過濾對壓榨油茶籽油抗氧化穩(wěn)定性的影響研究

孫韞理， 李志鋼， 周 波

(1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院， 湖南 長沙 410004； 2.湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長沙 410004)

油茶(Camelliaoleifera)是我國特有的木本油料植物，主要分布于我國華南地區(qū)，種植面積約600萬hm2[1]。截至2020年底，湖南省的油茶籽油年產(chǎn)量達(dá)到了32萬t，年產(chǎn)值達(dá)547億元。油茶籽油中含有豐富的活性成分，如角鯊烯、多酚、甾醇、黃酮等物質(zhì)，具有軟化血管、預(yù)防心血管疾病的功效[2-3]。

油茶籽油的加工方式以壓榨為主，壓榨出來的油茶籽毛油經(jīng)過濾后，還需進(jìn)行脫膠、脫酸、脫色、脫臭等精煉工序去除其中的粗脂肪、磷脂、水分等成分，以達(dá)到國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。目前，對油茶籽油加工的研究主要集中在精煉環(huán)節(jié)。相關(guān)研究表明，油茶籽油中的活性成分如多酚、維生素E等物質(zhì)，在精煉過程中會逐漸減少，從而導(dǎo)致油脂品質(zhì)降低[4-6]。而通過適度精煉，油茶籽油的活性成分含量及品質(zhì)均得到有效提升[7]。

目前，過濾對油茶籽油品質(zhì)影響的相關(guān)研究還較少。有研究表明，初榨橄欖油在未脫除油脂中雜質(zhì)時會具有更濃、更豐富的風(fēng)味，抗氧化能力也更強(qiáng)[8]。從花生毛油沉淀物中提取的磷脂能提高花生油的抗氧化穩(wěn)定性[9]。油茶籽毛油中同樣含有豐富的抗氧化活性成分。曾韜等[10]從油茶籽毛油的沉淀物中提取維生素E，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。盡管從毛油沉淀物中提取的活性成分被證明具有一定的抗氧化效果，但沉淀物對油茶籽油抗氧化穩(wěn)定性影響的相關(guān)研究還很少。

本文以13組油茶籽毛油為研究對象，通過分析其過濾前后活性成分和抗氧化能力的變化情況，探討過濾對油茶籽油抗氧化穩(wěn)定性的影響，為油茶籽油適度加工工藝研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料信息詳見表1。

1.2 試驗設(shè)計

采收油茶種質(zhì)鮮果，并及時進(jìn)行處理，獲得烘干的油茶籽。將13組油茶籽樣品用機(jī)械榨油機(jī)分別進(jìn)行冷榨，收集冷榨毛油，在低溫條件下密封避光儲藏。取50 g毛油抽濾40 min，濾餅和過濾毛油在低溫條件下密封避光儲藏，用于測定后續(xù)各理化指標(biāo)。

測定分析油茶籽毛油、過濾油及濾餅中的磷脂、總酚和水分含量。以甲醇處理油茶籽毛油和過濾油，獲得對應(yīng)的甲醇提取物，用于自由基清除能力分析。進(jìn)一步添加3%、6%、10%、15%、20%的混合濾餅于精煉油茶籽油中，混合均勻，分別測定油茶籽毛油、過濾油、精煉油茶籽油和添加了濾餅的油茶籽油的氧化誘導(dǎo)時間。

不同油茶籽油活性成分測定試驗樣品共計39組；氧化自由基清除能力測定試驗樣品共計26組；氧化誘導(dǎo)時間測定試驗樣品共計8組。每組樣品平行分析測定3次。本試驗于2019—2020年在湖南省林業(yè)科學(xué)院實驗室和中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院實驗室共同完成。

1.3 指標(biāo)測定方法

1.3.1 毛油、過濾油及濾餅中主要活性成分含量的測定 磷脂含量測定采用鉬藍(lán)比色法，方法參照GB/T 5537-2008；總酚含量測定采用福林酚法，方法參照ZHONG等[11]的方法，水分含量的測定方法參照GB 5009.236-2016。

1.3.2 毛油、過濾油自由基清除能力的分析 DPPH自由基清除能力測定參考ANETA等[12]的方法。ABTS自由基清除能力測定參考LUO等[13]的方法。氧化自由基吸收能力(ORAC)測定參照SZYDOWSKA等[14]的方法。

1.3.3 過濾對油茶籽油氧化誘導(dǎo)時間的影響 采用Rancimat法測定過濾對油茶籽油氧化誘導(dǎo)時間的影響。設(shè)定油脂快速氧化測定儀溫度為121.6 ℃，待儀器溫度達(dá)到121.6 ℃后，將裝有5 g樣品的反應(yīng)池安裝好，通入過濾空氣，空氣流速為10 L·h-1，運行儀器[15]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

