)業(yè)科技有限公司研制出活性硒元[16],用低毒的磷酸硒鉀及其衍生物代替毒性強的硒酸鹽來進行菜籽油、茶油等的富硒,大大提高了安全性,克服了傳統(tǒng)硒添加劑的缺點,為茶油的人工富硒帶來了更廣闊的發(fā)展前景。

本研究在前期油茶施肥富硒研究的基礎(chǔ)上[17-19],將施肥富硒法與生物化學(xué)富硒法制得的富硒茶油進行比較研究,旨在了解兩種富硒方法對茶油的品質(zhì)特性及功能性成分的影響,為今后進一步研究和探討生物化學(xué)富硒技術(shù)的可行性以及富硒茶油的推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料 實驗所用的對照組茶油以采摘自廣西柳州三門江油茶基地的普通油茶果為原料,采用物理冷壓榨法制得,根據(jù)茶油的硒含量從低到高的順序編號為1～6號;施肥富硒組茶油以采摘自廣西柳州三門江富硒施肥(含腐殖酸水溶性硒鈦肥及含腐殖酸水溶性硒酶肥)樣地的油茶果為原料,采用物理冷壓榨法制得,根據(jù)茶油的硒含量從低到高的順序編號為1～6號;生物化學(xué)富硒組茶油由長沙福山農(nóng)業(yè)科技有限公司制備提供,將該公司研制的磷酸硒鉀及其衍生物加入對照組茶油中制得混合脂質(zhì)體,根據(jù)茶油的硒含量從低到高的順序編號為1～6號。

1.1.2 試劑 正庚烷、三氯甲烷:色譜純,國藥集團化學(xué)試劑北京有限公司;硝酸、鹽酸、硼氫化鉀:優(yōu)級純,國藥集團化學(xué)試劑北京有限公司;30%過氧化氫、氫氧化鉀、鐵氰化鉀、無水乙醇、酚酞、碘化鉀、硫代硫酸鈉、正己烷、冰乙酸、一氯化碘、甲醇、無水硫酸鈉、抗壞血酸、乙醚:分析純,國藥集團化學(xué)試劑北京有限公司;可溶性淀粉 國藥集團化學(xué)試劑北京有限公司;硒標準儲備液(100 mg/L)、角鯊烯、谷甾醇、豆甾醇 國家標準物質(zhì)中心;α-生育酚 阿拉丁公司;福林酚試劑盒 北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司。

1.1.3 儀器 CA59榨油機 德國KOMET公司;PF6-3super原子熒光光譜儀 北京普析通用有限責(zé)任公司;TP-214電子分析天平 美國丹福公司;ETHOS-A微波消解儀 意大利Mikestone公司;HH-S6型水浴鍋 鄭州長城科工貿(mào)有限公司;RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;UV-1800紫外可見分光光度計 日本島津制作所;GC2014氣相色譜儀 日本島津制作所。

1.2 實驗方法

1.2.1 茶油的制備 分別將對照組樣地及富硒施肥樣地的油茶籽進行低溫干燥、脫殼、低溫壓榨、過濾、精濾,得到純天然油茶籽油即為對照組茶油及施肥富硒組茶油;將長沙福山科技有限公司研發(fā)的磷酸硒鉀及其衍生物加入對照組茶油中進一步制得的混合脂質(zhì)體即為生物化學(xué)富硒組茶油。制得的茶油均置于具塞錐形瓶中,常溫避光保存。

1.2.2 茶油硒含量的測定 參照GB/T5009.93《食品安全國家標準:食品中硒的測定》氫化物原子熒光光譜法進行。準確稱取0.1 g茶油經(jīng)酸加熱消化后,在原子熒光光譜儀中測定其熒光值。

1.2.3 茶油的感官評價 參照GB/T 5525-2008《植物油脂:透明度、氣味、滋味鑒定法》,并對比茶油色澤。

1.2.4 茶油理化指標的測定 酸值參照GB/T5530-2005《動植物油脂:酸值和酸度測定》熱乙醇滴定法測定,過氧化值參照GB/T5538-2005《動植物油脂:過氧化值測定》硫代硫酸鈉滴定法測定,碘值參照GB/T5532-2008《動植物油脂:碘值的測定》中和滴定法測定,皂化值參照GB/T5534-2008《動植物油脂:皂化值的測定》中和滴定法測定。

1.2.5 茶油脂肪酸組成的測定 參考文獻[20]，茶油甲酯化定容之后,過0.45 μm的濾膜,進行氣相色譜分析。通過與同等條件下各種脂肪酸標樣保留時間的對比確定待分析樣品中脂肪酸組成,用峰面積歸一化法計算茶油脂肪酸的相對含量。

