安 浩，馬宇翔，汪學(xué)德，鄭永戰(zhàn)

(1.河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，鄭州 450001； 2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，鄭州 450002)

葵花籽油是一種優(yōu)質(zhì)的食用油，其中壓榨葵花籽油最大程度上保留了葵花籽中的天然成分。葵花籽油中不飽和脂肪酸含量達80%以上，而且富含維生素E、胡蘿卜素以及鎂、磷、鈉、鈣、鐵、鉀、鋅等營養(yǎng)物質(zhì)，易被人體吸收，有“健康食用油”之稱[1-3]。

炒籽作為增強油脂風(fēng)味的關(guān)鍵工序，能夠賦予葵花籽油濃郁的香味，然而過高的炒籽溫度會使得油脂產(chǎn)生不良氣味甚至產(chǎn)生有害物質(zhì)，如3-氯丙醇酯。3-氯丙醇酯進入人體后，會在腸道脂肪酶的作用下水解為3-氯丙醇(3-MCPD)，這是一種毒害作用更強的物質(zhì)，具有遺傳毒性、腎毒性甚至致癌性，國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)將其劃分為2B類致癌物[4-6]。為應(yīng)對植物油中3-氯丙醇酯對人體的毒害作用，國際上多個國家和地區(qū)對其限量進行評估，如歐盟委員會建議將食用油中3-氯丙醇酯的限量要求設(shè)定為1.25 mg/kg，嬰幼兒食品及配方食品中的限量要求設(shè)定為0.75 mg/kg[7]。同樣，聯(lián)合國食品添加劑專家委員會(JECFA)也制定了3-氯丙醇酯的限量標準，每日容許攝入量(TDI)為不超過2 μg/kg(以體重計)。劉春梅等[8]研究了炒籽溫度對菜籽油風(fēng)味和3-氯丙醇酯、維生素E、甾醇含量的影響，王永瑞[9]對炒籽胡麻油中3-氯丙醇酯的消長規(guī)律進行了研究。以上研究均表明3-氯丙醇酯的產(chǎn)生與炒籽溫度具有極強的相關(guān)性，3-氯丙醇酯含量隨炒籽溫度的升高而增加。炒籽過程不僅影響油脂風(fēng)味，而且影響油脂中風(fēng)險成分和營養(yǎng)成分。在高溫條件下油脂發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致葵花籽油污染物水平大幅度提高，并且油中的營養(yǎng)成分如維生素E等會發(fā)生損失，所以對葵花籽炒籽溫度和炒籽時間進行調(diào)控，對于生產(chǎn)高品質(zhì)的葵花籽油具有重要意義。因此，本文研究炒籽條件對壓榨葵花籽油3-氯丙醇酯產(chǎn)生及品質(zhì)的影響，以期對生產(chǎn)高品質(zhì)葵花籽油提供一定理論參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 原料與試劑

葵花籽原料，產(chǎn)地為中國甘肅(澳葵33號帶殼葵花籽)、中國內(nèi)蒙古(無殼葵花籽)和保加利亞(無殼葵花籽)，由當?shù)赜椭a(chǎn)企業(yè)提供。

苯基硼酸(PBA)(純度≥97%)，Aladdin公司；1,2-二油酸-3-氯丙醇酯(純度≥98%)、1,2-二油酸-3-氯丙醇酯-D5(純度≥98%)標準品，上海安譜實驗科技股份有限公司；農(nóng)殘級正己烷，甲醇、乙酸乙酯、異丙醇、甲基叔丁基醚均為色譜純，美國VBS公司；氯化鈉為優(yōu)級純；α-、β-、γ-、δ-生育酚和α-、β-、γ-、δ-生育三烯酚標準品(純度≥99%)，Sigma Aldrich公司；其余試劑為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

Trace1310-ISQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、ICS-2100離子色譜儀，美國Thermo Fisher公司；e2695高效液相色譜儀，美國Waters公司；7890B氣相色譜儀，美國Agilent公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 葵花籽原料主要組分分析

水分含量測定參照GB 5009.3—2016；粗脂肪含量測定參照GB/T 6433—2006；粗蛋白質(zhì)含量測定參照GB/T 6432—2018。

1.2.2 葵花籽油的制備

每次稱取約500 g葵花籽進行炒籽，設(shè)定炒籽溫度分別為200℃和220℃，炒籽時間分別為15、20、30 min和40 min。炒籽之后的葵花籽用液壓榨油機進行壓榨，再離心分離去渣后得到葵花籽油，置于-4℃冰箱冷藏備用。

