油茶籽熱處理對(duì)油茶餅中多糖含量及其抗氧化性影響的研究

羅 凡，黃美群，胡立松，王 超

(1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 亞熱帶林業(yè)研究所，杭州311400; 2.浙江農(nóng)林大學(xué) 農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院，杭州311300)

油茶(Camemaoleifera)，山茶科(Theaceae)山茶屬(CamelliaL.)植物，是我國(guó)特有的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益俱佳的木本油料樹種。目前，我國(guó)油茶籽油年產(chǎn)量已達(dá)50多萬t，位列國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的四大油種之一。油茶籽餅粕是油茶籽榨油后的殘余物，年平均產(chǎn)量約為39.71萬t[1]。油茶籽餅粕中除含有油脂外，還有茶皂素、糖類等物質(zhì)[2-3]。目前，油茶籽餅粕大部分被用作清塘劑、肥料和燃料，甚至被廢棄，少量用于茶皂素的提取，極少部分用作飼料，造成了很大的浪費(fèi)。

油茶籽多糖對(duì)·OH、DPPH·具有較高的清除活性[4-5]，此外還具有明顯的降血脂[6]、抗腫瘤[7]、促進(jìn)小鼠脾臟淋巴細(xì)胞的生長(zhǎng)[8]等功效。目前油茶籽中多糖的研究主要集中在多糖的提取，如范燕華等[9]以油茶籽餅粕為原料，先用熱水浸提，再進(jìn)一步用堿法提取堿溶性油茶籽餅粕多糖；陳桂冰等[10]對(duì)比了Sevage法、三氯乙酸法、聚酰胺法、酶法脫茶籽多糖提取液中蛋白的效果；金日升等[3]利用酶解與傳統(tǒng)熱水浸提相結(jié)合的方法提取油茶籽餅粕多糖。在油茶籽干燥、炒(蒸)制和壓榨過程中，溫度不可避免地對(duì)油茶籽的內(nèi)部形態(tài)及營(yíng)養(yǎng)成分產(chǎn)生重要影響。熱處理對(duì)油料的影響包括導(dǎo)致其內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的物理改變和化學(xué)變化，如水分的降低、脂質(zhì)修飾、顏色的變化和經(jīng)美拉德反應(yīng)產(chǎn)生新的香味物質(zhì)等，而微結(jié)構(gòu)和脂質(zhì)修飾也可能導(dǎo)致敏感脂類的氧化以及抗氧化劑等代謝物含量的變化[11]。

本研究組在前期對(duì)壓榨條件影響油茶籽油品質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn)，在壓榨前對(duì)油茶籽進(jìn)行不同溫度炒制處理，壓榨后油茶籽中天然成分的含量或升高或降低，呈現(xiàn)不同程度變化[12]。本文旨在研究熱處理對(duì)油茶籽(仁)多糖含量和抗氧化性的影響，為探索加工過程中油茶籽理化性質(zhì)變化機(jī)理提供理論基礎(chǔ)，為油茶籽副產(chǎn)物開發(fā)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

油茶籽樣品于2017年12月底采自浙江康能食品有限公司油茶基地，在原料清理時(shí)除去未成熟粒、破損粒和霉變粒，油茶籽仁含水率6.58%，含油率49.93%。

DGG-9140熱風(fēng)烘箱，P70F20L-DG(S0)微波爐(額定微波頻率2 450 MHz，廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司)，MG38CB-AA烤箱(輸出功率700 W，美的集團(tuán)股份有限公司)，6YY-190自動(dòng)液壓榨油機(jī)(洛陽金廈液壓機(jī)械有限公司)， SPD-10A型紫外檢測(cè)器(日本島津公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 油茶籽熱處理

稱取一定量油茶籽平鋪于托盤中，分別采用3種加熱方式加熱不同時(shí)間，加熱后攤晾自然冷卻至室溫，剝殼(樣品D不剝殼)后液壓榨油，油茶籽餅冷藏備用。表1為3種加熱方式的具體條件。

表1 3種加熱方式及條件

油茶籽分別經(jīng)過烘箱以熱風(fēng)方式加熱處理，經(jīng)過微波爐以微波方式加熱處理，以及經(jīng)過烤箱以紅外加熱處理后，剝?nèi)ビ筒枳褮ぃ玫接筒枳讶蕵悠?，測(cè)定榨油后油茶籽仁餅中多糖含量及其抗氧化性；油茶籽經(jīng)過烤箱以紅外加熱處理后，得到油茶籽樣品，測(cè)定榨油后油茶籽餅中多糖含量及其抗氧化性。

