不同加工工艺茶籽油热稳定性研究

王 贺,余佳浩

(浙江工业大学 食品科学与工程学院,浙江 杭州 310014)

煎炸(深度)是指将浸没在食用油脂中的食物置于高于水的沸点温度条件下进行烹饪的过程,温度范围一般为150～200 ℃,推荐温度为180 ℃。煎炸是一种比较古老的烹饪手段,食品的前处理过程相对较快,美味的口感和可观的收益使煎炸食品得以迅速发展,跻身于食品领域前列,成为食品行业中必不可少的一部分。茶籽油营养价值高,与橄榄油、椰子油和棕榈油并称为世界四大木本植物油,是国际粮农组织重点推广的健康食用油之一[1],因其与橄榄油有相似的脂肪酸组成和理化性质,被赋予“东方橄榄油”之美誉[2]。茶籽油的烟点很高,达220 ℃,适合在高温条件下煎炸。然而,茶籽油有较高的不饱和脂肪酸质量分数,尤其是油酸高达74%～87%,所以在储存和加工期间受光照、水分、温度、氧气和金属离子等因素的影响,易被氧化成低分子的脂肪酸[3-4],特别是在高温煎炸过程中常伴随着水解、氧化反应,产生游离脂肪酸和脂质过氧化物,以及醛、酮和酸等小分子有害物质,导致油脂劣变[5-6],从而会影响茶籽油食用效果及危害人们的身体健康。

笔者以压榨茶籽毛油、精炼压榨茶籽油和精炼浸出茶籽油为研究对象,通过180 ℃和10 h高温加热实验对其氧化稳定性进行研究,以期为茶籽油的加工和烹调提供试验数据和理论指导。该研究有利于推广茶籽油在煎炸烹饪中的应用并扩大其市场份额,为促进相关领域产业的发展奠定了扎实的理论基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

压榨茶籽毛油(CPCO)、精炼浸出茶籽油(RLCO)、精炼压榨茶籽油(RPCO),由浙江衢州刘家香食品有限公司提供。

1.2 实验试剂

氢氧化钠、三氯甲烷、氯化钠、冰乙酸、碘化钾、石油醚、硫代硫酸钠、可溶性淀粉、酚酞、乙醚、异丙醇、对甲氧基苯胺、硅胶、海砂、异辛烷、三氟化硼甲醇络合物、正己烷、过硫酸钾、无水乙醇均为分析纯。

1.3 实验仪器与设备

7890A型气相色谱仪,美国Agilent公司;油脂氧化稳定性分析仪(873),瑞士万通公司;N4型紫外分光光度计,上海精密科学仪器有限公司;R-1001VN型旋转蒸发仪,郑州长城科工贸有限公司;DF-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器,巩义市予华仪器有限责任公司;UDK139型凯氏定氮仪,意大利VELP公司。

1.4 实验方法

1.4.1 油脂加热实验

在恒温油浴锅中加入1 L茶籽油,(180±5)℃高温条件下持续加热10 h,每隔1 h收集60 mL油,-4 ℃条件下贮存收集的样品。

1.4.2 油脂氧化指标测定

脂肪酸分析采用气相色谱法测定[7];油脂的酸价AV、过氧化值PV和p-茴香胺值测定p-AV分别参照国家标准GB 5009.229—2016、GB 5009.227—2016和GB/T 24304—2009;油脂的氧化诱导时间(OSI)参照文献[8],其使用油脂氧化稳定性分析仪进行分析;总极性化合物(TPC)测定参照文献[9]。

1.5 数据处理

数据采用Microsoft Excel 2016软件进行整理,图采用Origin Pro 9.1软件进行制作,实验数据采用SPSS 22.0软件对数据进行单因素方差分析,数据的差异性利用Duncan方法进行多重比较,显著水平p<0.05。

2 结果与讨论

2.1 不同茶籽油加热过程中脂肪酸量变化

加热时间分别为0,1,2～10 h内3种茶籽油(CPCO,RPCO,RLCO)中脂肪酸质量分数的变化情况见表1。由表1可知:棕榈酸(C16∶0),油酸(C18∶1)和亚油酸(C18∶2)是茶籽油的主要组成成分,其中3种茶籽油的油酸质量分数都在78.5%左右。不饱和脂肪酸(C18∶1和C18∶2)的质量分数随加热时间推移不断下降,其中C18∶2下降了20%以上,这个现象验证了Geeta等[10]得出的结论。相反地,棕榈酸(C16∶0)的质量分数增加,Waghmare等[11]也证明了这一观点。CPCO和RLCO中亚油酸、油酸的质量分数均下降比RPCO少,这表明3种茶籽油中RPCO在加热过程中最不稳定。

