不同預(yù)處理方法對(duì)油茶籽種皮成分、結(jié)構(gòu)和抗氧化活性的影響

吳潁潁 盛占武 鄭曉燕 云永歡 陳海明 張偉敏x

摘 ?要：油茶籽種皮富含多種活性成分，本文通過探討不同預(yù)處理方法對(duì)油茶籽種皮成分、結(jié)構(gòu)和抗氧化活性的影響，為實(shí)現(xiàn)油茶籽種皮變廢為寶和深加工利用提供科學(xué)依據(jù)。對(duì)比了酸法、堿法、亞臨界水和離子液體4種預(yù)處理方法所得海南油茶籽種皮中的總酚含量、纖維素組成，并運(yùn)用掃描電鏡（SEM）、X-射線衍射（XRD）、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、核磁共振氫譜（1H NMR）和差示掃描量熱儀（DSC）表征4種預(yù)處理方法所得油茶籽種皮的結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，利用DPPH、ABTS和還原力體外抗氧化體系評(píng)價(jià)4種預(yù)處理方法所得油茶籽種皮的抗氧化活性。結(jié)果表明，4種預(yù)處理方法均會(huì)降低油茶籽種皮得率、半纖維素和木質(zhì)素含量，其中以亞臨界水處理種皮得率損失最小[（80.07 0.01）%]，而酸法和堿法處理后纖維素含量[（39.360.40）%、（36.670.74）%]基本不損失，與原料[（38.833.81）%]差異不顯著。不同預(yù)處理方法能夠使油茶籽種皮纖維比表面積增大、表面孔洞增加，使纖維結(jié)構(gòu)的無(wú)定型區(qū)比例升高;未經(jīng)處理的油茶籽種皮原料強(qiáng)度較大，結(jié)晶指數(shù)為41.67，其次是酸法、堿法、亞臨界水和離子液體處理所得油茶籽種皮結(jié)晶指數(shù)，分別為28.37、28.69、27.34和25.17。此外，原料的抗氧化活性最好、酸法和亞臨界水處理樣品次之、而堿法和離子液體處理樣品最差，這與油茶籽種皮中總酚和單寧含量高低基本一致。上述結(jié)果表明，酸法和亞臨界水預(yù)處理優(yōu)于堿法和離子液體，活性物質(zhì)穩(wěn)定性好，損失小。

關(guān)鍵詞：油茶籽種皮;預(yù)處理;結(jié)構(gòu)表征;抗氧化活性

Abstract： Camellia episperm contains a lot of bioactive constituents with potential industry values. In this study， the effects of different pretreatment methods on the composition， structure， and antioxidant activity of Hainan camellia oleifera epispermwere investigated. The total phenol content and cellulose compositions in the camellia episperm obtained by four pretreatment methods， including acid method， alkali method， subcritical water， and ionic liquid， were compared. The scanning electron microscope （SEM）， X-ray diffraction （XRD）， Fourier transform infrared spectrum （FTIR）， hydrogen spectrum nuclear magnetic resonance （1H NMR） and differential scanning calorimetry （DSC） were used to characterize the structures of camellia episperm obtained from the four pretreatment method. Moreover， the antioxidant activity was studied by ABTS， DPPH and reductive antioxidant system in vitro. The results showed that the four pretreatment methods could reduce the seed peel yield， hemicellulose and lignin content of camellia episperm， the yield of raw material was （38.833.81）%， the yield of episperm treated with subcritical water was （80.070.01）%， so the loss was the smallest， while the content of cellulose treated with acid and alkali was （39.360.40）% and （36.670.74）%， so there was no significant difference with raw material. The pretreatment methods could make the fiber surface and pore volume increased， while the proportion of amorphous area increased， and the crystallinity of cellulose decreased. The untreated material had higher strength with crystallinity index of 41.67， followed by those from acid method， alkali method， subcritical water， and ionic liquid， whose crystallinity index were 28.37， 28.69， 27.34， and 25.17， respectively. In addition， untreated material had the best antioxidant activity， followed by the acid and subcritical water pretreated samples， while the alkali and ionic liquid pretreated samples had the worst antioxidant activity， which was constant with the results of the total phenolic content and tannin content. The results indicated that the acid and subcritical water pretreatment had advantage of better stability and smaller loss of bioactive constituents， which would provide scientific basis for camellia episperm processing.

