不同加工工藝茶籽油熱穩定性研究

王 賀,余佳浩

(浙江工業大學 食品科學與工程學院,浙江 杭州 310014)

煎炸(深度)是指將浸沒在食用油脂中的食物置于高于水的沸點溫度條件下進行烹飪的過程,溫度范圍一般為150～200 ℃,推薦溫度為180 ℃。煎炸是一種比較古老的烹飪手段,食品的前處理過程相對較快,美味的口感和可觀的收益使煎炸食品得以迅速發展,躋身于食品領域前列,成為食品行業中必不可少的一部分。茶籽油營養價值高,與橄欖油、椰子油和棕櫚油并稱為世界四大木本植物油,是國際糧農組織重點推廣的健康食用油之一[1],因其與橄欖油有相似的脂肪酸組成和理化性質,被賦予“東方橄欖油”之美譽[2]。茶籽油的煙點很高,達220 ℃,適合在高溫條件下煎炸。然而,茶籽油有較高的不飽和脂肪酸質量分數,尤其是油酸高達74%～87%,所以在儲存和加工期間受光照、水分、溫度、氧氣和金屬離子等因素的影響,易被氧化成低分子的脂肪酸[3-4],特別是在高溫煎炸過程中常伴隨著水解、氧化反應,產生游離脂肪酸和脂質過氧化物,以及醛、酮和酸等小分子有害物質,導致油脂劣變[5-6],從而會影響茶籽油食用效果及危害人們的身體健康。

筆者以壓榨茶籽毛油、精煉壓榨茶籽油和精煉浸出茶籽油為研究對象,通過180 ℃和10 h高溫加熱實驗對其氧化穩定性進行研究,以期為茶籽油的加工和烹調提供試驗數據和理論指導。該研究有利于推廣茶籽油在煎炸烹飪中的應用并擴大其市場份額,為促進相關領域產業的發展奠定了扎實的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

壓榨茶籽毛油(CPCO)、精煉浸出茶籽油(RLCO)、精煉壓榨茶籽油(RPCO),由浙江衢州劉家香食品有限公司提供。

1.2 實驗試劑

氫氧化鈉、三氯甲烷、氯化鈉、冰乙酸、碘化鉀、石油醚、硫代硫酸鈉、可溶性淀粉、酚酞、乙醚、異丙醇、對甲氧基苯胺、硅膠、海砂、異辛烷、三氟化硼甲醇絡合物、正己烷、過硫酸鉀、無水乙醇均為分析純。

1.3 實驗儀器與設備

7890A型氣相色譜儀,美國Agilent公司;油脂氧化穩定性分析儀(873),瑞士萬通公司;N4型紫外分光光度計,上海精密科學儀器有限公司;R-1001VN型旋轉蒸發儀,鄭州長城科工貿有限公司;DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器,鞏義市予華儀器有限責任公司;UDK139型凱氏定氮儀,意大利VELP公司。

1.4 實驗方法

1.4.1 油脂加熱實驗

在恒溫油浴鍋中加入1 L茶籽油,(180±5)℃高溫條件下持續加熱10 h,每隔1 h收集60 mL油,-4 ℃條件下貯存收集的樣品。

1.4.2 油脂氧化指標測定

脂肪酸分析采用氣相色譜法測定[7];油脂的酸價AV、過氧化值PV和p-茴香胺值測定p-AV分別參照國家標準GB 5009.229—2016、GB 5009.227—2016和GB/T 24304—2009;油脂的氧化誘導時間(OSI)參照文獻[8],其使用油脂氧化穩定性分析儀進行分析;總極性化合物(TPC)測定參照文獻[9]。

1.5 數據處理

數據采用Microsoft Excel 2016軟件進行整理,圖采用Origin Pro 9.1軟件進行制作,實驗數據采用SPSS 22.0軟件對數據進行單因素方差分析,數據的差異性利用Duncan方法進行多重比較,顯著水平p<0.05。

2 結果與討論

2.1 不同茶籽油加熱過程中脂肪酸量變化

加熱時間分別為0,1,2～10 h內3種茶籽油(CPCO,RPCO,RLCO)中脂肪酸質量分數的變化情況見表1。由表1可知:棕櫚酸(C16∶0),油酸(C18∶1)和亞油酸(C18∶2)是茶籽油的主要組成成分,其中3種茶籽油的油酸質量分數都在78.5%左右。不飽和脂肪酸(C18∶1和C18∶2)的質量分數隨加熱時間推移不斷下降,其中C18∶2下降了20%以上,這個現象驗證了Geeta等[10]得出的結論。相反地,棕櫚酸(C16∶0)的質量分數增加,Waghmare等[11]也證明了這一觀點。CPCO和RLCO中亞油酸、油酸的質量分數均下降比RPCO少,這表明3種茶籽油中RPCO在加熱過程中最不穩定。

