前处理对油茶籽油氧化稳定性及美拉德反应的影响

杨 楠，罗 凡，费学谦，钟海雁

（1.中国林业科学研究院 亚热带林业研究所，浙江 杭州 311400；2.中南林业科技大学 食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004）

油茶Camema oleiferaAbel.是我国特有的木本油料，所制得油脂被称为油茶籽油、山茶油、茶油，其脂肪酸组成、理化特性、营养价值与生理功效等接近橄榄油，长期食用，具有预防心血管硬化、降血压、降血脂、抗肝炎、防癌症等功效[1-3]。

美拉德反应（Maillard reaction）是指氨基化合物和羰基化合物之间发生的非酶促褐变反应。美拉德反应进程包括初始、中间和最终阶段等三个阶段，而且美拉德反应产物（Maillard reaction products，MRPs）种类繁多。MRPs包括还原酮、杂环化合物、类黑精等，这些物质具有显著的抗氧化性[4-5]。例如陈海光等人[6]研究了模式美拉德体系产物对油脂抗氧化性能的影响，发现向油脂中添加1%制得的美拉德产物油脂获得良好的抗氧化性；魏长庆等人[7]研究了亚麻籽油中美拉德反应源挥发性香气形成的机理，发现炒籽30～40 min亚麻籽油会形成较多的醛类、酮类及杂环类挥发性化合物，认为美拉德反应产物具有一定抗氧化的作用。

在油茶籽油制备过程中，预处理压榨工段对油茶籽的出油率和油茶籽油产品的品质影响较大。例如油茶籽在生产和压榨过程中会经过剥壳、破碎、蒸炒[8]等高温工艺，可能产生美拉德反应；有研究发现油茶籽壳中含有茶皂素、总黄酮等一些抗氧化活性成分[9]，带壳压榨可增大物料的散落性和弹性，保障压榨稳定性；去壳压榨可保证出油率和油品质，但压榨不稳定影响设备输出。罗凡等[10]研究了压榨条件对油茶籽油挥发性成分和营养成分的变化规律，推荐压榨时采用20%的含壳率，即全籽的壳去掉50%为最佳。

本文中对比研究了带壳压榨和去壳压榨对美拉德反应产物及其抗氧化性的影响，分析了油茶籽油与油茶仁油中美拉德反应发生的温度条件及其产物含量与抗氧化性，以期摸清温度、时间、壳等因素对油茶籽油品质的影响，为优化油茶籽加工工艺以及油茶籽工业生产中应用美拉德产物提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 实验仪器

实验仪器主要有：紫外分光光度计UV-2550，日本岛津公司；自动液压榨油机，型号为6YY-190（洛阳金厦液压机械有限公司）；743-食用油脂氧化稳定仪，瑞士万通；电子天平S-114，北京赛多利斯仪器系统有限公司；LC-10AT型液相色谱仪和SPD-10A型紫外检测器，日本岛津公司。

1.2 样品与试剂

选取新鲜成熟的普通油茶籽，干燥后分别经过90、120、150 ℃红外热处理0、20、40、60、90、120 min，热处理后摊晒加速冷却。处理后的油茶籽一半剥壳得到油茶籽仁，另一半不剥壳，两种样品分别液压榨油，冷藏备用。

2,2-联苯基-1-苦基肼基（96%）购自Sigma-Aldrich公司；5-羟甲基糠醛购自Sigma-Aldrich公司；二羰基化合物3-脱氧奥苏糖及乙二醛购自TRC公司；丙酮醛溶液购自麦克林公司；甲醇（HPLC级）购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；其它试剂均为分析纯，实验用水为超纯水。

1.3 实验方法

1.3.1 MRPs的提取

称取5 g经1.2中处理的样品，用甲醇萃取3次并定容至10 mL，得到美拉德产物提取液，冷藏备用[11]。

1.3.2 MRPs的抗氧化活性

氧化稳定时间根据GBT 21121—2007方法测定[12]。

DPPH法：取1 mL MRPs提取液，加入0.2 mmol/L DPPH甲醇溶液3 mL。室温条件避光反应30 min，以甲醇作参比，517 nm波长下测其吸光值。DPPH自由基清除活性按下列计算[13]：