Keywords： camellia episperm; pretreatment; structure characterization; antioxidant activities

油茶（Camellia oleifera Abel.），屬于山茶科（Theaceae）山茶屬（Camellia）的常綠小喬木或大灌木[1]，是世界四大木本植物油源樹種之一[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)年產(chǎn)油茶籽油約26萬(wàn)t，占全國(guó)木本食用油料作物的80%以上[3]。油茶果實(shí)成熟后為橢圓形、桃形、卵圓形和橄欖形等，由油茶果殼（油茶蒲）和油茶籽（種子）兩部分構(gòu)成，其中油茶果殼占整個(gè)油茶果鮮重的60%以上[4]。油茶籽（種子）由種皮（31.84%）和種仁（68.16%）組成（圖1）。種仁因其含有約13.70%～42.84%的粗脂肪而主要用于榨取油茶籽油[5]，而種皮含油僅0.5%左右，纖維素、木質(zhì)素含量較多，一般榨油時(shí)都要先剝?nèi)シN皮[6]。因而，在制備油茶籽油的過程會(huì)產(chǎn)生油茶果殼和種皮等廢棄物。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于油茶果廢棄物利用的研究主要集中于果殼成分分析[7]以及一些功能性研究和化工產(chǎn)品的研發(fā)[8-10]，而關(guān)于油茶籽種皮的研究則相對(duì)較少[11]。

對(duì)于纖維素、木質(zhì)素含量高的原料常采用酸法或堿法處理，優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，但是普遍存在的問題是污染重、能耗高、回收率低、易產(chǎn)生毒性物質(zhì)以及半纖維素降解等[12]。亞臨界水是在壓力下加熱至100?℃（沸點(diǎn)，0.1 MPa）至374?℃（水的臨界點(diǎn)，22.4 MPa）之間溫度的水，可以通過形成高溫和高壓水來(lái)改變纖維素和木質(zhì)素[13]，具有清潔無(wú)毒、反應(yīng)速率快、轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)勢(shì)，是環(huán)境友好型新技術(shù)[14]。離子液體具有低蒸汽壓、不易燃、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機(jī)溶劑避免環(huán)境污染問題。近年來(lái)大量研究表明，離子液體（ILs）作為木質(zhì)纖維素溶劑的研究已取得了重要進(jìn)展[15]。鑒于此，本文通過對(duì)比分析酸法、堿法、亞臨界水和離子液體4種預(yù)處理方法對(duì)油茶籽種皮成分、結(jié)構(gòu)和抗氧化活性影響，以便為油茶籽種皮廢棄物的綜合利用提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)，實(shí)現(xiàn)變廢為寶、減輕環(huán)境污染，并提高油茶籽殼深加工產(chǎn)品的附加值和油茶籽的綜合利用率。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

1.1.1 ?材料與試劑 ?油茶籽種皮，取自海南省瓊海市，在55?℃條件下經(jīng)熱風(fēng)干燥后粉碎，過40目篩，備用。

濃硫酸、氫氧化鈉，均為分析純，廣州化學(xué)試劑廠;[C4mim]Cl-AS（分析純），上海奉賢南橋研究開發(fā)公司;DPPH（優(yōu)級(jí)純），Sigma試劑公司;ABTS（優(yōu)級(jí)純），Sigma試劑公司;BHT（分析純），麥克林試劑公司;福林酚（分析純），麥克林試劑公司。

