热预处理对香榧压榨油微量成分及氧化稳定性的影响

罗 凡，王龙祥,2，许晓君,2，杜孟浩，胡立松，方学智

(中国林业科学研究院亚热带林业研究所1，富阳 311400) (中南林业科技大学食品学院2，长沙 410004)

香榧是红豆杉科榧树属植物香榧(TorreyagrandisMerrillii)的果实，在我国已有1 000多年的种植历史[1]。联合国粮食及农业组织专家委员会评价香榧是“世界上第一个以山地经济林果为主要特征的农业文化遗产利用系统”。2013年，国家林业局批复组建香榧工程中心，牵头开展“十二五”及“十三五”香榧产业发展计划，使得其栽培规模不断扩大，种植区域向安徽、江西、江苏、福建、贵州等省份发展。香榧的种植面积从2000年的2 700 ha2扩大到2017年的近7 000 ha2，香榧籽产量也从800 t增加到7 000 t，作为干果的市场需求量日趋饱和。香榧种仁含油率50%以上，是一种含油量较高的物种[2]，压榨后的榨饼还可以制作其他食品[3,4]。所以，香榧油作为一种极具营养及经济价值的木本食用油有待进一步开发利用[5-7]。

香榧种仁油脂肪酸基本上由C16到 C22的偶数碳原子数组成，不饱和脂肪酸质量分数占总脂肪酸的76%～82%[8]，主要以油酸、亚油酸、金松酸[9]等不饱和脂肪酸为主[10,11]，金松酸具有调节血脂、护肝、抑制肝脏和血浆中脂肪酸合成酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性等作用[12,13]，不饱和脂肪酸是油脂抗氧化活性的主要成分之一，具有降低冠心病风险的功效[14,15]。另外，香榧籽油还含有其他抗氧化活性物质，如酚类化合物、生育酚等[16,17]。

随着香榧产业的发展，提高香榧产业化、标准化和规范化生产水平是必然要求，改进传统加工工艺，提升加工水平成为香榧产业发展最重要的课题之一。加工中热处理是影响香榧品质的重要环节[18]。Shi等[19]从2个不同品种香榧提取种子油，对成分分析及抗氧化能力比较显示，热压油比冷压油具有更强的抗氧化能力。陈琳等[20]研究了5个精炼工序中对香榧油理化性质和脂肪酸组分产生影响的最适温度，以此组合了香榧油全程适温精炼工艺。

课题组前期对不同热处理降低香榧仁水分的热效率、香榧油酸价、过氧化值和氧化稳定性等随热处理条件的变化规律做了研究[21]。本研究从香榧液压制油的压榨条件入手，探讨了热处理方式、时间、温度等对香榧油营养成分及油脂抗氧化性的影响，为香榧油液压制取条件优化以及营养成分形成规律提供基础数据，也为高品质香榧油的生产条件的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

实验所用当年成熟香榧籽由浙江省杭州市建德林业总场提供，经过采后堆放、蒲烂后脱粒、种核堆沤后熟、清洗晒干等预处理。香榧仁含水率10.78%，含油率54.85%。

标准品：角鲨烯(≥99.0%)，5α-胆甾烷-3β-醇(≥95.0%)，菜籽甾醇(≥98.0%)，豆甾醇(≥98.0%)，β-谷甾醇(≥98.0%)，(+)α-生育酚(≥96%)，(+)-γ-生育酚(≥96%)，(+)δ-生育酚(≥90%)、β-生育酚(≥90%)、角鲨烷内标(≥99.5%)；无水乙醚、乙醇、正己烷等试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

DGG-9140热风烘箱，P70F20L-DG(S0)微波炉，6YY-190 型液压榨油机，S-114型电子天平，DZG-6030型真空干燥箱，Waters 1525高效液相色谱，Agilent 7890A-7000B 气质联用仪。

1.3 加热条件及制油

分别称取一定量香榧，平铺于托盘中，在一定温度条件下加热不同时间，加热后自然冷却至室温后剥壳，一部分测定香榧仁的含水率和含油率，其余液压榨油，冷藏备用。表1所示为热风和微波2种加热方式的不同加热条件。

表1 实验所用加热方式及条件。

1.4 微量成分分析

香榧仁含油率的测定参考GB 5009.6—2016；香榧油中甾醇和角鲨烯含量测定分别参考NY/T 3111—2017和LS/T 6120—2017；脂肪酸含量测定参考GB 5009.168—2016第3法；维生素E测定采用GB 5009.82—2016方法。

