制油工藝對油茶籽油營養(yǎng)品質(zhì)的影響

張智敏，吳蘇喜*，劉瑞興

(長沙理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南 長沙 410114)

油茶籽油是從木本植物油茶籽果中榨取的食用油，又名山茶油、茶籽油。油茶與油棕(Elaeis guineensis Jacq.)、油橄欖(Oleaeuropaea L.)、椰子(Cocos nucifera L.)并稱為世界4大木本油料作物[1]。油茶籽油的理化性質(zhì)與國際上較名貴的橄欖油相似，包含棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、棕櫚油酸、油酸、亞油酸、脂溶性維生素等70多種成分[2]，是一種營養(yǎng)價(jià)值極高的食用植物油脂，具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，開發(fā)高效、安全的油茶籽油提取制備方法具有重要意義。

目前油茶籽油工業(yè)提取制備的傳統(tǒng)方法，主要有生產(chǎn)上較成熟的機(jī)械壓榨法和溶劑浸提法。根據(jù)壓榨工作過程中茶籽在榨膛內(nèi)的溫度不同，可分為高溫壓榨工藝(熱榨)和低溫壓榨工藝(冷榨)。而尋找新型油脂制取方法是近年來油脂加工業(yè)研究的一個(gè)重要方向，由此發(fā)展起來的水酶法、超臨界CO2萃取法(SCFE)和亞臨界萃取法(SWE)備受關(guān)注。

本研究將從不同種類的制油工藝和毛油精煉工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)對油茶籽油品質(zhì)進(jìn)行分析，探究油茶籽油生產(chǎn)工程中工藝條件對營養(yǎng)成分含量的影響，為油脂生產(chǎn)加工提供支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

油茶籽，2011年購自農(nóng)戶，于湖北華怡木本油脂有限公司和永興泰宇茶油有限公司壓榨、浸出制油并精煉，于實(shí)驗(yàn)室制備SCFE、SWE和水酶法油茶籽毛油。

脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)品 美國Sigma公司；植物油抽提溶劑 長沙市新鴻勝化工原料有限公司；甲醇鉀(色譜純) 湖南師大化學(xué)試劑廠；無水硫酸鈉 廣東省臺山市化工廠；正己烷(分析純) 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲醇(色譜純) 上海德正化工有限公司；0.45μm濾膜 天津津騰試驗(yàn)設(shè)備有限公司；無水乙醇、無水乙醚(分析純) 衡陽市凱信化工試劑有限公司；氫氧化鈉 天津市化學(xué)試劑三廠；抗壞血酸 天津市化學(xué)試劑一廠；VE標(biāo)準(zhǔn)品 美國Supelco公司；角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品(純度99%) 北京恒元啟天化工技術(shù)研究院。

1.2 儀器與設(shè)備

GC-C14氣相色譜儀(FID檢測器)、LC-20AT高效液相色譜儀(紫外檢測器，C18色譜柱)、AUY120電子分析天平(0.0001g) 日本島津公司；UV754紫外-可見分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司；KQ3200DA超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；MAXI-MIXⅡ渦旋混合器 美瑞泰克科技有限公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海雅榮生化設(shè)備儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 油茶籽油中脂肪酸含量的測定1.3.1.1 脂肪酸簡單甲酯化

準(zhǔn)確稱取0.100g油，加入2.5mL正己烷、1mL甲醇鉀，振蕩5min，加入無水硫酸鈉，振蕩1～2min，3000r/min離心20min，最后取上清液用于色譜分析。進(jìn)樣量為1μL。

1.3.1.2 脂肪酸測定

采用氣相色譜法對脂肪酸進(jìn)行測定。

Supelco wax 10毛細(xì)管柱(30m×0.32mm，0.25μm)，F(xiàn)ID檢測器。測定條件為：進(jìn)樣口為280℃，檢測器溫度為280℃。色譜柱起始溫度為180℃，保持0.5min后，以5℃/min上升至220℃，保持0min，再以15℃/min升至240℃停留5min，最后2℃/min升至242℃停留2min。

載氣(N2)壓力100kPa；氫氣壓力60kPa，空氣壓力50kPa，進(jìn)樣量1.0μL，分流比1：10。

采用峰面積歸一化法進(jìn)行相對含量分析。

1.3.2 油茶籽油中VE含量的測定

采用液相色譜法對VE含量進(jìn)行測定。

1.3.2.1 色譜條件

C18色譜柱(4.6mm×250mm，5μm)；流動(dòng)相：甲醇，臨用前脫氣；流速：0.9mL/min；柱溫：35℃；紫外檢測器波長：294nm。量程：0.02；進(jìn)樣量：20μL。