1.1.2 ?儀器與設(shè)備 ?300Y型多功能粉碎機(jī)，常州市金壇友聯(lián)儀器研究所;SX-300全自動(dòng)高壓蒸汽滅菌器，日本三洋;EL204型電子天平，中國(guó)梅特勒-托利多儀器有限公司;754NPC型紫外可見分光光度計(jì)，上海奧譜勒儀器有限公司;亞臨界水提取實(shí)驗(yàn)裝置由實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)， 并由正規(guī)儀器廠定做而成;DHG-9070A電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司;Tensor 27傅里葉變換紅外光譜儀，德國(guó)Bruker公司;AVANCE III 500核磁共振儀，德國(guó)Bruker公司;S-3000N掃描電子顯微鏡，日本Hitachi公司;Q600熱重分析儀，美國(guó)TA儀器公司。

1.2 ?方法

1.2.1 ?預(yù)處理方法 （1）酸法預(yù)處理。稱取3?g物料，加入30?mL的4%硫酸溶液中，置于滅菌鍋中，調(diào)整反應(yīng)溫度為115?℃，在此條件下反應(yīng)2.25?h[16]。

（2）堿法預(yù)處理。稱取3?g物料，加入66.6?mL的1.24%氫氧化鈉溶液，置于滅菌鍋中，調(diào)整反應(yīng)溫度為64?℃，在此條件下反應(yīng)26.5?h[17]。

（3）亞臨界水預(yù)處理。稱取1?g物料，加入35?mL水中，在144?℃的提取溫度下于水合反應(yīng)器中反應(yīng)43 min[18]。

（4）離子液體預(yù)處理。稱取1?g物料和19?g離子液體（[C4mim]Cl-AS）于錐形瓶中，混勻，置于100?℃恒溫振蕩水浴鍋中反應(yīng)1?h，反應(yīng)結(jié)束后加入30?mL蒸餾水，冷卻攪拌使纖維素析出，混合液于4000?r/min離心20?min，取沉淀物料，上清液用于回收離子液體。將沉淀物料重復(fù)上述步驟處理1次，處理后的物料，均經(jīng)自來(lái)水洗滌干燥后，置于4?℃冰箱備用[19]。

1.2.2 ?基本組分分析 ?參照田維亮等[20]的方法對(duì)樣品中的纖維素、半纖維素及木質(zhì)素含量進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3 ?結(jié)構(gòu)表征 ?（1）掃描電子顯微鏡（SEM）分析。采用掃描電子顯微鏡，于20 kV電壓下獲取樣品微觀形貌圖像。

（2）X-射線衍射（XRD）分析。樣品掃描范圍10～70，掃描步長(zhǎng)0.02，躍遷時(shí)間1?s，室溫條件下加速電壓40 kV，加速電流100 mA，獲得不同處理?xiàng)l件下的X射線衍射圖譜[21]。結(jié)晶指數(shù)（CrI）利用下面公式計(jì)算：

式中：CrI是相對(duì)結(jié)晶度，I002是002晶格衍射角的極大強(qiáng)度，Iam為非結(jié)晶散射強(qiáng)度。

（3）傅里葉變換紅外光譜（FTIR）測(cè)定。準(zhǔn)確稱取樣品與溴化鉀混合研磨均勻并壓成透明的錠片，在分辨率2 cm?1、掃描范圍500～4000 cm?1的條件下進(jìn)行掃描[22]。

（4）核磁共振氫譜（1H NMR）分析。參照劉祝蘭[23]的方法進(jìn)行。

（5）熱重分析。采用熱重分析法，樣品量約為10?mg，空氣氣氛的條件下，氣流速度20?mL/min，升溫速率10?℃/min，由30?℃升溫至800?℃，檢測(cè)樣品的熱穩(wěn)定性[24]。

