微波和紅外處理油茶籽對壓榨油茶籽油中VE含量的影響

王龍祥，羅 凡，郭少海，姚小華，鐘海雁

(1.中南林業(yè)科技大學(xué) 食品學(xué)院，長沙 410004； 2.中國林業(yè)科學(xué)研究院 亞熱帶林業(yè)研究所，杭州 311400)

在我國，油茶籽油作為主要食用油主要是在南方各省，尤其是在湖南省，油茶籽油占湖南省植物油消費(fèi)量的50%以上[1]。近年來，油茶產(chǎn)業(yè)得到了持續(xù)性發(fā)展，截至2017年底，我國油茶種植面積擴(kuò)大到436.67萬hm2，年產(chǎn)油茶籽油60萬t。根據(jù)《全國油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2009—2020年)》，到2020年，力爭使我國油茶種植面積達(dá)到466.7萬hm2，油茶籽油產(chǎn)量達(dá)到250萬t。

VE，又稱生育酚，是一種天然的脂溶性抗氧化劑，有穩(wěn)定膜脂雙分子層內(nèi)的多不飽和脂肪酸，清除自由基的作用[2-3]。油茶籽油中不飽和脂肪酸的含量占80%以上，因此研究油茶籽油中VE的含量變化具有一定的代表意義。

油茶籽油中VE的含量與油茶籽的前處理有一定的聯(lián)系[4-6]。常用的前處理方式有熱風(fēng)干燥、紅外加熱和微波加熱等。雖然熱風(fēng)干燥設(shè)備投資低、操作簡單，但是熱風(fēng)干燥存在熱效率低、干燥品質(zhì)差、自動化程度低等問題[7]。紅外加熱具有干燥效率高、清潔無污染的特點(diǎn)，但對較厚物料的干燥效率較低[8]。微波加熱具有干燥速度快、高效節(jié)能、反應(yīng)靈敏易控制等優(yōu)點(diǎn)，但也存在最終水分含量難以控制等缺點(diǎn)[9]。本文以油茶籽油為研究對象，選取微波、紅外兩種熱處理方式處理油茶籽，并研究其對油茶籽壓榨毛油中VE含量的影響，以期為油茶籽加工工藝的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

油茶籽，浙江天臺康能公司。油茶籽含水率為(8.81±0.04)%，油茶籽仁含油率為(37.14±1.09)%。

α-生育酚(≥96%)、β-生育酚(≥96%)、γ-生育酚(≥96%)、δ-生育酚(≥96%)，美國Sigma公司；正己烷、叔丁基甲基醚、四氫呋喃、甲醇、無水乙醇，均為色譜純。

S-114分析天平，AP-SC-12A氮吹儀，Agilent LC1260 Ⅱ液相色譜儀(美國安捷倫公司)，MG38-CB-FAA烤箱，P70F20L-DG(S0)微波爐，6YY-190自動液壓榨油機(jī)(洛陽金夏液壓機(jī)械有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 油茶籽處理

油茶籽處理：油茶籽分成兩組，一組進(jìn)行微波處理，一組進(jìn)行紅外處理，處理完成后一部分通過液壓榨油機(jī)榨取油茶籽毛油，冷藏備用。一部分剝殼得到油茶籽仁，再通過液壓榨油機(jī)榨取油茶籽仁毛油，冷藏備用。

微波處理?xiàng)l件為微波功率245、420、560、700 W下，分別微波加熱5、10、15、20 min。紅外處理?xiàng)l件為在90、100、110、120、130、140℃下分別處理30、60、90、120 min。并各自設(shè)置空白對照。

1.2.2 VE含量的測定

取1 g左右的樣品加入25 mL棕色容量瓶中，用流動相定容至刻度，搖勻，過0.22 μm有機(jī)系濾頭于棕色進(jìn)樣瓶中，待進(jìn)樣。液相色譜測定條件參照GB 5009.82—2016。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007、SPSS 22進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

測試結(jié)果表明，油茶籽毛油中α-生育酚含量為0.24～0.41 mg/g，β-、γ-、δ-生育酚含量均低于檢測限(β-、γ-、δ-生育酚檢測限均為0.25 μg/g)，故后續(xù)只分析α-生育酚含量。

2.1 微波處理對油茶籽油VE含量的影響

2.1.1 油茶籽仁壓榨毛油中α-生育酚含量變化

微波處理油茶籽前后油茶籽仁壓榨毛油中α-生育酚含量的變化情況如圖1所示。

圖1 油茶籽仁壓榨毛油中α-生育酚含量變化

由圖1可知，油茶籽仁壓榨毛油在不同微波功率下的α-生育酚的含量均低于初始含量。這與陳潔等[10]研究微波對葵花籽油中α-生育酚影響的結(jié)果一致。微波5 min時(shí)，微波功率420 W下α-生育酚含量最低，為0.2 mg/g，比初始α-生育酚含量降低了37.5%。245 W下α-生育酚含量最高，為0.29 mg/g，比初始含量降低了9.4%。α-生育酚含量逐漸降低可能是由于在微波加熱過程中油茶籽仁的內(nèi)部溫度升高，發(fā)生氧化反應(yīng)導(dǎo)致α-生育酚降解[11]。微波20 min 時(shí)，微波功率420 W 下α-生育酚含量最低，比初始含量降低了40.6%，為0.19 mg/g；微波功率560 W下的α-生育酚含量最高，為0.28 mg/g，為初始含量的87.5%。

