制油工藝對(duì)油茶籽油生物活性成分含量和抗氧化活性的影響

劉 芳，吳蘇喜，，蔣明芳，譚傳波，李普選

(1.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410114； 2.鄭州遠(yuǎn)洋油脂工程技術(shù)有限公司，鄭州 450000; 3.長(zhǎng)沙昊瑞生物科技有限公司，長(zhǎng)沙 410114)

油茶(CamelliaoleiferaAbel)系山茶科山茶屬植物，是我國(guó)特有的木本油料作物，與油棕、油橄欖、椰子并稱(chēng)為世界四大木本油料樹(shù)種[1]。油茶籽油在《本草綱目》中被記載為藥油，被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織推薦為健康食用油[2]。油茶籽油具有特殊的脂肪酸組成(油酸含量高達(dá)74%～89%，亞油酸含量為7%～13%，且不含芥酸、山崳酸等組分)，易于消化和吸收[3-4]。同時(shí)，高油酸的油茶籽油具有降血壓、降血脂、防治冠心病和動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病的作用[5-6]。油茶籽油還含有多種生物活性成分，如生育酚、角鯊烯、甾醇、多酚等，具有抗氧化[7]、防輻射[8]、抗炎癥[9]、抑菌[10]及提高人體免疫力等多種生理功效。

油茶籽油的生物功效受制取工藝的影響，這是因?yàn)椴煌闹朴凸に嚂?huì)影響油中生物活性成分的含量[11]。目前，油茶籽油的制取工藝通常有壓榨法(冷榨和熱榨)、浸提法、超臨界流體萃取法等。冷榨法雖然能保障油茶籽油的原生態(tài)品質(zhì)和生物活性，但是出油效率偏低；熱榨法雖然能提高出油效率，而且風(fēng)味濃郁，但是油中雜質(zhì)含量多，還可能損失微量活性成分；浸提法雖然出油效率高，但存在生產(chǎn)安全隱患，而且原油殘溶高，需要后續(xù)嚴(yán)格的精煉才能滿(mǎn)足食品安全需要，原油精煉以后的生物活性成分含量降幅較大；超臨界流體萃取法雖然出油效率高，出油品質(zhì)好，生物活性得到保留，但存在設(shè)備昂貴等缺點(diǎn)。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)研究的發(fā)展，油茶籽加工產(chǎn)業(yè)涌現(xiàn)出了鮮榨法[12]和新水法[13]等新的制油技術(shù)。

為了進(jìn)一步探索鮮榨法和新水法這兩種制油新技術(shù)的優(yōu)越性，本文以提油率為產(chǎn)業(yè)化可能性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，以脂肪酸組成、生物活性成分含量為品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，以DPPH自由基和ABTS自由基清除率為生物活性功能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)比研究鮮榨油茶籽油、浸提油茶籽油、新水法油茶籽油、冷榨油茶籽油和熱榨油茶籽油的生物活性成分含量和生物活性功能，旨在充分利用我國(guó)豐富的油茶籽資源, 開(kāi)發(fā)油茶籽油在醫(yī)藥、化妝品、化工等行業(yè)中的應(yīng)用, 促進(jìn)我國(guó)油茶籽產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

油茶果，由湖南大三湘茶油股份有限公司提供。

脂肪酸甲酯混標(biāo)、角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%)、角鯊?fù)闃?biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%)以及α-、β-、γ-、δ-生育酚(純度≥95%)，美國(guó)Sigma公司；沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%)，成都德思特生物技術(shù)有限公司；1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH)，上海麥克林生物科技有限公司；2，2′-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)，上海梯希愛(ài)化成工業(yè)發(fā)展有限公司；福林酚試劑，合肥博美生物科技有限公司。

GC-2010plus氣相色譜儀、LC-20AT液相色譜儀，島津公司；UV 5200型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海元析儀器有限責(zé)任公司；ZYJ-9018型全自動(dòng)螺旋榨油機(jī)，德國(guó)貝爾斯頓公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 不同工藝制取油茶籽油

鮮榨法：新鮮油茶果→脫蒲→鮮油茶籽→水洗→粉碎→壓榨→油茶籽漿液→按比例加入食品級(jí)提取液→恒溫加熱(80℃，30 min)→離心分離→收集上層油(鮮榨油茶籽油)。

