不同干燥方式對壓榨油茶籽油品質的影響研究

羅 凡，陳志吉，費學謙，王 超

(1.中國林業(yè)科學研究院 亞熱帶林業(yè)研究所，杭州 311400; 2.浙江農林大學 農業(yè)與食品科學學院，杭州 311300)

油茶是我國獨具特色的油料資源，也是世界四大木本油料植物之一。油茶中含有三萜及三萜皂苷類、黃酮類、脂肪酸類、甾體類、木脂素類以及其他多種化學物質，使其具有抗氧化、癌癥的化學預防、降血脂、抑制葡萄糖苷酶、抑菌、抗炎、抗艾滋活性等作用[1]，其中的多糖[2]、黃酮和多酚[3]具有明顯抗腫瘤作用。用油茶種子制取的油茶籽油是一種優(yōu)良食用油脂。但由于營養(yǎng)基礎和質量安全研究上的滯后導致油茶籽油加工方法和技術水平受限，使油茶的價值未能得到充分體現(xiàn)。

油茶籽油的傳統(tǒng)制取方法為油茶果采收后經(jīng)過晾曬、脫蒲、干燥、榨前蒸炒、去殼、壓榨等工藝獲得壓榨毛油，毛油經(jīng)過適當精煉得到成品油茶籽油。在油茶籽干燥、榨前處理和壓榨等過程中，溫度不可避免地會對油茶籽的內部形態(tài)及油茶籽油的風味品質產生重要影響。油茶籽干燥過程中處理溫度為40～120℃，處理方式包括熱風[4-5]、微波[6-7]、熱風-微波耦合[8-9]等，干燥的主要目的是降低油茶籽水分，便于貯藏、運輸、壓榨等后續(xù)工藝；榨前處理溫度與處理方式和產品的工藝要求有關，一般處理溫度在90～150℃，甚至更高，處理方式包括微波、焙炒、烘烤、濕蒸[10]及輻照[11]等，榨前處理的作用主要包括進一步調節(jié)水分、破壞油茶籽內部細胞結構、提高油脂及部分微量營養(yǎng)成分的溶出、提供香味成分(美拉德反應產物)等；壓榨溫度由不同壓榨設備決定，一般液壓榨油溫度在40℃左右[12]，雙螺桿榨機的榨膛溫度在80～100℃，單螺桿榨機榨膛溫度可達120℃。本研究組在前期對壓榨條件影響油茶籽油品質的研究中發(fā)現(xiàn)，壓榨前對油茶籽進行不同溫度炒制處理，將明顯影響壓榨后油茶籽毛油的氧化誘導時間，而總酚和美拉德反應產物可能是延長油茶籽油氧化穩(wěn)定性的主要原因[13]。而本文旨在研究干燥方式對油茶籽及其壓榨油品質的影響。

本文采用熱風、紅外、微波3種傳統(tǒng)加熱工藝對油茶籽進行干燥處理，測定不同加熱條件對油茶籽仁含水率、含油率，以及油茶籽油氧化誘導時間、多酚及丙酮醛等抗氧化成分含量的影響規(guī)律，以期為油茶籽基本理化性質提供基礎數(shù)據(jù)，為油茶籽油加工工藝提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗中所用油茶籽樣品于2017年12月底采自浙江康能食品有限公司油茶基地，在原料清理時除去未成熟粒、破損粒和霉變粒，經(jīng)測定油茶籽仁含水率為6.58%，含油率為53.57%。

DGG-9140熱風烘箱(上海森信實驗儀器有限公司，額定功率1 390 W)，P70F20L-DG(S0)微波爐(額定頻率50 Hz，微波功率800 W以下，廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司)，MG38CB-AA烤箱(額定功率1 800 W，美的集團股份有限公司),6YY-190自動液壓榨油機(洛陽金廈液壓機械有限公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 油茶籽的干燥及制油