色譜條件 色譜柱:SP2340(60 m×0.25 mm×0.2 μm);升溫程序:初始溫度50 ℃,保持2 min,以10 ℃/min升至170 ℃,保持10 min,以2 ℃/min升至180 ℃,保持10 min,以4 ℃/min升至220 ℃;檢測器:FID;進樣量:1 μL;進樣口:250 ℃,檢測器溫度:300 ℃。

1.2.6 茶油功能性成分的測定

1.2.6.1α-生育酚的測定 參考文獻[21]，精確稱取1 g油樣,加入20 %抗壞血酸及KOH乙醇溶液,經(jīng)皂化后取不皂化物,蒸干后用三氯甲烷定容,準確吸取1 μL注入氣相色譜儀。以標準物濃度為橫坐標,對應(yīng)峰面積為縱坐標進行線性回歸分析,得到線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)。利用外標法計算樣品中α-生育酚的含量。

色譜條件 色譜柱:Rtx-5(30 m×0.25 mm);升溫程序:初始溫度180 ℃,以8 ℃/min升至265 ℃,保持50 min;進樣量:1 μL;進樣口溫度:290 ℃;檢測器溫度:300 ℃。

1.2.6.2 甾醇及角鯊烯的測定 參考文獻[21]，精確稱取1 g油樣,經(jīng)2 mol/L的KOH乙醇溶液皂化1 h后,用乙醚提取不皂化物,蒸干后經(jīng)三氯甲烷定容,準確吸取1 μL注入氣相色譜儀。利用外標法計算樣品中甾醇及角鯊烯的含量。

色譜條件 色譜柱:Rtx-5(30 m×0.25 mm);升溫程序:初始溫度180 ℃,以8 ℃/min升至265 ℃,保持50 min;進樣量:1 μL;分流比1∶40;柱流速1.73 mL/min;進樣口溫度:290 ℃;檢測器溫度:300 ℃。

1.2.6.3 茶多酚含量的測定 將茶油溶于正己烷中,用甲醇與水(1∶1)的溶液萃取后取下層液。吸取2 mL樣品加入0.5 mL的福林酚,搖勻靜置5 min,再加入10%的NaCO31 mL,搖勻后加水補足10 mL,暗處,避光1 h后,765 nm處測波長。同時做空白實驗。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel軟件的繪圖工具進行直觀對比,并用SPSS 17.0檢測數(shù)據(jù)間的差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶油的硒含量

生物化學(xué)富硒組茶油的硒含量與對照組和施肥富硒組都存在顯著性差異(圖1,p<0.05),施肥富硒組茶油的硒含量雖然高于對照組,但不存在顯著性差異(p>0.05)。說明施肥富硒及生物化學(xué)富硒兩種方法均能有效提高茶油中的硒含量,且相對于施肥富硒(0.11 mg/kg),生物化學(xué)富硒方法的富硒(0.49 mg/kg)效果更為顯著。

圖1 不同富硒方法對茶油硒含量的影響Fig.1 Selenium content of camellia oil by different selenium-rich methods

湖北省富硒食品地方標準指出富硒食用植物油的硒含量應(yīng)達到10.0～50.0 μg/100 g或100 mL[22],顯然生物化學(xué)富硒組茶油符合此標準,施肥富硒組茶油也基本符合標準要求。

2.2 茶油的感官評價

施肥富硒茶油的感官品質(zhì)與對照組相近,具有茶油固有的清香,澄清,顏色略深(表1)。生物化學(xué)富硒茶油以對照組茶油為原料經(jīng)過生物化學(xué)的富硒方法制備,雖仍具有茶油固有清香,但顏色明顯變深,且個別高濃度樣本久置之后有少量的雜質(zhì)沉淀下來,可能是硒的添加量達到了飽和或者在茶油富硒的工藝當(dāng)中引入了污染所致。所以今后采用生物化學(xué)方法制備富硒茶油的過程中要注意硒的添加量以及儀器設(shè)備的殺菌消毒。

表1 不同富硒方法所得茶油的感官評定

2.3 茶油的理化指標值

茶油的理化性質(zhì)可以反映茶油的品質(zhì)。

施肥富硒方法和生物化學(xué)富硒方法制得的茶油酸值都明顯低于對照組,且施肥富硒組與對照組茶油的酸值存在顯著性差異(圖2,p<0.05),生物化學(xué)富硒組與對照組茶油的酸值也存在顯著性差異(p<0.05),但施肥富硒組與生物化學(xué)富硒組茶油的酸值無顯著性差異(p>0.05)。施肥富硒方法和生物化學(xué)富硒方法制得的茶油過氧化值也都低于對照組。且生物化學(xué)富硒組與施肥富硒組茶油的過氧化值存在顯著性差異(p<0.05),生物化學(xué)富硒組與對照組茶油的過氧化值存在顯著性差異(p<0.05),但施肥富硒組與對照組茶油的過氧化值卻不存在顯著性差異(p>0.05)。