浸提法：新鮮油茶果→晾曬→脫蒲→干油茶籽→粉碎→加入六號(hào)溶劑(料液比1∶4)→超聲輔助浸提(180 W，1 h)→離心分離→收集上清液→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫溶→收集油樣(浸提油茶籽油)。

新水法：新鮮油茶果→晾曬→脫蒲→干油茶籽→脫殼→粉碎→添加油茶籽粉質(zhì)量15%～25%的水和2%～3%的提油助劑→揉搓、攪拌(50℃，50 min)→離心分離→收集油樣(新水法油茶籽油)。

冷榨法：新鮮油茶果→晾曬→脫蒲→干油茶籽→粉碎→壓榨→收集油樣(冷榨油茶籽油)。

熱榨法：新鮮油茶果→晾曬→脫蒲→干油茶籽→烘烤(150℃，30 min) →冷卻→粉碎→壓榨→收集油樣(熱榨油茶籽油)。

1.2.2 提油率的計(jì)算

參照GB/T 14488.1—2008測(cè)定油茶籽以及脫油餅粕的含油率，按下式計(jì)算提油率(Y)。

(1)

式中：m1為油茶籽中的總油質(zhì)量，g；m2為脫油餅粕的殘油質(zhì)量，g。

1.2.3 脂肪酸組成及含量測(cè)定

參考Sodeifian等[14]的方法將油樣甲酯化，再采用氣相色譜法測(cè)定脂肪酸組成和含量。以脂肪酸的保留時(shí)間定性，按峰面積歸一化法定量。

氣相色譜條件:TR-FAME 柱(100 m ×0.25 mm ×0. 2 μm)；升溫程序?yàn)?00℃保持13 min，以10℃/min升溫至 180℃ 保持 6 min，接著以 1℃/min 升溫至200℃保持20 min，再以4℃/min 升溫至230℃保持10.5 min；分流比100∶1；檢測(cè)器、進(jìn)樣口溫度均為230℃；進(jìn)樣量1 μL。

1.2.4 生物活性成分含量的測(cè)定

參照GB 5009.82—2016測(cè)定生育酚含量；參照LS/T 6120—2017測(cè)定角鯊烯含量；參照Dini等[15]的方法測(cè)定多酚含量。

1.2.5 體外抗氧化能力測(cè)定

1.2.5.1 DPPH 自由基清除能力

參照Lee等[16]的方法并作改進(jìn)。將油茶籽油配制成質(zhì)量濃度分別為5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0 mg/mL的油茶籽油無(wú)水乙醇溶液，分別取2.0 mL油茶籽油無(wú)水乙醇溶液及2 mL 0.1 mmol/L的DPPH溶液于試管中，搖勻后避光反應(yīng)30 min，用無(wú)水乙醇作參比，在517 nm下測(cè)定吸光度(Ai)。同時(shí)測(cè)定2.0 mL 0.1 mmol/L的DPPH溶液與2 mL無(wú)水乙醇混合液的吸光度(A0)，以及2.0 mL樣品溶液與2.0 mL無(wú)水乙醇混合液的吸光度(Aj)。按下式計(jì)算DPPH自由基清除率(k)。

(2)

1.2.5.2 ABTS自由基清除能力

將5 mL 7.0 mmol/L ABTS 溶液與5 mL 2.45 mmol/L 過(guò)硫酸鉀溶液等量混合，置于暗處反應(yīng)12～16 h得到ABTS儲(chǔ)備液。使用前用無(wú)水乙醇稀釋ABTS工作液，要求在734 nm 處吸光度為(0.70±0.02)。使用無(wú)水乙醇梯度稀釋油茶籽油樣品，配制成濃度分別為5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0 mg/mL的油茶籽油無(wú)水乙醇溶液，取2 mL不同質(zhì)量濃度的油茶籽油無(wú)水乙醇溶液加入到 4 mL ABTS工作液中，搖勻，室溫下反應(yīng)30 min，在734 nm 處測(cè)定吸光度(Ai)。同樣的方法，4 mL ABTS工作液和2 mL無(wú)水乙醇反應(yīng)后測(cè)定吸光度(A0),4 mL無(wú)水乙醇與2 mL樣品反應(yīng)后測(cè)定吸光度(Aj)。按下式計(jì)算ABTS自由基清除率(k)。

(3)