1.3.2.2 溶液配制與樣品制備

標(biāo)準(zhǔn)液：配制及標(biāo)定方法參考GB/T 5009.82－2003《食品中維生素A和維生素E的測定》[3]。

標(biāo)準(zhǔn)系列溶液：分別取已標(biāo)定濃度的VE標(biāo)準(zhǔn)液60、80、100、120、140μL，用脫醛乙醇定容至10mL，配成標(biāo)準(zhǔn)系列的梯度溶液。

樣品的制備：參照GB/T 5009.82－2003《食品中維生素A和維生素E的測定》[3]。

1.3.3 油茶籽油中角鯊烯含量的測定

采用氣相色譜法對角鯊烯進(jìn)行測定。

1.3.3.1 色譜條件

色譜柱：ZB-5(30m×0.25mm，0.25μm)；升溫程序：初溫180℃，以10℃/min升溫至280℃，保持20min；進(jìn)樣口溫度：290℃；檢測器溫度：300℃；載氣：高純氮?dú)猓惠d氣流速：2mL/min；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量：1μL。

1.3.3.2 溶液配制與樣品制備

角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)儲備液：精密稱取角鯊烯10mg置10mL容量瓶中，加正己烷適量，振搖，使角鯊烯溶解后，再加正己烷至刻度，搖勻，為1mg/mL的角鯊烯儲備液。

角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)系列溶液：取適量的1mg/mL的角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)儲備液用正己烷依次梯度稀釋成質(zhì)量濃度為40、80、120、160、200μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)液。

樣品的制備：精確稱取油樣約0.2000g，于1.5mL的離心管中，用正己烷定容到1mL，搖勻，待氣相色譜檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 油茶籽油在不同制取過程中脂肪酸含量的變化

2.1.1 不同制油方法對油茶籽油中脂肪酸含量的影響

油茶籽油的脂肪酸主要是由棕櫚酸、油酸和亞油酸組成，還含有少量的亞麻酸和花生一烯酸等。據(jù)報(bào)道[4-5]，油茶籽油含不飽和脂肪酸超過91.5%，油酸含量高達(dá)80%～83%，亞油酸含量高達(dá)7%～13%。具有預(yù)防和治療高血壓、冠心病、動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病以及抗氧化等功效[6-7]。且不含芥酸、山愈酸等組分，易于消化和吸收。

由表1可知，用不同制油方法得到的油茶籽油中，油酸含量最高的是水酶法毛油(79.12±0.12)%，其次是冷榨毛油(78.41±0.10)%；亞油酸含量最高的是熱榨毛油(13.66±0.14)%，其次是SCFE毛油(8.88±0.15)%；亞麻酸含量最高的是冷榨毛油(0.57±0.01)%，其次是水酶法毛油和SWE毛油(0.47%)，含量最低的是浸出毛油(0.38%)；花生一烯酸含量最高的是水酶法毛油(0.84±0.01)%，含量最低的是SCFE毛油(0.48±0.03)%。綜合來說，冷榨工藝制得的油茶籽油毛油中不飽和脂肪酸成分含量最高(87.92±0.06)%，其次是水酶法工藝(87.83±0.05)%。圖1為冷榨毛油的脂肪酸圖譜。

表 1 不同制油方法對油茶籽油中主要脂肪酸含量的影響 Table 1 Influence of different production processes on the contents of main fatty acids in camellia seed oil%

圖 1 冷榨毛油的脂肪酸色譜圖Fig.1 GC chromatogram of fatty acids in the crude oil extracted by cold pressing

2.1.2 不同精煉工序?qū)τ筒枳延椭兄饕舅岷康挠绊?/p>

表 2 不同精煉工序?qū)τ筒枳延椭兄饕舅岷康挠绊?Table 2 Influence of different refining processes on the contents of main fatty acid in camellia seed oil%

由表2可知，堿煉、脫色和脫臭工序中，亞麻酸和花生一烯酸的含量基本無變化。油酸含量在堿煉和脫色工序后少量降低，可能是源于脂肪酸的異構(gòu)化及分解。精煉過程中，飽和脂肪酸的含量逐漸增多，而冬化工序后，飽和脂肪酸含量大幅降低，原因是過濾時(shí)飽和脂肪酸以結(jié)晶形式被大量脫除，相應(yīng)地，導(dǎo)致不飽和脂肪酸的百分含量相對提高。

2.2 油茶籽油傳統(tǒng)制取過程中VE含量的變化

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究已經(jīng)證實(shí)，油茶籽油中某些微量物質(zhì)對人體健康有益，如天然VE是一種性能優(yōu)良的抗氧化劑及天然營養(yǎng)劑，具有防止血管硬化、延緩衰老和抑制自由基等多種生理功能，是治療和輔助治療的有效藥物[8]。圖2、3分別為標(biāo)準(zhǔn)品和油茶籽冷榨毛油的VE色譜圖。

