不同加工處理方式對(duì)油茶籽油品質(zhì)的影響

劉 海， 王 進(jìn)， 許 杰， 陳 瑤， 繆明勝， 郭少海

(貴州省林業(yè)科學(xué)研究院,貴陽 550000)

油茶籽油是我國特有的優(yōu)質(zhì)木本糧油，其不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)80%～90%[1, 2]，且脂肪酸組成與橄欖油相似，被譽(yù)為“東方橄欖油”[3, 4]，長(zhǎng)期食用有明顯的降血脂、降血壓、降低膽固醇等功效，能有效預(yù)防動(dòng)脈硬化和心腦血管疾病，具有預(yù)防肥胖及護(hù)肝的作用[5, 6]。油茶籽油中含有多種天然活性物質(zhì)成分[7]，具有抗病毒、抗氧化、抗腫瘤、提高機(jī)體免疫力的功能[8-10]。油茶籽油中所含的活性物質(zhì)是影響其品質(zhì)的重要因素之一，其不僅與油茶籽的物種及產(chǎn)地有關(guān)[11, 12]，還受加工處理方式的影響[13]。

油茶籽油的提取方式包括壓榨法、酶解法、浸提法等[14]，其中壓榨法是目前油茶產(chǎn)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)過程中較為常用的加工工藝，也是我國油茶籽油的傳統(tǒng)制取方式。油茶籽壓榨前一般會(huì)采用焙炒、烘烤、濕蒸等方式進(jìn)行熱處理，破壞油茶籽內(nèi)部的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，以提高油茶籽油的溶出。不同的預(yù)處理方式，會(huì)影響其中的微量活性成分的變化，從而影響到油脂的品質(zhì)變化[15]。本研究采用不同的預(yù)處理方式進(jìn)行油茶籽油壓榨制取，分析不同處理方式對(duì)油茶籽油中脂肪酸組成與活性物質(zhì)的影響，在不同階段采用不同的處理方式，分析油茶籽油品質(zhì)的變化趨勢(shì)，為油茶籽油加工利用和品質(zhì)提升提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

油茶籽，分別采于貴州省黔南州平塘縣平舟鎮(zhèn)和黔西南州冊(cè)亨縣弼佑鎮(zhèn)。本研究所用的油茶籽均在成熟期采摘，每個(gè)地區(qū)的油茶籽采摘數(shù)量均為2 t，經(jīng)干燥處理后，含水量降到13%以下備用。

乙醚、異丙醇、氫氧化鉀、百里香酚酞、酚酞、石油醚、冰乙酸、三氯甲烷、碘化鉀、硫代硫酸鈉、無水碳酸鈉、可溶性淀粉、乙醇、氫氧化鈉、三氟化硼、氯化鈉、硫酸氫鈉、丙酮、福林酚、N-甲基-N-三甲基硅烷七氟丁酰胺、1-甲基咪唑、氧化鋁、硝酸鋁、醋酸鉀為分析純，正庚烷、甲醇、異辛烷、正己烷、四氫呋喃、樺木醇為色譜純，重鉻酸鉀、鄰苯二甲酸氫鉀為工作基準(zhǔn)試劑。脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品、角鯊烯、沒食子酸、α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚、蘆丁均為標(biāo)準(zhǔn)品。

1.1.2 儀器與設(shè)備

LH-426型液壓榨油機(jī)，A1004B型電子天平，Agilent Technologies 6850氣質(zhì)系統(tǒng)串聯(lián)5975C-VL MSD 三重傳感軸質(zhì)譜檢測(cè)器，UltiMate3000高效液相色譜儀，KH-FL20E型熒光檢測(cè)器，UV-1900型紫外可見分光光度計(jì)，TGL-20M型冷凍離心機(jī)，RE-301型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，TH KZ-120型商用智能蒸飯柜。

1.2 方法

1.2.1 油茶籽榨油工藝

1.2.1.1 油茶籽一次壓榨工藝

GPS系統(tǒng)是一種可測(cè)距與授時(shí)的空間定點(diǎn)導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠?yàn)橛脩籼峁┻B續(xù)性較高、實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的三維地理位置，從而得出三維速度及時(shí)間信息[1]。GPS測(cè)繪技術(shù)的主要原理是利用GPS裝置捕捉并分析衛(wèi)星發(fā)射出測(cè)距信號(hào)及導(dǎo)航電文，明確信號(hào)接受天線的中心地位，并對(duì)GPS衛(wèi)星空間地理位置進(jìn)行結(jié)算。

