羅 凡 郭少海 杜孟浩 胡立松 方學(xué)智

(中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，富陽(yáng) 311400)

香榧(Torreyagrandiscv.)屬紅豆杉科(Taxaceae)榧屬(Torreya)植物，又稱榧子、玉榧、細(xì)榧等，生長(zhǎng)于我國(guó)北緯27°～32°亞熱帶丘陵山區(qū)[1]，是集材用、藥用[2,3]、果用[4]、油用和觀賞、綠化于一身的多用途珍貴樹(shù)種[5]。目前，香榧的種植面積從2000年的2 700 ha2擴(kuò)大到2017年的近7 000 ha2，香榧籽[6]產(chǎn)量也從800 t増到7 000 t。

香榧種仁含油量55%～60%，脂肪酸基本上由偶數(shù)的碳原子數(shù)從C16到 C22 組成，不飽和脂肪酸含量占油脂含量的76.1%～82.0%，以亞油酸和油酸為主[7]；飽和脂肪酸以山俞酸和棕櫚酸為主[8]，其中含量較高的山俞酸為榧屬種子特征性成分[9]。香榧油中還含有10%左右珍貴脂肪酸-三不飽和脂肪酸-順5, 10, 14-二十碳三烯酸(又名金松酸)[10,11]。金松酸具有調(diào)節(jié)血脂、護(hù)肝、抑制肝臟和血漿中脂肪酸合成酶、6-磷酸葡萄糖脫氫酶的活性等作用[12]。陳振德等[13]研究發(fā)現(xiàn)香榧種子油可促進(jìn)PGI2合成，抑制TXA2分泌，防治動(dòng)脈粥樣硬化形成，能選擇性降低TC和TG，升高高密度脂蛋白膽固醇，可明顯降低動(dòng)脈硬化及高血脂癥病態(tài)下的ET水平。隨著香榧作為干果的市場(chǎng)需求量日趨飽和，香榧油[14-16]作為一種極具營(yíng)養(yǎng)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值的木本食用油有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。

熱處理是油脂制備工藝中必不可少的加工環(huán)節(jié)，不僅可以降低水分還可以提高出油率和賦予油脂特征風(fēng)味。炒制對(duì)香榧品質(zhì)的影響已有學(xué)者進(jìn)行了研究[17]，提出工藝流程對(duì)香榧的油脂氧化和抗氧化活性的影響，并得出第一次炒制是影響香榧品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)[18]等，但是熱處理對(duì)香榧油影響的研究目前鮮有涉及。隨著香榧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高香榧產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化生產(chǎn)水平是必然要求，改進(jìn)傳統(tǒng)加工工藝，提升加工水平成為香榧產(chǎn)業(yè)發(fā)展最重要的課題之一。

本研究從香榧液壓制油的壓榨條件入手，探討了熱處理方式、時(shí)間、溫度等對(duì)香榧油理化指標(biāo)及營(yíng)養(yǎng)成分的影響，為香榧油液壓制取條件優(yōu)化以及營(yíng)養(yǎng)成分形成規(guī)律提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為研究高品質(zhì)香榧油的生產(chǎn)條件提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

試驗(yàn)所用當(dāng)年成熟香榧籽經(jīng)過(guò)分果蒲采后堆放-蒲爛后脫粒-種核堆漚后熟-清洗曬干等預(yù)處理。香榧仁含水率10.78%，含油率54.85%。

無(wú)水乙醚、乙醇、正己烷等試劑均為分析純；α-維生素E(≥96%)。

1.2 儀器與設(shè)備

DGG-9140熱風(fēng)烘箱，P70F20L-DG(S0)微波爐(額定頻率：50 Hz，微波功率：800 W以下)，6YY-190 型液壓榨油機(jī)，S-114型電子天平，DZG-6030型真空干燥箱，Waters 1525高效液相色譜，743食用油氧化穩(wěn)定性測(cè)定儀。

