廖義秀 鐘海雁
(中南林業科技大學食品工程學院,湖南 長沙 410004)
茶油又名山茶油、野山茶油、油茶籽油、茶樹籽油,為中國特有的食用木本油料樹種,主要分布中國長江流域及其以南地區。茶油脂肪酸的含量完全符合“歐米伽膳食”,可與價格昂貴的橄欖油媲美,素有“東方橄欖油”之稱[1]。經常食用茶油具有降低血液膽固醇、預防高血壓、心臟病、動脈粥樣硬化,抑制腫瘤生長,提高人體免疫力和增進胃腸功能等作用[2]。
茶油中不飽和脂肪酸比較高,極易被空氣氧化產生一些對人體有害的物質。因此,研究貯藏條件對茶油氧化安全性顯得尤為重要[3]。現階段對茶油的貯藏氧化穩定性研究比較缺乏。吳雪輝等[4]以過氧化值為油脂穩定性評價指標,探討了溫度、光照、抗氧化劑等因素對茶油氧化穩定性的影響;叢玲美等[5]對長期貯藏在室溫、避光下的茶油進行了過氧化值和酸值的測定;袁英姿等[6]以過氧化值為評價指標,研究茶油籽多酚用量及其與不同增效劑協同作用時對茶油抗氧化性能的影響。本試驗以過氧化值和酸值為評價指標,考察溫度、光線對茶油的穩定性影響,然后采用Schall烘箱加速法,從過氧化值和多酚含量變化兩方面,探討多酚類物質對茶油氧化穩定性的影響,通過建立HLPC研究多酚的方法,定量分析多酚類抗氧化劑在氧化過程中的變化情況,為茶油的加工和貯藏提供一定的理論依據。
1.1.1 材料與試劑
山茶油:壓榨成品茶油,黃山市綠洲糧油工業有限公司;
沒食子酸:食品級,≥99.0%,廣州泰邦食品添加劑有限公司;
槲皮素:食品級,廣州泰邦食品添加劑有限公司;
3,4-二羥基苯乙酸:食品級,≥98.5%,廣州泰邦食品添加劑有限公司;
五水合硫代硫酸鈉:廣州光華化學廠有限公司;
重鉻酸鉀:≥99.8%,天津市福晨化學試劑廠;
無水碳酸鈉:≥99.8%,湖南匯虹試劑有限公司;
氫氧化鉀:≥82.0%,長沙分路口塑料化工廠;
無水乙醚:≥99.7%,天津市富宇精細化工有限公司;
三氯甲烷:≥99.0%,天津市富宇精細化工有限公司;
冰乙酸:≥99.5%,天津市富宇精細化工有限公司;
乙醇:≥95%,天津市富宇精細化工有限公司;
無水淀粉:新鄭永利淀粉生物有限公司;
酚酞:西化儀(北京)科技有限公司;
鄰苯二甲酸氫鉀:≥99.8%,上海麗臣生物科技有限公司;
甲醇:色譜純,美國Tedia公司;
乙酸:色譜純,天津市化學試劑研究所;
正已烷:分析純,國藥集團化學試劑有限公司;
乙酸乙酯:分析純,天津市化學試劑研究所;
蒸餾水:超純水,本實驗室自制。
1.1.2 儀器與設備
冰箱:BC/BD-319HA型,青海海爾特種電冰柜有限公司;
電熱恒溫干燥箱:202-1AB型,北京中興偉業儀器有限公司;
電子天平:CP224C型,奧豪斯(上海)儀器有限公司;
高效液相色譜儀:1200型,美國Agilent公司;
色譜 柱:Agile ZORBAX SB-C18分 析 型 (4.6mm×250mm,5μm),美國Agilent公司;
固相萃取小柱:Supel clean TM LC-18(3mL,500mg),美國Supelco公司;
固相萃取真空裝置:SEP5010型,日本島津公司;
數顯旋轉蒸發儀:R-3型,瑞士Buchi公司;
臺式超聲波清洗機:B5510E-DTH 型,美國Branson公司;
超純水系統:ELGA分析型,上海恒奇儀器儀表有限公司。
1.2.1 溫度對茶油穩定性的影響 取100g茶油于碘量瓶(4份),分別置于5℃冰箱、30℃和40℃恒溫培養箱中以及(62±1)℃烘箱中,每隔2d按照 GB/T 5538——2005和GB/T 5530——1998方法測定茶油的過氧化值和酸值變化,周期為12d。
1.2.2 光照對茶油穩定性的影響 取100g茶油于碘量瓶(2份),分別置于室溫見光和室溫避光條件下,每隔2d測定茶油的過氧化值和酸值變化,周期為12d。
1.2.3 多酚類物質對茶油穩定性的影響 將不同濃度和不同多酚類物質加入到30g茶油中,置于(62±1)℃的恒溫箱中,同時做空白對照,每隔1d測定茶油的過氧化值和酚類物質,周期為6d。
1.3.1 樣品的前處理 參照文獻[7]和[8],取2.5g茶油,溶于6mL正己烷中,分別用6mL甲醇和6mL正己烷活化固相萃取柱,將油溶液過柱,待樣品全部吸收后,分別用6mL正己烷和4mL正己烷-乙酸乙酯(85∶15)清洗柱子,最后用10mL甲醇洗柱,洗脫液旋轉蒸發,殘留液用甲醇和水(1∶1)定容至2mL,過0.45μm 濾膜,待測。
1.3.2 色譜條件分析 色譜柱:Agile ZORBAX SB-C18分析型色譜柱(4.6mm×250mm,5μm);流動相:A為甲醇,B為0.2%的醋酸水溶液。梯度洗脫程序:0~5min,10%~20%A;5~18min,20%~35%A;18~22min,35%~50%A;22~36min,50%~65%A;36~40min,65%~100%A;40~45min,100%~10%A,每次進樣前平衡5min,流速1.0mL/min;柱溫為25℃;檢測波長280nm。
溫度對茶油的過氧化值和酸值影響結果見圖1、2。
由圖1可知,在不同的溫度下,隨著時間的延長茶油的過氧化值均呈升高趨勢,在相同的時間下,溫度越高,過氧化值升高的幅度就越快。在5℃條件下貯藏,過氧化值基本上沒變化;30℃時過氧化值變化比較細微;但在達到40℃時,茶油的過氧化值已經逐漸呈上升趨勢,在(62±1)℃時,這種變化趨勢相當明顯,在第3天時就已經到達了茶籽油的誘導期數值(12mmol/kg)。溫度對茶油過氧化值的這種影響,主要是因為高溫加速過氧化物的分解,還能加速碳鏈的衍生反應,促進自由基的生成。由圖2可知,茶油的酸值也是隨著溫度的增加而增加,且溫度越高,變化的速率就越大。在32℃和40℃時,酸值變化比較平緩,而(62±1)℃時,酸值變化顯著,在第8天時,超出了中國對一級壓榨成品油的標準上限1.0mg/g,可見,高溫對茶油酸值的影響之大。因此,茶油應5℃低溫貯藏。