表1 在180 ℃加熱過程中脂肪酸質量分數的變化

2.2 不同茶籽油加熱過程中脂質氧化指標的變化

如圖1所示,3種茶籽油的酸價AV(KOH)低于0.6 mg/g,均在中國茶籽油國家標準GB/T 11765—2018限定范圍內,而RLCO和RPCO的酸價要比CPCO低,造成這一現象的原因可能是大部分游離脂肪酸在精煉過程中被脫除。隨加熱時間的增加,由于甘油三酯的水解,3種茶籽油的酸價都呈現出上升的趨勢。

圖1 茶籽油的酸價

3種茶籽油加熱過程中脂質氧化指標的變化如圖2所示。3種茶籽油的過氧化值PV(KOH)均低于4 mmol/kg(圖2a),符合GB/T 11765—2018限定標準范圍。隨加熱時間增加,所有樣品的PV都先上升到約30 mmol/kg,后下降到約20 mmol/kg,且PV在1 h內的增長最快,在8 h后PV開始下降,李桂華等[12]的研究也印證了這一現象。對于p-AV,3種茶籽油均低于7,這表明其中基本沒有二次氧化產物存在。然而,所有茶籽油的p-AV隨著加熱時間而上升(圖2b),最大達到100左右。這是因為油脂中的初級氧化產物在高溫條件下容易發生二次氧化,生成醛、酮等有害物質[13]。此外,還引入了總氧化值(TOTOX)作為油脂氧化程度的評價指標,常用4倍PV與1倍p-AV之和來表征[14]。3種茶籽油的TOTOX值在1 h內迅速增加,這與PV和p-AV在1 h內的變化一致,在加熱1 h后,TOTOX上升速度趨于緩慢,并最終趨于穩定(圖2c)。此外,通過這些指標發現3種茶籽油中氧化穩定性最高為CPCO,其次為RLCO,最低為RPCO。

圖2 茶籽油加熱過程中脂質氧化指標的變化

相比其他2種精煉油來看,毛油CPCO的氧化誘導時間(OSI)最短(圖3a),造成這種現象的原因可能是毛油中所含雜質較多,尤其是一些小分子化合物,在加熱過程中更容易揮發,使反應池中電導率隨之發生相應的變化。隨著加熱時間不斷增加,3種油的氧化穩定性都呈現迅速下降的趨勢,這與Hashemi等[15]的研究結果一致。對于TPC,3種茶籽油的TPC都隨著加熱時間的增加不斷增加(圖3b),這與Song等[16]的研究結果相一致。這些數據表明:在180 ℃的加熱條件下,所有茶籽油中都有極性物質生成,導致油脂變質。在加熱10 h后,RPCO和RLCO的極性化合物超過27%,而CPCO中的極性化合物在加熱9 h后便已高于27%,此時,這些加熱后茶籽油的極性化合物超出了國家食品安全標準GB 2716—2018的限定范圍。

圖3 加熱過程中茶籽油的氧化穩定性的變化

2.3 各個指標與加熱時間之間的相關性評估

所有樣品的AV,PV,p-AV,TOTOX,OSI,TPC,脂肪酸(C16∶0,C18∶1,C18∶2)與加熱時間都呈現顯著的線性相關性,線性相關系數r2>0.8,除了PV值(表2)。這主要是因為脂質的初級氧化產物由于在高溫條件下不穩定、易于分解,因此PV與加熱時間之間的線性相關性比其他指標差。這也表明在180 ℃連續加熱時,茶籽油的熱穩定性直接受加熱時間影響。

表2 油脂氧化指標和加熱時間之間的相關性

3 結 論

研究結果表明:隨著加熱時間的增加,3種茶籽油的過氧化值都呈現先上升(前8 h)后下降的趨勢,而不飽和脂肪酸的質量分數不斷減少、氧化誘導時間不斷縮短,相對應地,酸價、p-茴香胺值、總氧化值和總極性化合物則不斷增加;相關性分析進一步表明茶籽油氧化劣變程度直接取決于加熱時間。在3種茶籽油中,精煉壓榨油比精煉浸出油和壓榨毛油更容易發生氧化劣變,這表明不同加工方式制得的茶籽油具有不同的熱氧化穩定性。該研究對于推廣茶籽油在煎炸烹飪中的應用具有非常重要的現實意義。