楊 楠，羅 凡，費學謙，鐘海雁

（1.中國林業(yè)科學研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 杭州 311400；2.中南林業(yè)科技大學食品科學與工程學院，湖南 長沙 410004）

油茶（Camema oleifera Abel.）為山茶科（Theaceae）山茶屬（Camellia L.）植物，是我國特有的經濟效益和生態(tài)效益俱佳的木本油料樹種[1-3]，油茶籽油中除了含有90%以上的不飽和脂肪酸，更富含多種維生素、微量元素、甾醇、角鯊烯和多酚等營養(yǎng)成分，是聯(lián)合國糧食及農業(yè)組織重點推廣的健康食用油[4-8]。隨著政府和社會的廣泛重視以及人們對油茶籽油營養(yǎng)保健價值的日趨認可，其市場價值也日漸升高，目前油茶籽油年產量已達60多萬 t[9]，是國家重點發(fā)展的四大油種之一。

美拉德反應也稱為羰氨反應，是一種非酶褐變，本質上是羰氨間的縮合反應，主要指的是醛、酮、還原糖的羰基與氨基酸、肽、蛋白質等含氮化合物的游離氨基之間發(fā)生的一系列反應[10-11]。該反應的產物稱為美拉德反應產物（Maillard reaction products，MRPs），主要包括揮發(fā)性香氣物質、高活性且有紫外吸收的中間產物和復雜的黑色分子聚合物蛋白黑素[12]等。研究發(fā)現(xiàn)，MRPs具有很強的抗氧化性。陳海光等[13]研究了模式MRPs對油脂抗氧化性能的影響，發(fā)現(xiàn)向油脂中添加質量分數1%制得的MRPs可使油脂獲得良好的抗氧化性；Severini等[14]研究榛子MRPs在烘烤和貯藏過程中脂質氧化的相互作用時發(fā)現(xiàn)，150 ℃下的榛果油中MRPs可以減少榛果油的脂質氧化；魏長慶等[15]研究了亞麻籽油中美拉德反應源揮發(fā)性香氣形成的機理，發(fā)現(xiàn)炒制30～40 min后亞麻籽油會形成較多的醛類、酮類及雜環(huán)類揮發(fā)性化合物，認為MRPs具有一定抗氧化的作用；Durmaz等[16]研究了焙烤對杏仁油氧化穩(wěn)定性和抗氧化能力的影響，發(fā)現(xiàn)180 ℃下，隨著焙烤時間延長，杏仁油氧化穩(wěn)定性和抗氧化能力呈增強趨勢，得出通過適當的烘烤可以改善油性堅果和種子的保質期；李志曉[17]研究了加工過程對油茶籽油微量營養(yǎng)成分和抗氧化性的影響，發(fā)現(xiàn)130 ℃下發(fā)生美拉德反應的熱榨油茶籽油對1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2,2'-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸陽離子自由基、氧化自由基吸收能力和鐵離子還原能力最強，抗氧化性最強。

在美拉德反應的中期階段形成眾多活性中間體，如5-羥甲基糠醛[18]、葡萄糖醛酮[19]、3-脫氧奧蘇糖、還原酮類、不飽和醛和亞胺等。這些化合物都是美拉德反應的中間產物，它們極不穩(wěn)定，在反應體系中會繼續(xù)與其他物質反應或自身進一步發(fā)生氧化、環(huán)化、脫水、脫羧等一系列復雜的反應，最后形成穩(wěn)定的終產物。在美拉德反應的中間產物中有一類具有共同特征的化合物，它們具有兩個相鄰的羰基官能團，被稱為二羰基化合物，其抗氧化活性極高，比葡萄糖的活性高200～50 000 倍。

油茶籽在生產和壓榨過程中可能會經過剝殼、破碎、蒸炒[20]等高溫工藝，具有產生美拉德反應的溫度條件。在油茶籽油制備過程中，壓榨預處理階段對油茶籽的出油率和油茶籽油產品的品質影響較大。因此本實驗以油茶籽為材料，分別考察了熱風干燥[21]、紅外輻射[22]和微波輻射[23]等不同干燥方式和條件對油茶籽美拉德反應及油茶籽油中美拉德反應產物含量與抗氧化性的影響，以期探明油茶籽在加工過程中氧化穩(wěn)定性的變化規(guī)律，為優(yōu)化油茶籽油品質以及油茶籽工業(yè)生產中應用MPRs提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮成熟的普通油茶籽購自浙江省天臺山康能保健食品有限公司。

葡萄糖標準品（純度98%） 上海源葉生物科技有限公司；DPPH（純度96%）、5-羥甲基糠醛 美國Sigma-Aldrich公司；3-脫氧奧蘇糖、乙二醛 美國TRC公司；丙酮醛溶液 上海麥克林公司；甲醇（色譜級） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；其他試劑均為國產分析純，實驗用水為超純水。

