制油工艺对油茶籽油生物活性成分含量和抗氧化活性的影响

刘 芳，吴苏喜，，蒋明芳，谭传波，李普选

(1.长沙理工大学 食品与生物工程学院，长沙 410114； 2.郑州远洋油脂工程技术有限公司，郑州 450000; 3.长沙昊瑞生物科技有限公司，长沙 410114)

油茶(CamelliaoleiferaAbel)系山茶科山茶属植物，是我国特有的木本油料作物，与油棕、油橄榄、椰子并称为世界四大木本油料树种[1]。油茶籽油在《本草纲目》中被记载为药油，被联合国粮农组织推荐为健康食用油[2]。油茶籽油具有特殊的脂肪酸组成(油酸含量高达74%～89%，亚油酸含量为7%～13%，且不含芥酸、山嵛酸等组分)，易于消化和吸收[3-4]。同时，高油酸的油茶籽油具有降血压、降血脂、防治冠心病和动脉粥样硬化等心血管疾病的作用[5-6]。油茶籽油还含有多种生物活性成分，如生育酚、角鲨烯、甾醇、多酚等，具有抗氧化[7]、防辐射[8]、抗炎症[9]、抑菌[10]及提高人体免疫力等多种生理功效。

油茶籽油的生物功效受制取工艺的影响，这是因为不同的制油工艺会影响油中生物活性成分的含量[11]。目前，油茶籽油的制取工艺通常有压榨法(冷榨和热榨)、浸提法、超临界流体萃取法等。冷榨法虽然能保障油茶籽油的原生态品质和生物活性，但是出油效率偏低；热榨法虽然能提高出油效率，而且风味浓郁，但是油中杂质含量多，还可能损失微量活性成分；浸提法虽然出油效率高，但存在生产安全隐患，而且原油残溶高，需要后续严格的精炼才能满足食品安全需要，原油精炼以后的生物活性成分含量降幅较大；超临界流体萃取法虽然出油效率高，出油品质好，生物活性得到保留，但存在设备昂贵等缺点。近年来，随着科学技术研究的发展，油茶籽加工产业涌现出了鲜榨法[12]和新水法[13]等新的制油技术。

为了进一步探索鲜榨法和新水法这两种制油新技术的优越性，本文以提油率为产业化可能性的评价指标，以脂肪酸组成、生物活性成分含量为品质评价指标，以DPPH自由基和ABTS自由基清除率为生物活性功能的评价指标，对比研究鲜榨油茶籽油、浸提油茶籽油、新水法油茶籽油、冷榨油茶籽油和热榨油茶籽油的生物活性成分含量和生物活性功能，旨在充分利用我国丰富的油茶籽资源, 开发油茶籽油在医药、化妆品、化工等行业中的应用, 促进我国油茶籽产业的发展。

1 材料与方法

1.1 实验材料

油茶果，由湖南大三湘茶油股份有限公司提供。

脂肪酸甲酯混标、角鲨烯标准品(纯度≥98%)、角鲨烷标准品(纯度≥98%)以及α-、β-、γ-、δ-生育酚(纯度≥95%)，美国Sigma公司；没食子酸标准品(纯度≥98%)，成都德思特生物技术有限公司；1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH)，上海麦克林生物科技有限公司；2，2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)，上海梯希爱化成工业发展有限公司；福林酚试剂，合肥博美生物科技有限公司。

GC-2010plus气相色谱仪、LC-20AT液相色谱仪，岛津公司；UV 5200型紫外可见分光光度计，上海元析仪器有限责任公司；ZYJ-9018型全自动螺旋榨油机，德国贝尔斯顿公司。

1.2 实验方法

1.2.1 不同工艺制取油茶籽油

鲜榨法：新鲜油茶果→脱蒲→鲜油茶籽→水洗→粉碎→压榨→油茶籽浆液→按比例加入食品级提取液→恒温加热(80℃，30 min)→离心分离→收集上层油(鲜榨油茶籽油)。

浸提法：新鲜油茶果→晾晒→脱蒲→干油茶籽→粉碎→加入六号溶剂(料液比1∶4)→超声辅助浸提(180 W，1 h)→离心分离→收集上清液→旋转蒸发脱溶→收集油样(浸提油茶籽油)。

新水法：新鲜油茶果→晾晒→脱蒲→干油茶籽→脱壳→粉碎→添加油茶籽粉质量15%～25%的水和2%～3%的提油助剂→揉搓、搅拌(50℃，50 min)→离心分离→收集油样(新水法油茶籽油)。

冷榨法：新鲜油茶果→晾晒→脱蒲→干油茶籽→粉碎→压榨→收集油样(冷榨油茶籽油)。

热榨法：新鲜油茶果→晾晒→脱蒲→干油茶籽→烘烤(150℃，30 min) →冷却→粉碎→压榨→收集油样(热榨油茶籽油)。

1.2.2 提油率的计算

参照GB/T 14488.1—2008测定油茶籽以及脱油饼粕的含油率，按下式计算提油率(Y)。

(1)