圖 2 標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖 Fig.2 GC chromatogram of fatty acid standards

圖 3 冷榨毛油的VE色譜圖Fig.3 GC chromatogram of VE in the crude oil extracted by cold pressing

表 3 不同制油方法對油茶籽油中VE含量的影響 Table 3 Influence of different production processes on the content of VE of camellia seed oil mg/kg

由表3可知，6種不同制油方法中，通過冷榨工藝得到的油茶籽毛油中VE總含量最高，達(dá)到了(213.70±1.30)mg/kg，其次是水酶法毛油，達(dá)到(204.45±1.24)mg/kg，均顯著高于熱榨毛油及浸出毛油(P＜0.05)。

表 4 不同精煉工序?qū)τ筒枳延椭蠽E含量的影響 Table 4 Influence of different refining processes on the content of VE of camellia seed oil mg/kg

由表4可知，毛油精煉過程中，VE含量不斷減少，較堿煉工序和脫臭工序損失最為嚴(yán)重，損失率分別高達(dá)20.17%和42.77%。這是由于VE易被氧化、對堿液比較敏感的化學(xué)性質(zhì)，以及在真空脫臭過程中會隨著餾分產(chǎn)物一起從油脂中脫離出來所致[9]。魯志成等[10]的研究也表明，堿液和皂腳會吸附VE，導(dǎo)致油中VE含量的損失。

2.3 油茶籽油制取過程中角鯊烯含量的變化

角鯊烯有提高血紅蛋白的攜氧能力，促進(jìn)新陳代謝，提高機(jī)體免疫力和降低血清總膽固醇、防止動(dòng)脈粥樣硬化等功能，并且有提高體內(nèi)超氧化物歧化酶活性、增強(qiáng)機(jī)體免疫力和抗腫瘤作用、抗衰老、抗真菌和增強(qiáng)抗菌藥物的功效與作用等多種生理功能[11-14]。

某些魚肝油中角鯊烯含量高達(dá)80%，是角鯊烯的主要提取來源[15]。迄今為止發(fā)現(xiàn)的角鯊烯含量較高的植物油主要為橄欖油[15-16]和莧屬植物的種子油[17-18]，橄欖油中的角鯊烯含量大約為0.3%～0.7%，其他食用油中的角鯊烯含量僅僅為0.002%～0.03%。油茶籽油中也含有微量的這種生物活性物質(zhì)。圖4、5分別為標(biāo)準(zhǔn)品和油茶籽冷榨毛油的角鯊烯色譜圖。

圖 4 角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖Fig.4 GC chromatogram of squalene standard

圖 5 冷榨毛油的角鯊烯色譜圖Fig.5 GC chromatogram of squalene in the crude oil extracted by cold pressing

表 5 不同制油方法對油茶籽油中角鯊烯含量的影響 Table 5 Influence of different production processes on the content of squalene in camellia seed oil

由表5可知，使用不同的制油方法，水酶法制得的油茶籽毛油中角鯊烯含量最高，為(114.37±1.16)mg/kg，稍高于傳統(tǒng)熱榨工藝(P＞0.05)，顯著高于傳統(tǒng)浸出工藝、SCFE工藝和SWE工藝(P＜0.05)。冷榨工藝制得的油茶籽毛油中角鯊烯含量為(113.71±1.20)mg/kg，對微量活性物質(zhì)角鯊烯的保留能力僅次于水酶法工藝(P＞0.05)。

表 6 不同精煉工序?qū)τ筒枳延椭薪酋徬┖康挠绊慣able 6 Influence of different refining processes on the content of squalene in camellia seed oil

由表6可知，毛油精煉會造成活性物質(zhì)角鯊烯的大量損失，尤其在脫臭工序后，角鯊烯含量較毛油減少了60.55%，說明高溫真空環(huán)境會使部分角鯊烯隨著水蒸氣被帶走。這和文獻(xiàn)[19]中報(bào)道的脫臭可使約80%的角鯊烯進(jìn)入脫臭餾出物中的結(jié)論一致。

3 結(jié) 論

油茶籽毛油中含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)，諸如VE和角鯊烯等，這些物質(zhì)在精煉工藝中均會大量損失，尤其在堿煉及脫臭工序，損失最為嚴(yán)重。這是由于活性物質(zhì)VE易被氧化，對堿液敏感，在真空脫臭過程中會隨著餾分產(chǎn)物一起從油脂中脫離出來，角鯊烯在高溫條件下氣化被脫臭時(shí)通入的水蒸氣帶走，從而降低了油茶籽油的營養(yǎng)品質(zhì)。

