不同加热条件对油茶籽油品质影响的研究

赵思阳，杨伞伞，阮成江

(大连民族大学资源植物研究所，大连 116600)

油茶(CamelliaoleiferaAbel)隶属山茶科山茶属，原产我国，又名茶子树、油茶树[1,2]，为我国重要的木本油料树种，具有很高的经济价值和生态效益[3]。油茶籽油的脂肪酸主要由棕榈酸(7.03%～13.85%)、硬脂酸(1.35%～5.49%)、油酸(70.33%～86.21%)、亚油酸(3.25%～17.18%)和亚麻酸(0.17%～0.27%)组成[4]。油酸是各植物油中含量最多的单不饱和脂肪酸，具有抗炎和抗癌的作用，增加油酸的摄入可以降低患胰腺癌的风险[5]。优良食用油应具备饱和脂肪酸含量低，油酸含量高且高温下稳定性好等特点[6]。生育酚是一种重要的天然抗氧化剂，其组成和含量可以作为评价植物油品质的重要指标[7]。生育酚能防止过氧化物的产生，有益于防止细胞早衰、预防冠心病等[8]。在植物油中生育酚主要以α、β、γ、δ 4种构型存在，油茶籽油中的生育酚主要是α-生育酚[9]。油脂在高温条件下会产生一系列的物理和化学反应，这些反应不仅包括油脂营养物质的分解反应，也包括它们之间的相互作用，主要反应可分为3类，即水解反应、氧化反应和聚合反应[10]。油茶籽油富含多种不饱和脂肪酸，是一种比较理想的营养保健食用油，目前关于油茶籽油加工和储藏过程中氧化稳定性的研究较多，烹饪温度下的品质研究相对较少。本文研究了民玉2号、民玉2号和黔玉1号3个油茶品种的油茶籽油在加热过程中不同脂肪酸组分、各个生育酚组分及角鲨烯含量的变化情况，旨在为油茶籽油的加工利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

油茶种子采自贵州省铜仁市玉屏县，品种为民玉3号、民玉2号和黔玉1号。油茶籽油采用索氏提取法制备。

脂肪酸甲酯标准品、角鲨烯标准品、α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚标准品、抗坏血酸、2,6-二叔丁基对甲基苯酚、无水硫酸钠、氯化钠、氢氧化钾、三氟化硼甲醇、石油醚、无水乙醇、甲醇、正己烷溶液均为分析纯。

1.2 仪器与设备

PerkinElmer高效液相色谱仪，PerkinElmer气相色谱串联质谱仪，DB-23气相色谱柱，C18色谱柱，PL203型电子天平，DK-S26型电热恒温水浴锅，MX-S涡旋混匀仪，WJ804电炸炉。

1.3 实验方法

1.3.1 油茶籽油的前处理

3个品种的油茶籽油在140、160、180、200、220 ℃ 5个不同温度下分别加热5、10、15、20 min，冷却至室温，置于棕色瓶中，于4 ℃冰箱保存备用。

1.3.2 脂肪酸含量的测定

采用先皂化后甲酯化的方法对脂肪酸组成进行测定分析。甲酯化根据丁健等[11]的方法，适当改进。取待测油样1 μL于4 mL贮样瓶，加200 μL正己烷，振荡溶解样品，加500 μL的1 mol/L氢氧化钾甲醇溶液(现配)，充分振荡；密封后，60 ℃水浴30 min，期间振荡2～3次，冷却；加入1 mL三氟化硼甲醇溶液，密封后，再于60 ℃水浴30 min，期间振荡2～3次，冷却；加入1 mL饱和氯化钠溶液和2 mL正己烷，剧烈振荡1 min，静置，分层后，收集上层入新离心管；取适量无水硫酸钠入离心管振荡干燥，静置；抽取上层清液过0.2 μm有机膜，用于脂肪酸组分分析。结果根据37种脂肪酸甲酯标准品建立的质谱库进行样品定性分析，采用峰面积归一化法对油茶籽油脂肪酸进行定量分析[12]。

质谱条件：采用DB-23色谱柱(60 m×0.25 mm,0.25 μm)，进样口温度230 ℃，载气流速1 mL/min，进样量1 μL，分流比40∶1。柱箱升温程序：50 ℃以15 ℃/min升温至200 ℃，保持15 min；以3 ℃/min升温至215 ℃，保持10 min；以3 ℃/min升温至230 ℃，保持5 min。离子源(EI)温度230 ℃，传输线温度245 ℃，检测电压1 700 V，溶剂延迟5 min，质量扫描范围(m/z) 45～400 u。

