不同加工工藝茶籽油熱穩(wěn)定性研究

王 賀,余佳浩

(浙江工業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,浙江 杭州 310014)

煎炸(深度)是指將浸沒在食用油脂中的食物置于高于水的沸點溫度條件下進(jìn)行烹飪的過程,溫度范圍一般為150～200 ℃,推薦溫度為180 ℃。煎炸是一種比較古老的烹飪手段,食品的前處理過程相對較快,美味的口感和可觀的收益使煎炸食品得以迅速發(fā)展,躋身于食品領(lǐng)域前列,成為食品行業(yè)中必不可少的一部分。茶籽油營養(yǎng)價值高,與橄欖油、椰子油和棕櫚油并稱為世界四大木本植物油,是國際糧農(nóng)組織重點推廣的健康食用油之一[1],因其與橄欖油有相似的脂肪酸組成和理化性質(zhì),被賦予“東方橄欖油”之美譽[2]。茶籽油的煙點很高,達(dá)220 ℃,適合在高溫條件下煎炸。然而,茶籽油有較高的不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù),尤其是油酸高達(dá)74%～87%,所以在儲存和加工期間受光照、水分、溫度、氧氣和金屬離子等因素的影響,易被氧化成低分子的脂肪酸[3-4],特別是在高溫煎炸過程中常伴隨著水解、氧化反應(yīng),產(chǎn)生游離脂肪酸和脂質(zhì)過氧化物,以及醛、酮和酸等小分子有害物質(zhì),導(dǎo)致油脂劣變[5-6],從而會影響茶籽油食用效果及危害人們的身體健康。

筆者以壓榨茶籽毛油、精煉壓榨茶籽油和精煉浸出茶籽油為研究對象,通過180 ℃和10 h高溫加熱實驗對其氧化穩(wěn)定性進(jìn)行研究,以期為茶籽油的加工和烹調(diào)提供試驗數(shù)據(jù)和理論指導(dǎo)。該研究有利于推廣茶籽油在煎炸烹飪中的應(yīng)用并擴(kuò)大其市場份額,為促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了扎實的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

壓榨茶籽毛油(CPCO)、精煉浸出茶籽油(RLCO)、精煉壓榨茶籽油(RPCO),由浙江衢州劉家香食品有限公司提供。

1.2 實驗試劑

氫氧化鈉、三氯甲烷、氯化鈉、冰乙酸、碘化鉀、石油醚、硫代硫酸鈉、可溶性淀粉、酚酞、乙醚、異丙醇、對甲氧基苯胺、硅膠、海砂、異辛烷、三氟化硼甲醇絡(luò)合物、正己烷、過硫酸鉀、無水乙醇均為分析純。

1.3 實驗儀器與設(shè)備

7890A型氣相色譜儀,美國Agilent公司;油脂氧化穩(wěn)定性分析儀(873),瑞士萬通公司;N4型紫外分光光度計,上海精密科學(xué)儀器有限公司;R-1001VN型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,鄭州長城科工貿(mào)有限公司;DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器,鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;UDK139型凱氏定氮儀,意大利VELP公司。

1.4 實驗方法

1.4.1 油脂加熱實驗

在恒溫油浴鍋中加入1 L茶籽油,(180±5)℃高溫條件下持續(xù)加熱10 h,每隔1 h收集60 mL油,-4 ℃條件下貯存收集的樣品。

1.4.2 油脂氧化指標(biāo)測定

脂肪酸分析采用氣相色譜法測定[7];油脂的酸價AV、過氧化值PV和p-茴香胺值測定p-AV分別參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.229—2016、GB 5009.227—2016和GB/T 24304—2009;油脂的氧化誘導(dǎo)時間(OSI)參照文獻(xiàn)[8],其使用油脂氧化穩(wěn)定性分析儀進(jìn)行分析;總極性化合物(TPC)測定參照文獻(xiàn)[9]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016軟件進(jìn)行整理,圖采用Origin Pro 9.1軟件進(jìn)行制作,實驗數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,數(shù)據(jù)的差異性利用Duncan方法進(jìn)行多重比較,顯著水平p<0.05。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同茶籽油加熱過程中脂肪酸量變化

加熱時間分別為0,1,2～10 h內(nèi)3種茶籽油(CPCO,RPCO,RLCO)中脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化情況見表1。由表1可知:棕櫚酸(C16∶0),油酸(C18∶1)和亞油酸(C18∶2)是茶籽油的主要組成成分,其中3種茶籽油的油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在78.5%左右。不飽和脂肪酸(C18∶1和C18∶2)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨加熱時間推移不斷下降,其中C18∶2下降了20%以上,這個現(xiàn)象驗證了Geeta等[10]得出的結(jié)論。相反地,棕櫚酸(C16∶0)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,Waghmare等[11]也證明了這一觀點。CPCO和RLCO中亞油酸、油酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均下降比RPCO少,這表明3種茶籽油中RPCO在加熱過程中最不穩(wěn)定。

