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Effects of Process Methods on Physicochemical Property and Nutrient Content of Tea Oil

不同加工方式对油茶籽油理化性质及营养成分的影响



全 文 :林 业科 学研 究 2010, 23( 2) : 165 ~ 169
Forest Research
文章编号: 1001-1498( 2010) 02-0165-05
不同加工方式对油茶籽油理化性质
及营养成分的影响
聂 明1, 2 , 杨水平1 * , 姚小华2, 方学智2, 王亚萍2
( 1. 西南大学资源环境学院 , 重庆 400716 ; 2 . 中国林业科学研究院亚热带林业研究所 , 浙江 富阳 311400 )
摘要: 研究了 CO2 超临界萃取、低温压榨、普通螺旋榨 3 种不同制油方法对油茶籽油酸值、过氧化值、碘价、色泽以及
维生素 E、β-胡萝卜素、角鲨烯、β-谷甾醇、总磷、脂肪酸组成成分相对含量的影响。结果表明: 在 3 种制油方法中,
普通螺旋榨油其酸值、过氧化值最高, 显著高于另外两种方法。维生素 E、β-胡萝卜素、角鲨烯和 β-谷甾醇含量以超
临界萃取茶油最高, 而总磷含量以低温压榨油最高, 且与超临界萃取油表现出显著性差异。
关键词: 超临界萃取; 低温压榨; 油茶籽油; 理化性质; 营养成分
中图分类号: S759.8 文献标识码: A
收稿日期 : 2009-04-22
基金项目 : 国家林业局公益专项 ( 200704036) ; 浙江省重大科技攻关项目 ( 2007C12067 ) ; 国家林业局“948”引进项目“油脂的酶法制取
及副产物回收技术引进”( 2009-4-56)
作者简介 : 聂明 ( 1982 - ) , 男 , 山东费县人 , 硕士研究生 , 主要从事油脂加工方面的研究 .
* 通讯作者 , 副教授 , 主要从事林木栽培育种、经济林产品加工等研究 .
Effects of Process Methods on Physicochemical Property
and Nutrient Content of Tea Oil
NIE Ming1 , 2 , YANG Shui-ping1 , YAO Xiao-hua2 , FANG Xue-zhi2, WANG Ya-ping2
( 1. College of Resources and Environment of Southwest University, Chongqing 400716, China;
2. Research Institute of Subtropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Fuyang 311400, Zhejiang, China)
Abstract: Three process methods ( supercritical CO2 extraction, cold pressing, spiral pressing) were applied to
prepare oil-tea camellia seed oil. The physicochemical property and nutritional materials of the oil, such as acid
value, peroxide value, iodine value, colour value, and the content of vitamin E, β-carotene, squalene, β-
sitosterol, total phosphorus and fatty acid, were investigated. The results showed that the spiral pressed oil had the
highest acid value and peroxide value which were significant higher than that of the oil extracted by the other
methods. The contents of vitamin E, β-carotene, squalene, and β-sitosterol in supercritical CO2 extracted oil was
the highest, while the content of total phosphorus in cold pressing extracted oil was the highest which was significant
higher than that of supercritical CO2 extracted oil.