1.2.2 油茶籽(仁)餅中多糖含量的測(cè)定

樣品中多糖含量的測(cè)定參考SN/T 4260—2015方法，并略作改動(dòng)。稱取粉碎油茶籽(仁)餅1.0 g 于具塞離心管中，加入5 mL水浸潤(rùn)，緩慢加入20 mL無水乙醇，旋渦振蕩混勻，超聲提取30 min。提取結(jié)束后，于4 000 r/min離心10 min，棄去上清液。不溶物用10 mL 80%乙醇溶液洗滌、離心。用25 mL水將離心沉淀移入圓底燒瓶，加入25 mL水，70℃水浴中提取1 h，8 000 r/min離心10 min，上清液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，殘?jiān)尤?5 mL水重復(fù)提取3次，合并上清液，加水定容，得到樣品測(cè)定液。

取1.0 mL樣品測(cè)定液加入1.0 mL 6%苯酚溶液，然后快速加入5.0 mL硫酸，靜置10 min。旋渦振蕩使反應(yīng)液充分混合，然后將試管置于30℃水浴中反應(yīng)20 min，490 nm測(cè)吸光值。以葡萄糖制定標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性方程為y=0.105 6x+0.014 8，R2=0.999 5(x為吸光值，y為葡萄糖質(zhì)量濃度，mg/mL)。

1.2.3 多糖的ABTS+自由基清除能力測(cè)定

參考Han等[13]方法配制ABTS反應(yīng)液。使用時(shí)將其稀釋至吸光值在0.75～0.80范圍，取6 mL稀釋液與200 μL多糖提取液(油茶籽(仁)餅多糖提取液)混合，避光反應(yīng)30 min，測(cè)734 nm處吸光值(At)，取6 mL稀釋液與200 μL甲醇，避光反應(yīng)30 min，734 nm處測(cè)吸光度值(A0)。按下式計(jì)算ABTS+自由基清除率。

ABTS+自由基清除率=(A0-At)/A0×100%

2 結(jié)果與討論

2.1 熱處理對(duì)油茶餅中多糖含量的影響

經(jīng)測(cè)定，加熱前油茶籽仁及油茶籽得到的油茶餅中多糖含量分別為44.34、19.27 mg/g，油茶籽經(jīng)過不同條件加熱后得到的油茶餅多糖含量變化如圖1所示。

從圖1可以看出，各種加熱方式中，短時(shí)低溫加熱時(shí)，油茶餅中多糖含量隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)略有提升，可能是因?yàn)榧訜岽龠M(jìn)了分子的熱運(yùn)動(dòng)性，從而提高了多糖的溶解度[14]，但隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，油茶餅中的多糖含量隨加熱強(qiáng)度的增加而減少,這可能是因?yàn)楦邷仄茐牧硕嗵堑姆€(wěn)定性[15]。從圖1A可以看出：熱風(fēng)加熱時(shí)，多糖含量隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)；最大值出現(xiàn)在90℃加熱20 min時(shí)，最小值出現(xiàn)在150℃加熱90 min時(shí)，分別為66.30、35.72 mg/g，比初始增加49.5%和減少19.4%。從圖1B可以看出，微波加熱時(shí)，700 W加熱下隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)油茶籽仁餅中多糖含量先減少后增加，尤其是加熱15～20 min，多糖含量從39.05 mg/g 升高到53.07 mg/g，提高了35.9%，而其余3種火力加熱下油茶籽仁餅中多糖含量先增加后減少，在低火力(245 W)加熱10 min多糖含量上升到49.37 mg/g，比初始提高了11.3%，而中火力(420 W)和中高火力(560 W)加熱時(shí)，均是在加熱15 min時(shí)多糖含量上升到最高，分別為67.42、64.46 mg/g，比初始提高了52.1%和45.4%。

從圖1C和圖1D可以看出：中低溫(90、120℃)對(duì)油茶籽紅外加熱時(shí)，油茶籽仁餅中多糖含量緩慢上升，高溫(150℃)加熱時(shí)，油茶籽仁餅多糖含量持續(xù)下降，在加熱120 min結(jié)束時(shí)，90、120、150℃條件下，油茶籽仁餅中多糖含量分別比初始上升5.3%、8.1%及下降29.5%；與油茶籽仁餅相似，中低溫(90、120℃)對(duì)油茶籽紅外加熱初期(0～40 min)，油茶籽餅中多糖含量上升，最高達(dá)到21.79、22.81 mg/g，分別比初始提高了13.1%和18.4%，高溫(150℃)加熱時(shí)油茶籽餅多糖含量持續(xù)下降，最低降至12.40 mg/g，比初始降低了35.7%。與油茶籽仁餅不同的是，在加熱后期，120℃處理的油茶籽餅多糖含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，這與150℃加熱時(shí)類似，高溫加熱后期多糖含量的升高可能是因?yàn)槊览路磻?yīng)生成的糠醛或羥甲基糠醛與苯酚反應(yīng)引起吸光值的增加。