1.2.4 ?單寧、多酚含量測(cè)定與抗氧化活性分析 ?（1）提取液的制備。分別取4種樣品適量，按1∶10（W/V）的比例加入70%乙醇溶液，冷浸24 h，過濾后得濾液，所得的濾渣再按1∶15（W/V）的比例加入70%乙醇溶液，冷浸12?h，過濾，將2次所得的濾液合并，即為乙醇提取液。

（2）單寧和多酚含量測(cè)定（分光光度法）。參照任小娜[25]和Gong等[26]的方法分別進(jìn)行單寧和多酚標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。測(cè)定樣品溶液的吸光度方法參照標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定，將提取液稀釋到適宜濃度后再測(cè)，保證吸光度值的范圍在標(biāo)準(zhǔn)曲線吸光度值范圍內(nèi)，再通過沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的公式，換算樣品的多酚含量（以沒食子酸計(jì)），計(jì)算公式如下：

式中：C為多酚濃度，mg/mL;V為多酚提取定容體積，mL;n為稀釋倍數(shù);W為樣品質(zhì)量，g。

（3）DPPH自由基清除能力的測(cè)定。精確稱量4 mg的DPPH，用95%的甲醇溶液溶解并定容至100?mL。總反應(yīng)體積4.0?mL，將10～2.5?mg/mL的濃度范圍內(nèi)的待測(cè)溶液與3?mL DPPH溶液分別加入試管中，混勻后在室溫下靜置20?min，于517?nm處測(cè)定其吸光度A1（以95%甲醇溶液調(diào)零）[23]。測(cè)定1?mL 95%甲醇溶液與3?mL的DPPH甲醇溶液混合后的吸光度A0作為陰性對(duì)照，以BHT作為陽(yáng)性對(duì)照。根據(jù)以下公式計(jì)算其清除率：

式中：A0為無(wú)樣品的陰性對(duì)照吸光度，A1為待測(cè)樣品的吸光度。

（4）ABTS自由基清除能力的測(cè)定。將0.0384?g ABTS定容至10?mL，0.134?g過硫酸鉀定容至10?mL，將2種溶液混合，避光放置12?h后得ABTS工作液，使用之前用乙醇稀釋一定倍數(shù)，使其在734?nm的吸光度為0.7000± 0.001。取乙醇提取物0.3?mL與2.7?mL ABTS工作液反應(yīng)30?min后，在波長(zhǎng)為734?nm處測(cè)定吸光度[27]。根據(jù)以下公式計(jì)算其清除率：

式中：A0為溶劑吸光度，A1為待測(cè)液吸光度。

（5）總還原力的測(cè)定。將2.5?mL的3種不同溶劑提取物（0～2.5?mg/mL）分別與2.5?mL 0.2?mol/L pH 6.6的磷酸鹽緩沖溶液混合，再加入1.0 mL 1%鐵氰化鉀溶液在50?℃下水浴30?min。然后加入2.5?mL 10%三氯乙酸，混勻后在3000?r/min下離心10?min，取上清液2.5?mL與2.5?mL蒸餾水、0.5?mL 0.1%三氯化鐵溶液混合，靜置10?min后在700?nm下測(cè)量其吸光度[28]。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次。運(yùn)用Origin 8.0及GraphPad Prism 5.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及作圖。用SPSS 12.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析，P<0.05為差異顯著，P>0.05表示差異不顯著。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?組分分析