1.3 加熱條件及制油

分別稱取一定量香榧，平鋪于托盤(pán)中，在一定溫度條件下加熱不同時(shí)間，加熱后自然冷卻至室溫后剝殼，一部分測(cè)定香榧仁的含水率和含油率，其余液壓榨油，冷藏備用。表1所示為熱風(fēng)和微波兩種加熱方式的不同加熱條件。

表1 實(shí)驗(yàn)所用加熱方式及條件

1.4 品質(zhì)分析

香榧仁含水率、含油率的測(cè)定參考GB 5009.3—2016第3法和GB 5009.6—2016；酸價(jià)、過(guò)氧化值測(cè)定分別參考GB 5009.226—2016和GB 5009.227—2016方法；維生素E測(cè)定采用GB 5009.82—2016方法，氧化誘導(dǎo)時(shí)間測(cè)定參考GB/T 21121—2007方法，稱取3 g油樣，(110±0.1) ℃加速氧化。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，Origin Pro 9.1軟件作圖，SPSS 22.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析和回歸分析，采用最小顯著極差法(LSD法)進(jìn)行多重比較，顯著水平P<0.05。

2 結(jié)果與討論

2.1 熱處理對(duì)香榧仁含水率的影響

香榧經(jīng)過(guò)不同溫度熱風(fēng)或不同功率微波處理一定時(shí)間后剝殼，香榧仁含水率的變化情況如圖1所示。

圖1 熱處理對(duì)香榧仁含水率的影響

從圖1可知，隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)，香榧仁中的水分逐漸下降，隨熱風(fēng)加熱溫度或是微波加熱功率的升高下降速度提高。當(dāng)熱風(fēng)加熱溫度分別為60、90、120、150 ℃，處理120 min后香榧仁中的水分分別比初始下降34.8%、57.2%、83.6%、93.9%；當(dāng)微波加熱功率分別為245、420、560、700 W，處理20 min后香榧仁中的水分分別比初始下降46.8%，62.6%，75.5%和83.8%。比較水分下降的時(shí)間效率發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)60、90、120、150 ℃處理120 min的熱效率分別為0.03、0.05、0.08、0.08%/min，微波245、420、560、700 W處理20 min的熱效率分別為0.25、0.34、0.41、0.45%/min，后者顯著高于前者(P<0.05)。

2.2 熱處理對(duì)香榧油酸價(jià)的影響

經(jīng)過(guò)不同溫度熱風(fēng)或不同功率微波處理一定時(shí)間后剝殼，香榧仁液壓榨油，香榧油酸價(jià)的變化規(guī)律如圖2所示。

從圖2可知，隨熱風(fēng)處理時(shí)間的延長(zhǎng)，香榧油的酸價(jià)呈現(xiàn)先下降后略上升的趨勢(shì)，拐點(diǎn)在90 min左右。熱風(fēng)處理溫度60、90、120、150℃，處理90 min后，香榧油酸價(jià)分別比初始下降3.5%、29.2%、27.9%、15.3%，處理120 min后，香榧油酸價(jià)分別比90 min時(shí)上升16.0%、21.1%、26.8%、27.2%。加熱初期香榧油酸價(jià)下降可能是因?yàn)樗窒陆?，加?0 min后酸價(jià)上升可能是因?yàn)榧訜岽龠M(jìn)了香榧油中部分氧化生成游離脂肪酸，隨微波處理時(shí)間的延長(zhǎng)，245、420、560 W處理后的香榧，其壓榨油酸價(jià)呈下降趨勢(shì)，并未出現(xiàn)熱風(fēng)處理后期酸價(jià)升高的現(xiàn)象，可能是因?yàn)槲⒉ㄌ幚頃r(shí)間短；但微波700 W處理10 min后香榧油的酸價(jià)明顯上升，說(shuō)明長(zhǎng)時(shí)間高功率微波加熱可能加速香榧油酸敗。