油茶籽餅和油茶籽仁餅中多糖含量的變化不同的現(xiàn)象主要表現(xiàn)在，油茶籽餅中的多糖在高溫加熱初期其含量下降更多，在加熱末期其含量上升更快，這可能是因?yàn)槊览路磻?yīng)生成的糠醛或羥甲基糠醛含量上升。

2.2 熱處理對(duì)油茶餅中多糖的抗氧化活性的影響

對(duì)油茶餅中多糖進(jìn)行了ABTS+自由基清除能力的測(cè)定，結(jié)果如圖2所示。

從圖2A可以看出：經(jīng)熱風(fēng)加熱處理的油茶籽仁餅中多糖的ABTS+自由基清除率均在加熱初期顯著提高，除了90℃外，120、150℃加熱后期ABTS+自由基清除率略有下降，加熱120 min時(shí)，3個(gè)溫度的ABTS+自由基清除率分別為99.24%、97.98%和97.16%。從圖2B可以看出，與熱風(fēng)加熱相似，微波加熱初期4種火力下油茶籽仁餅中多糖ABTS+自由基清除率增加，到后期幾乎保持穩(wěn)定，只有中高火力(560 W)加熱后期ABTS+自由基清除率仍提升，到加熱結(jié)束，其清除率升高到97.87%，超出其他3種火力下的油茶籽仁多糖。

從圖2C和圖2D可以看出，經(jīng)過紅外加熱后，油茶籽(仁)多糖的抗氧化性都有提高，隨著加熱溫度的升高，油茶籽仁中多糖的ABTS+自由基清除率降低，150℃加熱120 min后多糖的ABTS+自由基清除率為94.92%。但是紅外不同加熱溫度對(duì)油茶籽中多糖的ABTS+自由基清除率影響不明顯，但高溫(150℃)加熱后期ABTS+自由基清除率明顯低于90、120℃的，加熱120 min后多糖的ABTS+自由基清除率為92.67%。

2.3 單位多糖的抗氧化性

由于不同熱處理后油茶餅中多糖含量有所變化，因此將2.2和2.1中的數(shù)據(jù)結(jié)合，討論單位多糖的抗氧化性，結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，油茶籽經(jīng)過不同方式的熱處理后，其單位多糖的ABTS+自由基清除率隨加熱強(qiáng)度的增加而增加，尤其是在熱風(fēng)和紅外加熱60 min時(shí)，高溫(150℃)處理后的油茶餅中單位多糖的ABTS+自由基清除率明顯高于低溫(90℃)處理的。在熱風(fēng)和紅外150℃加熱60 min后，單位多糖的ABTS+自由基清除率分別比90℃加熱后增加了34.8%和58.4%，高火力(700 W)微波加熱5 min后，單位多糖的ABTS+自由基清除率比低火力(245 W)加熱后增加了38.7%。

結(jié)合圖1可以看出，雖然低溫加熱有利于保留油茶籽(仁)中多糖含量，但是高溫加熱后單位多糖的抗氧化性能更強(qiáng)，這可能是因?yàn)楦邷貢r(shí)多糖組成或者結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，產(chǎn)生了抗氧化能力更強(qiáng)的多糖類物質(zhì)，具體轉(zhuǎn)變途徑以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)有待于進(jìn)一步研究。

3 結(jié) 論

考察了3種熱處理方式下油茶籽仁和油茶籽中多糖含量及其抗氧化能力的變化。油茶籽中的多糖主要集中在仁中，其中油茶籽仁餅和油茶籽餅中多糖的含量分別為44.34、19.27 mg/g，適度加熱可以略提高油茶籽(仁)餅中的多糖含量，但是高溫(150℃)或是高火力微波(700 W)加熱可能會(huì)導(dǎo)致油茶籽仁餅和油茶籽餅中多糖含量下降；油茶籽(仁)中的多糖具有較高的抗氧化活性(ABTS+自由基清除率>92%)；盡管高溫加熱后油茶籽(仁)餅中的多糖含量有所下降，但是單位多糖的抗氧化性能提高，這可能是因?yàn)楦邷丶訜釋?dǎo)致油茶籽(仁)多糖組成或結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，具體原因有待于進(jìn)一步研究。