采用平塘地區(qū)普通油茶籽作為實(shí)驗(yàn)原料進(jìn)行制油生產(chǎn)，先將油茶籽分別進(jìn)行處理：炒制：將油茶籽倒入預(yù)熱到175 ℃的炒鍋中勻速炒制，在175 ℃下炒制1.5 h后取出，在地上迅速攤開自然冷卻；烘制：將油茶籽置于烘盤中，平鋪成3～4 cm的厚度，放置烘箱中65 ℃烘制10 h，取出自然冷卻。將炒制和烘制冷卻后的油茶籽分別進(jìn)行脫殼，取脫殼后的油茶籽仁在65 MPa壓榨1 h制取油茶籽油，每種處理重復(fù)3次，并取毛油進(jìn)行理化指標(biāo)、脂肪酸組成及活性物質(zhì)含量測(cè)定。

1.2.1.2 油茶籽二次壓榨工藝

采用冊(cè)亨地區(qū)普通油茶籽作為實(shí)驗(yàn)原料進(jìn)行制油生產(chǎn)，分3個(gè)處理進(jìn)行：一次壓榨對(duì)照：采用烘制處理油茶籽一次壓榨工藝進(jìn)行油茶籽油制取；二次壓榨對(duì)照：將一次壓榨的油茶餅粉碎過篩5 mm，65 MPa壓榨1 h制取油茶籽油；蒸制處理：將一次壓榨的油茶餅粉碎過篩5 mm，平鋪在蒸盤中，厚度為2～3 cm，放置蒸飯柜中97 ℃蒸制60 min，取出冷卻后65 MPa壓榨1 h制取油茶籽油，每種處理重復(fù)3次，對(duì)制取的毛油進(jìn)行理化指標(biāo)、脂肪酸組成及活性物質(zhì)含量測(cè)定。

油茶籽油采用貴州省油茶工程技術(shù)研究中心油茶籽油中試液壓生產(chǎn)線制取完成。

1.2.2 檢測(cè)方法

酸價(jià)：GB 5009.229—2016第一法；過氧化值：GB 5009.227—2016第一法；脂肪酸組成：GB 5009.168—2016第三法；磷脂：GB/T 5537—2008第二法；角鯊烯：LS/T 6120—2017；多酚：LS/T 6119—2017；植物甾醇：GB/T 25223—2010；維生素E：GB/T 26635—2011；黃酮：SN/T 4592—2016。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

用SPSS 26.0軟件對(duì)各檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較分析，P<0.05表示差異顯著，P>0.05表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方式對(duì)一次壓榨油茶籽油的影響

2.1.1 油茶籽油理化性質(zhì)分析

烘制與炒制處理后的油茶籽仁壓榨出油率分別為29.20%和29.06%，2種處理方式的出油率相差不大。由表1可見，烘制和炒制處理后壓榨制取的油茶籽油酸價(jià)和過氧化值具有顯著差異(P<0.05)，烘制處理壓榨的油茶籽油酸價(jià)為0.50 mg/g KOH，較炒制處理的酸價(jià)低，而烘制的過氧化值較炒制高，但烘制和炒制處理的酸價(jià)和過氧化值均遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限量值，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 不同處理方式壓榨制取的油茶籽油酸價(jià)和過氧化值測(cè)定結(jié)果

磷脂是一類廣泛存在于油料作物細(xì)胞組織中的生物活性物質(zhì)，在油料壓榨制油工藝過程中，油料中的大部分磷脂會(huì)溶出進(jìn)入毛油中。磷脂被認(rèn)為是引起油脂返色與回味的主要原因之一[16, 17]，是油脂脫膠過程中需要去除的主要物質(zhì)成分。磷脂含量偏高不僅對(duì)油脂質(zhì)量造成不良影響，同時(shí)還會(huì)增加油脂的精煉成本[17]。因此，油茶籽油中的磷脂含量越低，其脫膠精煉成本越低，油脂品質(zhì)越有保障。由圖1可見，烘制處理壓榨的油茶籽油中磷脂含量與炒制處理具有顯著性差異(P<0.05)，烘制處理為1.76 mg/g，而炒制處理為2.19 mg/g，較烘制處理高24.43%，這可能與炒制的溫度較高有關(guān)，溫度越高，對(duì)組織結(jié)構(gòu)細(xì)胞破壞越大，造成磷脂溶出越多。

