李霞,劉尚軍,高暢
(南陽理工學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院,河南省工業(yè)微生物資源與發(fā)酵技術(shù)重點(diǎn)實驗室,河南 南陽 473004)
高油酸花生的油酸含量達(dá)到70%以上,同時也含有蛋白質(zhì)、白藜蘆醇、類黃酮、原花青素等,經(jīng)常食用可降低膽固醇和甘油三酯的含量,減少心血管疾病和糖尿病的發(fā)病率[1,2]。目前,關(guān)于高油酸花生的研究主要集中在遺傳育種、化學(xué)組成、貯藏特性、抗菌及過敏原等方面[3-6]。高油酸花生中的油酸含量也遠(yuǎn)高于亞油酸,而油酸與亞油酸含量的比值是衡量花生及其制品貯藏穩(wěn)定性的一個很重要的指標(biāo),也與花生及其制品的氧化穩(wěn)定性、貯藏特性及貨架期有關(guān),該比值越大,其抗氧化的能力就越強(qiáng)[7]。因此,高油酸花生及其制品能夠保持花生良好的風(fēng)味,貨架期顯著延長,更加有益于人體健康。
花生醬是一種在國內(nèi)外食用廣泛的調(diào)味食品,因此其制備工藝、調(diào)味技術(shù)、貯藏品質(zhì)、分析檢測等也得到了充分的關(guān)注和研究[8-10]。Riveros等[11]研究了貯藏對高油酸花生醬化學(xué)組成和感官特征的影響,測定了花生醬化學(xué)指標(biāo)和感官指標(biāo)的變化情況,結(jié)果表明高油酸花生醬的不良風(fēng)味感官指標(biāo)(氧化風(fēng)味、紙板味等)的數(shù)值增量較小,并且具有更長的貨架期。Rozalli等[12]研究了不含防腐劑的天然花生醬在貯藏過程中氧化穩(wěn)定性和質(zhì)地等品質(zhì)的變化,結(jié)果表明在貯藏溫度和時間、研磨時間、花生品種等因素中,貯藏溫度對天然花生醬品質(zhì)變化的影響最為顯著。國內(nèi)對花生醬的研究主要集中在制備工藝方面,而對高油酸花生醬品質(zhì)特性方面的研究較少。鞏阿娜等[13]研究了原料特性與花生醬品質(zhì)間的關(guān)系,其模型驗證結(jié)果顯示5個原料特性指標(biāo)(百果重、粗蛋白含量、粗脂肪含量、總維生素E含量、油酸/亞油酸)與花生醬品質(zhì)之間關(guān)系顯著。還有學(xué)者[14,15]將花生和其他調(diào)味用原料通過不同的工藝和配方組合起來制備成了風(fēng)味各異的調(diào)味醬,可用于各類食品的調(diào)味。本文主要研究了高油酸花生醬的制備工藝及其氧化穩(wěn)定性,對高油酸花生醬的調(diào)味產(chǎn)品開發(fā)及質(zhì)量控制具有一定的理論指導(dǎo)意義。
高油酸花生:魯花19,中豫莊稼人花生種植合作社提供;食鹽、蔗糖:市售。
2,4-二硝基苯肼、硫代硫酸鈉、乙酰丙酮、硫酸鉀、乙酸鈉、對硝基苯酚等:均為分析純試劑;甲醛(37%);硫酸、乙酸:均為優(yōu)級純試劑。
BS-110分析天平 上海精密儀器廠;FW-100高速萬能粉碎機(jī) 北京中興偉業(yè)儀器有限公司;Victor X-PE多功能酶標(biāo)儀 珀金埃爾默企業(yè)管理(上海)有限公司;UV752N紫外可見分光光度計 上海儀電分析儀器有限公司。
1.3.1 高油酸花生醬的制備工藝流程
花生篩選→清洗→烘烤→冷卻→去紅衣→粉碎、碾磨→冷卻→熟化→成品→質(zhì)量檢測。
1.3.2 單因素試驗
分別選取烘烤時間、烘烤溫度、食鹽添加量、蔗糖添加量進(jìn)行單因素試驗,考察這4個因素對高油酸花生醬品質(zhì)的影響。
1.3.2.1 烘烤時間的影響
固定烘烤溫度為140 ℃、食鹽添加量為1.1%、蔗糖添加量為5.0%,烘烤時間分別取15,20,25,30,35,40,45 min,以感官評分和酸值為指標(biāo),考察不同烘烤時間對花生醬品質(zhì)的影響。
1.3.2.2 烘烤溫度的影響