1.2.3 葵花籽油中3-氯丙醇酯含量的測定

3-氯丙醇酯含量的測定參照GB 5009.191—2016中第三法及苗雨田等[10]的方法。

1.2.4 葵花籽原料和葵花籽油中氯離子含量的測定

葵花籽原料中氯離子含量的測定參照DB37/T 1555—2010。

葵花籽油中氯離子含量測定參考王璐陽[11]的方法。

1.2.5 葵花籽油中甘油酯組成測定

甘油酯組成測定參考馬靖軒等[12]的方法。取2滴葵花籽油并用1 mL色譜純正己烷溶解，渦旋混勻后加入適量無水硫酸鈉除水，濾膜過濾進氣相小瓶備用，待氣相色譜測定。

色譜條件：DB-1ht色譜柱(30 m×250 μm×0.1 μm)；載氣為高純氮氣(純度≥99.99%)，流速4 mL/min；柱升溫程序為初溫50℃，以20℃/min升至200℃，再以10℃/min升至240℃，再以40℃/min 升至360℃，保持10 min；進樣量1 μL；分流比40∶1；進樣口溫度350℃，檢測器溫度400℃。各組分含量采用峰面積歸一化法計算。

1.2.6 葵花籽油中維生素E組分含量的測定

維生素E組分含量測定參照GB/T 26635—2011及溫運啟等[13]的方法。

1.2.7 葵花籽油酸值、過氧化值和色澤的測定

酸值測定參照GB 5009.229—2016；過氧化值測定參照GB 5009.227—2016；色澤測定參照GB/T 22460—2008。

1.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2010、IBM SPSS Statistics 21和Origin 2019進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和繪圖，采用Duncan法進行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葵花籽原料的主要組分

3個不同產(chǎn)地葵花籽原料的主要組分含量如表1所示。

表1 葵花籽原料的主要組分含量 %

由表1可知，葵花籽原料中粗脂肪含量最高(約占油料質(zhì)量的50%)，其次是粗蛋白質(zhì)，水分含量最低。保加利亞葵花籽粗脂肪含量最高，為59.29%，中國甘肅葵花籽粗脂肪含量最低，為47.24%；中國內(nèi)蒙古葵花籽粗蛋白質(zhì)含量最高，為18.83%，中國甘肅葵花籽粗蛋白質(zhì)含量最低，為17.11%；中國甘肅葵花籽水分含量最高，為3.99%，保加利亞葵花籽水分含量最低，為2.55%。

2.2 葵花籽原料中氯離子含量和炒籽條件對葵花籽與葵花籽油中氯離子含量的影響

3個不同產(chǎn)地葵花籽原料中氯離子含量見表2。

表2 葵花籽原料中氯離子含量

由表2可以看出，3個不同產(chǎn)地葵花籽均含有氯離子，且不同產(chǎn)地葵花籽氯離子含量有較大的差別。中國內(nèi)蒙古無殼葵花籽中氯離子含量最高，達到了388.44 mg/kg，而中國甘肅澳葵33號帶殼葵花籽中氯離子含量最低，為179.13 mg/kg。灌溉、降水與含氯化肥的使用等是土壤中氯來源的重要部分。植物體內(nèi)的氯元素既可以通過常規(guī)的土壤根系吸收，也可以通過葉面吸收，有著極高的吸收效率，在植物體內(nèi)多以離子形態(tài)存在[14]。土壤、空氣、施肥和灌溉用水等都有可能是油料作物中氯離子的來源，從而影響油料中氯離子含量。

油料中氯離子含量對3-氯丙醇酯的生成具有重要影響。王永瑞等[15]研究了加熱條件下氯化鈉添加量對初榨胡麻油中3-氯丙醇酯產(chǎn)生的影響，結(jié)果表明，隨著氯化鈉添加量的增加，初榨胡麻油中3-氯丙醇酯的含量呈上升趨勢，且上升趨勢明顯。其原因可能是氯離子親核攻擊甘油三酯上的?；蚴锹入x子親核攻擊甘二酯、甘一酯上的羥基，導(dǎo)致了3-氯丙醇酯的形成[16-17]。

表3為不同炒籽條件對葵花籽原料中氯離子含量的影響，表4為不同炒籽條件對葵花籽油中氯離子含量的影響。

表3 不同炒籽條件對葵花籽原料中氯離子含量的影響

表4 不同炒籽條件對葵花籽油中氯離子含量的影響

由表3可知：3個產(chǎn)地葵花籽原料在經(jīng)過不同炒籽過程后其氯離子含量大幅度下降，并且中國內(nèi)蒙古葵花籽中氯離子含量下降幅度最大，為330.86～348.00 mg/kg；保加利亞葵花籽下降幅度次之，為184.22～207.36 mg/kg；中國甘肅葵花籽下降幅度最小，為134.02～140.96 mg/kg。這是因為在高溫炒籽過程中，葵花籽原料中氯離子通過親核反應(yīng)大量生成污染物3-氯丙醇酯。