圖1 溫度對茶油過氧化值的影響Figure 1 Effect of temperature on peroxide value of Camellia oil

圖2 溫度對茶油酸值的影響Figure 2 Effect of temperature on acid value of Camellia oil
光照對茶油的過氧化值和酸值影響結果見圖3、4。

圖3 光照對茶油過氧化值的影響Figure 3 Effect of light on peroxide value of Camellia oil

圖4 光照對茶油酸值的影響Figure 4 Effect of light on acid value of Camellia oil
由圖3和圖4可知,室溫日光和避光貯藏條件下茶油的過氧化值和酸值都相差很大,室溫避光條件下過氧化值和酸值呈緩慢上升趨勢;而室溫日光條件下過氧化值和酸值上升趨勢變化比較大。再綜合對比圖2和圖4可知,光照對茶油酸值的影響較小,溫度的影響較大。光照對茶油過氧化值的這種影響原因在于光線引起的光氧化反應能加速油脂分解而氧化酸敗。因此避光可有效地延緩茶油自氧化作用的發生,有利于延長其保存期。
2.3.1 多酚濃度對茶油穩定性的影響 不同濃度的多酚(以沒食子酸為例)對茶油過氧化值的影響結果見圖5。
由圖5可知,加入不同濃度的沒食子酸對茶油都有明顯的抗氧化效果,而且隨著濃度的增大,抗氧化效果有所增強。在第6天,添加0.001mol/L的沒食子酸茶油中的過氧化值是空白值的61.8%。這種現象的原因可能是因為多酚化合物能提供與自由基反應的活潑氫,生成較穩定的化合物,從而使茶油的氧化過程延緩。