1.5 全油样品DPPH自由基清除能力测定

全油样品的制备：植物油溶解配制成一定浓度乙酸乙酯溶液待用。

DPPH自由基清除能力测定：参考Espnín等[22]方法，略作改动。称取0.039 4 g，用甲醇溶解定容至100 mL容量瓶中，得到浓度1 mmol/L的DPPH储存液，摇匀置于4 ℃冷藏备用。临用前用甲醇稀释至浓度为0.1 mmol/L。萃取液甲醇稀释后取2 mL，与2 mL DPPH甲醇溶液(0.1 mmol/L)混合，避光放置2 h，517 nm测定吸光值；DPPH自由基清除能力以mg TE/g表示[23]。

1.6 数据处理

采用Microsoft Excel 2016软件进行数据整理，Origin Pro 9.1软件进行作图，SPSS 22.0软件对实验数据进行单因素方差分析和回归分析，采用最小显著极差法(LSD法)进行多重比较，显著水平P<0.05。

2 结果与讨论

2.1 热处理对香榧仁含油率的影响

香榧经过不同条件热处理后香榧仁含油率变化如图1所示。经过微波加热，香榧仁中测到的含油率提高，尤其是微波加热10 min左右，不同功率处理的香榧中含油率均比初始提高了3.19%、2.25%、2.85%、1.94%，60～150 ℃不同温度热风加热后油茶籽仁中含油率分别最高上升了0.51%(加热30 min)、2.91%(加热90 min)、4.92%(加热90 min)和2.83%(加热30 min)。类似的现象在其他研究中也有报告[24,25]，这种现象可能是由于含水率降低，或者因为热处理使种子中的油细胞分解，蛋白质凝固，水分调节至最佳提取值，油黏度降低等，使油容易流动；同时加热可破坏香榧的组织细胞，降低其油脂溶出的阻力，从而使其得率升高；但长时间加热，物料可能会发生焦化，从而影响油脂得率。从含油率增加的效率比较，2种加热方式微波略高于热风。

图1 热风和微波处理对香榧仁含油率的影响

2.2 热处理对香榧油β-谷甾醇含量的影响

香榧经过不同温度热风处理一定时间后剥壳榨油，并对其中β-谷甾醇、豆甾醇和菜籽甾醇等3种甾醇含量进行了测定，后2种均未检出(豆甾醇和菜籽甾醇的检出限分别为5、6 mg/kg)，香榧油中β-谷甾醇的含量变化如图2所示。香榧在60 ℃热风加热时随加热时间延长，油中β-谷甾醇的含量下降，90～150 ℃不同的热风加热温度下均呈现先减少后增加的趋势，这可能因为高温会导致甾醇被氧化[26]或降解[27]，导致其含量的降低。植物甾醇作为类固醇的一族具有高温下仍不易被破坏的较稳定的化学结构，但是，加热可能破坏细胞壁和细胞膜从而增加植物甾醇的释放[28]，从而增加油中甾醇的含量。

香榧在微波加热时，β-谷甾醇含量在5 min内呈现快速下降，又在随后5 min后含量升高随后又缓降的趋势，并在加热结束时分别降低到初始质量分数的85.02%、84.64%、79.88%、80.84%。

图2 热风和微波处理对香榧油中β-谷甾醇含量的影响

2.3 热处理对香榧油角鲨烯含量的影响

角鲨烯是植物甾醇和三萜生物合成中的一种生物合成中间体，结构中含有的6个2-甲基-2-戊烯基团中的2位甲基，因此具有很强的活性氧淬灭能力，可以防止脂质过氧化[29]。香榧经过不同温度热风处理一定时间后剥壳榨油，香榧油中角鲨烯的含量变化如图3所示。随加热时间的延长，香榧油中角鲨烯含量总体呈现下降趋势，可能是因为抑制脂质氧化的消耗，或者是高温下被破坏[30]。但是也出现了角鲨烯含量升高的情况，尤其是微波加热15 min后，角鲨烯含量超过初始值33.41%，这可能是因为细胞壁破坏后增加了角鲨烯的溶出。

图3 热风和微波处理对香榧油中角鲨烯含量的影响

2.4 热处理对香榧油主要脂肪酸含量的影响

经过不同温度热风处理一定时间后剥壳榨油，香榧油共测到11种脂肪酸，其中总含量超过总脂肪酸质量分数85%左右的油酸、亚油酸和金松酸等主要脂肪酸变化规律如图4所示。

随加热时间的延长，香榧油中油酸含量整体呈现下降趋势，前90 min呈现先下降后上升的V字型变化趋势；亚油酸含量整体呈现上升趋势，前90 min呈现倒U字型变化趋势；金松酸含量随加热温度不同分别呈现波折型上升(60～90 ℃)和下降(120～150 ℃)的趋势；油酸、亚油酸和金松酸总含量随加热条件的变化规律和金松酸含量的变化规律相似。香榧油中丰富的甾醇、角鲨烯、生育酚等天然抗氧化物质能延缓样品中不饱和脂肪酸的破坏[30]。