1.2 儀器與設備

DHG-9140熱風烘箱、P70F20L-DG（S0）微波爐 廣東格蘭仕微波輻射生活電器制造有限公司；MG38-CB-AA烤箱 美的集團股份有限公司；6YY-190自動液壓榨油機 洛陽金廈液壓機械有限公司；S-114電子天平北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；UV-2550紫外分光光度計、LC-10AT型高效液相色譜儀、SPD-10A型紫外檢測器 日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 油茶籽干燥處理

分別采用熱風式烘箱、烤箱和微波爐對油茶籽進行熱風、紅外輻射和微波輻射3 種形式加熱處理，加熱結束后自然冷卻至室溫后剝殼、冷藏備用。液壓榨油后測定油茶籽油的各種相關指標。實驗所用加熱方式及條件見表1。

表1 實驗所用加熱方式及條件Table 1 Heating methods and conditions for experiments

1.3.2 MRPs提取

稱取5 g的1.3.1節(jié)中樣品，用甲醇定容至10 mL，得到MRPs提取液，冷藏備用[24]。

1.3.3 MRPs的抗氧化活性

采用DPPH法測定MRPs的抗氧化活性：取1 mL MRPs提取液，加入0.2 mmol/L DPPH-甲醇溶液3 mL。室溫條件避光反應30 min，以甲醇作參比，于517 nm波長處測其吸光度。DPPH自由基清除率按下式[25]計算。

式中：A0為未加MRPs時DPPH溶液的吸光度；A1為DPPH溶液加入30 min后的吸光度；A2為未加DPPH溶液時MRPs提取液的吸光度。

1.3.4 高效液相色譜法測定MRPs含量

二羰基化合物的高效液相色譜檢測條件：流動相A為體積分數0.1%冰醋酸溶液、流動相B為甲醇；流速0.8 mL/min；柱溫40 ℃；進樣量10 μL；檢測波長314 nm；色譜柱型號ZORBAX SB-Aq（250 mm×4.6 mm，5 μm）；檢測器為SPD紫外檢測器；洗脫程序為0.01～15.00 min，28%～43%流動相B，15.01～31.00 min，43%～75%流動相B，36.01～38.00 min，75%～28%流動相B，38.01～60.00 min，28%流動相B。

1.4 數據處理與分析

各項指標重復測定3 次，運用Origin軟件進行數據處理并作圖。

2 結果與分析

2.1 抗氧化性分析

DPPH自由基可以穩(wěn)定存在于有機溶劑中，其溶液一般為深紫色，在517 nm波長處有最大吸收[26]，而當抗氧化物質存在時，DPPH自由基的單電子被捕捉導致顏色變淺，吸光度下降，從而可以反映抗氧化物質的抗氧化性。不同干燥方式下油茶籽油的DPPH清除能力如圖1所示。

圖1 不同干燥方式下油茶籽油的DPPH自由基清除能力Fig. 1 DPPH radical scavenging capacity of camellia oils obtained by different drying methods

從圖1可以看出，經過不同方式干燥后，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 ℃溫度下熱風干燥120 min后油茶籽油的DPPH自由基清除率分別增加到60.02%、61.63%和65.40%，比初始相應升高了15.16%、16.77%和20.54%；在90、120、150 ℃溫度下紅外輻射干燥120 min后，油茶籽油的DPPH自由基清除率分別由初始的44.86%增加到59.04%、60.44%和82.02%，比初始相應增加了14.18%、15.58%和37.16%；不同火力微波輻射干燥20 min后，油茶籽油的DPPH自由基清除率分別增加到54.37%、56.25%、56.51%和81.29%，比初始相應增加了9.51%、11.39%、11.65%和36.43%。從結果可以看出，加熱可增加油茶籽油的DPPH自由基清除率，且隨著溫度的升高，DPPH自由基清除率增加，這與Schl?rmann[27]和Vaidya[28]等的研究結果類似。在相同的條件下通過比較紅外輻射和熱風加熱方式的DPPH自由基清除率，得出紅外輻射＞熱風加熱。將3 種干燥方式下的最優(yōu)清除率進行比較，發(fā)現(xiàn)紅外輻射＞微波輻射＞熱風加熱。