分別稱取一定量油茶籽，平鋪于托盤中，分別采用熱風、紅外、微波對其進行干燥處理，在一定溫度或火力條件下加熱不同時間，自然冷卻至室溫后剝殼，一部分測定仁的含水率和含油率，其余液壓榨油，得到油茶籽油，冷藏備用。表1為3種干燥方式的處理條件。

表1 3種干燥方式處理條件

1.2.2 油茶籽仁理化指標測定

含水率測定參考GB 5009.3—2016，含油率測定參考GB 5009.6—2016。

1.2.3 壓榨油茶籽油理化指標的測定

氧化誘導時間根據(jù)GB/T 21121—2007方法測定，總酚含量采用福林酚比色法[14]測定，丙酮醛含量參考文獻[15]方法測定。

2 結果與討論

2.1 油茶籽仁理化指標的變化

2.1.1 含水率的變化(見圖1)

圖1 不同干燥方式下油茶籽仁含水率變化

從圖1可以看出，經(jīng)過3種干燥方式處理后，油茶籽仁含水率明顯下降，且隨加熱時間的延長和加熱強度的增加含水率下降更加顯著。紅外處理的油茶籽在前60 min含水率下降最快，90、120℃和150℃下分別比初始下降了10.8%、39.8%和67.7%，后60 min含水率下降速率略緩，到加熱結束時，含水率分別比加熱前下降了27.6%、58.4%和90.0%。微波處理的油茶籽，中低火和中火在初始加熱的10 min內含水率下降較慢，分別下降了5.2%和10.4%，加熱結束時，含水率分別比初始下降了38.6%和45.3%；中高火和高火加熱5 min后含水率下降速率增快，加熱結束時，含水率分別比初始下降了57.0%和75.0%。采用熱風加熱后油茶籽仁含水率幾乎呈線性關系下降，90、120℃和150℃加熱結束時，含水率分別降至初始的64.69%、38.23%和19.52%。從含水率降低的速率來看，3種干燥方式的熱效率大小為微波>紅外>熱風，由于物料的入榨水分并不是越低越好，因此部分工藝在榨前需要進行水分調節(jié)。

2.1.2 含油率的變化(見圖2)

圖2 不同干燥方式下油茶籽仁含油率變化

從圖2可以看出，經(jīng)過加熱，部分油茶籽仁的含油率提高，其中微波和熱風處理后油茶籽仁含油率上升較為顯著，前者最高提高了9%，后者最高提高了13%，這可能是因為含水率的降低，增加了油茶籽仁中油脂的比例。從含油率增加的情況來看，3種干燥方式的熱效率大小為微波>熱風>紅外。

2.2 油茶籽油品質指標的變化

2.2.1 氧化誘導時間的變化(見圖3)

圖3 不同干燥方式下油茶籽油氧化誘導時間的變化

從圖3可以看出，短時加熱后油茶籽油的氧化誘導時間整體呈下降趨勢，隨后部分緩慢上升，部分上升后又下降，但高強度長時加熱條件下，油茶籽油的氧化誘導時間有明顯上升趨勢，部分超過了其他加熱條件，甚至超過了加熱前，如紅外150℃加熱120 min，氧化誘導時間達到7.51 h，比初始的6.03 h提高了24.54%，微波高火加熱20 min，氧化誘導時間達到6.59 h，比初始的6.03 h提高了9.29%。氧化誘導時間不同的變化規(guī)律可能是油茶籽油中水分、天然抗氧化成分和美拉德產物等相互作用的結果，而高強度下加熱氧化誘導時間的延長可能與美拉德產物有關。

2.2.2 總酚含量的變化(見圖4)