从图5可知，随微波处理时间的延长，香榧油中油酸和亚油酸含量的变化和热风加热相似，分别是整体下降后上升和先上升后下降。金松酸含量只有在245 W微波加热结束呈现上升趋势，比初始提高1.02%，另外3个功率加热结束呈现下降趋势。油酸、亚油酸和金松酸总含量随加热时间延长呈现先下降后略升高又下降的趋势，至加热结束总质量分数分别下降到初始的99.86%、99.66%、99.65%、99.48%。

图4 热风处理对香榧油脂肪酸含量的影响

图5 微波处理对香榧油脂肪酸含量的影响

2.5 热处理对香榧油生育酚(VE)含量的影响

香榧油中VE含量丰富，除δ-生育酚未检出，未经加热处理的香榧油中α-生育酚(α-VE)、β-生育酚(β-VE)和γ-生育酚(γ-VE)的质量分数分别为147.48、1 265.81、21.34 μg/g，VE总含量为1 434.62 μg/g，其中β-VE含量占VE总含量的89%～91%。香榧经过不同温度热风或不同功率微波处理一定时间后剥壳榨油，香榧仁油中α-VE、β-VE、γ-VE和总VE含量的变化情况如图6所示。

60～120 ℃处理120 min后β-VE，γ-VE和总VE含量比初始提高15.55%～107.09%，但150 ℃90 min处理后，β-VE和γ-VE含量开始下降，并在加热的最后30 min内分别下降了13.13%和39.98%，

图6 热风处理对香榧油中α-VE、β-VE、γ-VE、VE总含量的影响

也因此导致总VE含量下降了10.05%。与β-VE和γ-VE含量变化不同的是，α-VE在60～90 ℃处理初始60 min内含量均呈下降趋势，60～90 min含量才提高；经过150 ℃处理120 min时，当另外2种异构体含量下降时，α-VE含量却明显上升，比初始质量分数提高了17.18%。VE含量出现先升高后降低的现象，可能是由于热处理使得油茶籽细胞内的VE溶出[31]，因此而随着加热时间的延长，VE发生降解导致其含量降低[32]。在加热后期2种反应同时存在，导致VE含量出现波动。

从图7可知，经过不同功率的微波加热后含量变化规律与红外加热相似，随加热时间延长含量时而升高，时而下降，油茶籽细胞内的VE溶出和防御油脂过氧化降解2种反应同时起作用，但是处理20 min后香榧油中VE含量整体呈上升趋势，提高范围在1.80%～36.99%之间。王未君等[33]炒籽预处理后菜籽油后发现β-生育酚含量比对照增加了52.7%，菜籽甾醇、菜油甾醇和谷甾醇含量分别增加了29.2%、17.7%、18.7%，与本研究结果一致。

2.6 香榧油全油的 DPPH 自由基清除能力

不同方式热处理后香榧油全油样品的 DPPH 自由基清除能力见图8。香榧油全油的 DPPH 自由基清除能力在9.159 mg TE/g 左右，经过不同条件加热后除热风120 ℃处理和微波700 W处理后全油 DPPH 自由基清除效果有所提高，其余条件均呈下降趋势。香榧油中不饱和脂肪酸、β-谷甾醇、角鲨烯、VE等微量有益成分发挥主要的清除 DPPH 自由基作用，也可能是因为产生了美拉德反应，香榧油中的美拉德反应产物提高了油脂的氧化诱导时间。微波 700 W处理不同时间全油 DPPH 自由基清除和VE含量正相关，相关系数为0.649 4，因此120 ℃热风和700 W微波处理后香榧油中的VE含量上升，也可能是香榧油全油DPPH 自由基清除提高的主要原因之一。

图7 微波处理对香榧油中α-VE、β-VE、γ-VE和VE总含量的影响

图8 香榧油全油组分对DPPH自由基的清除能力

3 结论

本实验研究了香榧经过热风和微波2种热处理方式后压榨香榧油微量成分和抗氧化品质的变化规律。研究结果表明：随加热时间延长，香榧仁含油率较初始提高了0.51%～4.92%，增加效率微波略高于热风；加热处理后，香榧油中β-谷甾醇的含量总体呈现下降趋势，不同处理温度和功率处理后又出现略上升再下降的趋势；60～90 ℃和不同功率微波处理后的香榧油中角鲨烯含量呈现下降趋势，但是高温(120～150 ℃)热风短时处理或560、700 W处理后期的香榧，角鲨烯含量略有上升。经过不同形式的加热，香榧油中的油酸呈现先减少后增加的V字型趋势，亚油酸呈现先增加后减少的U字型趋势，推测两者发生了相互转化；加热结束时低温(60～90 ℃)处理后3种主要脂肪酸含量略上升，不同功率微波处理后含量下降。经过不同形式的加热，香榧油中的VE含量整体呈现上升的趋势。