DPPH=[A0-(A2-A2)]/A0×100%。

式中：A0为未加MRPs时DPPH溶液的吸光度；A1为MR一定时间后DPPH溶液的吸光度；A2为MRPs的吸光度。

1.3.3 MRPs的高效液相色谱法

5-羟甲基糠醛高效液相色谱检测条件：流动相A，0.1%冰醋酸溶液；流动相B，甲醇；流速0.7 mL/min；柱温，40℃；进样量，10 μL；检测波长280 nm；色谱柱，型号ZORBAX SB-Aq（4.6 mm×250 mm，5 μm）；检测器，SPD紫外检测器。洗脱程序如表1所示。

表1 5-羟甲基糠醛的液相色谱洗脱程序Table 1 Liquid chromatographic elution procedure for hydroxymethylfurfural

二羰基化合物的高效液相色谱检测条件：流动相A，0.1%冰醋酸溶液；流动相B，甲醇；流速，0.8 mL/min；柱温，40 ℃；进样量，10 μL；检测波长，314 nm；色谱柱，型号ZORBAX SB-Aq（4.6×250 mm，5 μm）；检测器，SPD紫外检测器。洗脱程序如表2所示。

表2 二羰基化合物的液相色谱洗脱程序Table 2 Liquid chromatographic elution procedure for dicarbonyl compounds

2 结果与分析

2.1 氧化稳定时间

油茶籽分别经过不同温度加热后测定其压榨油的氧化稳定性，结果如图1所示。

图1 不同前处理后油茶籽油氧化稳定性的变化Fig.1 Changes of oxidative stability of Camellia oleifera seed oil after different pretreatments

从图1可以看出，在90、120 ℃下油茶籽仁油的氧化稳定时间随着加热时间的延长略微下降，在150 ℃下油茶籽油的氧化稳定时间是先降低后增加的过程；而在油茶籽油中，90 ℃下的氧化稳定时间先升高后降低，120 ℃下的氧化稳定时间随着加热时间的延长而降低，150 ℃下的氧化稳定时间先降低后增加。加热中期（90 min之前）油茶籽仁油和油茶籽油的氧化稳定时间随着温度的升高而降低，加热后期（120 ～150 min）油茶籽仁油和油茶籽油的氧化稳定时间随着加热温度的升高而增加。在150 ℃下加热120 min的油茶籽仁油和油茶籽油的氧化稳定时间分别是未加热下的1.84和1.24倍。由此推测，在加热到150 ℃时，油茶籽仁油和油茶籽油中产生了具有抗氧化性的美拉德产物。也有研究结果表明，适当加热处理能提高油茶籽油的氧化稳定性，与Schlormann等[16]和Vaidya等人[17]的研究结果类似。茶皂素、多酚、多糖、甾醇、VE等天然抗氧化成分随加热引起含量或形态的改变都有可能提高油茶籽油的氧化稳定性，150 ℃条件下美拉德反应产物可能是提高油茶籽油氧化稳定性的主要因素。

2.2 抗氧化性分析

清除自由基是表现抗氧化性的一种主要机制[14]。通过油茶籽油对DPPH自由基清除实验可以较好地反映出油茶籽油的抗氧化性[15]。

由图2可知，不同前处理后提取的美拉德反应产物都具有一定的清除DPPH作用，并且清除自由基能力随着反应时间延长而增加。加热0～20 min时的美拉德产物的自由基清除率显著增加，20～90 min时增加缓慢趋于平稳，90～120 min时增加显著，在150 ℃下反应120 min时达到最高，为82.02%（油茶籽仁油）、79.59%（油茶籽油）。油茶籽仁油与油茶籽油清除率比较发现，油茶籽仁油的美拉德产物清除率强于油茶籽油的美拉德产物清除率。

