周張濤，袁博，王志榮，田華，何東平*

1. 武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院（武漢 430023）；2. 大宗糧油精深加工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（武漢 430023）；3. 金太陽糧油股份有限公司（南通 226000）

向日葵的果實(shí)即為葵花籽，經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)后得到的葵花籽油中含有大量的不飽和脂肪酸，其中油酸含量占38%左右，而亞油酸含量達(dá)55%左右[1]。如今向日葵在中國種植甚廣，特別是在黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、山西等地[2]，且近年來葵花籽的產(chǎn)量及其食用油消費(fèi)量總體呈上升趨勢[3]。無論從營養(yǎng)上還是從市場上來看，葵花籽油都有著良好的發(fā)展前景。但現(xiàn)在市面上售賣的全精煉葵花籽油已喪失了葵花籽獨(dú)特的濃香風(fēng)味，使一部分喜愛其風(fēng)味的消費(fèi)者既不能直觀判斷，也無法購買[4]。

美拉德反應(yīng)是指含有氨基的化合物和含有羰基的化合物之間，經(jīng)縮合、聚合而生成類黑精的反應(yīng)[5]，是改善食品色澤和加強(qiáng)食品香味的重要途徑[6]。食品化學(xué)家Hodge初步系統(tǒng)解釋了美拉德反應(yīng)，但大致可以分為初級反應(yīng)階段、中期反應(yīng)階段和末期反應(yīng)階段3個(gè)反應(yīng)階段，在初級反應(yīng)階段中主要反應(yīng)物為還原糖[7-9]。鄒鳳等[10]用花生粕蛋白酶解液與還原糖共熱發(fā)生美拉德反應(yīng)的方法，生產(chǎn)出濃郁的花生油風(fēng)味物。宋志華等[11]研究制備濃香葵花籽油時(shí)不同氨基酸與葡萄糖美拉德反應(yīng)的影響。但目前為止還沒有研究不同還原糖在發(fā)生美拉德反應(yīng)時(shí)對濃香葵花籽油的風(fēng)味影響。

試驗(yàn)通過建立感官評價(jià)的方法，以感官評價(jià)綜合得分為依據(jù)，比較3種還原糖單糖對濃香葵花籽油美拉德反應(yīng)風(fēng)味的感官評價(jià)影響。同時(shí)結(jié)合正交試驗(yàn)，對葵花籽餅制備濃香葵花籽油的工藝進(jìn)行優(yōu)化，在濃香葵花籽油的制備方面具有一定應(yīng)用前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

葵花籽油、葵花籽餅（金太陽糧油股份有限公司）；風(fēng)味蛋白酶、堿性蛋白酶、果糖、D-半乳糖（上海源葉生物科技有限公司）；葡萄糖、可溶性淀粉（天凈市凱通化學(xué)試劑有限公司）；甲基硅油（武漢市迎新豐化工有限公司）；鹽酸、氫氧化鈉、冰乙酸、三氯甲烷、異辛烷、硫代硫酸鈉、碘化鉀、酚酞、乙醚、異丙醇（均為國產(chǎn)分析純）。

1.2 儀器與設(shè)備

CP 114電子天平（奧豪斯儀器有限公司）；GZX-9070電熱鼓風(fēng)干燥箱；SHA-B數(shù)顯恒溫水浴振蕩器（天津賽得利斯實(shí)驗(yàn)分析儀器制造廠）；DF-101 S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（鞏義市于華儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 葵花籽餅酶解液的制備

稱取一定量的葵花籽餅，過100目篩后，加入一定比例的去離子水混合攪拌，再添加2.5%的酶和一定量的還原糖，使其充分溶解，調(diào)節(jié)pH 8.5后，置于50 ℃恒溫水浴酶解3 h。滅酶后，以4 000 r/min離心15 min，取上清液，即為酶解液。

1.3.2 濃香葵花籽油的制備

按一定比例將酶解液和精煉葵花籽油混合，置于110 ℃恒溫油浴鍋中，開始美拉德反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間30 min。反應(yīng)完成后，離心過濾得到濃香葵花籽油。