圖2 不同富硒方法所得茶油的酸值和過氧化值Fig.2 Acid value and peroxide value of camellia oil from different selenium-rich methods

不同富硒方法對茶油的富硒效果不同,所得富硒茶油的過氧化值高低也不同。生物化學(xué)富硒方法比施肥富硒方法的富硒效果更顯著,所得富硒茶油的過氧化值也更低。因此根據(jù)本實驗可以推測不管是通過植物的生物轉(zhuǎn)化作用還是通過生物化學(xué)方法添加入茶油中的硒都具有提高茶油氧化穩(wěn)定性,達到延長貨架期的作用。

施肥富硒方法和生物化學(xué)富硒方法對茶油的碘值和皂化值整體上無明顯影響(圖3)。施肥富硒組和生物化學(xué)富硒組茶油的碘值和皂化值與對照組茶油均不存在顯著性差異(p>0.05)。

圖3 不同富硒方法所得茶油的碘值和皂化值Fig.3 Iodine value and saponification value of camellia oil by different selenium-rich methods

兩種富硒方法在提高茶油硒含量的同時并沒有破壞茶油脂肪酸的化學(xué)鍵及碳鏈結(jié)構(gòu)。但是兩種富硒方法有沒有改變茶油中脂肪酸的組成及比例則需要進一步對茶油的脂肪酸組成進行對比和分析。

2.4 茶油的脂肪酸組成

施肥富硒方法和生物化學(xué)富硒方法對茶油脂肪酸的含量和組成無明顯影響,各組之間各種脂肪酸的含量均不存在顯著性差異(圖5,p>0.05)。馬艷弘等人[23]采用外源硒對發(fā)芽大豆進行的硒強化實驗證實,外源硒對發(fā)芽大豆的脂肪酸組成沒有明顯影響。本實驗中施肥富硒及生物化學(xué)富硒方法均是采用外源硒,說明在油茶生長過程中施加硒肥不會明顯改變茶油脂肪酸的積累和轉(zhuǎn)化,而且通過生物化學(xué)方法富硒也沒有破壞茶油的脂肪酸組成及比例。

圖4 茶油的脂肪酸氣相圖譜Fig.4 Chromatogram of fatty acid methylester in species of Camellia oleifera

圖5 不同富硒方法對脂肪酸組成的影響Fig.5 Effect of different selenium-rich methods on composition of fatty acids

2.5 茶油的功能性成分

施肥富硒組與對照組茶油的α-生育酚及角鯊烯的含量不存在顯著性差異(圖6,p>0.05),而生物化學(xué)富硒組與對照組茶油的α-生育酚及角鯊烯的含量則存在顯著性差異(p<0.05),生物化學(xué)富硒方法制得的茶油中α-生育酚及角鯊烯的含量明顯降低。宋亞蕊等人[21]研究得出茶油中的硒含量與α-生育酚、角鯊烯含量沒有顯著相關(guān)性。這說明施肥富硒方法不能顯著提高茶油中的α-生育酚及角鯊烯的含量,而生物化學(xué)富硒方法可能由于在生物化學(xué)制備過程中的某個工藝條件破壞了α-生育酚及角鯊烯這兩種活性成分而導(dǎo)致其含量下降。

圖6 不同富硒方法所得茶油的生育酚及角鯊烯含量Fig.6 The content of α-tocopherol and squalene of camellia in different Se-rich methods

施肥富硒方法和生物化學(xué)富硒方法對茶油中豆甾醇和谷甾醇的含量無明顯影響,各組之間均不存在顯著性差異(圖7,p>0.05)。王偉等人[24]在進行地生枝頂孢深層培養(yǎng)富硒的研究中發(fā)現(xiàn),當(dāng)有機硒含量提高908.64%時,麥角甾醇的含量相應(yīng)提高了31.10%。說明施肥富硒不能達到積累甾醇的目的,生物化學(xué)富硒方法雖不能提高茶油中的甾醇含量,但在生物化學(xué)制備過程中也沒有破壞茶油中的甾醇成分。

圖7 不同富硒方法所得茶油的豆甾醇及谷甾醇含量Fig.7 The content of stigmasterol and sitosterol of camellia oil of different selenium-rich methods