2.3 熱處理對(duì)香榧油過(guò)氧化值的影響

經(jīng)過(guò)不同溫度熱風(fēng)或不同功率微波處理一定時(shí)間后，香榧仁液壓榨油，香榧油過(guò)氧化值的變化規(guī)律如圖3所示。

從圖3可知，隨熱風(fēng)處理時(shí)間的延長(zhǎng)，香榧油過(guò)氧化值總體呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢(shì)(150 ℃處理例外，過(guò)氧化值在處理初始有短時(shí)增加)，隨熱風(fēng)溫度的增加香榧油過(guò)氧化值的變化不顯著。隨微波處理時(shí)間的延長(zhǎng)，香榧油過(guò)氧化值總體呈現(xiàn)先下降后上升又下降的變化趨勢(shì)(560 W處理時(shí)過(guò)氧化值先下降后上升，420 W處理時(shí)過(guò)氧化值先下降后上升

又再次下降和上升)，隨微波處理功率的增加香榧油過(guò)氧化值呈現(xiàn)降低的變化趨勢(shì)，只有700 W處理5 min后過(guò)氧化值從最低0.037升高到0.058 g/100 g(加熱15 min時(shí))。油脂在氧化酸敗過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)氧化物不穩(wěn)定可能是造成不同加熱條件變化規(guī)律復(fù)雜多變的原因之一。

2.4 熱處理對(duì)香榧油VE含量的影響

香榧經(jīng)過(guò)不同溫度熱風(fēng)或不同功率微波處理一定時(shí)間后剝殼，香榧仁液壓榨油，香榧油中VE含量變化如圖4所示。

從圖4可知，隨熱風(fēng)或微波處理時(shí)間延長(zhǎng)香榧油中的VE含量都呈下降趨勢(shì)，加熱強(qiáng)度和下降具有相關(guān)性，即熱風(fēng)溫度越高或微波處理功率越大VE含量下降越多。其中熱風(fēng)處理溫度60、90、120、150 ℃，處理120 min后，VE含量分別比初始下降3.8%、3.9%、0.6%、3.2%；微波處理245、420、560、700 W處理20 min后，VE含量分別比初始下降14.6%、13.4%、29.9%、50.3%。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，在高強(qiáng)度加熱一段時(shí)間后VE含量有略微上升的趨勢(shì)，比如90 ℃加熱90 min，120 ℃加熱90 min和150 ℃加熱60 min后，VE含量均在30 min內(nèi)提高了2.7%，2.6%和2.4%；微波560 W處理15 min和微波700 W處理10 min后VE含量也在5 min內(nèi)提高了8.1%和18.0%，并在繼續(xù)加熱下出現(xiàn)VE含量再次下降的現(xiàn)象，比如150 ℃加熱90 min后和700 W功率微波處理15 min后，VE含量分別在加熱30 min和5 min后下降0.76%和21.93%。VE含量下降可能是由于熱處理破壞了VE結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其含量下降，這與熱處理強(qiáng)度越大VE含量下降越多的現(xiàn)象相符，高強(qiáng)度加熱后期短時(shí)間內(nèi)VE含量上升可能是因?yàn)闊崽幚砥茐牧思?xì)胞壁釋放了一部分結(jié)合態(tài)VE或者提高了VE的萃取率[19]，但隨著加熱時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)新生成的VE也遭到破壞。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度熱處理不利于保留香榧油中豐富的VE含量，2種熱處理方式中微波相比熱風(fēng)更加不利于保留香榧中的VE。

圖2 熱處理對(duì)香榧油酸價(jià)的影響

圖3 熱處理對(duì)香榧油過(guò)氧化值的影響

圖4 熱處理對(duì)香榧油中VE含量的影響

2.5 熱處理對(duì)香榧油氧化誘導(dǎo)時(shí)間的影響

香榧經(jīng)過(guò)不同溫度熱風(fēng)或不同功率微波處理一定時(shí)間后，香榧仁液壓榨油，香榧油氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化如圖5所示。