注：*表示差異顯著(P<0.05)，下同。圖1 不同處理方式壓榨制取的油茶籽油磷脂含量測(cè)定結(jié)果

2.1.2 油茶籽油脂肪酸組成分析

不同油茶籽處理壓榨制取的油茶籽油脂肪酸組成見表2。烘制和炒制處理壓榨的油茶籽油飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為11.24%和11.02%，不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為88.41%和88.57%，差異均不顯著(P>0.05)。2種處理壓榨制取油茶籽油的花生酸和棕櫚油酸2種組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在顯著性差異(P<0.05)，而其余脂肪酸組分無顯著性差異(P>0.05)。由此可見，烘制與炒制的油茶籽處理方式對(duì)液壓壓榨的油茶籽油脂肪酸組分影響不大，與龍婷等[18]研究結(jié)果一致。

表2 不同處理方式壓榨制取的油茶籽油脂肪酸組成/%

2.1.3 油茶籽油活性物質(zhì)含量分析

從油茶籽油中的活性物質(zhì)來看，烘制和炒制2種處理方式對(duì)油茶籽油的活性物質(zhì)成分含量影響較大，甾醇總量、角鯊烯、維生素E、總多酚以及總黃酮的含量均存在顯著性差異(P<0.05)。其中，烘制處理制取的油茶籽油甾醇總量、角鯊烯、總多酚以及總黃酮含量均較炒制處理高，而炒制處理的維生素E含量較高。由此可見，烘制處理方式能較好保留油茶籽油中的活性物質(zhì)成分。

植物甾醇是植物油中的一種天然微量活性物質(zhì)，具有降低膽固醇、抗炎、抗菌、抗?jié)兒涂鼓[瘤等作用[19]。多酚具有天然的抗氧化活性[20]，具有抗菌、抗病毒、降血脂、預(yù)防心血管疾病等活性功能[21, 22]，是油茶籽油品質(zhì)的重要指標(biāo)。研究表明，油料的烘制預(yù)處理可以提高油脂中的甾醇和多酚含量，提高油脂品質(zhì)[23]。由表3可見，采用烘制和炒制2種處理制取的油茶籽油，其甾醇總量和總多酚含量差異較大，烘制油茶籽制取的油茶籽油甾醇總量為354.63 mg/100 g，較炒制處理高25.84%，總多酚含量為203.87 mg/kg，較炒制處理高14.52%。羅凡等[15]研究也表明，對(duì)油茶籽進(jìn)行150 ℃紅外和熱風(fēng)干燥處理，均可提高油茶籽油中的多酚含量，與本研究的結(jié)果一致。

表3 不同處理方式壓榨制取的油茶籽油活性物質(zhì)測(cè)定結(jié)果

2.2 蒸制處理對(duì)二次壓榨油茶籽油的影響

2.2.1 油茶籽油理化性質(zhì)分析

由表4可見，一次壓榨對(duì)照的酸價(jià)高于二次壓榨對(duì)照和蒸制處理的酸價(jià)，二次壓榨對(duì)照和蒸制處理的酸價(jià)均為0.61 mg/g KOH，而各處理的油茶籽油過氧化值中，一次壓榨對(duì)照的過氧化值最高，其次為二次壓榨對(duì)照，而蒸制處理的過氧化值最低。與國家標(biāo)準(zhǔn)限量相比，各處理壓榨的油茶籽油的酸價(jià)和過氧化值均遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限量值，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

表4 蒸制處理油茶餅壓榨制取的油茶籽油酸價(jià)和過氧化值測(cè)定結(jié)果

由圖2可見，蒸制處理與二次壓榨對(duì)照、一次壓榨對(duì)照的磷脂含量?jī)蓛芍g差異顯著(P<0.05)，其中，蒸制處理的含量最高，為1.26 mg/g，二次壓榨對(duì)照次之，一次壓榨對(duì)照最低，為0.21 mg/g。與一次壓榨對(duì)照相比，二次壓榨對(duì)照的油茶籽油磷脂含量是一次壓榨對(duì)照的2倍多，這可能與粉碎處理有關(guān)。粉碎的剪切力可以破壞油料的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞組織中的磷脂更易溶出，導(dǎo)致油茶籽油中的磷脂水平升高。蒸制處理二次壓榨油茶籽油的磷脂含量是二次壓榨對(duì)照的2.74倍，含量較高，可能與溫度及水分有關(guān)。磷脂屬于雙親性物質(zhì)[24]，在蒸制過程中，蒸汽可以將油餅中的磷脂溶出，加上蒸制溫度的影響，更容易使其中的磷脂溶出，導(dǎo)致油茶籽油中的磷脂急劇增加。

