脱色对油茶籽油品质及性能的影响研究

摘 要：目的：探究脱色工艺对油茶籽油品质及性能的影响。方法：以亚临界萃取油茶籽毛油为实验对象，分别采用白土脱色（工艺Ⅰ）和白土活性炭粒复合脱色（工艺Ⅱ），对油茶籽油脱色前后主要活性成分（山茶甙、角鲨烯、茶多酚）的含量，以及脂肪酸组成、酸价、过氧化值等理化指标进行考察，并分析脱色工艺对油茶籽油DPPH·自由基清除能力、紫外吸收能力以及油脂氧化稳定性的影响。结果：脱色后角鲨烯和茶多酚含量均有所降低；脱色工艺对油茶籽油脂肪酸组成的影响较小，不饱和脂肪酸含量均在89%以上，对油茶籽油酸价的影响较大，脱色工艺Ⅰ油茶籽油酸价降低13.667 7%，脱色工艺Ⅱ油茶籽油酸价升高41.421 6%，脱色后油茶籽油的过氧化值均有所上升，氧化稳定性下降，油茶籽油紫外吸收能力降低；经工艺Ⅰ脱色后的油茶籽油自由基清除能力上升，而经工艺Ⅱ脱色后的油茶籽油自由基清除能力下降，常温下工艺Ⅱ的氧化稳定性最高。结论：综合考虑，工艺Ⅰ脱色油的品质及性能更好。

关键词：油茶籽油；脱色工艺；油茶籽油品质；氧化稳定性；紫外吸收

油茶籽油又名山茶油，是我国特有的木本油脂，由山茶科油茶的种子中提取，油茶籽油功效颇多，富含以油酸、亚油酸为主的不饱和脂肪酸[1]，其组成与“液体黄金”橄榄油相似，易于人体消化吸收[2]，是一种优质食用油。此外，油茶籽油还富含角鲨烯[3]、茶多酚[4]、山茶甙[5]、生育酚[6]等活性成分，具有降低胆固醇，预防高血压、冠心病以及抗炎、抗癌的功效[7]。近年来，韶关地区对油茶产业大力扶持发展[8]，油茶籽油也作为健康高级食用油被联合国粮农组织重点推广，合理的制油工艺可以推进油茶籽油产业的迅猛发展[9]。

食用油脂一般包括碱炼、脱色、脱臭3个精炼过程，脱色是其中非常重要的环节，不仅可以除去油脂中的色素、还能去除油脂中的金属元素、臭味物质等，从而提升油脂的色泽和品质[10-11]。目前常用吸附脱色法、脱色剂一般有活性炭、活性白土、硅胶、水凝胶、沸石等，其中最常用的是活性白土和活性炭[12]，活性白土经济，脱色效果好，但脱色后残留土腥味，吸油率高，活性炭能高效吸附色素等物质，但价格昂贵。大多数试验是将两种脱色剂分别使用，并未同时使用[13]。

本研究采用活性白土脱色（工艺Ⅰ）、活性白土和活性炭粒复合脱色（工艺Ⅱ）2种方法对油茶籽油进行脱色，以活性成分和理化因素以及DPPH·自由基清除能力、紫外吸收能力、油脂氧化稳定性等为考察指标，探究脱色工艺对油茶籽油品质和性能的影响，为相关油脂产业化生产提供科学指导。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料与试剂 油茶籽、成品精炼油，广东友丰油茶科技有限公司；白土、活性炭、无水乙醇、酚酞指示剂、氢氧化钾、异辛烷、冰醋酸、碘化钾、硫代硫酸钠、环己烷、石油醚均为分析纯，天津市大茂化学试剂厂；1，1-二苯基-2-苦肼基自由基，梯希爱（上海）化成工业发展有限公司；异丙醇为分析纯，罗恩试剂；酚酞为分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；甲醇，西陇科学股份有限公司；茶多酚指示剂为分析纯，北京中科质检生物技术有限公司。

1.1.2 仪器 SHZ-DII循环水式真空泵，巩义市予华仪器有限责任公司；TG16-11离心机，广州市红图仪器有限公司；DHG-9053A色差仪，上海精宏实验设备有限公司；DLSB-5/20低温冷却液循环泵，巩义市予华仪器有限责任公司；VELP Oxitest油脂氧化仪，意大利VELP集团；HE-3000G全波长多功能酶标仪分析仪，北京赛尔福知心科技有限公司；UV756紫外分光光度计，上海佑科仪器仪表有限公司；气相色谱质谱联用仪，岛津企业管理（中国）有限公司；CBE-20L型亚临界萃取装置，河南省亚临界生物技术有限公司。

1.2 方法

1.2.1 油茶籽毛油制备 使用CBE-20L型亚临界萃取装置，以丁烷为溶剂，0.48 MPa、50 ℃、40 min为1次萃取条件，萃取4次，得到亚临界萃取油茶籽毛油。