Key words: supercritical extraction; cold pressing; oil-tea camellia seed oil; physicochemical property;
nutrient content
油茶 ( Camellia oleifera Abel. ) 与油橄榄 ( Olea
europaea L. ) 、椰 子 ( Cocos nucifera L. ) 以 及 油棕
( Elaeis guineensis Jacq. ) 被称为世界四大木本油料
植物 [ 1] 。茶油脂肪酸组成与橄榄油相似, 被誉为
“东方橄榄油”[ 2] 。美国国家卫生研究院的研究表
明, 茶油中的茶多酚对降低胆固醇和抗癌疗效明显。
此外, 茶油还是高血压、心脏病、动脉粥样硬化、高血
脂患者的理想食用油脂 [ 3 ] 。
林 业 科 学 研 究 第 23 卷
目前工业上茶油主要采用压榨法和溶剂浸提法
制油。压榨法处理量小, 提油率低, 茶油毛油色重而
混, 尚需进一步精炼, 但该法生产的茶油保持特有清
香味较好 [ 4 ] 。何东平等 [ 5] 对压榨法制油工艺流程
作了适当调整, 增加“小路炒仁”工序, 以生产浓香
茶籽油。溶剂浸提法制油是当前衡量一个国家和地
区油脂制取工业发展水平的标准, 通常发达国家所
占比例在 90% 以上, 即实现了“浸出化”[ 4] 。溶剂浸
提法虽可大批量浸提制油, 但也存在制取的毛油中
杂质多、茶油缺乏清香味、颜色深等问题, 这是由于
混合油脱溶而导致香气成分损失及精炼不当所
致 [ 4] 。CO2 超临界萃取得油率高, 杂质含量低, 色泽
浅, 并可省去一系列后续的精炼工序; 同时由于浸出
温度低, 不致破坏料胚中蛋白质的结构, 对于一些受
热、受氧化不稳定的脂肪酸保存率高, 而且残油
少 [ 5 - 6 ] 。但与压榨法和溶剂浸提法相比, 工业生产
上 CO2 超临界萃取耗能较大, 成本较高
[ 7] 。而采用
低温压榨技术制油, 可避免对油料过度加热和过多
化学处理而产生有害物质, 又尽可能保留油中的生
理活性物质, 如维生素 E、γ-亚麻酸等 [ 8 ] , 使成品油
和饼粕的品质都得到相应提高, 保持油的纯天然特
性, 但如何达到技术成熟, 高效率、低成本地在实际
生产中应用, 还需要不断实践与摸索。
本研究采用经低温压榨法、普通螺旋榨法和
CO2 超临界萃取的茶油, 分别对其酸值、过氧化值、
色泽进行测定, 以及采用气相色谱法分别进行茶油
维生素 E、β-胡萝卜素、角鲨烯、β-谷甾醇、总磷、脂
肪酸组成成分相对含量的分析, 从而进一步对茶油
的营养和利用价值进行评价, 为茶油生产及其开发
利用提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
1. 1. 1 试验材料 取自浙江省建德市油脂油茶示
范林成熟的普通油茶籽, 分别进行 CO2 超临界萃取、
低温压榨和普通螺旋榨制油。CO2 超临界萃取所得
的茶油由浙江富阳中国林科院松花粉研究开发中心
CO2 超临界装置萃取 ( 油茶籽颗粒细度 40 目, 萃取
温度 45 ℃, 萃取压力 35 MPa, CO2 流量 35 L·h - 1 ,
萃取时间 2. 5 h) 得到; 低温压榨油由浙江建德霞雾
茶油加工厂按常规加工方法, 油茶籽不经炒制 , 直
接由榨油机榨取; 普通螺旋榨油由浙江建德霞雾茶
油加工厂按常规加工方法, 油茶籽经炒制后( 含水率
为 2% 左右) 再由榨油机榨取。
1. 1. 2 试验仪器 HA231-50-06 型超临界萃取装
置 CO2 超临界萃取仪( 江苏南通华安超临界萃取设
备有限公司 ) ; 6YL-75 型螺旋式榨油机 ( 浙江磐峰机
械制造有限公司) ; Agilent 5975B 气相色谱仪( 美国