2.3 MRPs含量的分析

二羰基化合物主要发生美拉德反应的中间阶段，目前已经发现的二羰基化合物[18]的种类很多，本实验以3种最常见的二羰基化合物（3-脱氧奥苏糖、乙二醛、丙酮醛）来进行研究。油茶籽油美拉德产物丙酮醛含量如图3所示。

图2 不同前处理后油茶籽油中DPPH清除率的变化Fig.2 Changes of DPPH clearance rate of camellia seed oil after different pretreatments

图3 不同前处理后油茶籽油中丙酮醛含量的变化Fig.3 Changes of acetone content in camellia seed oil before different treatments

实验结果表明，在120 ℃和150 ℃下丙酮醛的含量随着加热时间的延长而增加，在90 ℃下加热时间对丙酮醛的含量影响不明显。在150 ℃下加热120 min时油茶籽仁油和油茶籽油中丙酮醛含量最多分别为14.15 μg/g和7.94 μg/g，分别是未加热时的24.39和18.04倍。加热温度较高（150 ℃）时，增加更明显，Neslihan等[19]研究结果表明加热提高二羰基化合物的含量。丙酮醛含量与氧化稳定时间结合分析发现，其含量变化与氧化稳定时间变化规律相似；与DPPH清除率结合分析，发现在150 ℃下油茶籽仁油和油茶籽油与DPPH清除率的相关性最好，R2分别为0.86和0.84。

由表3可知，乙二醛和3-脱氧奥苏糖只有在加热到120 ℃以上的条件下才产生，并随着加热时间的延长，3-脱氧奥苏糖含量增加显著，乙二醛含量略微增加。将3-脱氧奥苏糖含量与氧化稳定时间结合分析发现，其含量变化与氧化稳定时间变化规律相似；与DPPH清除率结合分析，发现在150 ℃下油茶籽仁油和油茶籽油与DPPH清除率的相关性最好，R2分别为0.815和0.74。因此3-脱氧奥苏糖的含量与油茶籽油的抗氧化性呈正相关。

表3 油茶籽仁油和籽油中乙二醛、3-脱氧奥苏糖含量†Table 3 Content of two aldehyde and 3- deoxy oxalin in kernel oil

3 结 论

本研究采用红外辐射对油茶籽进行不同时间与温度的处理，并分别脱壳和不脱壳榨油，测定处理前后油茶籽油和油茶籽仁油中美拉德产物抗氧化性及其含量。研究发现，不同前处理后提取的美拉德反应产物都具有一定的清除DPPH作用，并且清除自由基能力随着反应时间延长而增加。加热0 ～20 min时的美拉德产物的自由基清除率显著增加，20～90 min时增加缓慢并趋于平稳，90～120 min时增加显著。

在150 ℃下加热120 min的油茶籽仁油和油茶籽油的氧化稳定时间分别达到11.925 h和7.51 h，是未加热下的1.84和1.24倍。随着加热温度和时间的变化，丙酮醛和3-脱氧奥苏糖含量呈上升趋势。实验数据表明丙酮醛和3-脱氧奥苏糖含量与油茶籽油的抗氧化性呈正相关，与DPPH清除率结合分析，发现在120 ℃和150 ℃下油茶籽仁油和油茶籽油与DPPH清除率的相关性最好，R2分别为0.86和0.84，0.815和0.74。且压榨油茶籽仁油的DPPH清除率为82.02%，油茶籽油的DPPH清除率为79.59%。

综上所述，油茶籽仁油的抗氧化性强于油茶籽油，主要是因为油茶籽发生美拉德反应后其产物丙酮醛与3-脱氧奥苏糖具有一定抗氧化性，可延长油茶籽油的氧化稳定性。然而美拉德反应是一个复杂的反应体系，美拉德产物的具体组成及其产物的抗氧化机理有待进一步研究。