利用EXCEL 2010、SPSS 22.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，使用Origin 9.0進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 毛油、過濾油及濾餅中主要活性成分含量的測定

不同油茶籽油組分中的磷脂、總酚和水分含量見表2，三種成分在過濾過程中的遷移情況見圖1。由表2可知，油茶籽毛油中磷脂和總酚的平均含量分別為7.60 mg·g-1和2.18 mg·g-1，是過濾毛油的33倍和198倍，僅是濾餅中的28.63%和19.07%，這說明壓榨油茶籽油中的游離酚類化合物和磷脂比較少，結(jié)合酚類化合物和磷脂相對較多，毛油中絕大部分的磷脂和酚類化合物被保留在濾餅中。而且過濾油茶籽油中水分比由0.83%降低至0.03%，說明超過90%的水分被保留在了濾餅中。

如圖1所示，酚類化合物和磷脂含量跟水分比成正相關(guān)，但隨著水分比的增加，磷脂比總酚更分散，說明油茶籽中磷脂種類的極性大小差異明顯，酚類化合物極性大小差異不明顯。表3中的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果表明,油脂中水分比、磷脂含量和總酚含量的變化呈極顯著關(guān)系。以上結(jié)果表明，濾餅中水分的保留與蛋白質(zhì)、多糖等吸水性物質(zhì)有關(guān)，油茶籽油中的酚類化合物和磷脂大多以結(jié)合態(tài)形式(與蛋白質(zhì)和多糖等共價或非共價)存在，其中濾餅中的磷脂多為水化磷脂。

表3 油茶籽油中磷脂、總酚和水分比的Pearson相關(guān)性分析Tab.3 Pearson correlation analysis of phospholipid, total-phenols and water ratio of Camellia seed oil磷脂含量總酚含量水分比磷脂含量10.950**0.895**總酚含量10.930**水分比1 注:“**”表示具有極顯著相關(guān)性。

2.2 毛油、過濾油自由基清除能力的分析

由表4可知，毛油甲醇提取物的DPPH自由基清除能力、ABTS清除能力和氧化自由基吸收能力(ORAC)分別為1.23、1.54 和76.94 μmol TE·g-1，分別是過濾油甲醇提取物的7.69、6.16和39.87倍，說明毛油中的抗氧化活性物質(zhì)絕大部分為結(jié)合狀態(tài)(與蛋白質(zhì)、多糖或纖維物質(zhì)等共價或非共價結(jié)合)，游離狀態(tài)較少，毛油的抗氧化能力明顯高于過濾油。不同樣品油茶籽油在過濾前的氧化自由基清除能力表現(xiàn)出一定的差異，這可能與油茶的品種和種植環(huán)境有關(guān)[16-17]。經(jīng)過濾后的油茶籽油，不同樣品氧化自由基清除能力的差異性明顯變?nèi)?，說明過濾可能對油茶籽油的一些特征性成分含量產(chǎn)生一定影響。

表5中的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果表明，DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力和氧化自由基吸收能力(ORAC)與總酚含量呈正相關(guān)，與磷脂含量呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)絕對值都不高，分別低于0.4和0.5。

2.3 過濾對油茶籽油氧化誘導(dǎo)時間的影響

由表6可知，混合毛油(濾餅含量約20%)的氧化誘導(dǎo)時間為7.33h，分別比過濾毛油和精煉油茶籽油延長43.66%和51.57%。在精煉油茶籽油中添加濾餅，精煉油茶籽油的氧化誘導(dǎo)時間隨著濾餅添加量的增加而增加，這說明濾餅中存在能顯著提高油脂氧化穩(wěn)定性的活性成分，這些物質(zhì)通過共價或非共價的方式與濾餅中的蛋白、纖維或多糖結(jié)合，形成結(jié)合復(fù)合物。這些活性物質(zhì)長時間在高溫環(huán)境下解離釋放出來，抑制了油脂受熱過程中揮發(fā)性短鏈脂肪酸的生成，延長油脂的氧化誘導(dǎo)期、明顯增加油脂在儲藏期間的品質(zhì)作用[18]。