1.3.3 生育酚含量的测定

根据GB/T 5009.82—2016，采用反相高效液相色谱法测定油茶籽油中维生素E的4种生育酚含量。准确称1 g油样于50 mL旋口离心管中，分别加入抗坏血酸0.25 mg和BHT 0.025 mg，加入7.5 mL无水乙醇，加入2.5 mL的1∶1配制好的氢氧化钾溶液，摇匀后于45 ℃摇床中皂化60 min，皂化后立即用冷水冷却至室温。加入7.5 mL水，再加入12.5 mL石油醚，振荡萃取5 min，将上层溶液移入新的离心管中，下层溶液加入12.5 mL的石油醚再次萃取，萃取2次，合并醚层。用13 mL超纯水洗涤醚层，重复3次，直至将醚层洗至中性。将洗涤后的醚层经无水硫酸钠(约3 g)滤入离心管中，将其放入旋转蒸发仪中挥发至近干，用甲醇定容至2 mL。

1.3.3.1 色谱条件

岛津C18色谱柱(150 mm×4.6 mm,5 μm)；流动相：100%甲醇，流速为0.8 mL/min，检测波长为294 nm，进样量为10 μL，柱温为20 ℃。

1.3.3.2 溶液配制

分别准确称取α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚已标定浓度的标准液2、5、10、20、40、60 μL，用甲醇定容至1 mL，配成梯度标准品溶液。

1.3.4 角鲨烯含量的测定

方法同生育酚的测定，最后定容溶液为正己烷2 mL。按优化的气相色谱条件分析。以角鲨烯对照品质量浓度(x，μg/mL)为横坐标，峰面积(y)为纵坐标，绘制标准曲线(y=533.57x-3 523.7，R2=0.994 4)。

1.3.4.1 色谱条件

采用EI离子源，气相色谱柱DB-23(60 m ×0.25 mm ×0.25 μm)，进口温度：230 ℃，传输线温度215 ℃；升温条件：起始温度50 ℃，10 min升至200 ℃，维持200 ℃ 28 min后，升至220 ℃，并保持3 min。

1.3.4.2 溶液配制

准确称取角鲨烯标准品溶液5 mg，溶于5 mL正己烷，配制成1 mg/mL单标储备液，用正己烷配制25、50、100、150、200 μg/mL的梯度标准溶液。

1.3.5 数据分析

每个加热处理条件下的油样重复测定3次，结果取平均值，实验数据用平均值±标准差表示，用SPSS 20.0软件对数据进行统计分析，用邓肯检验分析组间差异性，P<0.05表示数据间有显著差异。

2 结果与分析

2.1 油茶籽油脂肪酸组成

油茶籽油的脂肪酸色谱图如图1所示，油茶籽油中检测出6种脂肪酸，分别为棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和花生一烯酸，其中油酸的相对含量最高。

注：1 棕榈酸(C16∶0)；2 硬脂酸(C18∶0)；3 油酸(C18∶1)；4 亚油酸(C18∶2)；5 亚麻酸(C18∶3)；6 花生一烯酸(C20∶1)。图1 油茶籽油的脂肪酸色谱图

2.2 不同加热条件下油茶籽油脂肪酸含量变化分析

民玉3号油茶籽油不同加热条件下脂肪酸相对质量分数见表1，未加热油样的油酸相对质量分数为72.40%，油酸和亚油酸含量随着加热温度升高及加热时间延长增加，含量变化差异不显著。140、160 ℃条件下，饱和脂肪酸(SFA)随加热时间延长呈下降趋势；180、200、220 ℃条件下，SFA随加热时间的延长呈先降低后升高趋势，在各个温度下SFA含量总体随加热时间的延长呈下降趋势。单不饱和脂肪酸(MUFA)含量随加热时间的延长呈上升趋势。民玉2号和黔玉1号油茶籽油油酸和亚油酸在各加热条件下呈增加趋势，SFA含量在各个加热条件下出现不同幅度的降低，MUFA和PUFA(多不饱和脂肪酸)含量总体随加热时间的延长而增加。

