余蓋文,史訓(xùn)旺,洪夢(mèng)佳，黃慶德,周 鑫

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所，油料油脂加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部油料加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，油料脂質(zhì)化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430062)

亞麻的品種很多，大致可以將其歸為3類，即油用亞麻、纖維用亞麻以及油纖兩用亞麻，其中油用亞麻結(jié)籽多，且亞麻籽含油率高，其含油率通常在38%～45%[1]。亞麻籽油中α-亞麻酸含量高，是ω-3系列脂肪酸含量最高的食用油脂之一，被譽(yù)為“液體黃金”和“植物腦黃金”[2]。在傳統(tǒng)飲食習(xí)慣和傳統(tǒng)文化的影響下，濃香型食用油脂深受消費(fèi)者青睞。目前，市場(chǎng)銷售的亞麻籽油絕大部分是利用炒籽-壓榨工藝獲得[3]。然而，炒籽工藝不當(dāng)現(xiàn)象卻較為普遍，其對(duì)壓榨亞麻籽油的品質(zhì)造成了不利影響[4]。

亞麻籽在入榨前經(jīng)過炒籽處理，將有利于蛋白質(zhì)變性和油體凝聚，此外還將改善油脂的流動(dòng)性，從而可獲得較高的出油率[5]?？墒?，炒籽溫度不適當(dāng)，油料在高溫環(huán)境下能夠發(fā)生多種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，如碳水化合物、蛋白質(zhì)等進(jìn)行美拉德反應(yīng)，VE、多酚、甾醇等營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生復(fù)雜的氧化反應(yīng)等，這將導(dǎo)致亞麻籽油的氧化變質(zhì)[4]。因此，本文研究炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油品質(zhì)的影響，剖析亞麻籽油生產(chǎn)過程中炒籽不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，以期對(duì)亞麻籽油的產(chǎn)業(yè)化提供一定的借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

亞麻籽，由甘肅一品弘生物科技股份有限公司提供，為當(dāng)年產(chǎn)油料。

CA59G科美特冷榨機(jī)，德國(guó)IBG門福榨油機(jī)公司；GSCH-系列型多功能滾筒電熱炒貨機(jī)，河南瑞光機(jī)械有限公司；LC-6AD超高壓高效液相色譜儀、6890N氣相色譜儀，美國(guó)Agilent公司；743型氧化酸敗儀，瑞士萬通公司；PLV-200全自動(dòng)羅維朋比色計(jì)，杭州大材光電科技有限公司；TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限公司；ST-100Z快速水分測(cè)定儀，山瑞科學(xué)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 亞麻籽炒籽工藝

準(zhǔn)確稱取1.5 kg亞麻籽，并通過溫控功能設(shè)置多功能滾筒電熱炒貨機(jī)溫度，待炒貨機(jī)溫度升到設(shè)定溫度，穩(wěn)定約1 min，然后將亞麻籽分別置于已設(shè)定溫度的(室溫，180、195、210、225、240、255℃)炒貨機(jī)中炒籽45 min，待炒籽結(jié)束后將亞麻籽取出，自然冷卻至室溫，稱重并利用快速水分測(cè)定儀測(cè)定其含水量，裝入密封袋保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 壓榨亞麻籽油的制備

針對(duì)不同炒籽溫度下亞麻籽水分損失的情況，添加一定量的蒸餾水調(diào)質(zhì)，使亞麻籽含水量控制在6%～8%之間，然后利用冷榨機(jī)壓榨制油，冷榨機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)置在1檔，榨頭溫度控制在65℃以內(nèi)，所得油脂經(jīng)過濾除雜后即為壓榨亞麻籽油。

1.2.3 壓榨亞麻籽油品質(zhì)分析

氣味、色澤測(cè)定參照GB/T 5525—2008；酸價(jià)測(cè)定參照GB 5009.229—2016；過氧化值測(cè)定參照GB 5009.227—2016中的硫代硫酸鈉滴定法；茴香胺值測(cè)定參照GB/T 24304—2009；K232值、K270值測(cè)定參照GB/T 22500—2008；VE含量測(cè)定參照GB/T 5009.82—2016；總酚含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[5]；甾醇含量測(cè)定參照GB/T 25223—2010；脂肪酸組成測(cè)定參照GB 5009.168—2016；110℃氧化誘導(dǎo)時(shí)間采用743型氧化酸敗儀測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油感官品質(zhì)的影響