表1 在180 ℃加热过程中脂肪酸质量分数的变化

2.2 不同茶籽油加热过程中脂质氧化指标的变化

如图1所示,3种茶籽油的酸价AV(KOH)低于0.6 mg/g,均在中国茶籽油国家标准GB/T 11765—2018限定范围内,而RLCO和RPCO的酸价要比CPCO低,造成这一现象的原因可能是大部分游离脂肪酸在精炼过程中被脱除。随加热时间的增加,由于甘油三酯的水解,3种茶籽油的酸价都呈现出上升的趋势。

图1 茶籽油的酸价

3种茶籽油加热过程中脂质氧化指标的变化如图2所示。3种茶籽油的过氧化值PV(KOH)均低于4 mmol/kg(图2a),符合GB/T 11765—2018限定标准范围。随加热时间增加,所有样品的PV都先上升到约30 mmol/kg,后下降到约20 mmol/kg,且PV在1 h内的增长最快,在8 h后PV开始下降,李桂华等[12]的研究也印证了这一现象。对于p-AV,3种茶籽油均低于7,这表明其中基本没有二次氧化产物存在。然而,所有茶籽油的p-AV随着加热时间而上升(图2b),最大达到100左右。这是因为油脂中的初级氧化产物在高温条件下容易发生二次氧化,生成醛、酮等有害物质[13]。此外,还引入了总氧化值(TOTOX)作为油脂氧化程度的评价指标,常用4倍PV与1倍p-AV之和来表征[14]。3种茶籽油的TOTOX值在1 h内迅速增加,这与PV和p-AV在1 h内的变化一致,在加热1 h后,TOTOX上升速度趋于缓慢,并最终趋于稳定(图2c)。此外,通过这些指标发现3种茶籽油中氧化稳定性最高为CPCO,其次为RLCO,最低为RPCO。

图2 茶籽油加热过程中脂质氧化指标的变化

相比其他2种精炼油来看,毛油CPCO的氧化诱导时间(OSI)最短(图3a),造成这种现象的原因可能是毛油中所含杂质较多,尤其是一些小分子化合物,在加热过程中更容易挥发,使反应池中电导率随之发生相应的变化。随着加热时间不断增加,3种油的氧化稳定性都呈现迅速下降的趋势,这与Hashemi等[15]的研究结果一致。对于TPC,3种茶籽油的TPC都随着加热时间的增加不断增加(图3b),这与Song等[16]的研究结果相一致。这些数据表明:在180 ℃的加热条件下,所有茶籽油中都有极性物质生成,导致油脂变质。在加热10 h后,RPCO和RLCO的极性化合物超过27%,而CPCO中的极性化合物在加热9 h后便已高于27%,此时,这些加热后茶籽油的极性化合物超出了国家食品安全标准GB 2716—2018的限定范围。

图3 加热过程中茶籽油的氧化稳定性的变化

2.3 各个指标与加热时间之间的相关性评估

所有样品的AV,PV,p-AV,TOTOX,OSI,TPC,脂肪酸(C16∶0,C18∶1,C18∶2)与加热时间都呈现显著的线性相关性,线性相关系数r2>0.8,除了PV值(表2)。这主要是因为脂质的初级氧化产物由于在高温条件下不稳定、易于分解,因此PV与加热时间之间的线性相关性比其他指标差。这也表明在180 ℃连续加热时,茶籽油的热稳定性直接受加热时间影响。

表2 油脂氧化指标和加热时间之间的相关性

3 结 论

研究结果表明:随着加热时间的增加,3种茶籽油的过氧化值都呈现先上升(前8 h)后下降的趋势,而不饱和脂肪酸的质量分数不断减少、氧化诱导时间不断缩短,相对应地,酸价、p-茴香胺值、总氧化值和总极性化合物则不断增加;相关性分析进一步表明茶籽油氧化劣变程度直接取决于加热时间。在3种茶籽油中,精炼压榨油比精炼浸出油和压榨毛油更容易发生氧化劣变,这表明不同加工方式制得的茶籽油具有不同的热氧化稳定性。该研究对于推广茶籽油在煎炸烹饪中的应用具有非常重要的现实意义。