1.2.2 脱色剂对油茶籽毛油脱色效果的影响 取容量为100 mL 的烧杯，用天平称取50 g油茶籽毛油试样。分别加入基于油茶籽毛油质量0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的活性白土，以及依照白土脱色剂中最佳浓度，添加同量不同配比5∶1、8∶1、11∶1、14∶1、17∶1、20∶1、23∶1、26∶1、29∶1的白土和活性炭的复合脱色剂，于80℃水浴锅中进行搅拌加热15 min，抽滤得到经过不同浓度和种类脱色剂处理后的脱色油，与成品精炼油比较，按式（1）分析其色差值ΔE，并按式（2）计算油脂回收率Z。

式（1）中，L*表示亮度、a*表示红绿色度值、b*表示黄蓝色度值。式（2）中，M1表示脱色前油茶籽毛油的重量（g）、M2表示经过脱色工艺处理后脱色油的重量（g）。

1.2.3 脱色前后油茶籽油活性成分含量测定 脱色前后油茶籽油山茶甙含量测定：参考叶洲辰等[14]的方法。取1个10 mL离心管，加入2 g试样（精确到0.001 g），用甲醇定容至10 mL刻度处，涡旋振荡2 min，超声处理20 min后，于-18 ℃冰柜中冷冻10 min，再以6 000 r/min的转速离心5 min，取上清液，用0.45 μm微孔滤膜过滤。标准溶液：制备1 mg/mL的山茶甙标准母液，-30 ℃避光保存。使用时稀释成浓度为0.5～400 μg/L的标准溶液，用0.45 μm滤膜过滤。色谱条件：Thermo C18色谱柱（250 mm*4.6 mm，5 μm）；柱温30 ℃；流动相中，A为0.01%乙酸水溶液，B为0.01%乙酸甲醇溶液；流速为0.2 mL/min；进样量为10 μL。按式（3）计算山茶甙含量X。在计算中，应扣除空白值。

X=（c×v）／m（3）

式（3）中，X为试样中山茶甙的含量（mg/ kg）、c为标准曲线求得山茶甙的浓度（μg/mL）、v为样液最终定容体积（mL）、m为样品质量（g）。

脱色前后油茶籽油角鲨烯和茶多酚含量测定：角鲨烯测定参照LS/T 6120-2017[15]《粮油检验植物油中角鲨烯的测定气相色谱法》；茶多酚测定参照谭传波等[16]的方法。

1.2.4 脱色对油茶籽油理化指标的影响 脂肪酸组成测定参照GB5009.168-2016[17]《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》第三法，酸价测定参照GB5009.229-2016[18]《食品中酸价的测定》第一法，过氧化值测定参照GB5009.227—2016[19]《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》方法进行测定。

1.2.5 脱色前后油茶籽油功效分析 脱色前后油茶籽油 DPPH·自由基清除能力分析：参照WU H W等[20]的方法。取100μL样液和等量的 2×10-4 mol/L DPPH·溶液混合，避光反应 30 min，于517 nm下测定吸光值。根据吸光度计算IC50值，样品的 DPPH·自由基清除率按式（4）计算：

DPPH·清除率（%）=[1-（A-A0）/A1]×100%（4）

式（4）中，A0为无水乙醇代替DPPH·乙醇溶液时测定的吸光值；A为样品组溶液的吸光值；A1为无水乙醇代替样品溶液时测定的吸光值。

脱色前后油茶籽油紫外线吸收能力分析参照张木歆、陈淑映等[21-22]的方法。取洁净具塞试管多支，分别加入1 mL各待测样品，加入10 mL环己烷，轻微震荡3～5 min，备用。分别用环己烷及配制好的油茶籽油溶液将比色皿润洗2～3次，分别加入占比色皿2/3的环己烷和油样溶液，依次分析波长为200～400 nm油茶籽油溶液的吸光值。

1.2.6 脱色前后油茶籽油油脂氧化稳定性分析 用Oxitest 油脂氧化仪测定3种油样在60～100 ℃的氧化诱导期，参照李晓龙等[23]的方法。精确称取10 g待测样品于油脂氧化分析仪中，压力为6 bar条件下，测得油茶籽油氧化诱导时间。