油酸是油茶籽油中含量最高的不饱和脂肪酸，由饱和脂肪酸转化而来，高油酸植物油可以降低人体患心血管系统疾病的几率[13]。民玉3号、民玉2号和黔玉1号油茶籽油的油酸和亚油酸含量在140～220 ℃加热条件下出现不同程度的增加。Zhang等[14]研究发现随加热时间的延长和温度升高，亚麻籽油的油酸和亚油酸相对含量显著增加(P<0.05)，与本研究结果一致。罗凡等[15]研究发现20～150 ℃条件下加热油茶籽油，在加热0～20 min内油酸含量逐渐上升并在20 min后趋于稳定。Sebedio等[16]观察到大豆油中棕榈酸、硬脂酸和油酸的增加是因为亚油酸和亚麻酸的降解，与此同时还发现花生油中的棕榈酸、硬脂酸和油酸的含量是由于亚油酸的降解而增加。油茶籽油所含饱和脂肪酸为棕榈酸和硬脂酸，有关葵花籽油[17]和棕榈油[18]的研究表明，棕桐酸和硬脂酸含量随着高温处理时间延长而上升，而本研究中SFA的含量随加热时间的延长呈下降趋势，MUFA和PUFA的含量总体随加热时间的延长呈上升趋势，可能由于高温下脂肪酸分解和转化导致的。

2.3 不同加热条件下油茶籽油生育酚含量变化分析

不同加热条件对民玉3号油茶籽油生育酚含量的影响如图2所示。酚类物质一般较为活泼，在高温、煎炸体系中易发生损耗[19,20]。3个品种的油茶籽油中生育酚受加热温度和加热时间的共同影响，α-生育酚、(β+γ)-生育酚和δ-生育酚含量均随加热时间的延长呈下降趋势，温度越高生育酚损耗率越大，高温及长时间加热均会加剧生育酚的损失。民玉2号(β+γ)-生育酚损耗率更高，与Miyagawa等[21]研究结果相似；民玉3号油茶籽油加热后α-生育酚损耗率更高，与Player[22]、Bruscatto等[23]研究结果一致。食用油中的生育酚含量是影响其氧化稳定性的关键因素[24]。Choe等[25]发现葵花籽油在氧化过程中生育酚含量降低，随着温度的升高损耗量也升高。因此油茶籽油最好不加热或烹饪温度在140 ℃加热5 min以内。

2.4 不同加热条件下油茶籽油角鲨烯含量变化分析

不同加热条件对油茶籽油角鲨烯含量的影响如图3所示，加热过程中，油茶籽油角鲨烯含量呈下降趋势。黔玉1号油茶籽油加热20 min时，140、160、180、200、220 ℃条件下角鲨烯含量分别为63.41、62.73、63.95、63.12、63.07 mg/kg，相比未加热(64.02 mg/kg)分别降低了0.95%、2.02%、0.11%、1.40%、1.49%；民玉2号油茶籽油加热20 min时，140、160、180、200、220 ℃条件下角鲨烯含量分别为64.41、66.08、64.61、65.28、64.10 mg/kg，相比未加热(68.51 mg/kg)分别降低了5.99%、3.55%、5.69%、4.72%和6.43%；民玉3号油茶籽油加热20 min时，140、160、180、200、220条件下角鲨烯含量分别为62.85、64.14、66.81、64.03、63.67 mg/kg，相比未加热(68.65 mg/kg)分别降低了8.45%、6.57%、2.69%、6.74%、7.26%。结果说明高温或长时间加热都会导致油茶籽油中角鲨烯含量的减少，与张智敏[26]的研究结果相似。角鲨烯的不饱和键含量较高，因此容易发生自动氧化[27]。陈纯等[28]在220 ℃条件下加热橄榄油，发现角鲨烯含量逐渐下降。罗凡等[15]研究油茶籽经过不同温度加热后角鲨烯含量随加热时间的延长呈下降趋势。

表1 “民玉3号”油茶籽油不同加热条件下脂肪酸相对百分含量/%

图2 不同加热条件对“民玉3号”油茶籽油生育酚含量的影响

图3 不同加热条件对油茶籽油角鲨烯含量的影响

3 结论

在油脂加热过程中，油茶籽油中油酸和亚油酸含量随加热温度的升高与加热时间的延长而增加，温度一定时，SFA的含量随加热时间的延长而降低，MUFA和PUFA含量总体随加热时间的延长而增加。生育酚总含量受加热温度和加热时间的共同影响，且高温长时间加热会加剧生育酚和角鲨烯的损失。