2.2 MRPs含量的分析

目前已經發(fā)現(xiàn)的二羰基化合物的種類很多[29]，本實驗以3 種最常見的二羰基化合物（3-脫氧奧蘇糖、乙二醛、丙酮醛）進行研究。

從圖2可以看出，經過不同加熱方式后，油茶籽油中丙酮醛含量均有不同程度增加，加熱溫度較高（120 ℃和150 ℃）時，增加更明顯，Ta?等[30]研究結果也表明加熱能夠提高二羰基化合物的含量。其中熱風90、120、150 ℃下干燥120 min后，油茶籽油中丙酮醛含量分別為0.68、1.61 μg/g和9.20 μg/g，比初始相應增加了0.01、1.03 μg/g和8.62 μg/g；120、150 ℃下，紅外輻射干燥120 min后油茶籽油中丙酮醛含量分別為1.78 μg/g和14.15 μg/g，比初始相應增加了1.20 μg/g和13.57 μg/g；中低火、中火、中高火、高火微波輻射加熱20 min后，油茶籽油中丙酮醛含量分別為0.98、1.50、2.87 μg/g和12.15 μg/g，比初始相應增加了0.40、0.92、2.29 μg/g和11.57 μg/g。從結果可以看出，3 種加熱方式到最大強度時丙酮醛含量增加由多到少依次為紅外輻射＞微波輻射＞熱風加熱。將丙酮醛含量與DPPH自由基清除率作線性相關分析，發(fā)現(xiàn)熱風加熱、紅外輻射、微波輻射中丙酮醛含量隨加熱時間變化的線性相關系數分別為0.46、0.86和0.87。因此，丙酮醛含量影響油茶籽油的氧化穩(wěn)定性，其中對紅外輻射和微波輻射影響顯著。熱風加熱、紅外輻射及微波輻射條件下乙二醛、3-脫氧奧蘇糖含量分別見表2、3、4。

圖2 不同干燥方式下油茶籽油的丙酮醛含量Fig. 2 Pyruvic aldehyde content of camellia oils obtained by different drying methods

表2 熱風加熱條件下乙二醛、3-脫氧奧蘇糖含量Table 2 Contents of glyoxal and 3-deoxyglucosone in camellia oil obtained by hot air heating

表3 紅外輻射條件下乙二醛、3-脫氧奧蘇糖含量Table 3 Contents of glyoxal and 3-deoxyglucosone in camellia oil obtained by infrared radiation

表4 微波輻射條件下乙二醛、3-脫氧奧蘇糖含量Table 4 Contents of glyoxal and 3-deoxyglucosone in camellia oil obtained by microwave radiation

由表2～4可知，乙二醛和3-脫氧奧蘇糖只有在加熱到120 ℃或中高火以上的條件下才產生，并隨著加熱時間的延長，3-脫氧奧蘇糖含量增加。在不同干燥方式下，乙二醛的含量變化不明顯，均約為7.0 μg/g；但3-脫氧奧蘇糖含量變化明顯，在150 ℃熱風干燥120 min時為4.98 μg/g，在150 ℃紅外輻射干燥120 min時的含量為51.94 μg/g，在高火微波輻射20 min時的含量為12.64 μg/g。在最大加熱強度下3-脫氧奧蘇糖含量增加由多到少依次為紅外輻射＞微波輻射＞熱風加熱。將3-脫氧奧蘇糖含量與DPPH自由基清除率結合分析，3 種加熱方式相比DPPH自由基清除率增加由多到少依次為紅外輻射＞微波輻射＞熱風加熱，因此3-脫氧奧蘇糖的含量與油茶籽油的抗氧化性呈正相關。

3 結 論

本實驗考察了熱風、紅外輻射和微波輻射3 種干燥方式對油茶籽油MRPs抗氧化性的影響。通過測定油茶籽油中MRPs丙酮醛、乙二醛、3-脫氧奧蘇糖含量探究了油茶籽油在不同干燥方式中氧化穩(wěn)定性的變化規(guī)律。結果表明：隨加熱時間的延長，MRPs丙酮醛、3-脫氧奧蘇糖的生成量逐漸增多；經過最高強度（紅外輻射和熱風150 ℃加熱120 min以及微波輻射高火力加熱20 min）干燥處理后，3 種干燥方式中丙酮醛含量依次為紅外輻射＞微波輻射＞熱風，3-脫氧奧蘇糖含量由大到小依次為紅外輻射＞微波輻射＞熱風，在150 ℃熱風加熱120 min時3-脫氧奧蘇糖的含量為4.98 μg/g，在150 ℃紅外輻射120 min時3-脫氧奧蘇糖的含量為51.94 μg/g，在高火微波輻射20 min時3-脫氧奧蘇糖的含量為12.64 μg/g；在150 ℃熱風加熱120 min時丙酮醛的含量為9.20 μg/g，在150 ℃紅外輻射120 min時丙酮醛的含量為14.15 μg/g，在高火微波輻射20 min時丙酮醛的含量為12.15 μg/g；3 種干燥方式中乙二醛含量均約為7.0 μg/g。MRPs的抗氧化活性的測定結果表明，油茶籽油中丙酮醛和3-脫氧奧蘇糖均具有抗氧化活性，且3 種干燥方式DPPH自由基清除率由高到低依次為紅外輻射＞微波輻射＞熱風加熱。

綜上，油茶籽油發(fā)生美拉德反應后其產物具有一定的抗氧化性，能增強油茶籽油的氧化穩(wěn)定性。在油茶籽油中起抗氧化作用的MRPs可能是3-脫氧奧蘇糖和丙酮醛等美拉德反應中間產物。然而美拉德反應是一個復雜的反應體系，MRPs的具體組成及對其的抗氧化物質和抗氧化機理還有待進一步研究。