圖5 熱處理對(duì)香榧油氧化誘導(dǎo)時(shí)間的影響

從圖5可知，熱風(fēng)和微波處理均提高了香榧油的氧化誘導(dǎo)時(shí)間，但是加熱強(qiáng)度不同，氧化誘導(dǎo)時(shí)間的提高呈現(xiàn)不同的規(guī)律，低強(qiáng)度加熱后香榧油的氧化誘導(dǎo)時(shí)間呈現(xiàn)先上升后趨于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)，高強(qiáng)度加熱后氧化誘導(dǎo)時(shí)間呈現(xiàn)兩個(gè)階段的上升趨勢(shì)，且第二階段上升更快。熱風(fēng)60 ℃、熱風(fēng)90 ℃、微波245 W、微波420 W處理香榧后，壓榨香榧油的氧化穩(wěn)定時(shí)間呈現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)提高后保持不變的變化趨勢(shì)，在熱風(fēng)加熱30 min和微波處理5 min時(shí)氧化誘導(dǎo)時(shí)間分別提高了19.2%、36.9%、35.2%、32.5%。熱風(fēng)120 ℃、熱風(fēng)150 ℃、微波560 W、微波700 W處理香榧后，壓榨香榧油的氧化穩(wěn)定時(shí)間第一階段上升出現(xiàn)在熱風(fēng)加熱30 min和微波處理5 min時(shí)，氧化誘導(dǎo)時(shí)間分別比初始提高了36.8%、38.0%、35.3%、39.3%，第二階段至加熱結(jié)束時(shí)氧化誘導(dǎo)時(shí)間分別比以上時(shí)間點(diǎn)提高了28.4%、34.2%、17.9%、32.3%。低強(qiáng)度加熱和高強(qiáng)度加熱前期香榧油的氧化誘導(dǎo)時(shí)間上升可能是因?yàn)榧訜釡p少了油中的部分水分，高強(qiáng)度加熱后期香榧油的氧化誘導(dǎo)時(shí)間再次上升可能是因?yàn)楫a(chǎn)生了美拉德反應(yīng)，具有抗氧化性的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物大幅提高了香榧油的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了香榧經(jīng)過(guò)熱風(fēng)和微波兩種熱處理方式后其壓榨香榧油理化品質(zhì)的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明：隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)，香榧仁水分下降速度與加熱溫度或微波強(qiáng)度正相關(guān)，且微波處理降低水分的效率顯著高于熱風(fēng)(P<0.05)；隨熱風(fēng)處理時(shí)間的延長(zhǎng)，香榧油的酸價(jià)呈現(xiàn)先下降后略上升的趨勢(shì)，拐點(diǎn)在90 min左右；245、420、560 W處理的香榧，其壓榨油酸價(jià)呈下降趨勢(shì)，但長(zhǎng)時(shí)間高功率微波加熱可能加速香榧油酸敗。隨處理時(shí)間延長(zhǎng)香榧油中VE含量下降與加熱強(qiáng)度具有相關(guān)性。熱風(fēng)和微波處理均提高了香榧油的氧化誘導(dǎo)時(shí)間，高強(qiáng)度加熱后氧化誘導(dǎo)時(shí)間呈現(xiàn)兩次上升, 再次上升可能是因?yàn)楫a(chǎn)生了美拉德反應(yīng)。本文的研究結(jié)果表明熱處理對(duì)香榧油理化品質(zhì)產(chǎn)生了重要的影響，從降低水分的熱效率和保留營(yíng)養(yǎng)成分考慮，推薦采用420 W微波處理20 min的條件對(duì)香榧進(jìn)行榨前處理。針對(duì)香榧油中不同VE異構(gòu)體、β-谷甾醇、多酚和香氣成分等的影響有待進(jìn)一步研究。