Agilent公司) 。
1.2 分析方法
1. 2. 1 酸值、过氧化值、碘价、色泽的测定 酸值测
定参考 GB/ T5530-2005[ 9 ] , 过氧化值测定参考 GB/
T5538-2005[ 10] , 碘价测定参考 GB/ T 5532-1995 [ 11] ,
色泽测定参考 GB/ T5525-1985[ 12 ] 。
1. 2. 2 维生素 E、β-胡萝卜素、角鲨烯、β-谷甾醇及
总磷的测定 维生素 E 测定参考 GB/ T5009. 82-
2003
[ 13]
, β-胡 萝 卜 素 测 定 参 考 GB/ T5009. 83-
2003[ 14] , 角鲨烯测定参考文献[ 15] , β-谷甾醇测定参
考文献[ 16] , 总磷测定参考 GB/T5009. 87-2003 [ 17 ] 。
1. 2. 3 茶油脂肪酸组成分析 脂肪酸甲酯化: 采用
GB/ T17376-1998 动植物油脂、脂肪酸甲酯制备中四
碳或四碳以上脂肪酸甲酯的特殊制备方法 [ 1 8] 。
脂肪酸测定: 采用气相色谱对脂肪酸进行测定。
色谱柱为 Noukoul 柱( 30 m×0. 32 mm×0. 25 μm, 美
国 Suplco 公司) 。测定条件为: 分流进样, 进样口为
220 ℃, 分流比为 1∶10。色谱柱起始温度 150 ℃保
持 1 min 后, 以 5 ℃·min - 1上升至 190 ℃, 保持 20
min。载气为 N2 , 流速为 2 mL·min - 1 ; H2 为 30 mL
·min - 1 , 空气为 400 mL· min - 1 , 尾吹 25 mL·
min
- 1。检测器温度为 220 ℃。
2 结果与分析
2.1 不同制油方法下茶油主要理化性质比较
在茶油的长期贮藏过程中, 抗氧化物质的损失
会引起过氧化值、酸值的恶性循环升高, 进而引起油
脂酸败, 使茶油品质下降。另外, 有些类脂物如磷脂
对人体健康有益, 但磷脂会使油色显混浊, 并会吸水
沉降, 加速油脂变质, 不利油脂的储存, 烹调时会发
黑变焦, 严重影响食物的色、香、味, 故也需除去 [ 19] 。
由表 1 可以看出, CO2 超临界萃取油的酸值、过氧化
值均低于普通螺旋榨油, 这是因为在普通螺旋榨过
程中对原料进行了加热蒸炒的热处理, 压榨温度在
100 ~ 135 ℃左右, 使油脂容易氧化、聚合、分解产
生过氧化物和某些有害物质 [ 20] 。CO2 超临界萃取
油主要质量指标均已达到国标 ( GB 11765-2003) [ 21 ]
规定的茶籽油压榨一级标准, 且 CO2 超临界萃取可
661
第 2 期 聂 明等: 不同加工方式对油茶籽油理化性质及营养成分的影响
省去繁琐的精炼工序, 提高油脂的生产效益。普通
螺旋榨毛油和低温压榨毛油也已达到国标 ( GB
11765-2003) 规定的茶籽油压榨二级标准。而 CO2
超临界萃取和低温压榨油未经过高温处理, 使茶油
中如维生素 E 等抗氧化物质含量要高于普通螺旋榨
油, 这与下述茶油营养成分比较结果相同。由于普
通螺旋榨过程中温度升高, 加之炒制, 使得油脂色泽
变深 [ 5] , 在外观色泽上也不如 CO2 超临界萃取油和
低温压榨油受消费者青睐。
表 1 茶油主要理化指标值
茶油
酸值( KOH) /
( mg·g - 1 )
过氧化值 /
( mmol·
kg - 1 )
碘价 /( g·
100 g - 1 )
色泽( 罗维
朋比色槽
25.4 mm)
国标一级油茶籽油 ≤1.00 ≤6.00 - 黄 35, 红 2
CO2 超临界萃取油茶籽油 0.73 2.12 88 黄 35, 红 1
普通螺旋榨油茶籽油 0.94 7.60 87 黄 35, 红 3
低温压榨油茶籽油 0.12 1.80 85 黄 35, 红 3