式中：m1为油茶籽中的总油质量，g；m2为脱油饼粕的残油质量，g。

1.2.3 脂肪酸组成及含量测定

参考Sodeifian等[14]的方法将油样甲酯化，再采用气相色谱法测定脂肪酸组成和含量。以脂肪酸的保留时间定性，按峰面积归一化法定量。

气相色谱条件:TR-FAME 柱(100 m ×0.25 mm ×0. 2 μm)；升温程序为100℃保持13 min，以10℃/min升温至 180℃ 保持 6 min，接着以 1℃/min 升温至200℃保持20 min，再以4℃/min 升温至230℃保持10.5 min；分流比100∶1；检测器、进样口温度均为230℃；进样量1 μL。

1.2.4 生物活性成分含量的测定

参照GB 5009.82—2016测定生育酚含量；参照LS/T 6120—2017测定角鲨烯含量；参照Dini等[15]的方法测定多酚含量。

1.2.5 体外抗氧化能力测定

1.2.5.1 DPPH 自由基清除能力

参照Lee等[16]的方法并作改进。将油茶籽油配制成质量浓度分别为5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0 mg/mL的油茶籽油无水乙醇溶液，分别取2.0 mL油茶籽油无水乙醇溶液及2 mL 0.1 mmol/L的DPPH溶液于试管中，摇匀后避光反应30 min，用无水乙醇作参比，在517 nm下测定吸光度(Ai)。同时测定2.0 mL 0.1 mmol/L的DPPH溶液与2 mL无水乙醇混合液的吸光度(A0)，以及2.0 mL样品溶液与2.0 mL无水乙醇混合液的吸光度(Aj)。按下式计算DPPH自由基清除率(k)。

(2)

1.2.5.2 ABTS自由基清除能力

将5 mL 7.0 mmol/L ABTS 溶液与5 mL 2.45 mmol/L 过硫酸钾溶液等量混合，置于暗处反应12～16 h得到ABTS储备液。使用前用无水乙醇稀释ABTS工作液，要求在734 nm 处吸光度为(0.70±0.02)。使用无水乙醇梯度稀释油茶籽油样品，配制成浓度分别为5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0 mg/mL的油茶籽油无水乙醇溶液，取2 mL不同质量浓度的油茶籽油无水乙醇溶液加入到 4 mL ABTS工作液中，摇匀，室温下反应30 min，在734 nm 处测定吸光度(Ai)。同样的方法，4 mL ABTS工作液和2 mL无水乙醇反应后测定吸光度(A0),4 mL无水乙醇与2 mL样品反应后测定吸光度(Aj)。按下式计算ABTS自由基清除率(k)。

(3)

1.2.6 数据处理

采用Excel 2013处理数据, 利用Origin 2019作图。

2 结果与讨论

2.1 不同工艺制取油茶籽油的提油率(见图1)

由图1可知，不同工艺制取油茶籽油的提油率存在一定的差异，其中浸提法的提油率最高((96.45±3.02)%)，鲜榨法((82.36±2.24)%)、新水法((81.91±3.21)%)和热榨法((80.34±2.09)%)的提油率没有显著差异，冷榨法的提油率最低((73.72±2.76)%)，但5种工艺的提油率均在73%以上，说明5种制油工艺均可进行产业化生产。

注: 不同小写字母表示不同方法之间具有显著性差异(P<0.05)； 下同

2.2 不同工艺制取的油茶籽油的脂肪酸组成(见表1)

由表1可知，5种工艺制取的油茶籽油的脂肪酸组成无明显差别，其中油酸含量在80.81%～82.37%之间，亚油酸含量在7.09%～8.24%之间，棕榈酸含量在7.45%～8.39%之间，硬脂酸含量在1.96%～2.15%之间，均符合GB/T 11765—2018油茶籽油中的脂肪酸组成特征要求，这为对不同工艺制取的油茶籽油进行自由基清除能力的比较提供了相同的脂肪酸组成基础。

表1 不同工艺制取的油茶籽油的脂肪酸组成 %

2.3 不同工艺制取的油茶籽油的生物活性成分含量

2.3.1 生育酚含量(见表2)

由表2可知，油茶籽油中的生育酚主要以α-生育酚为主，而β-、γ-、δ-生育酚含量极低。在5种工艺制取的油茶籽油中，新水法的生育酚含量最高，达(280.55±1.64)mg/kg，其α-生育酚含量显著高于其他工艺制取的油茶籽油；鲜榨法、冷榨法和热榨法的总生育酚含量接近，在233～244 mg/kg之间；而浸提法的生育酚含量极低，只有(17.10±0.76)mg/kg。这可能是因为新水法是基于油茶籽仁中亲水性化合物的内聚力挤压而制油[17]，生育酚为主要存在于油茶籽仁中的油溶性物质，其在不断的搅拌和挤压过程中，被亲水性化合物排挤并溶于油中，从而随油一起从油茶籽中被挤压出来，而浸提法的取油力只有溶剂的溶解力，可能在较低浸提温度下，浸提溶剂对生育酚的溶解力远远小于仁中亲水性化合物对生育酚的排挤力和榨油机对生育酚的压榨力，因此浸提油茶籽油中的生育酚含量远远小于其他4种油茶籽油的生育酚含量。