圖2 蒸制處理油茶餅壓榨制取的油茶籽油磷脂含量測(cè)定結(jié)果

2.2.2 油茶籽油脂肪酸組成分析

蒸制處理是油茶籽油制取工藝中常用的處理方式，利用高溫使油料中的蛋白質(zhì)變性，增加出油率。在本研究中，對(duì)一次壓榨后粉碎的油茶餅進(jìn)行蒸制處理，可將二次壓榨的出油率提高7.31%，達(dá)到10.38%，從而大幅提升油茶籽油的生產(chǎn)效率。由表5可見，不同的壓榨階段榨出的油茶籽油飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均無顯著差異(P>0.05)，但其中的部分脂肪酸組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在差異，二次壓榨的油茶籽油硬脂酸、花生酸和亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于一次壓榨油茶籽油(P<0.05)，而其他脂肪酸組分無顯著差異(P>0.05)。

二次壓榨中不同方式處理制取的油茶籽油，其飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸均無顯著差異(P>0.05)，但飽和脂肪酸組分中的豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、以及花生酸均存在顯著差異(P<0.05)，而不飽和脂肪酸組分中的棕櫚油酸、亞油酸和亞麻酸也存在顯著差異(P<0.05)。其中，棕櫚酸和亞油酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異較大，蒸制處理的棕櫚酸和亞油酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較二次壓榨對(duì)照分別高1.15%和1.09%，與王文杰等[25]研究基本一致。與蒸制處理制取的油茶籽油相比，二次壓榨對(duì)照處理的油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)無顯著差異(P>0.05)。由此可見，二次壓榨過程中，對(duì)油茶餅進(jìn)行蒸制處理可以影響到其中的部分脂肪酸組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

表5 蒸制處理油茶餅壓榨制取的油茶籽油脂肪酸組成/%

2.2.3 油茶籽油活性物質(zhì)含量分析

由表6可見，不同壓榨階段制取的油茶籽油中的各種活性物質(zhì)含量具有明顯的差異，一次壓榨制取的油茶籽油角鯊烯和總多酚含量顯著高于二次壓榨制取的油茶籽油(P<0.05)，二次壓榨的甾醇總量、維生素E含量較高(P<0.05)。二次壓榨制取的油茶籽油甾醇總量較一次壓榨提高了18.01%，這可能與油茶餅的粉碎工藝有關(guān)。一次壓榨制取的油茶籽油總多酚含量是二次壓榨的1.75倍，表明油茶籽中的多酚主要在一次壓榨過程中溶出。

表6 蒸制處理油茶餅壓榨制取的油茶籽油活性物質(zhì)測(cè)定結(jié)果

二次壓榨工藝過程中，蒸制處理對(duì)油茶籽油中的活性物質(zhì)含量具有明顯的影響。蒸制處理使油茶籽油中的甾醇總量增加到了583.80 mg/100 g，較二次壓榨對(duì)照提高了66.51%，對(duì)甾醇含量影響較大，而蒸制處理對(duì)油茶籽油中的角鯊烯、維生素E、總多酚及總黃酮的含量影響不顯著(P>0.05)。對(duì)一次壓榨的油茶餅進(jìn)行粉碎蒸制處理后，其制取的油茶籽油甾醇總量約是一次壓榨油茶籽油甾醇總量的2倍。吳雪輝等[13]對(duì)不同壓榨方法進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，采用汽蒸工藝處理油茶籽的古法壓榨方法制取的油茶籽油甾醇含量顯著高于螺旋壓榨和液壓壓榨制取的油茶籽油甾醇含量，與本研究結(jié)果一致。由此可見，對(duì)油茶餅進(jìn)行粉碎蒸制處理，可以大幅提高油茶籽油甾醇總量，從而提升油茶籽油品質(zhì)，但其工藝機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論

烘制處理和炒制處理的出油率及脂肪酸組成相差不大，但烘制處理壓榨制取的油茶籽油的甾醇總量、角鯊烯、總多酚以及總黃酮的含量較高，制取的油茶籽油品質(zhì)較好；對(duì)一次壓榨的油茶餅進(jìn)行粉碎蒸制處理后壓榨，出油率可達(dá)10.38%，能有效提高油茶籽油的制取效率，且蒸制處理可大幅提高油茶籽油中的甾醇含量。采用烘制預(yù)處理的加工方式更有利于油茶籽油的品質(zhì)提升，在二次壓榨中采取適當(dāng)?shù)恼糁铺幚?，可提高油茶籽油的出油率，增加部分活性物質(zhì)含量，但需對(duì)制取的油茶籽油進(jìn)行脫膠精煉，以降低油茶籽油中磷脂含量，減少其對(duì)油茶籽油的不良影響。