在傳統(tǒng)制油工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的冷榨法和水酶法，采用低溫技術(shù)，避免了高溫加工油脂會產(chǎn)生有害物質(zhì)諸如反式脂肪酸、苯并(a)芘的負(fù)面效應(yīng)，而又大量保留了油茶籽油中的生物活性物質(zhì)，如不飽和脂肪酸、VE、角鯊烯等。制得的毛油色澤淺，酸價(jià)及過氧化值都較低，而且較好地保留了油茶籽油的固有風(fēng)味，可以不經(jīng)過或者僅僅通過堿煉處理即可達(dá)到一級食用油的標(biāo)準(zhǔn)。在國外冷榨食用油被冠以“冷榨天然食用油”的商品名，按綠色食品以遠(yuǎn)高于其他方式加工的食用油的價(jià)格為人們所接受。

因此，冷榨工藝和水酶法工藝作為可以完整保留油茶籽油營養(yǎng)品質(zhì)的油脂生產(chǎn)及加工工藝值得深入的開發(fā)利用。

[1] 王麗霞, 龐杰, 陸蒸. 茶油的加工和利用[J]. 糧油食品科技, 2004, 12(3)： 33-36.

[2] 張衛(wèi)明, 吳國榮, 趙海濤, 等. 油茶籽油和餅粕的化學(xué)成分研究[J]. 南京師范大學(xué)學(xué)報(bào), 1992, 15(3)： 23-26.

[3] GB/T 5009.82－2003 食品中維生素A和維生素E的測定[S]. 2003.

[4] 莊瑞林. 中國油茶[M]. 2版. 北京： 中國林業(yè)出版社, 2008.

[5] 肖婷, 陳建華, 黃少烈. 茶籽油的精制方法研究進(jìn)展[J]. 廣東化工, 2007, 34(3)： 44-47.

[6] 李秋庭, 陸順忠. 前景廣闊的保健食用油： 油茶籽油[J]. 廣西林業(yè)科學(xué), 2003, 32(3)： 550-551; 651.

[7] 鄧小蓮, 謝光盛, 黃樹根. 保健茶油的研制及其調(diào)節(jié)血脂的作用[J]. 中國油脂, 2002, 27(5)： 96-98.

[8] 袁明雪, 黃象男, 韓紹印. 天然維生素E的研究進(jìn)展[J]. 生物學(xué)雜志, 2008, 25(3)： 13-15.

[9] 何偉. 反相液相色譜法測定植物油中VE含量的方法研究[D]. 湖南： 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué), 2011.

[10] 魯志成, 谷克仁, 張傳許. 以提取生育酚為目的的油脂精煉工藝的優(yōu)化[J]. 糧油加工與食品機(jī)械, 2003(8)： 45-47.

[11] TOMITA Y. Immunological role of vitamin A and its related substances in prevention of cancer[J]. Nutr Cancer, 1983, 5(3/4)： 187-194.

[12] CHAN P, TOMLINSON B, LEE C, et al. Effectiveness and safety of low-dose pravastatin and squalene, alone and in combination, in elderly patients with hypercholesterolemia[J]. J Clin Pharmacol, 1996, 36(5)： 422-427.

[13] OHKUMA T, OTAGIRI K, TANAKA S, et al. Intensification of host’s immunity by squalene in sarcoma 180 bearing ICR mice[J]. J Pharmacobio-Dyn, 1983, 6(2)： 148-151.

[14] MASUDA A, AKIYAMA S, KUWANO M, et al. Potentiation of antifungal effect of amphotericin B by squalene, an intermediate for sterol biosynthesis[J]. J Antibiot, 1982, 35(2)： 230-234.

[15] AUGUET C A. A new source of squalane[J]. Drug Cosmet Ind, 1988, 82： 51-53.

[16] BONDIOLI P, MARIANI C, LANZANI A, et al. Squalene recovery from olive oil deodorizer distillates[J]. J Am Oil Chem Soc, 1993, 70(8)： 763-766.

[17] SUN H, WIESENBORN D, RAYAS-DUARTE P, et al. Bench-scale processing of amaranth seed for oil[J]. J Am Oil Chem Soc, 1995, 72(12)： 1551-1555.

[18] SUN H, WIESENBORN D, TOSTENSON K, et al. Fractionation of squalene from amaranth seed oil[J]. J Am Oil Chem Soc, 1997, 74(4)： 413-418.

[19] 羅曉嵐. 油脂在脫臭后反式脂肪酸的生成及維生素E的損失問題的探討[J]. 中國油脂, 2000, 25(1)： 26-29.