不同預(yù)處理方法對(duì)油茶籽種皮得率和基本組分含量的影響見表1。由表1可知，油茶籽種皮經(jīng)酸法、堿法、亞臨界水和離子液體預(yù)處理后所得樣品得率分別為（62.42±0.99）%、（70.13±0.90）%、（80.07±0.01）%和（75.89±0.66）%。這可能與不同預(yù)處理方法對(duì)油茶籽種皮中纖維素、半纖維素與木質(zhì)素的降解程度大小有關(guān)系。一般而言，高pH條件（堿法）對(duì)于木質(zhì)素的去除效果顯著，低pH條件（酸法）可以降解半纖維素。而中性條件下，如離子液體法和亞臨界水法，破壞的是物料的結(jié)構(gòu)，通過纖維素的溶出與析出過程，實(shí)現(xiàn)纖維素的再生過程，因而對(duì)原料質(zhì)量的影響不大[27]。對(duì)油茶籽種皮纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量分析的結(jié)果表明，酸法能夠顯著降低半纖維素的含量（表1），這主要是由于酸法可將半纖維素降解為可溶性糖并改變木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)，從而使半纖維素和木質(zhì)素被部分除去。堿法預(yù)處理可導(dǎo)致物料中天然木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為堿木質(zhì)素溶解在堿里，使得木質(zhì)素含量降低。亞臨界水法處理過程降低了油茶籽種皮中半纖維素的含量，這可能是由于高溫水蒸氣導(dǎo)致原料中的木質(zhì)素被溶解、半纖維素中的乙酰基發(fā)生水解，進(jìn)而除去原料中的木質(zhì)素和半纖維素，從而降低種皮中木質(zhì)素與半纖維的含量。離子液體對(duì)纖維素與半纖維素的影響顯著，而對(duì)木質(zhì)素組分無(wú)顯著影響，這可能與其中性并且反應(yīng)條件溫和有關(guān)，也可能與木質(zhì)素的特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其在一般的離子液體中溶解度相對(duì)較低有關(guān)，上述結(jié)果與Zhao等[29]研究一致。

2.2 ?結(jié)構(gòu)表征

2.2.1 ?掃描電子顯微鏡（SEM）分析 ?不同預(yù)處理方法對(duì)油茶籽種皮微觀結(jié)構(gòu)影響測(cè)定結(jié)果如圖2所示，由圖可以看出，未經(jīng)預(yù)處理的原料表面光滑、質(zhì)構(gòu)緊密，而經(jīng)4種方法預(yù)處理后的油茶籽種皮表面變得粗糙不平整，油茶籽種皮纖維比表面積增大、表面孔洞增加。酸法和堿法預(yù)處理后的原料表面褶皺增多，其主要原因?yàn)樵现械陌肜w維素被降解，木質(zhì)素結(jié)構(gòu)被改變，使半纖維素和木質(zhì)素被部分除去。亞臨界水處理的原料纖維束分離，主要原因是亞臨界條件下隨溫度升高，水分子間的相互作用越強(qiáng)烈，從而加速催化降解反應(yīng)速率。而離子液體處理之后物料出現(xiàn)孔隙及褶皺，結(jié)構(gòu)明顯變得松散，說(shuō)明在離子液體處理過程中，由纖維素、半纖維素及木質(zhì)素等構(gòu)成的纖維結(jié)構(gòu)遭到破壞，使纖維分子內(nèi)和分子間的氫鍵斷裂，此結(jié)果與楊利娜[30]關(guān)于栓皮櫟殼斗木質(zhì)素的研究結(jié)果類似。