由表4可以看出，3個產(chǎn)地葵花籽原料經(jīng)高溫炒籽壓榨后其油脂中氯離子含量位于0.28～1.26 mg/kg之間，其中保加利亞葵花籽油中氯離子含量較高，為0.46～1.26 mg/kg，其次是中國內(nèi)蒙古葵花籽油，氯離子含量為0.32～0.87 mg/kg，氯離子含量最低的是中國甘肅葵花籽油，為0.28～0.58 mg/kg。

2.3 炒籽條件對壓榨葵花籽油中甘油酯組成的影響

在高溫炒籽過程中，根據(jù)環(huán)酰氧鎓離子中間體機制，認為甘一酯、甘二酯和甘三酯去羥基或者?；纬森h(huán)酰氧鎓離子，氯離子對環(huán)酰氧鎓離子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)進行親核攻擊形成3-氯丙醇酯。Rahn等[18]將純甘油酯在ZnCl2存在條件下加熱到90℃時形成3-氯丙醇酯和2-氯丙醇酯，經(jīng)過紅外光譜分析檢測到環(huán)酰氧鎓離子的特征吸收峰，證實了這一機制。又或者甘油酯在高溫環(huán)境下發(fā)生一系列水解反應(yīng)，產(chǎn)生的甘一酯和甘二酯作為3-氯丙醇酯的前體物質(zhì)參與反應(yīng)生成3-氯丙醇酯。表5為不同炒籽條件下葵花籽油甘油酯組成。

由表5可以看出：中國甘肅葵花籽油中甘三酯含量為95.20%～97.35%，甘一酯含量為0.52%～0.82%，甘二酯含量為1.83%～4.12%，在200℃和220℃的炒籽溫度下，炒籽時間對甘二酯和甘三酯含量有顯著性影響(P<0.05),而對甘一酯含量無顯著性影響；中國內(nèi)蒙古葵花籽油中甘三酯含量為95.36%～98.21%，甘一酯含量為0.46%～0.72%，甘二酯含量為1.33%～3.92%，在200℃炒籽溫度下，炒籽時間對甘一酯、甘二酯和甘三酯含量都存在顯著性影響(P<0.05)，在220℃炒籽溫度下，炒籽時間對甘二酯和甘三酯含量有顯著性影響(P<0.05),而對甘一酯含量無顯著性影響；保加利亞葵花籽油中甘三酯含量為94.75%～97.96%，甘一酯含量為0.69%～0.98%，甘二酯含量為1.35%～4.53%，在2個炒籽溫度下，炒籽時間對甘一酯、甘二酯和甘三酯含量都存在顯著性影響(P<0.05)。

表5 不同炒籽條件對葵花籽油中甘油酯組成的影響

張家楓等[19]分析不同食用油的甘油酯組成，結(jié)果表明，甘三酯含量最高，為81.26%～99.11%，甘二酯和甘一酯含量分別為0.79%～13.94%和ND～4.84%，本實驗測定葵花籽油中甘油酯組成的結(jié)果與之類似。

2.4 炒籽條件對葵花籽油中3-氯丙醇酯含量的影響

炒籽條件對葵花籽油中3-氯丙醇酯含量的影響如表6所示。

表6 不同炒籽條件對葵花籽油中3-氯丙醇酯含量的影響

由表6可知，中國內(nèi)蒙古葵花籽油中3-氯丙醇酯含量最高，與炒籽過程其原料中氯離子含量下降幅度最大一致。在200℃炒籽溫度下，3個產(chǎn)地葵花籽原料壓榨制取的油脂中3-氯丙醇酯含量隨炒籽時間延長而增加，其中中國甘肅和保加利亞2個產(chǎn)地的原料經(jīng)過15 min的炒籽其油脂中未檢出3-氯丙醇酯；3個產(chǎn)地葵花籽油中3-氯丙醇酯含量范圍為ND～1.08 mg/kg，未超過歐盟限定標準(1.25 mg/kg)。220℃炒籽溫度下不同炒籽時間對葵花籽油中3-氯丙醇酯含量的影響與炒籽溫度為200℃時相同，均為3-氯丙醇酯含量隨炒籽時間延長而增加，但3個產(chǎn)地葵花籽油3-氯丙醇酯含量增長幅度有所不同，其中，中國甘肅葵花籽油中3-氯丙醇酯含量在炒籽時間15～40 min范圍內(nèi)由0.27 mg/kg增長到9.72 mg/kg，增加了35倍，中國內(nèi)蒙古葵花籽油中3-氯丙醇酯含量由2.98 mg/kg增長到20.85 mg/kg，增加了6倍，保加利亞葵花籽油中3-氯丙醇酯含量由2.06 mg/kg增長到14.32 mg/kg，增加了6倍，3個產(chǎn)地葵花籽油中3-氯丙醇酯含量以中國甘肅葵花籽油增長幅度最大。