固定烘烤時間為30 min、食鹽添加量為1.1%、蔗糖添加量為5.0%,烘烤溫度分別取120,130,140,150,160 ℃,以感官評分和酸值為指標(biāo),考察不同烘烤溫度對花生醬品質(zhì)的影響。
1.3.2.3 食鹽添加量的影響
固定烘烤時間為30 min、烘烤溫度為140 ℃、蔗糖添加量為5.0%,食鹽添加量分別取0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%,以感官評分和酸值為指標(biāo),考察不同食鹽添加量對花生醬品質(zhì)的影響。
1.3.2.4 蔗糖添加量的影響
固定烘烤時間為30 min、烘烤溫度為140 ℃、食鹽添加量為1.3%,蔗糖添加量分別取3.5%、4.5%、5.5%、6.5%、7.5%,以感官評分和酸值為指標(biāo),考察不同蔗糖添加量對花生醬品質(zhì)的影響。
1.3.3 高油酸花生醬制備工藝條件的優(yōu)化
依據(jù)單因素試驗結(jié)果,選擇適當(dāng)?shù)囊蛩丶八竭M(jìn)行正交試驗L9(34),以感官評分為指標(biāo)對花生醬的制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,因素水平設(shè)計見表1。
表1 高油酸花生醬制備工藝優(yōu)化因素水平表Table 1 Factors and levels of optimization test for preparation of high-oleic acid peanut butter
1.3.4 高油酸花生醬質(zhì)量指標(biāo)檢驗
1.3.4.1 理化指標(biāo)檢測
高油酸花生醬水分的測定參照GB 5009.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》第一法;脂肪的測定參照GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》;蛋白質(zhì)的測定采用GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》第二法。
1.3.4.2 高油酸花生醬的感官評定
選拔經(jīng)培訓(xùn)、有分析經(jīng)驗的感官鑒評員20名,分別從色澤(20分)、氣滋味(25分)、組織狀態(tài)(25分)、綜合口感(30分)4個方面進(jìn)行評價,各項得分相加后取平均值,感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。
表2 高油酸花生醬感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of high-oleic acid peanut butter
1.3.5 高油酸花生醬氧化穩(wěn)定性研究
通過對比高油酸花生醬和對照樣品的過氧化值、羰基值及酸值大小來衡量其氧化穩(wěn)定性?;ㄉu過氧化值的測定參照GB 5009.227-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》;羰基值的測定參照GB 5009.230-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中羰基價的測定》;酸值的測定參照 GB 5009.229-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價的測定》。
烘烤是花生制品加工中最常見的工藝操作之一,能有效改善花生制品的色澤、香味和口感,可明顯提升花生制品的品質(zhì)(尤其是感官品質(zhì));但是同時由于高油酸花生仁油脂含量高,尤其是不飽和脂肪酸含量很高,受熱烘烤又容易使其氧化加劇而導(dǎo)致酸值升高,同時還會導(dǎo)致花生醬的風(fēng)味變劣。