1.3 数据分析与处理

每组样品均设定3次平行试验，取“平均值±标准偏差”（X±SD），并用Origin Pro 2018及GraphPad Prism 5软件作图。

2 结果与分析

2.1 脱色剂对油茶籽油脱色效果的影响

测量毛油及8个不同浓度白土脱色油的回收率及以精炼油为对照品的色差值，并测量9个不同白土活性炭粒比例脱色油的回收率及色差值。由图1可知，白土脱色效果显著，当白土添加量在0.5%～4.0%区间时，随着白土添加量的增加，脱色油与精炼油色差值总体呈小幅度减少，得油率逐渐降低。白土用量越大，油茶籽油中土味越浓，油耗越大[24]。当白土添加量为1.0%时，脱色油与精炼油色差较低，得油率较高，为最佳添加量。则工艺Ⅰ为1.0%白土添加量，于80 ℃水浴锅中进行搅拌加热15 min，抽滤得脱色油。由图2可知，在基于油茶籽毛油质量添加1%的白土与活性炭粒比例为8：1、14：1、23：1、26：1时，脱色油与精炼油的色差较小，色差分别为0.640 0、0.606 7、0.560 0、0.600 0。随着复合脱色剂中白土比例的上升，油茶籽油与精炼油的色差呈现多次下降后上升趋势，得油率变化不明显。当白土与活性炭粒比例为14：1时，脱色油与精炼油的色差较低，得油率较高。则工艺Ⅱ为1.0%的复合脱色剂（白土：活性炭=14：1），于80 ℃水浴锅中进行搅拌加热15 min，抽滤得到脱色油。综合比较，工艺Ⅰ脱色油回收率比工艺Ⅱ高2%，而工艺Ⅱ脱色油与精炼油的色差更小。

2.2 脱色对油茶籽油活性物质含量的影响

2.2.1 脱色对油茶籽油山茶甙含量的影响 分别测定毛油及不同脱色工艺油茶籽油中山茶甙的含量。由表1可得，油茶籽油中未检测出活性物质山茶甙。其原因可能与山茶籽的品种、产区环境、栽培方式、收获时间等有关[13]。

2.2.2 脱色对油茶籽油角鲨烯及茶多酚含量的影响 由图3可知，油茶籽毛油中角鲨烯含量为131.3 mg/kg，工艺Ⅰ脱色油中角鲨烯含量为113.6 mg/kg，工艺Ⅱ脱色油中角鲨烯含量为102.9 mg/kg，脱色工艺使角鲨烯含量明显下降，其原因可能是脱色剂在脱色过程中吸附了部分角鲨烯[25]。油茶籽毛油中茶多酚含量为 204.29 mg/kg，经工艺Ⅰ脱色后，茶多酚含量为172.66 mg/kg，降低了15.48%，经工艺Ⅱ脱色后，茶多酚含量为119.95 mg/kg，降低了41.28%。其原因可能是在脱色过程中温度较高，茶多酚发生氧化，此外脱色剂的吸附作用也使得油茶籽油中的茶多酚含量降低[26-27]。

2.3 脱色对油茶籽油理化指标组成的影响

2.3.1 脱色对油茶籽油脂肪酸组成的影响 对比脱色前后油茶籽油脂肪酸组成。

2.3.2 脱色对油茶籽油酸价及过氧化值含量的影响 由表2可得出，油茶籽毛油中共检测出17种脂肪酸，油酸含量占比最高81.6%、其次是棕榈酸8.43%、亚油酸7.12%和硬脂酸1.87%，饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸分别占总脂肪酸含量的10.5%、89.5%。经过工艺Ⅰ脱色后，油酸含量略微增加，亚油酸含量有小幅度降低，这与郭华等[28]的研究一致。经过工艺Ⅱ脱色后，油酸含量无明显变化，亚油酸含量有少量增加，亚油酸是人体自身无法合成的必需脂肪酸，需从膳食中得以补充[29]。综上所述，经过脱色处理后，脂肪酸组成基本不变，保留了油茶籽油的营养成分，虽然部分脂肪酸的含量发生了变化，但不饱和脂肪酸的含量仍然在89%以上。

由图4可知，油茶籽毛油的过氧化值为1.135 7 mmol/kg，工艺Ⅰ脱色后油茶籽油过氧化值上升至3.467 9 mmol/kg，其原因可能是在脱色过程中，油样与空气中的氧气不断发生氧化反应，致使生成的过氧化物增加[30]，工艺Ⅱ脱色后油茶籽油过氧化值下降至0.782 0 mmol/kg，这可能是油茶籽油中的过氧化物被脱色剂的活性位点所吸附，此外，也可能是脱色过程中较高的温度使得油茶籽油中初级氧化物再次分解，致使过氧化值减少[4]。油茶籽毛油和两种脱色油的过氧化值均低于4 mmol/kg，符合GB/T11765—2018限定标准范围。油茶籽毛油酸价为5.330 8 mg/g，工艺Ⅰ脱色油酸价为4.602 2 mg/g，降低了13.667 7%，工艺Ⅱ脱色油酸价为7.538 9 mg/g，提高了41.421 6%。脱色剂对油茶籽油的酸价影响较大，这与史云东等[32]的研究结果一致，其原因可能是脱色剂本身呈酸性，带来一些无机酸，此外，脱色剂表面存在一些能催化甘油三酯水解和吸附皂化物中钠离子的活性位点，生成游离脂肪酸，酸价增加。