圖4 不同干燥方式下油茶籽油總酚含量的變化

從圖4可以看出，油茶籽經(jīng)過高溫/高火力加熱(紅外150℃，微波高火，熱風150℃)后，壓榨油茶籽油中總酚含量整體隨加熱時間的延長持續(xù)增加。其中紅外150℃加熱120 min時總酚含量達到94.34 μg/g，比加熱前的7.05 μg/g升高12.38倍；采用微波中高火加熱10 min后以及高火加熱5 min后總酚含量隨加熱時間延長升高明顯，加熱15 min時，兩者總酚含量分別達到13.68 μg/g和36.71 μg/g，分別比加熱前提高94.04%和4.21倍，加熱20 min時，兩者總酚含量分別比加熱前提高2.48倍和10.99倍；熱風150℃加熱40 min后總酚含量隨加熱時間延長明顯升高，加熱120 min時，總酚含量達到26.84 μg/g，比加熱前提高2.81倍?？偡雍康纳呖赡苁且驗榧訜崞茐牧思毎趯е缕淙艹雎噬?，也可能是福林酚檢測方法所限，后續(xù)有必要采用液相或液質聯(lián)用測定多酚組成的變化。3種干燥方式中，高強度處理對總酚含量增加影響的順序分別為紅外>微波>熱風，這反映了不同干燥方式對細胞壁的破壞力。

2.2.3 丙酮醛含量的變化(見圖5)

圖5 不同干燥方式下油茶籽油丙酮醛含量的變化

從圖5可以看出，隨加熱時間延長或溫度/火力升高油茶籽油中的丙酮醛含量有上升趨勢，且加熱強度越大，含量越高。120、150℃紅外分別加熱90、20 min后壓榨油茶籽油中丙酮醛的含量均隨加熱時間延長而升高，至加熱結束，兩者含量分別達到1.78、14.16 μg/g，分別比初始(0.59 μg/g)提高2.02、23.00倍；采用各種火力微波干燥后油茶籽油中丙酮醛的含量均升高，加熱結束時，從中低火到高火4種火力丙酮醛含量分別升高到0.98、1.50、2.88、8.16 μg/g，分別比初始提高0.66、1.54、3.88、12.83倍；熱風干燥時，當加熱溫度為120、加熱60 min后和加熱溫度為150℃、加熱20 min后丙酮醛含量均隨加熱時間延長顯著升高，至加熱結束時，兩個溫度下丙酮醛含量分別達到1.61、9.21 μg/g，分別比初始提高1.73、14.61倍。丙酮醛是美拉德反應的重要產物之一，結果表明，在實驗所采用的大部分加熱條件下油茶籽內發(fā)生了美拉德反應。3種干燥方式中，高強度處理對丙酮醛含量增加的影響順序分別為紅外>熱風>微波，這反映了不同干燥方式對油茶籽內部美拉德反應程度的影響力。

3 結 論

本文通過分析紅外、熱風和微波3種干燥方式處理后油茶籽仁含水率、含油率及壓榨油茶籽油氧化誘導時間、總酚含量及丙酮醛含量的變化，考察干燥方式對油茶籽理化性質及油茶籽油成分變化的規(guī)律。結果表明，經(jīng)過3種干燥方式處理后，油茶籽仁的含水率都有明顯下降，且隨加熱時間的延長和加熱強度的增加下降更加顯著，從含水率降低的速率來看，3種干燥方式的熱效率分別為微波>紅外>熱風；部分油茶籽仁的含油率提高，其中微波和熱風處理后油茶籽仁含油率上升較為顯著，前者最高提高了9%，后者最高提高了13%。短時加熱后油茶籽油的氧化誘導時間整體呈下降趨勢，高強度加熱時油茶籽油的氧化誘導時間隨加熱時間的延長明顯上升，可能與美拉德產物有關；油茶籽經(jīng)過高溫/高火力加熱，油茶籽油中總酚含量隨加熱時間的延長持續(xù)增加。高強度加熱后，隨加熱時間延長和加熱溫度升高油茶籽油中的丙酮醛含量有上升趨勢，且加熱強度越大，含量越高。綜上，紅外、微波和熱風3種干燥方式對油茶籽內部的理化性質變化影響各不相同，應用時需根據(jù)實際情況進行選擇。