綜上，微波功率420 W下α-生育酚的含量均最低，可以認(rèn)為420 W是α-生育酚氧化消耗最快的功率。微波加熱過程中，出現(xiàn)了α-生育酚含量升高的現(xiàn)象，如在微波功率560 W 下微波15～20 min，這可能是微波加熱產(chǎn)生的高溫使α-生育酚與脂質(zhì)自由基氧化反應(yīng)生成α-生育酚醌，進(jìn)而被空氣中的氧氣氧化成α-生育氫醌——可作為氧化還原劑將生育酚自由基還原為生育酚[12-13]；也有可能是微波處理破壞了油茶籽的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，增加了α-生育酚的溶出[14]所致，如微波功率245 W下微波10～15 min。

2.1.2 油茶籽壓榨毛油中α-生育酚含量變化

油茶籽微波處理前后油茶籽壓榨毛油中α-生育酚含量變化如圖2所示。

圖2 油茶籽壓榨毛油中α-生育酚含量變化

由圖2可知，油茶籽壓榨毛油的初始α-生育酚含量(0.28 mg/g)低于油茶籽仁壓榨毛油中的初始含量(0.32 mg/g)，這是因?yàn)橛筒枳褮ぶ兄饕煞譃樗?、灰分、粗蛋白、茶皂素、木質(zhì)素等[15]，不含α-生育酚。隨著微波時(shí)間延長，α-生育酚含量升高，微波5 min時(shí)，微波功率560 W和245 W的α-生育酚含量最高，為0.38 mg/g，比初始增加了35.7%。微波20 min時(shí)，微波功率245 W的α-生育酚含量增加最少，含量為0.34 mg/g，比初始增加了21.4%；微波功率560 W下α-生育酚含量最高，為0.37 mg/g，比初始增加了32.1%。

α-生育酚含量出現(xiàn)先升高后降低的現(xiàn)象，可能是由于微波處理使得油茶籽細(xì)胞內(nèi)的α-生育酚溶出[15]導(dǎo)致，而后隨著微波功率增加和微波時(shí)間的延長，油茶籽壓榨毛油溫度升高，α-生育酚發(fā)生降解導(dǎo)致其含量降低[11]。整個(gè)微波過程中，微波功率420 W的α-生育酚含量基本都低于其他功率，微波功率560 W下的α-生育酚含量都大于其他功率的，結(jié)合微波處理油茶籽仁壓榨毛油的結(jié)果推斷，α-生育酚消耗速度最快的功率是420 W，最佳微波處理?xiàng)l件是560 W。

2.2 紅外處理對油茶籽油VE含量的影響

2.2.1 油茶籽仁壓榨毛油中α-生育酚含量變化

紅外處理油茶籽前后油茶籽仁壓榨毛油α-生育酚含量變化如圖3所示。

圖3 油茶籽仁壓榨毛油中α-生育酚含量變化

由圖3可以看出，紅外加熱30 min時(shí)，100℃下α-生育酚含量最低，為0.24 mg/g，比初始α-生育酚含量降低了25%。紅外加熱120 min時(shí)，90℃下α-生育酚含量最低，為0.25 mg/g，比初始含量降低了21.9%。110～140℃時(shí)α-生育酚含量整體趨勢較90、100℃平緩，可能是α-生育酚的消耗與細(xì)胞中α-生育酚溶出和其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化生成α-生育酚的含量平衡所致。紅外處理的油茶籽仁壓榨毛油α-生育酚含量最低為0.24 mg/g，比微波處理的(0.19 mg/g)多26.3%。說明微波處理對α-生育酚含量的影響大于紅外處理。這與Fi?nar等[16]的研究結(jié)果相一致。

2.2.2 油茶籽壓榨毛油α-生育酚含量變化

紅外處理油茶籽前后油茶籽壓榨毛油中α-生育酚含量變化如圖4所示。

圖4 油茶籽壓榨毛油中α-生育酚含量變化

由圖4可以看出，紅外處理90 min，110、120℃時(shí)α-生育酚含量最高，為0.41 mg/g，比初始含量增加了46.4%。紅外處理120 min，110℃時(shí)α-生育酚含量最低，為0.31 mg/g，比初始含量增加了10.7%。在紅外處理過程中，α-生育酚含量變化可能是由于非劇烈溫度的加熱促進(jìn)生育酚的轉(zhuǎn)化生成、細(xì)胞溶出和氧化反應(yīng)消耗所致。微波處理油茶籽油α-生育酚含量最高為0.38 mg/g，紅外處理比其高7%。原因可能為微波處理是從分子內(nèi)部加熱，較容易引發(fā)α-生育酚的氧化反應(yīng)。紅外處理通過外部熱傳導(dǎo)，較難引發(fā)α-生育酚的氧化反應(yīng)。結(jié)合紅外處理油茶籽仁壓榨毛油分析，發(fā)現(xiàn)130℃下α-生育酚的最終含量最高，故推測130℃是最佳紅外處理?xiàng)l件。

3 結(jié) 論

研究了微波和紅外處理油茶籽對壓榨油茶籽仁毛油和壓榨油茶籽毛油VE中4種生育酚異構(gòu)體含量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：油茶籽油中VE以α-生育酚為主；油茶籽仁和油茶籽壓榨毛油中α-生育酚初始含量存在一定的差異。微波處理最佳條件為560 W，紅外處理最佳條件為130℃。微波處理比紅外處理對α-生育酚含量影響更大。