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013處理數(shù)據(jù), 利用Origin 2019作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同工藝制取油茶籽油的提油率(見(jiàn)圖1)

由圖1可知，不同工藝制取油茶籽油的提油率存在一定的差異，其中浸提法的提油率最高((96.45±3.02)%)，鮮榨法((82.36±2.24)%)、新水法((81.91±3.21)%)和熱榨法((80.34±2.09)%)的提油率沒(méi)有顯著差異，冷榨法的提油率最低((73.72±2.76)%)，但5種工藝的提油率均在73%以上，說(shuō)明5種制油工藝均可進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

注: 不同小寫(xiě)字母表示不同方法之間具有顯著性差異(P<0.05)； 下同

2.2 不同工藝制取的油茶籽油的脂肪酸組成(見(jiàn)表1)

由表1可知，5種工藝制取的油茶籽油的脂肪酸組成無(wú)明顯差別，其中油酸含量在80.81%～82.37%之間，亞油酸含量在7.09%～8.24%之間，棕櫚酸含量在7.45%～8.39%之間，硬脂酸含量在1.96%～2.15%之間，均符合GB/T 11765—2018油茶籽油中的脂肪酸組成特征要求，這為對(duì)不同工藝制取的油茶籽油進(jìn)行自由基清除能力的比較提供了相同的脂肪酸組成基礎(chǔ)。

表1 不同工藝制取的油茶籽油的脂肪酸組成 %

2.3 不同工藝制取的油茶籽油的生物活性成分含量

2.3.1 生育酚含量(見(jiàn)表2)

由表2可知，油茶籽油中的生育酚主要以α-生育酚為主，而β-、γ-、δ-生育酚含量極低。在5種工藝制取的油茶籽油中，新水法的生育酚含量最高，達(dá)(280.55±1.64)mg/kg，其α-生育酚含量顯著高于其他工藝制取的油茶籽油；鮮榨法、冷榨法和熱榨法的總生育酚含量接近，在233～244 mg/kg之間；而浸提法的生育酚含量極低，只有(17.10±0.76)mg/kg。這可能是因?yàn)樾滤ㄊ腔谟筒枳讶手杏H水性化合物的內(nèi)聚力擠壓而制油[17]，生育酚為主要存在于油茶籽仁中的油溶性物質(zhì)，其在不斷的攪拌和擠壓過(guò)程中，被親水性化合物排擠并溶于油中，從而隨油一起從油茶籽中被擠壓出來(lái)，而浸提法的取油力只有溶劑的溶解力，可能在較低浸提溫度下，浸提溶劑對(duì)生育酚的溶解力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于仁中親水性化合物對(duì)生育酚的排擠力和榨油機(jī)對(duì)生育酚的壓榨力，因此浸提油茶籽油中的生育酚含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他4種油茶籽油的生育酚含量。

表2 不同工藝制取的油茶籽油中生育酚含量 mg/kg

2.3.2 角鯊烯含量(見(jiàn)圖2)

由圖2可知，5種工藝制取的油茶籽油中角鯊烯含量均遠(yuǎn)大于團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/LYCY 001—2020《特、優(yōu)級(jí)油茶籽油》中特級(jí)油茶籽油角鯊烯含量(90 mg/kg)的規(guī)定，其中鮮榨法的油茶籽油中角鯊烯含量最高，為(350.56±7.62)mg/kg，新水法的最低，為(249.99±3.73)mg/kg，而浸提法、冷榨法、熱榨法的角鯊烯含量沒(méi)有顯著差異，分別為(275.08±5.26)、(264.03±4.58)、(261.15±2.64)mg/kg。這可能是因?yàn)橛筒枳延椭薪酋徬┖渴苋胝チ闲迈r度、含殼量、預(yù)處理程度和溫度的影響比較大[18]，鮮榨油茶籽油的入榨原料是鮮油茶籽帶殼入榨，制油過(guò)程也沒(méi)有受到高溫的影響，故鮮榨油茶籽油的角鯊烯含量最高，而其他制油工藝用的油茶籽是經(jīng)過(guò)干燥處理的干油茶籽，所以其角鯊烯含量明顯小于鮮榨油茶籽油的。

圖2 不同工藝制取的油茶籽油中角鯊烯含量

2.3.3 多酚含量(見(jiàn)圖3)