圖1 烘烤時間對花生醬品質(zhì)的影響Fig.1 Effecet of baking time on the quality of peanut butter
由圖1可知,隨著烘烤時間的增加,高油酸花生醬的感官評分也隨之增加,當(dāng)烘烤時間為35 min時,花生醬的感官評分最高,為71.11分,此時酸值較低;此后,隨著烘烤時間的進(jìn)一步延長,感官評分也逐步下降,但酸值卻明顯升高。這可能是因為在烘烤開始的一段時間內(nèi)(35 min以前),隨著烘烤的進(jìn)行,花生中的焦香味、烘烤香氣等逐漸增強(qiáng),從而使花生醬的風(fēng)味特征和感官品質(zhì)不斷提升;但隨著烘烤時間的延長,花生經(jīng)長時間高溫烘烤焦糊味增加、氧化加劇,導(dǎo)致花生醬的品質(zhì)降低。
烘烤溫度對高油酸花生醬品質(zhì)的影響見圖2。
圖2 烘烤溫度對花生醬品質(zhì)的影響Fig.2 Effecet of baking time on the quality of peanut butter
由圖2可知,隨著烘烤溫度的升高,花生醬的感官評分和酸值也發(fā)生較大的變化,在烘烤溫度為140 ℃時,花生醬的感官評分最高,達(dá)77.44分,此時酸值最低,為1.16 mgKOH/g。這是因為在適當(dāng)?shù)暮婵緶囟认?,花生能夠產(chǎn)生焦香味、烘烤香氣等使花生醬感官品質(zhì)提升的氣味;但若烘烤溫度過高,則會產(chǎn)生焦糊味和苦味等不良感官特性,同時也會使花生中的油脂氧化加劇,從而造成酸敗加速、酸值升高、產(chǎn)生油哈味等現(xiàn)象。綜上所述,烘烤溫度對高油酸花生醬品質(zhì)的影響非常顯著,綜合考慮花生醬的感官評分和酸值變化情況,烘烤溫度選擇140 ℃左右為宜。
咸味是人們?nèi)粘o嬍持幸环N主要的味感,是食物嗜好性的主要決定因素之一,也是食物適口性的一個重要影響因素。
圖3 食鹽添加量對花生醬品質(zhì)的影響Fig.3 Effecet of sult dosage on the quality of peanut butter
由圖3可知,隨著食鹽添加量的增大,花生醬的口感有明顯的變化;在食鹽的添加量為1.1 %時,高油酸花生醬的感官評分最高,為79.89分,此時酸值較小,約為1.32 mgKOH/g,說明此時花生醬的感官品質(zhì)最好。油脂的酸敗包括氧化酸敗和水解酸敗,而水分的活性則對油脂的水解酸敗影響很大。適量的食鹽可降低花生醬的酸值,這可能是因為食鹽的加入降低了花生醬中的水分活性,從而使其酸敗減弱、酸值降低。綜合考慮以上情況,食鹽添加量選擇1.1%為宜。
甜味也是人們?nèi)粘o嬍持幸环N重要的味感,甜味和其他味感之間的搭配和相互作用對食物的感官品質(zhì)有重要影響。
圖4 蔗糖添加量對花生醬品質(zhì)的影響Fig.4 Effecet of sugar dosage on the quality of peanut butter
由圖4可知,蔗糖對花生醬的感官評分影響較大,當(dāng)蔗糖添加量為4.5%時,感官評分最高,為85.11分?;ㄉu是一種多相分散體系,在貯藏過程中極易出現(xiàn)析油現(xiàn)象,而析出的油脂直接與空氣中的氧氣接觸,因此極易氧化、酸敗。適量的蔗糖可降低花生醬的酸值,當(dāng)蔗糖添加量為4.5%時,酸值最小,約為1.24 mgKOH/g。這可能是因為蔗糖的加入使體系粘度增大,一定程度上減輕了花生醬的油脂析出現(xiàn)象,從而使花生醬的氧化酸敗減弱、酸值降低。綜合考慮感官評分和酸值的變化情況,選擇蔗糖添加量為4.5%較為合適。
根據(jù)單因素試驗結(jié)果,選擇烘烤時間、烘烤溫度、食鹽添加量及蔗糖添加量4個因素及其相應(yīng)水平進(jìn)行正交試驗,以感官評分為衡量指標(biāo)對花生醬的制作工藝進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果見表3。