2.5 炒籽條件對壓榨葵花籽油中維生素E含量的影響

維生素E是一種天然的脂溶性維生素，結(jié)構(gòu)中含有酚羥基，具有很強的抗氧化能力，是食用油脂中最主要的抗氧化成分之一[20]。所以，在油脂生產(chǎn)加工過程中要盡量減少維生素E的損失。不同炒籽條件對葵花籽油中維生素E含量的影響如表7所示。

表7 不同炒籽條件對葵花籽油中維生素E含量的影響

從表7可以看出，葵花籽油中檢測出的維生素E主要有α-生育酚、(β+γ)-生育酚、(α+β+γ)-生育三烯酚，其中α-生育酚含量最高。中國甘肅葵花籽油中維生素E總量為82.1～157.7 mg/kg，中國內(nèi)蒙古葵花籽油中維生素E總量為91.1～152.1 mg/kg，保加利亞葵花籽油中維生素E總量為51.2～167.7 mg/kg。對3個產(chǎn)地葵花籽油來說，隨炒籽溫度的升高，維生素E總量均降低，可能的原因是維生素E受到高溫氧化而發(fā)生損耗。另外，在同一炒籽溫度條件下，隨炒籽時間的延長維生素E總量增加，可能的原因是長時間加熱破壞了細胞膜，從而使維生素E從油料中釋放出來，也可能是因為維生素E和蛋白質(zhì)或磷脂之間的結(jié)合在高溫環(huán)境受到破壞，使得維生素E成為游離狀態(tài)[21]。

2.6 炒籽條件對壓榨葵花籽油酸值、過氧化值和色澤的影響

不同炒籽條件對壓榨葵花籽油酸值、過氧化值和色澤(紅值)的影響如表8所示。

由表8可知：葵花籽油的酸值隨炒籽溫度的升高和炒籽時間的延長呈上升趨勢，這可能是因為高溫過程促進甘三酯氧化和分解，生成更多酸類成分如游離脂肪酸；過氧化值隨炒籽時間的延長呈上升趨勢，但隨炒籽溫度的升高而下降，這是因為油脂中的不飽和脂肪酸等物質(zhì)在熱作用下分解，進而與空氣接觸發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致油脂的過氧化值升高，但當溫度過高時，初級氧化產(chǎn)物如氫過氧化物結(jié)構(gòu)受到破壞發(fā)生分解，生成次級氧化產(chǎn)物，故過氧化值出現(xiàn)下降趨勢[22]。油脂色澤隨著炒籽溫度的升高和炒籽時間的延長而加深，可能的原因是在高溫焙炒過程中產(chǎn)生大量的褐變產(chǎn)物，同時還有可能伴隨著炭化過程，正是由于這些反應(yīng)產(chǎn)物進入壓榨葵花籽油中才導(dǎo)致油脂色澤加深，此外維生素E在高溫條件下被氧化形成深紅色的苯并呋喃5,6-醌，進一步加深了油脂的色澤[23]。

表8 不同炒籽條件對葵花籽油酸值、過氧化值和色澤(紅值)的影響

3 結(jié) 論

研究了炒籽條件(炒籽溫度、炒籽時間)對葵花籽原料氯離子含量及壓榨葵花籽油中3-氯丙醇酯、氯離子、維生素E含量及甘油酯組成、酸值、過氧化值和色澤(紅值)的影響。結(jié)果表明：經(jīng)過炒籽后中國內(nèi)蒙古葵花籽中氯離子含量下降幅度最大；隨著炒籽溫度升高和炒籽時間的延長，壓榨葵花籽油中3-氯丙醇酯含量逐漸增多，中國內(nèi)蒙古葵花籽油中3-氯丙醇酯含量最高；3個不同產(chǎn)地葵花籽原料經(jīng)高溫炒籽壓榨后油脂中氯離子含量為0.28～1.26 mg/kg，其中保加利亞葵花籽油中氯離子含量較高，為0.46～1.26 mg/kg，其次是中國內(nèi)蒙古葵花籽油，氯離子含量為0.32～0.87 mg/kg，氯離子含量最少的是中國甘肅葵花籽油，為0.28～0.58 mg/kg；葵花籽油中甘油酯組成受炒籽時間的影響顯著；營養(yǎng)成分維生素E受炒籽條件的影響顯著，維生素E總量隨著炒籽時間的延長而增加，隨著炒籽溫度的升高而降低；理化指標如酸值、過氧化值和色澤(紅值)隨炒籽溫度升高和炒籽時間延長而出現(xiàn)規(guī)律性的變化。綜合葵花籽油安全品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和質(zhì)量指標，建議葵花籽油生產(chǎn)以炒籽溫度不超過200℃、炒籽時間不超過30 min為佳。