圖3 不同工藝制取的油茶籽油中多酚含量

由圖3可知，鮮榨法制取的油茶籽油多酚含量最高，為(45.04±4.50)mg/kg，熱榨法的次之，為(20.78±0.49)mg/kg，浸提法的最低，為(7.06±0.03)mg/kg。這可能是因?yàn)轷r榨法的入榨原料為鮮油茶籽，鮮油茶籽殼中的多酚含量較高，從而使鮮榨油茶籽油的多酚含量最高；而其他制油工藝用的油茶籽是經(jīng)過(guò)干燥處理的干油茶籽，熱榨法在高溫烘烤過(guò)程中鈍化了多酚氧化酶而保護(hù)了多酚不被氧化[19-20]，新水法制取的油茶籽油多酚含量低于冷榨法和熱榨法的，可能與新水法的原料為不帶殼的油茶籽仁有關(guān)，而浸提法的多酚含量最低可能是因?yàn)槎喾游⑷苡诮崛軇┧隆?/p>

2.4 體外抗氧化能力

2.4.1 清除DPPH自由基的能力(見(jiàn)圖4)

由圖4可見(jiàn)，在5～30 mg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，不同工藝制取的油茶籽油對(duì)DPPH自由基的清除率與其質(zhì)量濃度都呈正相關(guān)。在相同質(zhì)量濃度下，5種工藝制取的油茶籽油對(duì)DPPH自由基的清除率大小順序?yàn)轷r榨油茶籽油>熱榨油茶籽油>冷榨油茶籽油>新水法油茶籽油>浸提油茶籽油；同時(shí)，隨著質(zhì)量濃度的增大，5種油茶籽油對(duì)DPPH自由基的清除率差異也增大。油茶籽油中的生育酚、角鯊烯和多酚等生物活性成分均具有抗氧化作用，雖然具體影響機(jī)理還需進(jìn)一步研究，但已有研究表明，生育酚和角鯊烯所起的抗氧化作用比較有限，而多酚對(duì)油茶籽油的抗氧化性具有主要影響[21]，本文采用5種工藝制取的油茶籽油的抗氧化強(qiáng)弱順序與其多酚含量的高低順序一致也印證了這一點(diǎn)，同時(shí)這一研究結(jié)果與Ginocchio等[22]的結(jié)果一致。

圖4 不同工藝制取的油茶籽油對(duì)DPPH自由基的清除能力

2.4.2 清除ABTS自由基的能力(見(jiàn)圖5)

圖5 不同工藝制取的油茶籽油對(duì)ABTS自由基的清除能力

由圖5可知，在5～30 mg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，5種工藝制取的油茶籽油對(duì)ABTS自由基均具有清除作用，且對(duì)ABTS自由基的清除率與油茶籽油質(zhì)量濃度呈現(xiàn)良好的線(xiàn)性增長(zhǎng)關(guān)系。在相同質(zhì)量濃度下，5種工藝制取的油茶籽油對(duì)ABTS自由基的清除率大小順序?yàn)轷r榨油茶籽油>熱榨油茶籽油>冷榨油茶籽油>新水法油茶籽油>浸提油茶籽油，這與DPPH自由基清除率實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。這可能是因?yàn)橛筒枳延椭卸喾拥然钚猿煞志哂泻軓?qiáng)的氫原子和電子供體能力，ABTS自由基與一個(gè)分子的電子或氫原子生成半醌自由基，半醌自由基與ABTS自由基的另一分子反應(yīng)，形成多酚衍生化合物，從而達(dá)到清除ABTS自由基的效果[23]，所以油茶籽油中多酚含量越多，清除ABTS自由基能力越強(qiáng)。

3 結(jié) 論

(1)不同制油工藝對(duì)油茶籽油的脂肪酸組成沒(méi)有明顯的影響，但是對(duì)于提油率和生物活性成分含量均有一定的影響。浸提法的提油率最高，鮮榨法制取的油茶籽油中角鯊烯和多酚含量均最高，而熱榨法制取的油茶籽油中多酚含量?jī)H低于鮮榨法的，新水法制取的油茶籽油中生育酚含量最高。

(2)在相同的油茶籽油質(zhì)量濃度下，不同工藝制取的油茶籽油對(duì)DPPH自由基和ABTS自由基的清除率大小順序?yàn)轷r榨油茶籽油>熱榨油茶籽油>冷榨油茶籽油>新水法油茶籽油>浸提油茶籽油。