圖5 不同濃度多酚對茶油過氧化值的影響Figure 5 Effect of the different concentrations of polyphenol on acid value of Camellia oil
2.3.2 不同多酚對茶油的穩定性影響 不同多酚對茶油過氧化值影響結果見圖6。通過已經建立的3種多酚的標準曲線方程(以標準品峰面積對濃度進行線性回歸得到)計算一個測定周期內的含量變化見圖7。
由圖6可知,3種多酚類物質添加后其過氧化值相對空白對照都要少,而且隨著時間的延長兩者的差距增大。3種多酚的抗氧化性能為3,4-羥基苯乙酸>槲皮素>沒食子酸。由圖7可知,3種多酚均隨著時間的推移含量有所下降。從整體趨勢上看,沒食子酸在一個周期內的含量以接近線性的趨勢降低,而3,4-二羥基苯乙酸和槲皮素則在第1天變化較明顯,后續變化則比較平緩。總體上,3,4-二羥基苯乙酸消耗的量最多,槲皮素其次,沒食子酸最少。不同種多酚類物質在用于茶油的貯藏過程中,其消耗的量越多,抗氧化效果越好。

圖6 多酚對茶油過氧化值的影響Figure 6 Effect of different polyphenols on peroxide value of Camellia oil

圖7 HLPC測定的不同多酚含量變化Figure 7 Different polyphenol content changes determined by HLPC
多酚參與抗氧化是因為其分子結構上的酚羥基結合氧原子,從而阻斷茶油的氧化過程。多酚的抗氧化能力不僅與其酚羥基有關,還與其它因素有關,需要深入研究。
本試驗結果表明貯藏溫度和光照對茶油的貯藏穩定性影響很大,溫度對過氧化值的影響明顯要比對酸值顯著。因此,在茶油的貯藏中,應該低溫避光保存。通過固相萃取-高效液相色譜法定量研究了多酚類抗氧化劑在茶油氧化過程中的變化情況。同種多酚,隨著濃度的增加其抗氧化能力增強。本試驗選取的3種多酚中,抗氧化效果為3,4-二羥基苯乙酸>槲皮素>沒食子酸。
本試驗所選取的高純度多酚類抗氧化劑不是單體化合物,若能分離收集系列單體化合物并深入探討其抗氧化機理,則能為合成高效天然抗氧化劑,并在茶油貯藏中的利用提供指導。
1 李陽,鐘海雁,李曉陽,等.煎炸用油品質變化及測定方法研究進展[J].食品與機械,2008,24(6):148~151.
2 吳雪輝,黃永芳,謝治芳.茶油保健功能作用與開發前景[J].食品科技,2005(8):94~96.
3 萬忠民.不同儲藏溫度下植物油的品質劣變[J].糧食與食品工業,2005,12(2):32.
4 吳雪輝,周微,李昌寶,等.茶油的氧化穩定性研究[J].中國糧油學報,2008,23(3):696~700.
5 叢玲美,姚小華,費學謙,等.長期貯藏對茶油酸值和過氧化值的影響[J].林業科學學院,2007,20(4):246~250.
6 袁英姿,曹清明,鐘海雁,等.油茶籽多酚對茶油的抗氧化性研究[J].食品工業科技,2009,30(6):103~105.
7 Montedoro G,Servili M,Baldioli M,et al.Simple and hydrolyzable phenolic compounds in virgin olive oil.1.Their extraction separation and quantitative and semiquantitative evaluation by HPLC[J].J.Agric.Food Chem.,1993,1 002(40):1 571~1 576.
8 羅凡,費學謙,方學智,等.固相萃取/高效液相色譜法測定茶油中的多種天然酚類物質[J].分析測試學報,2011,30(6):696~700.