注: 国标( GB 11765-2003) 所用的油茶籽油为压榨成品油茶籽油。
2. 2 不同制油方法茶油脂肪酸组成成分分析
茶油脂肪酸主要由油酸和亚油酸等不饱和脂肪
酸组成, 一般总含量占 90% 左右, 尤其是油酸, 一般含
量在 80% 以上; 而饱和脂肪酸含量在 10% 左右, 主要
由棕榈酸( 7% ~ 9% ) 和硬脂酸( 1% ~ 3% ) 组成 [ 1] 。
油酸是在油脂生长发育过程中由饱和脂肪酸转化而
来, 是茶油中含量最高的不饱和脂肪酸, 其含量多少
直接影响到茶油品质。茶油是富含不饱和脂肪酸的
植物油, 不易受剧毒致癌物质黄曲霉素 B1 污染, 因而
具有良好的营养保健功能。由表 2 可知, 不同制油方
法得到茶油中的脂肪酸由不饱和脂肪酸和饱和脂肪
酸两部分组成, 其中不饱和脂肪酸主要为油酸和亚油
酸, 两者含量之和均高于 88% ; 饱和脂肪酸主要有棕
榈酸和硬脂酸, 两者总含量均为 10%左右。在其他脂
肪酸( 主要为棕榈烯酸和花生烯酸) 含量上, CO2 超临
界萃取比低温压榨更优, 说明 CO2 超临界萃取可以将
茶油中的营养保健成分提取得更为充分。
表 2 不同制油方法茶油脂肪酸组成成分
脂肪酸 CO2 超临界萃取 低温压榨 普通螺旋榨
棕榈酸 / % 8. 327 7. 883 8. 601
硬脂酸 / % 2. 163 2. 417 2. 213
油酸 /% 80. 045 82. 861 80. 887
亚油酸 / % 8. 365 5. 925 7. 255
亚麻酸 / % 0. 283 0. 331 0. 306
其他 /% 0. 817 0. 583 0. 738
2.3 不同制油方法茶油营养成分比较
2. 3. 1 维生素 E、β-胡萝卜素、角鲨烯及 β-谷甾醇
含量比较 现代医学研究已经证实, 油脂中某些微
量物质对人体健康有益, 如维生素 E 有抗氧化、抗癌
等功效; 胡萝卜素有抗氧化、提高免疫力、抑制癌细
胞增殖等功能; 植物甾醇能有效降低血清胆固醇; 角
鲨烯能补充细胞氧气、修复细胞、防治肿瘤 [ 20] 。维
生素 E 为抗氧化物质, 如其含量高, 利于茶油的长期
贮藏; 反之, 易引起油脂的酸败。由图 1 可以看出,
CO2 超临界萃取油的营养成分维生素 E 含量达到
20. 15 mg·100 g - 1。经方差分析, CO2 超临界萃取
油的维生素 E 含量显著高于低温压榨油( 18. 29 mg
·100 g - 1 ) 和普通螺旋榨油 ( 11. 30 mg·100 g - 1 )
( P < 0. 05) , 而低温压榨油维生素 E 含量显著高于
普通螺旋榨油( P < 0. 05) 。
一些研究表明, 从日常饮食中摄入足量的 β-胡
萝卜素可能减少患上心脏病和癌症两种疾病的危
险。由图 2 看出, CO2 超临界萃取油的营养成分 β-
胡萝卜素含量( 5. 1 μg·g - 1 ) 显著高于低温压榨油
( 3. 7 μg· g - 1 ) 和普通螺旋榨油 ( 3. 5 μg· g - 1 )
( P < 0. 05) , 但低温压榨油与普通螺旋榨油之间没
有显著差异( P > 0. 05) 。由图 3 看出, CO2 超临界萃
取油的营养成分角鲨烯含量 ( 211. 8 μg·g - 1 ) 显著
高于低温压榨油( 153. 6 μg·g - 1 ) 和普通螺旋榨油
( 167. 2 μg·g - 1 ) ( P < 0. 05) , 但低温压榨油与普通
螺旋榨油之间没有显著差异( P > 0. 05) 。
图 1 不同制油方法对茶油中维生素 E 含量的影响 图 2 不同制油方法对茶油中 β-胡萝卜素含量的影响
761
林 业 科 学 研 究 第 23 卷
β-谷甾醇对氧自由基具有较强的抑制作用, 对
油脂也有较强的抗氧化作用, 具有作为天然油脂抗
