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干燥方式对油茶籽油中美拉德反应产物及其抗氧化性的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-02-07
核心提示:油茶籽油中除了含有90%以上的不饱和脂肪酸,更富含多种维生素、微量元素、甾醇、角鲨烯和多酚等营养成分,是联合国粮食及农业组织重点推广的健康食用油。随着政府和社会的广泛重视以及人们对油茶籽油营养保健价值的日趋认可,其市场价值也日渐升高,目前油茶籽油年产量已达60多万 t,是国家重点发展的四大油种之一。
   油茶籽油中除了含有90%以上的不饱和脂肪酸,更富含多种维生素、微量元素、甾醇、角鲨烯和多酚等营养成分,是联合国粮食及农业组织重点推广的健康食用油。随着政府和社会的广泛重视以及人们对油茶籽油营养保健价值的日趋认可,其市场价值也日渐升高,目前油茶籽油年产量已达60多万 t,是国家重点发展的四大油种之一。
 
  美拉德反应也称为羰氨反应,是一种非酶褐变。该反应的产物称为美拉德反应产物(MRPs)。在美拉德反应的中期阶段形成众多活性中间体。这些化合物都是美拉德反应的中间产物,它们极不稳定,在反应体系中会继续与其他物质反应或自身进一步发生氧化、环化、脱水、脱羧等一系列复杂的反应,最后形成稳定的终产物。油茶籽在生产和压榨过程中可能会经过剥壳、破碎、蒸炒等高温工艺,具有产生美拉德反应的温度条件。在油茶籽油制备过程中,压榨预处理阶段对油茶籽的出油率和油茶籽油产品的品质影响较大。
 
  因此中国林业科学研究院亚热带林业研究所的杨楠、罗凡*和费学谦等人以油茶籽为材料,分别考察了热风干燥、红外辐射和微波辐射等不同干燥方式和条件对油茶籽美拉德反应及油茶籽油中美拉德反应产物含量与抗氧化性的影响,以期探明油茶籽在加工过程中氧化稳定性的变化规律,为优化油茶籽油品质以及油茶籽工业生产中应用MPRs提供理论参考。
 
  抗氧化性分析
 
  测定不同干燥方式下油茶籽油的DPPH清除能力,结果显示,经过不同方式干燥后,油茶籽油的DPPH自由基清除率均有不同程度的升高,其中在90、120、150 ℃温度下热风干燥120 min后油茶籽油的DPPH自由基清除率分别增加到60.02%、61.63%和65.40%,比初始相应升高了15.16%、16.77%和20.54%;在90、120、150 ℃温度下红外辐射干燥120 min后,油茶籽油的DPPH自由基清除率分别由初始的44.86%增加到59.04%、60.44%和82.02%,比初始相应增加了14.18%、15.58%和37.16%;不同火力微波辐射干燥20 min后,油茶籽油的DPPH自由基清除率分别增加到54.37%、56.25%、56.51%和81.29%,比初始相应增加了9.51%、11.39%、11.65%和36.43%。从结果可以看出,加热可增加油茶籽油的DPPH自由基清除率,且随着温度的升高,DPPH自由基清除率增加。在相同的条件下通过比较红外辐射和热风加热方式的DPPH自由基清除率,得出红外辐射>热风加热。将3 种干燥方式下的最优清除率进行比较,发现红外辐射>微波辐射>热风加热。
 
  MRPs含量的分析
 
  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)进行研究。结果显示,经过不同加热方式后,油茶籽油中丙酮醛含量均有不同程度增加,加热温度较高(120 ℃和150 ℃)时,增加更明显。其中热风90、120、150 ℃下干燥120 min后,油茶籽油中丙酮醛含量分别为0.68、1.61 μg/g和9.20 μg/g,比初始相应增加了0.01、1.03 μg/g和8.62 μg/g;120、150 ℃下,红外辐射干燥120 min后油茶籽油中丙酮醛含量分别为1.78 μg/g
 
  和14.15 μg/g,比初始相应增加了1.20 μg/g和13.57 μg/g;中低火、中火、中高火、高火微波辐射加热20 min后,油茶籽油中丙酮醛含量分别为0.98、1.50、2.87 μg/g和12.15 μg/g,比初始相应增加了0.40、0.92、2.29 μg/g和11.57 μg/g。从结果可以看出,3 种加热方式到最大强度时丙酮醛含量增加由多到少依次为红外辐射>微波辐射>热风加热。将丙酮醛含量与DPPH自由基清除率作线性相关分析,发现热风加热、红外辐射、微波辐射中丙酮醛含量随加热时间变化的线性相关系数分别为0.46、0.86和0.87。因此,丙酮醛含量影响油茶籽油的氧化稳定性,其中对红外辐射和微波辐射影响显着。
 
  测定热风加热、红外辐射及微波辐射条件下乙二醛、3-脱氧奥苏糖含量。结果显示,乙二醛和3-脱氧奥苏糖只有在加热到120 ℃或中高火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。在不同干燥方式下,乙二醛的含量变化不明显,均约为7.0 μg/g;但3-脱氧奥苏糖含量变化明显,在150 ℃热风干燥120 min时为4.98 μg/g,在150 ℃红外辐射干燥120 min时的含量为51.94 μg/g,在高火微波辐射20 min时的含量为12.64 μg/g。在最大加热强度下3-脱氧奥苏糖含量增加由多到少依次为红外辐射>微波辐射>热风加热。将3-脱氧奥苏糖含量与DPPH自由基清除率结合分析,3 种加热方式相比DPPH自由基清除率增加由多到少依次为红外辐射>微波辐射>热风加热,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。
 
  结    论
 
  本实验考察了热风、红外辐射和微波辐射3 种干燥方式对油茶籽油MRPs抗氧化性的影响。通过测定油茶籽油中MRPs丙酮醛、乙二醛、3-脱氧奥苏糖含量探究了油茶籽油在不同干燥方式中氧化稳定性的变化规律。结果表明:随加热时间的延长,MRPs丙酮醛、3-脱氧奥苏糖的生成量逐渐增多;经过最高强度(红外辐射和热风150 ℃加热120 min以及微波辐射高火力加热20 min)干燥处理后,3 种干燥方式中丙酮醛含量依次为红外辐射>微波辐射>热风,3-脱氧奥苏糖含量由大到小依次为红外辐射>微波辐射>热风,在150 ℃热风加热120 min时3-脱氧奥苏糖的含量为4.98 μg/g,在150 ℃红外辐射120 min时3-脱氧奥苏糖的含量为51.94 μg/g,在高火微波辐射20 min时3-脱氧奥苏糖的含量为12.64 μg/g;在150 ℃热风加热120 min时丙酮醛的含量为9.20 μg/g,在150 ℃红外辐射120 min时丙酮醛的含量为14.15 μg/g,在高火微波辐射20 min时丙酮醛的含量为12.15 μg/g;3 种干燥方式中乙二醛含量均约为7.0 μg/g。MRPs的抗氧化活性的测定结果表明,油茶籽油中丙酮醛和3-脱氧奥苏糖均具有抗氧化活性,且3 种干燥方式DPPH自由基清除率由高到低依次为红外辐射>微波辐射>热风加热。
 
  综上,油茶籽油发生美拉德反应后其产物具有一定的抗氧化性,能增强油茶籽油的氧化稳定性。在油茶籽油中起抗氧化作用的MRPs可能是3-脱氧奥苏糖和丙酮醛等美拉德反应中间产物。然而美拉德反应是一个复杂的反应体系,MRPs的具体组成及对其的抗氧化物质和抗氧化机理还有待进一步研究。
 
 
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