2.2.2 ?傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析 ?不同預(yù)處理方法及原料油茶籽種皮的傅里葉紅外光譜分析結(jié)果見圖3，由圖可知，經(jīng)4種預(yù)處理方法處理后所得油茶籽種皮沒有新的吸收峰產(chǎn)生，而主要是發(fā)生了部分吸收峰消失以及吸收峰強(qiáng)度的變化。其中3435.77?cm?1左右有一個(gè)明顯的吸收峰為O-H的伸縮振動(dòng)峰，是所有高纖維農(nóng)作物共有的峰，2923.43 cm?1為纖維素、半纖維素-CH3、-CH2的C-H伸縮振動(dòng)峰，其主要是碳水化合物和脂肪族化合物;1739.29 cm?1左右的吸收峰為乙?；腃=O的伸縮振動(dòng)峰，該處為半纖維素的特征吸收峰，1600～1200?cm?1范圍內(nèi)為木質(zhì)素的特征吸收峰，由吸收峰強(qiáng)度來(lái)看，酸法預(yù)處理和亞臨界水法預(yù)處理能更好的除去木質(zhì)素和半纖維素;1623.43?cm?1、1513.12?cm?1處是芳香環(huán)的伸縮振動(dòng)峰，1378.72?cm?1處是O-H的彎曲振動(dòng)峰，1056.90?cm?1是纖維素、半纖維素的C=O的伸縮振動(dòng)峰，814.97?cm?1左右是纖維素β-D-葡萄糖苷鍵連接的吸收特征峰，由堿處理后油茶籽種皮的吸收峰峰值看出，堿法處理比其他3種處理方法更能有效除去木質(zhì)素和半纖維素。此外，酸法和堿法處理后，油茶籽種皮1739.29?cm?1處的吸收峰消失，說(shuō)明這2種方法可去除乙?；?。離子液體處理后并未出現(xiàn)新的吸收峰，表明該處理過程沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只是溶解再生的過程，但吸收峰的強(qiáng)度發(fā)生變化，說(shuō)明分子結(jié)構(gòu)遭到了一定程度的破壞[31]。

2.2.3 ?核磁共振氫譜（1H NMR）分析 ?不同方法預(yù)處理后油茶籽種皮的1H NMR分析結(jié)果見圖4。按照相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)1H NMR譜圖化學(xué)位移進(jìn)行歸屬可知，δ 0.75～1.50范圍內(nèi)的化學(xué)位移主要代表飽和脂肪族側(cè)鏈上的甲基和亞甲基質(zhì)子;δ 2.17～1.70范圍內(nèi)的化學(xué)位移主要代表脂肪族乙?；系馁|(zhì)子;δ 4.10～3.10范圍內(nèi)的化學(xué)位移主要代表甲氧基上的質(zhì)子;δ 4.6～4.7范圍內(nèi)的化學(xué)位移主要代表β-O-4'結(jié)構(gòu)中Hβ的信號(hào)[21]。由圖4A可知，5種樣品的化學(xué)位移均在δ 4.5～5.0之間的4.70處有較強(qiáng)信號(hào)峰，其中原料、酸法和亞臨界水處理所得油茶籽殼的1H NMR 譜相似，而堿法和離子液體處理所得油茶籽殼的1H NMR譜則與其他3種樣品有明顯差異。由圖4B可知，堿法所得油茶籽殼的1H NMR譜主要體現(xiàn)在化學(xué)位移δ 1.5～2.0處的1.77處有較強(qiáng)的信號(hào)峰，而離子液體所得油茶籽種皮的1HNMR譜主要體現(xiàn)在化學(xué)位移δ 0.5～2.0處（0.78和1.77）的微弱信號(hào)峰和δ 4.10～3.10（3.74）處較強(qiáng)的信號(hào)峰。表明堿法和離子液體所得油茶籽殼纖維素中可能存在少量的脂肪酸類物質(zhì)。

2.2.4 ?X-射線衍射（XRD）分析 ?不同預(yù)處理方法對(duì)油茶籽種皮結(jié)晶性影響的分析結(jié)果見圖5。由圖可以看出，原料油茶籽種皮在16.2°、22.6°處出現(xiàn)明顯的衍射峰，在34.9°處出現(xiàn)較弱的衍射峰，其中16.2°信號(hào)峰來(lái)自于晶面101，22.6°的衍射峰對(duì)應(yīng)的晶面是002，而34.9°弱峰來(lái)自004晶面，從晶面衍射峰可得出油茶籽種皮的結(jié)晶結(jié)構(gòu)是纖維素Ⅰ型;油茶籽種皮經(jīng)預(yù)處理后，衍射圖的基本形狀沒有改變，說(shuō)明預(yù)處理前后油茶籽種皮的晶型結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。此外，油茶籽種皮在16.2°、22.6°處的衍射峰的強(qiáng)度都有所升高，說(shuō)明預(yù)處理對(duì)油茶籽種皮的纖維部分處理效果較好，纖維中的無(wú)定形區(qū)及結(jié)晶區(qū)表面經(jīng)預(yù)處理后大量溶出，而將結(jié)晶區(qū)暴露在外使其吸收強(qiáng)度變大。通過結(jié)晶指數(shù)的計(jì)算證實(shí)了這一點(diǎn)，由計(jì)算可知，未經(jīng)處理的油茶籽種皮原料強(qiáng)度較大，結(jié)晶指數(shù)為41.67，其次是酸法、堿法、亞臨界水和離子液體所得油茶籽種皮結(jié)晶指數(shù)，分別為28.37、28.69、27.34和25.17。