氧化剂的潜力 [ 22] 。由图 4 看出, CO2 超临界萃取油
的营养成分 β-谷甾醇含量 ( 0. 57 mg·g - 1 ) 显著高
于低温压榨油 ( 0. 30 mg· g - 1 ) 和普通螺旋榨油
( 0. 48 mg·g - 1 ) ( P < 0. 05) , 且低温压榨油与普通
螺旋榨油也存在显著差异 ( P < 0. 05) 。不管低温压
榨还是普通螺旋榨, 所榨取的茶油都要经过脱臭过
程, 脱除油脂中各种小分子伴随物( 包括有益的营养
成分和有害物质) , 脱臭能除去 35% ~ 40% 甾醇; 维
生素 E 和角鲨烯在脱臭时损失很大, 可以使约 70%
的维生素 E 和 80% 的角鲨烯进人脱臭馏出物中 [ 20] 。
因此这也是引起维生素 E、β-胡萝卜素、角鲨烯、β-
谷甾醇损失的重要原因。但总体来讲, CO2 超临界
萃取可以将茶油中的微量营养成分提取得更为充
分, 更利于人们的饮食生活健康。
图 3 不同制油方法对茶油中角鲨烯含量的影响 图 4 不同制油方法对茶油中 β-谷甾醇含量的影响
2. 3. 2 总磷含量比较 现代医学研究证实, 油脂中
某些类脂物和脂肪伴随物对人体健康有益, 如磷脂
有健脑、益智及降低胆固醇、降血脂、防止动脉硬化
等功能; 同时也是血球及其它细胞膜的主要构成材
料, 它对人体的正常活动和新陈代谢起着重要作
用 [ 22] 。由图 5 看出, 总磷含量以低温压榨油最高,
达到了 5. 78 mg·100 g - 1 , 普通螺旋榨油次之( 3. 72
mg·100 g - 1) , 且低温压榨油和普通螺旋榨油的总
磷含量显著高于 CO2 超临界萃取油 ( 2. 18 mg·100
g
- 1
) , 低温压榨油和普通螺旋榨油之间也存在显著
差异( P <0. 05) 。这是因为在榨取过程中磷脂溶解
于其他杂质, 一起随油脂流出, 使其含量升高 [ 23 ] , 其
中原因, 有待在今后的试验中继续研究。同时也说
明, CO2 超临界萃取省去了脱磷等繁杂的油脂精炼
过程。
图 5 不同制油方法对茶油中总磷含量的影响
3 结论
不同制油方法对油茶籽油理化性质及营养成分
的影响研究结果表明, 茶油中的脂肪酸由不饱和脂
肪酸和饱和脂肪酸两部分组成, 其中不饱和脂肪酸
主要为油酸和亚油酸, 两者含量之和均高于 88% ;
饱和脂肪酸主要有棕榈酸和硬脂酸, 两者总含量均
为 10% 左右, 还含有亚麻酸和花生烯酸等。
茶油的过氧化值以及酸值以普通螺旋榨油最
高, 且显著高于 CO2 超临界萃取油和低温压榨油。
这是因为普通螺旋榨法经过高温处理, 以及精炼过
程中的脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱蜡等工艺流程, 使
得抗氧化物质如维生素 E、β-谷甾醇等损失较多, 且
产生了某些过氧化物的缘故。过氧化物使油脂的酸
值升高, 酸值又反作用于过氧化值, 从而产生恶性循
环, 不利于油脂的贮藏。
CO2 超临界萃取油的营养成分维生素 E、β-胡
萝卜素、角鲨烯和 β-谷甾醇等均显著高于低温压榨
油和普通螺旋榨油( P < 0. 05) 。维生素 E、β-谷甾醇
等物质一方面使油脂的抗氧化性增强, 另一方面也
有利于人们的饮食健康。在低温压榨油和普通螺旋
榨油的油脂精炼过程中, 维生素 E、β-胡萝卜素、角
鲨烯和 β-谷甾醇被除去或者进入脱臭流出物中, 使
其含量降低。而在总磷含量上, 低温压榨油和普通
861
第 2 期 聂 明等: 不同加工方式对油茶籽油理化性质及营养成分的影响
螺旋榨油显著高于 CO2 超临界萃取油( P < 0. 05) ,
这可能是因为在榨取过程中磷脂溶解于其他杂质,
一起随油脂流出, 使其含量升高。
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