不同炒籽溫度下壓榨亞麻籽油的氣味和色澤如表1所示。

表1 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油氣味和色澤的影響

由表1可知，室溫壓榨亞麻籽油呈堅(jiān)果芳香，而在195℃炒籽45 min后形成熱榨型亞麻籽油特有的濃香型風(fēng)味，這是因?yàn)殡S著炒籽溫度的升高，亞麻籽油揮發(fā)性成分中醇類化合物減少，同時(shí)產(chǎn)生糠醛和糠醇及雜環(huán)類化合物，因此適當(dāng)炒籽對(duì)亞麻籽油風(fēng)味是有利的[6]。然而，當(dāng)炒籽溫度過高時(shí)，亞麻籽發(fā)生美拉德反應(yīng)和油脂氧化反應(yīng)，形成較多的雜環(huán)類風(fēng)味物質(zhì)，從而導(dǎo)致亞麻籽油出現(xiàn)明顯的焦糊味[7]。另外，當(dāng)炒籽溫度超過240℃時(shí)，壓榨亞麻籽油的色澤明顯加深，可能由于過度炒籽形成大量的美拉德褐變產(chǎn)物，亞麻籽還伴隨炭化，這些物質(zhì)大量混入到壓榨亞麻籽油中導(dǎo)致亞麻籽油色澤加深；此外，亞麻籽中γ-維生素 E在高溫炒籽過程中容易被氧化形成較多的苯并呋喃5，6-醌，這類化合物呈深紅色，從而協(xié)同提高亞麻籽油色澤紅值[4]。

2.2 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油酸價(jià)、過氧化值、茴香胺值的影響

酸價(jià)和過氧化值是油脂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢測(cè)的常見理化指標(biāo)，能夠初步反映油脂的優(yōu)劣，食用油中酸價(jià)和過氧化值過高可能會(huì)導(dǎo)致人胃腸道不適、腹瀉以及肝臟受損等[8]。茴香胺值可反映食用油脂中不飽和醛類化合物的數(shù)量，是評(píng)價(jià)食用油脂深度氧化程度的重要指標(biāo)之一[9]。不同炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油酸價(jià)、過氧化值、茴香胺值的影響如圖1、圖2所示。

圖1 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油酸價(jià)的影響

圖2 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油過氧化值、茴香胺值的影響

由圖1和圖2可知，隨著炒籽溫度的升高，壓榨亞麻籽油的酸價(jià)、過氧化值、茴香胺值發(fā)生不同程度的增加，說明油脂氧化程度逐漸加劇。此外，炒籽溫度超過240℃時(shí)，壓榨亞麻籽油的茴香胺值和過氧化值急劇上升，顯示壓榨亞麻籽油已經(jīng)被嚴(yán)重氧化。

2.3 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油 K232值和K270值的影響

油脂氧化過程中產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物通過烯鍵重排能夠形成穩(wěn)定的共軛二烯和共軛三烯結(jié)構(gòu)，且其分別在紫外光譜232 nm和270 nm處有明顯的特征吸收峰[10]。因此，通過測(cè)定壓榨亞麻籽油在紫外光譜232 nm和270 nm 處的吸光度，可以表征高溫炒籽壓榨亞麻籽油中共軛二烯和共軛三烯結(jié)構(gòu)的積累量，進(jìn)而反映亞麻籽油被初級(jí)氧化以及二級(jí)氧化的程度[10]。因此，本文研究了炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油K232值以及K270值的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油 K232值和K270值的影響

由圖3可知，隨著炒籽溫度的升高，K232值和K270值均表現(xiàn)為先緩慢增加后顯著上升的趨勢(shì)，且在255℃時(shí)達(dá)到最大值，分別為23.1和5.1。

2.4 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油VE含量的影響

VE是一種脂溶性維生素，是食用油脂中最主要的抗氧化劑之一[11]。VE能夠與亞麻籽油中的自由基結(jié)合生成相對(duì)穩(wěn)定的化合物，阻止自動(dòng)氧化反應(yīng)的發(fā)生，從而緩解油脂的氧化[11]。所以，在生產(chǎn)加工過程中要盡量減少 VE損失。炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油VE含量的影響如圖4所示。

圖4 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油VE含量的影響

由圖4可知，隨著炒籽溫度的升高，亞麻籽油中VE含量逐漸降低，可能是因?yàn)樵诟邷爻醋堰^程中部分VE被氧化損耗。此外，當(dāng)炒籽溫度高于240℃時(shí)，VE的含量下降明顯，當(dāng)炒籽溫度達(dá)到255℃時(shí)，VE的損失率高達(dá)75.7%。

2.5 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油總酚含量的影響

多酚是一類具有生物活性的天然化合物，具有較好的抗氧化功能，多酚的抗氧化功能與多酚中的酚羥基結(jié)構(gòu)密切相關(guān)；此外，多酚還具有提高機(jī)體免疫力、抗衰老等生理功能，被譽(yù)為“第七類營(yíng)養(yǎng)素”，從而成為當(dāng)前科學(xué)工作者的研究熱點(diǎn)[12-13]。炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油總酚含量的影響如圖5所示。

圖5 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油總酚含量的影響

由圖5可知，隨著炒籽溫度的升高，亞麻籽油中總酚含量不斷降低，且超過210℃時(shí)下降幅度明顯，當(dāng)炒籽溫度達(dá)到255℃時(shí)，總酚的損失率為76.5%。

2.6 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油甾醇含量的影響

植物甾醇是一種以環(huán)戊烷全氫菲為骨架(又稱甾核)的天然活性成分，具有多種生理功能，如抑制腫瘤惡化、降低血液膽固醇含量以及抗動(dòng)脈粥樣硬化等，從而引起科研人員的廣泛關(guān)注[14]。炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油甾醇含量的影響如圖6所示。