2.3 ?熱重分析（TGA）

不同預(yù)處理方法及原料油茶籽種皮的熱重分析曲線見圖6，由圖可以得出，不同預(yù)處理方法所得的油茶籽種皮質(zhì)量損失的趨勢(shì)與原料基本一致，但初始降解溫度不同，說(shuō)明其熱穩(wěn)定性發(fā)生了改變。從質(zhì)量損失發(fā)生的階段來(lái)看，質(zhì)量損失主要發(fā)生在200～600?℃，而在30～200?℃發(fā)生的質(zhì)量損失很小，這說(shuō)明油茶籽種皮具有較好的熱穩(wěn)定性，在30～200?℃階段主要以游離水分的蒸發(fā)為主。而在200～600?℃則主要以熱降解反應(yīng)為主。此外，由圖分析得出，原料、酸法、堿法、亞臨界水和離子液體處理的油茶籽種皮初始降解溫度分別為276、264、244、257、225?℃，表明預(yù)處理方法均能夠降低油茶籽種皮的起始降解溫度和熱穩(wěn)定性;但不同的預(yù)處理方法對(duì)油茶籽種皮熱穩(wěn)定性的影響不同，熱穩(wěn)定性的大小依次為原料>酸法>亞臨界水>堿法>離子液體，尤其是離子液體所得樣品的起始降解溫度最低，表明離子液體處理使油茶籽種皮的中纖維素含量溶解最多（表1），使得離子液體處理所得油茶籽種皮的熱穩(wěn)定最差。

2.4 ?總酚、單寧含量測(cè)定和抗氧化活性分析

不同預(yù)處理方法的油茶籽種皮多酚含量與抗氧化活性的測(cè)定結(jié)果見表2。由表可知，原料、堿法、酸法、亞臨界水和離子液體預(yù)處理方法所得油茶籽種皮的多酚含量分別是15.77、14.39、0.78、7.92、0.79 mg/g，單寧的含量分別是1.94%、0.05%、0.09%、0.21%和0.05%，說(shuō)明原料中含有最高的多酚和單寧含量，酸法和亞臨界水預(yù)處理次之，而堿法和離子液體處理法最低，同時(shí)不同預(yù)處理方法有助于降低油茶籽種皮中單寧的含量。通過對(duì)比分析原料和4種方法預(yù)處理后油茶籽種皮抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)原料對(duì)DPPH自由基清除能力最強(qiáng)，酸法、亞臨界法和離子液體法次之，而堿法所得油茶籽種皮對(duì)DPPH清除能力最弱;原料對(duì)ABTS自由基清除能力最好，酸法、堿法和亞臨界水次之，而離子液體預(yù)處理所得油茶籽種皮對(duì)ABTS自由基清除能力最差;原料的還原能力最大，酸法、亞臨界水和離子液體預(yù)處理次之，而堿法預(yù)處理所得油茶籽種皮對(duì)還原能力最小。由此可以得出，原料抗氧化活性最好、酸法和亞臨界法次之、而堿法和離子液體法最差，這與油茶籽種皮中多酚和單寧含量高低基本一致，表明油茶籽種皮抗氧化活性可能與其所含有的多酚和單寧有關(guān);同時(shí)還可以分析得出不同預(yù)處理方法降低了油茶籽種皮中單寧的含量和抗氧化活性，而具體降解產(chǎn)物和降低抗氧化活性機(jī)制有待進(jìn)一步分析。