表3 高油酸花生醬制備工藝正交試驗優(yōu)化結(jié)果Table 3 Optimization of production process of high-oleic acid peanut butter by orthogonal test
續(xù) 表
由表3可知,對花生醬品質(zhì)影響最大的因素為烘烤時間(A),其次是烘烤溫度(B),影響最小的是蔗糖添加量(D);高油酸花生醬的最優(yōu)工藝條件為A1B2C3D3,即烘烤時間為30 min,烘烤溫度為140 ℃,食鹽添加量為1.3%,蔗糖添加量為5.0%。在此條件下,高油酸花生醬的口感細(xì)膩、香氣濃郁,感官評分最高,接近92分。
驗證試驗:取最佳條件A1B2C3D3,即烘烤時間為30 min,烘烤溫度為140 ℃,食鹽添加量為1.3%,蔗糖添加量為5.0%做驗證試驗,以感官評分為指標(biāo),結(jié)果顯示高油酸花生醬的感官評分為92.08分,與正交試驗結(jié)果一致。
在最佳工藝條件下制備高油酸花生醬并測定其理化指標(biāo),結(jié)果如下:水分含量為6.66%,脂肪含量為47.42%,蛋白質(zhì)含量為22.25%,酸值為1.26 mgKOH/g。
以普通花生醬作為對照,通過研究花生醬的過氧化值、羰基值和酸值的變化情況來判斷高油酸花生醬的氧化穩(wěn)定性?;ㄉu中的油脂最初氧化形成過氧化物使過氧化值逐漸升高,進(jìn)一步氧化形成醛、酮等羰基化合物并導(dǎo)致羰基值開始逐漸增大,最后氧化形成酸,此時酸值增大而過氧化值和羰基值反而下降。當(dāng)過氧化值開始降低時,羰基值逐漸增大;羰基值逐漸下降時,酸值開始增大。
圖5 花生醬過氧化值的變化Fig.5 Change of peroxide value
圖6 花生醬羰基值的變化Fig.6 Change of carbony1 value
圖7 花生醬酸值的變化Fig.7 Change of acid value
由圖5可知,高油酸花生醬的過氧化值在第4個月時最高,約為0.046%,比普通花生醬的過氧化值最高點(diǎn)(約為0.068%)晚1個月出現(xiàn),過氧化值的峰值也比后者低32.4%。由圖6可知,高油酸花生醬的羰基值最高點(diǎn)在第5個月時出現(xiàn),約為0.13 meq/kg,也比普通花生醬的羰基值最高點(diǎn)(約0.15 meq/kg)晚1個月到達(dá),其峰值也比后者低15.1%。由圖7可知,高油酸花生醬的酸值在整個貯存過程中(5個月內(nèi))均比普通花生醬的酸值低,第5個月時的酸值約為1.90 mgKOH/g,比普通花生醬的酸值(3.26 mgKOH/g)低41.7%。綜合圖5、圖6和圖7可知,在5個月的保存時間內(nèi),高油酸花生醬氧化酸敗的速度要低于普通花生醬,所以其氧化穩(wěn)定性要高于普通花生醬,儲藏穩(wěn)定性更好。
油酸與亞油酸含量的比值是衡量花生及其制品貯藏穩(wěn)定性的一個很重要的指標(biāo),也與花生及其制品的氧化穩(wěn)定性、品質(zhì)特征、貯藏特性及貨架期有關(guān),比值越大,其抗氧化的能力就越強(qiáng)。高油酸花生中油酸與亞油酸含量的比值高于普通花生,因此高油酸花生醬的抗氧化能力較強(qiáng),其氧化酸敗的速度要低于普通花生醬。因此,高油酸花生醬在保存一段時期后,其食用品質(zhì)明顯優(yōu)于普通花生醬,這對高油酸花生醬類調(diào)味品的開發(fā)具有積極意義。
高油酸花生醬的最佳制備工藝條件是烘烤時間30 min、烘烤溫度140 ℃、添加1.3%的食鹽和5.0%的蔗糖。在此條件下制備的高油酸花生醬色澤棕黃,香味濃郁,口感適宜,組織狀態(tài)良好,感官評分最高,約為92分,理化指標(biāo)合格。5個月試驗期內(nèi)的過氧化值、羰基值和酸值的變化情況表明,高油酸花生醬油脂氧化酸敗的速度明顯低于普通花生醬,具有良好的氧化穩(wěn)定性和儲藏穩(wěn)定性。