1.3.3 不同還原糖對制備濃香葵花籽油的影響

選用葡萄糖、果糖、半乳糖3種還原糖以0.3%，0.5%和0.7%這3種濃度梯度分別進(jìn)行試驗(yàn)。還原糖在酶解前添加進(jìn)混合溶液中，使其參與后續(xù)的美拉德反應(yīng)。以感官評價(jià)綜合得分為標(biāo)準(zhǔn)，篩選出制備濃香葵花籽油的最佳還原糖。

1.3.4 單因素試驗(yàn)

用葵花籽餅為原料，選擇5個(gè)因素分別進(jìn)行試驗(yàn)：料液比（1:6，1:8，1:10，1:12和1:14 g/mL），液油比（1:6，1:8，1:10，1:12和1:14 g/mL），酶添加量（1.0%，1.5%，2.0%，2.5%和3.0%），2種酶比例（3:1，2:1，1:1，1:2和1:3），反應(yīng)時(shí)間（20，25，30，35和40 min），還原糖添加量（0.3%，0.4%，0.5%，0.6%和0.7%），并分析各因素對濃香葵花籽油制備的影響。

1.3.5 正交試驗(yàn)工藝條件的優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以感官評價(jià)的綜合得分為衡量標(biāo)準(zhǔn)，采用四因素三水平正交試驗(yàn)表L9(34)，優(yōu)化以美拉德反應(yīng)為原理制備濃香葵花籽油的工藝條件。

1.3.6 濃香葵花籽油品質(zhì)分析

過氧化值的測定參考GB 5009.227—2016；酸價(jià)的測定參考GB 5009.229—2016；水分及揮發(fā)物的測定參考GB 5009.236—2016。

1.3.7 感官評價(jià)試驗(yàn)方法

選取10名相關(guān)從業(yè)人員，并進(jìn)行相應(yīng)培訓(xùn)，對所制備的濃香葵花籽油以計(jì)分的方式進(jìn)行感官評價(jià)，以綜合得分為衡量標(biāo)準(zhǔn)。濃香葵花籽油感官評價(jià)表見表1。

表1 濃香葵花籽油感官評價(jià)表

2 結(jié)果與分析

2.1 不同還原糖對濃香葵花籽油制備的影響

還原糖單糖共有3種，分別是葡萄糖、果糖、半乳糖。而還原糖二糖，在高溫堿性條件下也會水解為單糖。因此，選用3種還原糖單糖，并采用3種不同濃度，分別參與制備濃香葵花籽油的美拉德反應(yīng)中，用感官評價(jià)的方法進(jìn)行比較。3種還原糖單糖對濃香葵花籽油感官風(fēng)味的影響如圖1所示。

在感官評價(jià)方面，添加果糖和添加其他2種還原糖所制備的濃香葵花籽油，在葵花籽風(fēng)味、焦糖風(fēng)味、其他風(fēng)味上都有顯著優(yōu)勢，因此果糖是制備濃香葵花籽油的最佳還原糖單糖。

圖1 3種還原糖單糖對濃香葵花籽油制備的影響

2.2 濃香葵花籽油風(fēng)味的單因素試驗(yàn)

葉展等[12]在制備濃香茶葉籽油中，指出料液比小于1:10（g/mL）時(shí)，底物濃度較小，酶與底物接觸概率較小，酶解反應(yīng)不充分。料液比大于1:10（g/mL）時(shí)，體系黏度較大，同樣阻礙了酶與底物接觸，酶解效率稍有降低。因此不必選用料液比較小或者較大再進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)中料油比、酶添加量、2種酶比例、反應(yīng)時(shí)間、還原糖添加量5種因素同樣是結(jié)合目前以美拉德反應(yīng)制備其他濃香油的研究[13-15]與葵花籽餅的特點(diǎn)而確定的。

2.2.1 料液比對濃香葵花籽油制備的影響

料液比對濃香葵花籽油制備的影響如圖2所示。

料液比從1:6（g/mL）上升到1:8（g/mL）時(shí)為最佳，超過此比例除其他風(fēng)味外均有明顯下降趨勢。但料液比在1:10和1:12（g/mL）之間，葵花籽風(fēng)味有上升趨勢，而后下降。