3 ?討論

不同預(yù)處理方法降低油茶籽種皮得率、半纖維素和木質(zhì)素含量不同，酸法能夠顯著降低半纖維素的含量，而堿法對(duì)木質(zhì)素組分的去除效果顯著，亞臨界水處理主要破壞的是半纖維素和木質(zhì)素，而離子液體對(duì)木質(zhì)素組分影響不大。結(jié)構(gòu)對(duì)比分析表明，不同預(yù)處理方法可使油茶籽種皮的纖維束結(jié)構(gòu)變得松散、比表面積增大、表面孔洞增加;纖維結(jié)構(gòu)的無(wú)定型區(qū)比例升高、結(jié)晶度下降;半纖維素和木質(zhì)素被降解。不同預(yù)處理方法有助于降低油茶籽種皮中多酚與單寧的含量和抗氧化活性，其中原料抗氧化活性最好、酸法和亞臨界水預(yù)處理次之、而堿法和離子液體預(yù)處理最差，該結(jié)果與油茶籽種皮中總酚和單寧含量高低基本一致，表明油茶籽種皮抗氧化活性可能與其所含有的總酚和單寧有關(guān)。在綜合考慮油茶籽種皮成分變化、抗氧化活性以及環(huán)境污染問題的情況下，本研究認(rèn)為亞臨界水預(yù)處理能更好的提高油茶籽仁種皮深加工產(chǎn)品的附加值和油茶籽的綜合利用率。

油茶籽油具有很好的保健作用，從而使油茶產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)展起來(lái)。隨著油茶種植面積的增長(zhǎng)和產(chǎn)量增大，油茶籽油生產(chǎn)的副產(chǎn)物油茶籽種皮也越來(lái)越多，那么如何利用業(yè)已成為亟待解決的問題。有關(guān)油茶果的研究主要針對(duì)于油茶的種植、油茶果殼和油茶籽油的提取，而針對(duì)油茶籽種皮的研究甚少[31]。截止目前，國(guó)內(nèi)對(duì)油茶籽種皮的研究主要是利用油茶籽種皮的一些功能性成分，包括抗氧化活性成分提取、原花青素提取、多糖與黃酮提取等。但是這些物質(zhì)不是油茶籽種皮的主要成分，其提取和利用成本也比較高，并不能解決副產(chǎn)物油茶籽種皮的浪費(fèi)問題。通過成分分析，不同預(yù)處理方法處理后的原料半纖維素、纖維素與木質(zhì)素，結(jié)構(gòu)表征中離子液體處理更能促進(jìn)纖維素溶解、破壞結(jié)晶結(jié)構(gòu)和降低結(jié)晶程度，從而增加纖維素酶的反應(yīng)位點(diǎn)，提高酶的活性，有助于油茶籽種皮容易被進(jìn)一步開發(fā)利用[33]。油茶籽種皮中的纖維素、半纖維素進(jìn)行微生物發(fā)酵可以生產(chǎn)乙醇[34]、乳酸[35]等一系列產(chǎn)品;不同處理方式可以提純纖維素，或者預(yù)處理除去其他物質(zhì)后通過提純木質(zhì)素和對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行改性來(lái)生產(chǎn)改性木質(zhì)素產(chǎn)品;將油茶籽種皮經(jīng)過一定的處理提取膳食纖維[12]加入到保健食品中等，從而達(dá)到油茶籽種皮廢物高質(zhì)化和高值化利用的目的。

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責(zé)任編輯：崔麗虹