表2 不同工艺制取的油茶籽油中生育酚含量 mg/kg

2.3.2 角鲨烯含量(见图2)

由图2可知，5种工艺制取的油茶籽油中角鲨烯含量均远大于团体标准T/LYCY 001—2020《特、优级油茶籽油》中特级油茶籽油角鲨烯含量(90 mg/kg)的规定，其中鲜榨法的油茶籽油中角鲨烯含量最高，为(350.56±7.62)mg/kg，新水法的最低，为(249.99±3.73)mg/kg，而浸提法、冷榨法、热榨法的角鲨烯含量没有显著差异，分别为(275.08±5.26)、(264.03±4.58)、(261.15±2.64)mg/kg。这可能是因为油茶籽油中角鲨烯含量受入榨料新鲜度、含壳量、预处理程度和温度的影响比较大[18]，鲜榨油茶籽油的入榨原料是鲜油茶籽带壳入榨，制油过程也没有受到高温的影响，故鲜榨油茶籽油的角鲨烯含量最高，而其他制油工艺用的油茶籽是经过干燥处理的干油茶籽，所以其角鲨烯含量明显小于鲜榨油茶籽油的。

图2 不同工艺制取的油茶籽油中角鲨烯含量

2.3.3 多酚含量(见图3)

图3 不同工艺制取的油茶籽油中多酚含量

由图3可知，鲜榨法制取的油茶籽油多酚含量最高，为(45.04±4.50)mg/kg，热榨法的次之，为(20.78±0.49)mg/kg，浸提法的最低，为(7.06±0.03)mg/kg。这可能是因为鲜榨法的入榨原料为鲜油茶籽，鲜油茶籽壳中的多酚含量较高，从而使鲜榨油茶籽油的多酚含量最高；而其他制油工艺用的油茶籽是经过干燥处理的干油茶籽，热榨法在高温烘烤过程中钝化了多酚氧化酶而保护了多酚不被氧化[19-20]，新水法制取的油茶籽油多酚含量低于冷榨法和热榨法的，可能与新水法的原料为不带壳的油茶籽仁有关，而浸提法的多酚含量最低可能是因为多酚微溶于浸提溶剂所致。

2.4 体外抗氧化能力

2.4.1 清除DPPH自由基的能力(见图4)

由图4可见，在5～30 mg/mL质量浓度范围内，不同工艺制取的油茶籽油对DPPH自由基的清除率与其质量浓度都呈正相关。在相同质量浓度下，5种工艺制取的油茶籽油对DPPH自由基的清除率大小顺序为鲜榨油茶籽油>热榨油茶籽油>冷榨油茶籽油>新水法油茶籽油>浸提油茶籽油；同时，随着质量浓度的增大，5种油茶籽油对DPPH自由基的清除率差异也增大。油茶籽油中的生育酚、角鲨烯和多酚等生物活性成分均具有抗氧化作用，虽然具体影响机理还需进一步研究，但已有研究表明，生育酚和角鲨烯所起的抗氧化作用比较有限，而多酚对油茶籽油的抗氧化性具有主要影响[21]，本文采用5种工艺制取的油茶籽油的抗氧化强弱顺序与其多酚含量的高低顺序一致也印证了这一点，同时这一研究结果与Ginocchio等[22]的结果一致。

图4 不同工艺制取的油茶籽油对DPPH自由基的清除能力

2.4.2 清除ABTS自由基的能力(见图5)

图5 不同工艺制取的油茶籽油对ABTS自由基的清除能力

由图5可知，在5～30 mg/mL质量浓度范围内，5种工艺制取的油茶籽油对ABTS自由基均具有清除作用，且对ABTS自由基的清除率与油茶籽油质量浓度呈现良好的线性增长关系。在相同质量浓度下，5种工艺制取的油茶籽油对ABTS自由基的清除率大小顺序为鲜榨油茶籽油>热榨油茶籽油>冷榨油茶籽油>新水法油茶籽油>浸提油茶籽油，这与DPPH自由基清除率实验结果一致。这可能是因为油茶籽油中多酚等活性成分具有很强的氢原子和电子供体能力，ABTS自由基与一个分子的电子或氢原子生成半醌自由基，半醌自由基与ABTS自由基的另一分子反应，形成多酚衍生化合物，从而达到清除ABTS自由基的效果[23]，所以油茶籽油中多酚含量越多，清除ABTS自由基能力越强。

3 结 论

(1)不同制油工艺对油茶籽油的脂肪酸组成没有明显的影响，但是对于提油率和生物活性成分含量均有一定的影响。浸提法的提油率最高，鲜榨法制取的油茶籽油中角鲨烯和多酚含量均最高，而热榨法制取的油茶籽油中多酚含量仅低于鲜榨法的，新水法制取的油茶籽油中生育酚含量最高。

(2)在相同的油茶籽油质量浓度下，不同工艺制取的油茶籽油对DPPH自由基和ABTS自由基的清除率大小顺序为鲜榨油茶籽油>热榨油茶籽油>冷榨油茶籽油>新水法油茶籽油>浸提油茶籽油。