生物化學(xué)富硒方法對茶油中的茶多酚含量無明顯影響,而施肥富硒方法在一定的硒含量范圍內(nèi)可明顯提高茶油中的茶多酚含量(圖8)。余芳等人[25]在對富硒綠茶的研究中發(fā)現(xiàn),茶葉中的硒元素在一定范圍內(nèi)能促進茶多酚的合成與積累。說明施肥富硒與生物化學(xué)富硒方法整體上不會對油茶的茶多酚含量產(chǎn)生顯著影響。施肥富硒方法僅在一定的硒含量范圍內(nèi)可提高茶油中的茶多酚含量,而生物化學(xué)富硒方法雖不能提高茶油中的茶多酚含量,但在生物化學(xué)制備過程中也沒有破壞茶油中的茶多酚。

圖8 不同富硒方法所得茶油的茶多酚含量Fig.8 The content of polyphenols of camellia oil of different selenium-rich methods

3 結(jié)論

本文將施肥富硒方法與生物化學(xué)富硒方法得到的茶油進行硒含量、感官品質(zhì)、理化指標、脂肪酸組成、功能性成分等方面的對比。與不富硒的對照組茶油相比,兩種富硒方法均能有效提高茶油中的硒含量,降低茶油的酸值、過氧化值,且對茶油的碘值、皂化值、脂肪酸組成、谷甾醇含量、豆甾醇含量及茶多酚含量整體上無明顯影響。兩種富硒方法相比,施肥富硒方法得到的茶油有更好的感官品質(zhì),但是生產(chǎn)周期長,富硒效果不如生物化學(xué)方法;而生物化學(xué)富硒方法更便捷、富硒效果更顯著,但是對茶油中的α-生育酚及角鯊烯成分造成了破壞。

將低毒的磷酸硒鉀及其衍生物代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高毒性亞硒酸鈉[26]等硒酸鹽加入茶油中制得富硒茶油,并進行了對比實驗,表明該富硒方法簡便可行,并且明顯縮短了茶油富硒周期。本實驗首次進行生物化學(xué)方法制備富硒茶油的研究,對于磷酸硒鉀及其衍生物在茶油中的添加量、能不能長期穩(wěn)定存在以及富硒后茶油的毒理性實驗、體內(nèi)代謝途徑等尚不明確,仍需要進一步研究。

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Effects of different selenium-rich methods on quality characteristics and functional components ofCamelliaoleiferaoil

WANG Yan-hua1,2,LIU Juan1,2,MA Xiao-ling1,2,JIANG Jing-ming3,WU Li-chao1,LIU Fang2,*

(1.College of Forestry,The Ministry of Education Key Laboratory of Economic Forest Cultivation and Protection,Central South University of Forestry&Technology,Changsha 410004,China;2.Guangxi State-owned Sanmen River Forestry Centre,Liuzhou 545006,China;3.College of Food,National Engineering Laboratory of Rice and By-product Deep Processing,Central South University of Forestry &Technology,Changsha 410004,China)

Based on the two methods of fertilizing selenium and biochemistry of selenium enriched selenium,selenium content,sensory quality,physicochemical index,fatty acid composition and functional components in Camellia oleifera oil were determinated to investigate quality characteristics and functional ingredients of the two methods.The results showed that selenium content in camellia oleifera was 0.11 mg/kg and 0.49 mg/kg,respectively. The two methods meet national standards,and biochemistry method was significant higher than fertilization.Camelliaoleiferaoil by the fertilizer method had better sensory quality.Acid value,peroxide value were reduced by the two method,but the iodine value,saponification value and fatty acid composition of tea oil had no significant difference.There was no significant difference in the content of stigmasterol,sitosterol and tea polyphenols of the two methods,and the alpha tocopherol and squalene content in the camellia oleifera oil of biochemistry method were decreased obviously.Above all,the two methods significantly improved the content of selenium inCamelliaoleifera,which was up to the selenium-rich levels,and selenium-enriched fertilization method had a long selenium-rich period and the tea oil had better sensory quality.Biochemistry selenium-rich method can get the arms quickly and effectively,but which can damage some of the functional components of theCamelliaoleifera.

Camelliaoleiferaoil;selenium-riched;quality characteristics;functional components

2016-09-09

王彥花(1985-)，女，在讀碩士研究生，研究方向：糧食油脂與蛋白工程，E-mail：422359049@qq.com。

*通訊作者:劉芳(1964-)，女，博士，教授，研究方向：食品生物技術(shù)、食品營養(yǎng)與安全、功能性食品等，E-mail：1113152185@qq.com。

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(201404702)；湖南省科技重大專項(2013FJ1006-3)。

TS225.1

A

1002-0306(2017)05-0054-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.05.002