表4 毛油和過濾油的甲醇提取物抗氧化能力分析Tab.4 Antioxidative capacity analysis of methanol extract from crude oil and filter oilμmol TE·g-1油樣毛油甲醇提取物抗氧化能力DPPHABTSORAC湘林12.30±0.05 j2.55±0.09 j105.68±3.17 f湘林2102.77±0.04 k3.14±0.08 k124.78±4.08 g長沙油茶1#0.75±0.00 c1.13±0.04 de 80.97±0.78 cde長沙油茶2#0.44±0.00 a0.72±0.03 a 49.10±1.96 a長沙油茶3#0.99±0.03 e1.22±0.08 e 90.72±2.00 ef長沙油茶4#0.91±0.01 d1.09±0.04 cd 70.10±5.89 bcd宜章油茶0.88±0.05 d1.02±0.05 c 69.17±19.78 bcd安化油茶1.64±0.05 i1.87±0.06 i 72.09±5.06 bcd常寧油茶1.43±0.04 h1.76±0.06 h 84.71±7.37 de永順油茶0.53±0.01 b0.87±0.01 b 59.89±20.02 ab邵陽油茶1.07±0.03 f1.53±0.01 fg 83.11±16.48 de衡南油茶1.32±0.01 g1.62±0.09 g 63.86±7.07 abc攸縣油茶0.92±0.01 d1.50±0.03 f 46.04±3.70 a均值1.23±0.661.54±0.67 76.94±22.84

續(xù)表4 毛油和過濾油的甲醇提取物抗氧化能力分析Continued Tab.4 Antioxidative capacity analysis of methanol extract from crude oil and filter oil μmol TE·g-1油樣過濾油甲醇提取物抗氧化能力DPPHABTSORAC湘林10.14±0.00 bc0.22±0.05 abc0.69±0.07 a湘林2100.13±0.01 a0.18±0.01 a1.66±0.10 bc長沙油茶1#0.17±0.01 d0.22±0.00 bc0.88±0.08 a長沙油茶2#0.17±0.00 d0.22±0.01 abc1.38±0.13 b長沙油茶3#0.17±0.00 d0.22±0.01 ab2.02±0.25 cd長沙油茶4#0.18±0.00 e0.23±0.01 bc2.12±0.12 cde宜章油茶0.15±0.01 c0.21±0.01 ab2.00±0.19 cd安化油茶0.14±0.00 abc0.22±0.01 bc2.22±0.17 de常寧油茶0.15±0.00 c0.28±0.04 de2.56±0.27 e永順油茶0.14±0.00 ab0.30±0.01 ef1.73±0.45 bc邵陽油茶0.17±0.01 de0.35±0.01 g2.26±0.48 de衡南油茶0.14±0.00 ab0.26±0.02 cd1.83±0.35 bcd攸縣油茶0.20±0.001 f0.33±0.01f g3.79±0.13 f均值0.16±0.000.25±0.051.93±0.78

表5 毛油中活性成分含量與抗氧化能力的相關(guān)性分析Tab.5Correlation analysis between the content of active com-ponents and antioxidant capacity in crude oilDPPHABTSORAC水分比0.4770.4890.402磷脂含量-0.394-0.462-0.116總酚含量0.3300.3330.357

表6 不同濾餅含量的油茶籽油氧化誘導(dǎo)時間Tab.6 The oxidation induction time of Camellia oil with dif-ferent filter cake content樣品名稱濾餅添加比例/%氧化誘導(dǎo)時間/h混合毛油207.33±0.04 e過濾混合毛油04.13±0.08 b精煉油茶籽油03.55±0.02 a 34.11±0.01 b 64.61±0.03 c添加濾餅的精煉油茶籽油105.60±0.06 d156.43±0.04 de207.56±0.05 e

3 結(jié)論與討論

相關(guān)研究表明，在油茶籽油中，多酚、甾醇等活性成分與油茶籽油的抗氧化穩(wěn)定性密切相關(guān)[19]。本研究發(fā)現(xiàn)：在過濾后，油茶籽毛油中的磷脂、總酚等活性成分在濾餅中富集，并且對油茶籽油的抗氧化穩(wěn)定性具有顯著性影響；通過在精煉茶油中添加濾餅，精煉茶油的氧化誘導(dǎo)時間得到明顯延長。在目前的油茶籽油生產(chǎn)加工中，一般會第一時間去除油茶籽毛油中的雜質(zhì)成分，但本研究發(fā)現(xiàn)濾餅的存在反而延長了油茶籽油的氧化誘導(dǎo)時間，這可能與濾餅中含有豐富的活性成分有關(guān)，這或許是土榨茶油能長時間存放的一個重要原因。由此可見，對油茶籽毛油的處理工藝還值得進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化。

濾餅中活性成分種類及含量復(fù)雜，本研究未對單一活性成分的作用進(jìn)行研究，如磷脂這類被認(rèn)為對油脂品質(zhì)具有不利影響的成分[20]，在整體上未表現(xiàn)出促氧化的作用，可見對油茶籽油加工工藝技術(shù)創(chuàng)新還需將各活性成分的相互作用結(jié)合起來，對油茶籽毛油濾餅中具體成分的作用及相互影響還需進(jìn)一步研究。