表1 在180 ℃加熱過程中脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化

2.2 不同茶籽油加熱過程中脂質(zhì)氧化指標(biāo)的變化

如圖1所示,3種茶籽油的酸價AV(KOH)低于0.6 mg/g,均在中國茶籽油國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11765—2018限定范圍內(nèi),而RLCO和RPCO的酸價要比CPCO低,造成這一現(xiàn)象的原因可能是大部分游離脂肪酸在精煉過程中被脫除。隨加熱時間的增加,由于甘油三酯的水解,3種茶籽油的酸價都呈現(xiàn)出上升的趨勢。

圖1 茶籽油的酸價

3種茶籽油加熱過程中脂質(zhì)氧化指標(biāo)的變化如圖2所示。3種茶籽油的過氧化值PV(KOH)均低于4 mmol/kg(圖2a),符合GB/T 11765—2018限定標(biāo)準(zhǔn)范圍。隨加熱時間增加,所有樣品的PV都先上升到約30 mmol/kg,后下降到約20 mmol/kg,且PV在1 h內(nèi)的增長最快,在8 h后PV開始下降,李桂華等[12]的研究也印證了這一現(xiàn)象。對于p-AV,3種茶籽油均低于7,這表明其中基本沒有二次氧化產(chǎn)物存在。然而,所有茶籽油的p-AV隨著加熱時間而上升(圖2b),最大達(dá)到100左右。這是因為油脂中的初級氧化產(chǎn)物在高溫條件下容易發(fā)生二次氧化,生成醛、酮等有害物質(zhì)[13]。此外,還引入了總氧化值(TOTOX)作為油脂氧化程度的評價指標(biāo),常用4倍PV與1倍p-AV之和來表征[14]。3種茶籽油的TOTOX值在1 h內(nèi)迅速增加,這與PV和p-AV在1 h內(nèi)的變化一致,在加熱1 h后,TOTOX上升速度趨于緩慢,并最終趨于穩(wěn)定(圖2c)。此外,通過這些指標(biāo)發(fā)現(xiàn)3種茶籽油中氧化穩(wěn)定性最高為CPCO,其次為RLCO,最低為RPCO。

圖2 茶籽油加熱過程中脂質(zhì)氧化指標(biāo)的變化

相比其他2種精煉油來看,毛油CPCO的氧化誘導(dǎo)時間(OSI)最短(圖3a),造成這種現(xiàn)象的原因可能是毛油中所含雜質(zhì)較多,尤其是一些小分子化合物,在加熱過程中更容易揮發(fā),使反應(yīng)池中電導(dǎo)率隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。隨著加熱時間不斷增加,3種油的氧化穩(wěn)定性都呈現(xiàn)迅速下降的趨勢,這與Hashemi等[15]的研究結(jié)果一致。對于TPC,3種茶籽油的TPC都隨著加熱時間的增加不斷增加(圖3b),這與Song等[16]的研究結(jié)果相一致。這些數(shù)據(jù)表明:在180 ℃的加熱條件下,所有茶籽油中都有極性物質(zhì)生成,導(dǎo)致油脂變質(zhì)。在加熱10 h后,RPCO和RLCO的極性化合物超過27%,而CPCO中的極性化合物在加熱9 h后便已高于27%,此時,這些加熱后茶籽油的極性化合物超出了國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)GB 2716—2018的限定范圍。

圖3 加熱過程中茶籽油的氧化穩(wěn)定性的變化

2.3 各個指標(biāo)與加熱時間之間的相關(guān)性評估

所有樣品的AV,PV,p-AV,TOTOX,OSI,TPC,脂肪酸(C16∶0,C18∶1,C18∶2)與加熱時間都呈現(xiàn)顯著的線性相關(guān)性,線性相關(guān)系數(shù)r2>0.8,除了PV值(表2)。這主要是因為脂質(zhì)的初級氧化產(chǎn)物由于在高溫條件下不穩(wěn)定、易于分解,因此PV與加熱時間之間的線性相關(guān)性比其他指標(biāo)差。這也表明在180 ℃連續(xù)加熱時,茶籽油的熱穩(wěn)定性直接受加熱時間影響。

表2 油脂氧化指標(biāo)和加熱時間之間的相關(guān)性

3 結(jié) 論

研究結(jié)果表明:隨著加熱時間的增加,3種茶籽油的過氧化值都呈現(xiàn)先上升(前8 h)后下降的趨勢,而不飽和脂肪酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷減少、氧化誘導(dǎo)時間不斷縮短,相對應(yīng)地,酸價、p-茴香胺值、總氧化值和總極性化合物則不斷增加;相關(guān)性分析進(jìn)一步表明茶籽油氧化劣變程度直接取決于加熱時間。在3種茶籽油中,精煉壓榨油比精煉浸出油和壓榨毛油更容易發(fā)生氧化劣變,這表明不同加工方式制得的茶籽油具有不同的熱氧化穩(wěn)定性。該研究對于推廣茶籽油在煎炸烹飪中的應(yīng)用具有非常重要的現(xiàn)實意義。