圖6 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油甾醇含量的影響

由圖6可知，隨著炒籽溫度的升高，亞麻籽油中甾醇含量逐漸降低，可能是因?yàn)樵诟邷爻醋堰^程中大部分甾醇被氧化，生成氧化產(chǎn)物，導(dǎo)致其含量的降低。此外，當(dāng)炒籽溫度超過225℃時(shí)，甾醇含量開始明顯下降，在炒籽溫度達(dá)到255℃時(shí)，甾醇損失率為88.9%。

2.7 高溫炒籽壓榨亞麻籽油的理化指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)成分含量的相關(guān)性分析

對(duì)高溫炒籽壓榨亞麻籽油的營(yíng)養(yǎng)成分(VE、總酚、甾醇)含量和理化指標(biāo)(酸價(jià)、過氧化值、茴香胺值、K232值、K270值)的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果如表 2所示。

表2 高溫炒籽壓榨亞麻籽油中的營(yíng)養(yǎng)成分含量和理化指標(biāo)的相關(guān)性

注：*表示在 0.05 水平上顯著，**表示在 0.01 水平上極顯著。

由表2可知，高溫炒籽壓榨亞麻籽油中VE、總酚、甾醇含量與多種理化指標(biāo)間具有很好的負(fù)相關(guān)性。其中，VE含量與酸價(jià)、過氧化值、茴香胺值、K270值呈極顯著負(fù)相關(guān)性，與K232值呈顯著負(fù)相關(guān)性；總酚含量與過氧化值、茴香胺值以及K270值呈極顯著負(fù)相關(guān)，與酸價(jià)呈顯著負(fù)相關(guān)；甾醇含量與酸價(jià)、茴香胺值、K270值呈極顯著負(fù)相關(guān)，與過氧化值呈顯著負(fù)相關(guān)。說明高溫炒籽壓榨亞麻籽油的營(yíng)養(yǎng)成分含量與多種理化指標(biāo)密切相關(guān)。

2.8 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油主要脂肪酸組成的影響

對(duì)不同炒籽溫度下壓榨亞麻籽油主要脂肪酸組成進(jìn)行測(cè)定，且每個(gè)油樣平行測(cè)定3次，并利用SPSS.23進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果見表3。由表3可知，在180～255℃炒籽45 min條件下，炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油中主要脂肪酸含量有顯著影響。

表3 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油主要脂肪酸組成的影響

注：同列數(shù)據(jù)不同字母上標(biāo)表示差異顯著(P<0.05)。

2.9 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油氧化穩(wěn)定性的影響

目前，評(píng)價(jià)食用油脂氧化穩(wěn)定性的方法大多是在加速氧化的基礎(chǔ)上完成的，Rancimat實(shí)驗(yàn)法是通過自動(dòng)記錄Zn-Cu電極的水管中的水電導(dǎo)率與時(shí)間之間的關(guān)系，從而確定氧化誘導(dǎo)時(shí)間，并根據(jù)氧化誘導(dǎo)時(shí)間判斷食用油脂的氧化穩(wěn)定性[15]。值得說明的是，未加外源抗氧化劑的食用油脂的氧化穩(wěn)定性受VE、總酚、甾醇等營(yíng)養(yǎng)成分的綜合影響。不同炒籽溫度下壓榨亞麻籽油的氧化穩(wěn)定性如圖7所示。

由圖7可知，亞麻籽經(jīng)過適當(dāng)炒籽有助于提高壓榨亞麻籽油的氧化穩(wěn)定性，然而過度炒籽對(duì)油脂氧化穩(wěn)定性不利。

圖7 炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油氧化穩(wěn)定性的影響

3 結(jié) 論

(1)亞麻籽經(jīng)過不同溫度炒籽處理后，對(duì)壓榨亞麻籽油的氣味、色澤、營(yíng)養(yǎng)成分含量以及多種理化指標(biāo)均有不同程度的影響。隨著炒籽溫度的升高，壓榨亞麻籽油的色澤加深，氣味從堅(jiān)果芳香過渡到特有的濃香型風(fēng)味直至嚴(yán)重焦糊味，195℃炒籽45 min時(shí)形成熱榨亞麻籽油特有的濃香型風(fēng)味；營(yíng)養(yǎng)成分VE、總酚、甾醇含量隨炒籽溫度升高而逐漸減少，當(dāng)炒籽溫度達(dá)到255℃時(shí)，3種營(yíng)養(yǎng)成分的損失率分別為75.7%、76.5%和88.9%；酸價(jià)、過氧化值、茴香胺值、K232值、K270值隨炒籽溫度升高而發(fā)生不同程度的增加；另外，炒籽溫度對(duì)壓榨亞麻籽油主要脂肪酸含量有顯著影響，且適當(dāng)炒籽有助于提高其氧化穩(wěn)定性。

(2)通過分析高溫炒籽壓榨亞麻籽油中的理化指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)成分的相關(guān)性，可以發(fā)現(xiàn)，高溫炒籽壓榨亞麻籽油的營(yíng)養(yǎng)功能成分含量與多種理化指標(biāo)密切相關(guān)，共同影響亞麻籽油的品質(zhì)。