廖义秀 钟海雁
(中南林业科技大学食品工程学院,湖南 长沙 410004)
茶油又名山茶油、野山茶油、油茶籽油、茶树籽油,为中国特有的食用木本油料树种,主要分布中国长江流域及其以南地区。茶油脂肪酸的含量完全符合“欧米伽膳食”,可与价格昂贵的橄榄油媲美,素有“东方橄榄油”之称[1]。经常食用茶油具有降低血液胆固醇、预防高血压、心脏病、动脉粥样硬化,抑制肿瘤生长,提高人体免疫力和增进胃肠功能等作用[2]。
茶油中不饱和脂肪酸比较高,极易被空气氧化产生一些对人体有害的物质。因此,研究贮藏条件对茶油氧化安全性显得尤为重要[3]。现阶段对茶油的贮藏氧化稳定性研究比较缺乏。吴雪辉等[4]以过氧化值为油脂稳定性评价指标,探讨了温度、光照、抗氧化剂等因素对茶油氧化稳定性的影响;丛玲美等[5]对长期贮藏在室温、避光下的茶油进行了过氧化值和酸值的测定;袁英姿等[6]以过氧化值为评价指标,研究茶油籽多酚用量及其与不同增效剂协同作用时对茶油抗氧化性能的影响。本试验以过氧化值和酸值为评价指标,考察温度、光线对茶油的稳定性影响,然后采用Schall烘箱加速法,从过氧化值和多酚含量变化两方面,探讨多酚类物质对茶油氧化稳定性的影响,通过建立HLPC研究多酚的方法,定量分析多酚类抗氧化剂在氧化过程中的变化情况,为茶油的加工和贮藏提供一定的理论依据。
1.1.1 材料与试剂
山茶油:压榨成品茶油,黄山市绿洲粮油工业有限公司;
没食子酸:食品级,≥99.0%,广州泰邦食品添加剂有限公司;
槲皮素:食品级,广州泰邦食品添加剂有限公司;
3,4-二羟基苯乙酸:食品级,≥98.5%,广州泰邦食品添加剂有限公司;
五水合硫代硫酸钠:广州光华化学厂有限公司;
重铬酸钾:≥99.8%,天津市福晨化学试剂厂;
无水碳酸钠:≥99.8%,湖南汇虹试剂有限公司;
氢氧化钾:≥82.0%,长沙分路口塑料化工厂;
无水乙醚:≥99.7%,天津市富宇精细化工有限公司;
三氯甲烷:≥99.0%,天津市富宇精细化工有限公司;
冰乙酸:≥99.5%,天津市富宇精细化工有限公司;
乙醇:≥95%,天津市富宇精细化工有限公司;
无水淀粉:新郑永利淀粉生物有限公司;
酚酞:西化仪(北京)科技有限公司;
邻苯二甲酸氢钾:≥99.8%,上海丽臣生物科技有限公司;
甲醇:色谱纯,美国Tedia公司;
乙酸:色谱纯,天津市化学试剂研究所;
正已烷:分析纯,国药集团化学试剂有限公司;
乙酸乙酯:分析纯,天津市化学试剂研究所;
蒸馏水:超纯水,本实验室自制。
1.1.2 仪器与设备
冰箱:BC/BD-319HA型,青海海尔特种电冰柜有限公司;
电热恒温干燥箱:202-1AB型,北京中兴伟业仪器有限公司;
电子天平:CP224C型,奥豪斯(上海)仪器有限公司;
高效液相色谱仪:1200型,美国Agilent公司;
色谱 柱:Agile ZORBAX SB-C18分 析 型 (4.6mm×250mm,5μm),美国Agilent公司;
固相萃取小柱:Supel clean TM LC-18(3mL,500mg),美国Supelco公司;
固相萃取真空装置:SEP5010型,日本岛津公司;
数显旋转蒸发仪:R-3型,瑞士Buchi公司;
台式超声波清洗机:B5510E-DTH 型,美国Branson公司;
超纯水系统:ELGA分析型,上海恒奇仪器仪表有限公司。
1.2.1 温度对茶油稳定性的影响 取100g茶油于碘量瓶(4份),分别置于5℃冰箱、30℃和40℃恒温培养箱中以及(62±1)℃烘箱中,每隔2d按照 GB/T 5538——2005和GB/T 5530——1998方法测定茶油的过氧化值和酸值变化,周期为12d。
1.2.2 光照对茶油稳定性的影响 取100g茶油于碘量瓶(2份),分别置于室温见光和室温避光条件下,每隔2d测定茶油的过氧化值和酸值变化,周期为12d。
1.2.3 多酚类物质对茶油稳定性的影响 将不同浓度和不同多酚类物质加入到30g茶油中,置于(62±1)℃的恒温箱中,同时做空白对照,每隔1d测定茶油的过氧化值和酚类物质,周期为6d。
1.3.1 样品的前处理 参照文献[7]和[8],取2.5g茶油,溶于6mL正己烷中,分别用6mL甲醇和6mL正己烷活化固相萃取柱,将油溶液过柱,待样品全部吸收后,分别用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,洗脱液旋转蒸发,残留液用甲醇和水(1∶1)定容至2mL,过0.45μm 滤膜,待测。
1.3.2 色谱条件分析 色谱柱:Agile ZORBAX SB-C18分析型色谱柱(4.6mm×250mm,5μm);流动相:A为甲醇,B为0.2%的醋酸水溶液。梯度洗脱程序: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,每次进样前平衡5min,流速1.0mL/min;柱温为25℃;检测波长280nm。
温度对茶油的过氧化值和酸值影响结果见图1、2。