2.2.2 液油比對濃香葵花籽油制備的影響

液油比對濃香葵花籽油制備的影響如圖3所示。

液油比1:8（g/mL）時(shí)，焦糖風(fēng)味最為強(qiáng)烈，1:10（g/mL）時(shí)葵花籽風(fēng)味最濃郁，其他風(fēng)味影響最少。超過此比例后除其他風(fēng)味外均有明顯下降趨勢。但料液比在1:10和1:12（g/mL）之間葵花籽風(fēng)味有明顯回升。

圖2 料液比對濃香葵花籽油制備的影響

圖3 液油比對濃香葵花籽油制備的影響

2.2.3 酶添加量對濃香葵花籽油制備的影響

酶添加量對濃香葵花籽油制備的影響如圖4所示。

酶添加為1.5%和2.5%時(shí)均有良好表現(xiàn)，在兩者之間先下降后上升，在后續(xù)正交試驗(yàn)中可對這2種濃度分別選擇，進(jìn)一步確定更好的酶添加量。

圖4 酶添加量對濃香葵花籽油制備的影響

2.2.4 2種酶比例對濃香葵花籽油制備的影響

2種酶比例對濃香葵花籽油制備的影響如圖5所示。

隨著風(fēng)味蛋白酶占比減少，所有風(fēng)味的分?jǐn)?shù)均呈逐漸下降趨勢，下降最快的是焦糖風(fēng)味，其次是其他風(fēng)味。從整體上來看，可見風(fēng)味蛋白酶與堿性蛋白酶最佳比例為3:1。

圖5 2種酶比例對濃香葵花籽油制備的影響

2.2.5 果糖添加量對濃香葵花籽油制備的影響

果糖添加量對濃香葵花籽油制備的影響如圖6所示。

果糖添加量整體對風(fēng)味影響較小，添加量0.4%為最佳。在單因素試驗(yàn)中，果糖添加量在0.5%以上，濃香葵花籽油的色澤嚴(yán)重加深，不宜超過此添加量。

圖6 果糖添加量對濃香葵花籽油制備的影響

2.3 正交試驗(yàn)工藝條件的優(yōu)化

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果可篩選出料液比、液油比、酶添加量作為優(yōu)化因素，四因素三水平正交試驗(yàn)因素表L9(34)可見表2，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果可見表3，方差分析可見表4。

從表3可知，由極差值（R）的大小可以反映出影響因素的主次關(guān)系：B（液油比）＞A（料液比）＞C（酶添加量），通過表4方差分析可以得到與表3極差分析同樣的結(jié)果。從表3中的K值大小可以得出以美拉德反應(yīng)為原理制備濃香葵花籽油的最佳工藝條件為A2B2C3，即：料液比1:8（g/mL）、液油比1:8（g/mL）、酶添加量2.5%。對正交優(yōu)化后的工藝條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)后，所得到的濃香葵花籽油其綜合得分可達(dá)5.0分。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表

表3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

表4 正交設(shè)計(jì)方差分析結(jié)果

2.4 濃香葵花籽油品質(zhì)分析

濃香葵花籽油品質(zhì)參數(shù)與葵花仁油品質(zhì)指標(biāo)的比較可見表5。制備的濃香葵花籽油的水分及揮發(fā)物含量為0.10%、酸價(jià)為1.4、過氧化值為7.3，其品質(zhì)數(shù)據(jù)達(dá)到國家制定的一級葵花仁油品質(zhì)指標(biāo)。

表5 濃香葵花籽油品質(zhì)參數(shù)與葵花仁油品質(zhì)指標(biāo)

3 結(jié)論

對3種不同還原糖單糖參與制備濃香葵花籽油的美拉德反應(yīng)進(jìn)行比較，得出果糖是反應(yīng)最適應(yīng)的還原糖單糖。將單因素試驗(yàn)和感官評價(jià)相結(jié)合，以綜合得分為衡量標(biāo)準(zhǔn)，而后進(jìn)行正交試驗(yàn)和方差分析后得到反應(yīng)的最佳工藝條件為：料液比1:8（g/mL）、液油比1:8（g/mL）、酶添加量2.5%、果糖添加量0.4%、風(fēng)味蛋白酶與堿性蛋白酶比例3:1、酶解時(shí)間3 h、反應(yīng)溫度110 ℃。此時(shí)感官評價(jià)綜合得分為5.0分。經(jīng)品質(zhì)檢測，所制備的濃香葵花籽油達(dá)到國家一級葵花仁油的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。