由图1可知,在不同的温度下,随着时间的延长茶油的过氧化值均呈升高趋势,在相同的时间下,温度越高,过氧化值升高的幅度就越快。在5℃条件下贮藏,过氧化值基本上没变化;30℃时过氧化值变化比较细微;但在达到40℃时,茶油的过氧化值已经逐渐呈上升趋势,在(62±1)℃时,这种变化趋势相当明显,在第3天时就已经到达了茶籽油的诱导期数值(12mmol/kg)。温度对茶油过氧化值的这种影响,主要是因为高温加速过氧化物的分解,还能加速碳链的衍生反应,促进自由基的生成。由图2可知,茶油的酸值也是随着温度的增加而增加,且温度越高,变化的速率就越大。在32℃和40℃时,酸值变化比较平缓,而(62±1)℃时,酸值变化显著,在第8天时,超出了中国对一级压榨成品油的标准上限1.0mg/g,可见,高温对茶油酸值的影响之大。因此,茶油应5℃低温贮藏。
图1 温度对茶油过氧化值的影响Figure 1 Effect of temperature on peroxide value of Camellia oil
图2 温度对茶油酸值的影响Figure 2 Effect of temperature on acid value of Camellia oil
光照对茶油的过氧化值和酸值影响结果见图3、4。
图3 光照对茶油过氧化值的影响Figure 3 Effect of light on peroxide value of Camellia oil
图4 光照对茶油酸值的影响Figure 4 Effect of light on acid value of Camellia oil
由图3和图4可知,室温日光和避光贮藏条件下茶油的过氧化值和酸值都相差很大,室温避光条件下过氧化值和酸值呈缓慢上升趋势;而室温日光条件下过氧化值和酸值上升趋势变化比较大。再综合对比图2和图4可知,光照对茶油酸值的影响较小,温度的影响较大。光照对茶油过氧化值的这种影响原因在于光线引起的光氧化反应能加速油脂分解而氧化酸败。因此避光可有效地延缓茶油自氧化作用的发生,有利于延长其保存期。
2.3.1 多酚浓度对茶油稳定性的影响 不同浓度的多酚(以没食子酸为例)对茶油过氧化值的影响结果见图5。
由图5可知,加入不同浓度的没食子酸对茶油都有明显的抗氧化效果,而且随着浓度的增大,抗氧化效果有所增强。在第6天,添加0.001mol/L的没食子酸茶油中的过氧化值是空白值的61.8%。这种现象的原因可能是因为多酚化合物能提供与自由基反应的活泼氢,生成较稳定的化合物,从而使茶油的氧化过程延缓。
图5 不同浓度多酚对茶油过氧化值的影响Figure 5 Effect of the different concentrations of polyphenol on acid value of Camellia oil
2.3.2 不同多酚对茶油的稳定性影响 不同多酚对茶油过氧化值影响结果见图6。通过已经建立的3种多酚的标准曲线方程(以标准品峰面积对浓度进行线性回归得到)计算一个测定周期内的含量变化见图7。
由图6可知,3种多酚类物质添加后其过氧化值相对空白对照都要少,而且随着时间的延长两者的差距增大。3种多酚的抗氧化性能为3,4-羟基苯乙酸>槲皮素>没食子酸。由图7可知,3种多酚均随着时间的推移含量有所下降。从整体趋势上看,没食子酸在一个周期内的含量以接近线性的趋势降低,而3,4-二羟基苯乙酸和槲皮素则在第1天变化较明显,后续变化则比较平缓。总体上,3,4-二羟基苯乙酸消耗的量最多,槲皮素其次,没食子酸最少。不同种多酚类物质在用于茶油的贮藏过程中,其消耗的量越多,抗氧化效果越好。
图6 多酚对茶油过氧化值的影响Figure 6 Effect of different polyphenols on peroxide value of Camellia oil
图7 HLPC测定的不同多酚含量变化Figure 7 Different polyphenol content changes determined by HLPC
多酚参与抗氧化是因为其分子结构上的酚羟基结合氧原子,从而阻断茶油的氧化过程。多酚的抗氧化能力不仅与其酚羟基有关,还与其它因素有关,需要深入研究。
本试验结果表明贮藏温度和光照对茶油的贮藏稳定性影响很大,温度对过氧化值的影响明显要比对酸值显著。因此,在茶油的贮藏中,应该低温避光保存。通过固相萃取-高效液相色谱法定量研究了多酚类抗氧化剂在茶油氧化过程中的变化情况。同种多酚,随着浓度的增加其抗氧化能力增强。本试验选取的3种多酚中,抗氧化效果为3,4-二羟基苯乙酸>槲皮素>没食子酸。
本试验所选取的高纯度多酚类抗氧化剂不是单体化合物,若能分离收集系列单体化合物并深入探讨其抗氧化机理,则能为合成高效天然抗氧化剂,并在茶油贮藏中的利用提供指导。
1 李阳,钟海雁,李晓阳,等.煎炸用油品质变化及测定方法研究进展[J].食品与机械,2008,24(6):148~151.
2 吴雪辉,黄永芳,谢治芳.茶油保健功能作用与开发前景[J].食品科技,2005(8):94~96.
3 万忠民.不同储藏温度下植物油的品质劣变[J].粮食与食品工业,2005,12(2):32.
4 吴雪辉,周微,李昌宝,等.茶油的氧化稳定性研究[J].中国粮油学报,2008,23(3):696~700.
5 丛玲美,姚小华,费学谦,等.长期贮藏对茶油酸值和过氧化值的影响[J].林业科学学院,2007,20(4):246~250.
6 袁英姿,曹清明,钟海雁,等.油茶籽多酚对茶油的抗氧化性研究[J].食品工业科技,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 罗凡,费学谦,方学智,等.固相萃取/高效液相色谱法测定茶油中的多种天然酚类物质[J].分析测试学报,2011,30(6):696~700.