李鵬飛,劉媛媛,韓 昕,艾娜絲,張文斌,楊瑞金,*

(1.江蘇俊啟生物科技股份有限公司,江蘇南通 226600;2.江南大學(xué)食品科學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫 214122;3.江南大學(xué)食品學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214122;4.北京工商大學(xué),食品營(yíng)養(yǎng)與人類健康北京高精尖創(chuàng)新中心,北京市食品風(fēng)味化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100048)

花生油是世界五大食用植物油之一,由于煙點(diǎn)較高,適合作烹飪和煎炸用油。2017年,我國(guó)已經(jīng)成為花生種植面積及產(chǎn)量世界第一的國(guó)家,2016年我國(guó)花生種植總面積472.749萬(wàn)公頃,總產(chǎn)量達(dá)到了1728.98萬(wàn)噸,占世界總產(chǎn)量的40.8%[1]。在我國(guó)人們最初選擇食用花生主要是因?yàn)槠浜婵竞螽a(chǎn)生濃郁的香味,也正因此每年有800多萬(wàn)噸的花生用來(lái)生產(chǎn)濃香花生油,而其余的部分用于烘烤后直接食用[2]。

目前,花生油的提取主要以高溫壓榨為主,并結(jié)合溶劑法將殘留在花生粕中的油進(jìn)一步提取而增加出油率[3]。溶劑法是根據(jù)相似相溶的原理進(jìn)行提取,溶劑法最大的優(yōu)點(diǎn)是提油率高,油的過(guò)氧化值低[4],但溶劑法常用正己烷或6號(hào)溶劑進(jìn)行浸提,其易燃易爆性且具有神經(jīng)毒性,威脅生命生產(chǎn)安全[5]。同時(shí),溶劑浸提法的毛油必須經(jīng)過(guò)深度精煉,而且高溫精煉也會(huì)產(chǎn)生反式脂肪酸、多環(huán)芳烴、縮水甘油酯等有害物質(zhì)[3]。高溫壓榨法簡(jiǎn)單易操作,但出油率低,同時(shí)高溫壓榨和溶劑浸提后的花生粕存在蛋白質(zhì)變性和溶劑殘留的問(wèn)題,因此只能作為飼料或肥料,影響花生資源的綜合利用[6]。冷榨法一般要求在低于60 ℃條件下加工,營(yíng)養(yǎng)成分保留的也較為完整。但冷榨法的出油率只有熱榨法的一半,市場(chǎng)價(jià)格也就比其他的油價(jià)格高出不少[7]。隨著人們對(duì)資源綜合利用、食品質(zhì)量和安全要求不斷提高,水媒法提取植物油技術(shù)作為可替代或補(bǔ)充傳統(tǒng)植物油提取的新型加工方式,受到人們的廣泛關(guān)注。水媒法提取花生油多以未烘烤的花生作為加工原料,這與傳統(tǒng)高溫壓榨花生油的風(fēng)味評(píng)分存在明顯區(qū)別[8]。但目前沒(méi)有針對(duì)兩種方法提取的花生油對(duì)烹飪后食材風(fēng)味影響的相關(guān)報(bào)道。

三文魚(yú)(Salmo)肉質(zhì)細(xì)嫩,脂肪和肌肉分布均勻,富含多種不飽和脂肪酸,適合制作刺身或煎炸食用,且在中國(guó)的消費(fèi)量逐年上升[9]。因此,本文以三文魚(yú)作為研究對(duì)象,比較水媒法和壓榨法兩種提取方式得到的花生油對(duì)煎炸三文魚(yú)風(fēng)味的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

C7～C30正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品(色譜純)、三氯丙烷甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)品 購(gòu)自北京百靈威化學(xué)技術(shù)有限公司提供;三文魚(yú)、國(guó)內(nèi)某品牌商品油A花生油 購(gòu)自北京永輝超市;脫皮花生(2015年,一級(jí)海花) 生產(chǎn)自山東。

7890N/5975氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)安捷倫公司;ME204E電子天平 德國(guó)梅特勒托利多;DB-WAX毛細(xì)管柱(30 m×250 μm×0.25 μm)色譜柱 美國(guó)安捷倫科技有限公司;HS-SPME裝置的手柄、固定搭載裝置及65 μm PDMS/DVB 美國(guó)Supelco公司;BOTH HI CH-1500T壓榨機(jī) 新鄉(xiāng)市眾科機(jī)械有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 花生油的制備 將一部分花生分別在150、190 ℃條件下烘烤20 min,冷卻后待用;另一部分花生不做烘烤處理。然后用冷壓榨法、熱榨法和水媒法三種方法分別提取花生油,將三種方法得到的花生油與市售花生油用于GC-MS分析,對(duì)比幾種方法得到的吡嗪類化合物含量;分別用對(duì)照組、三種方法得到的花生油與市售花生油煎炸三文魚(yú),將得到的三文魚(yú)用于GC-MS分析,對(duì)比風(fēng)味組成。提取方法參考Li等[10]。

冷壓榨花生油:選用未烘烤的花生直接進(jìn)行常溫條件下壓榨得毛油,離心脫水、過(guò)濾除雜后備用;熱榨花生油:選用190 ℃條件下烘烤的花生直接進(jìn)行壓榨、離心脫水、過(guò)濾除雜后備用;水媒法花生油:分別選用未烘烤花生、150 ℃和190 ℃條件下烘烤的花生進(jìn)行充分粉碎、60 ℃水媒法提取,提取方法參考Li等[10]。

1.2.2 煎炸方式 取20 g不同方法得到的花生油放入鐵鍋中,加熱至油溫220 ℃,放入50 g三文魚(yú)樣本,煎炸2 min,取出冷卻至室溫待測(cè)。三文魚(yú)樣本制備:三文魚(yú)切成長(zhǎng)寬為5.0 cm×4.0 cm、厚度為0.5 cm的魚(yú)片進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2.3 HS-SPME萃取法 取不同提取方法的花生油5 g或三文魚(yú)樣品3 g(新鮮或煎炸后),置于20 mL頂空采樣瓶中,50 ℃恒溫水浴中加熱平衡10 min,將手動(dòng)SPME進(jìn)樣器固定在HS-SPME搭載裝置上,并將針頭插入頂空瓶中,推出萃取纖維(PDMS/DVB),頂空吸附萃取30 min。吸附時(shí)間結(jié)束后,將萃取頭插入GC-MS進(jìn)樣口250 ℃解析5 min。

1.2.4 GC-MS分析條件 不分流進(jìn)樣,進(jìn)樣口溫度250 ℃,初溫40 ℃,保留3 min,以5 ℃/min升溫至90 ℃后不保留,再以10 ℃/min升至230 ℃保留7 min。載氣:高純He(99.999%),流速0.8 mL/min。離子源溫度230 ℃,四級(jí)桿溫度150 ℃,MS電離方式EI,電子能量70 eV,質(zhì)量掃描范圍32～402 m/z。

1.2.5 定性定量分析

1.2.5.1 定性分析 對(duì)不同花生油煎炸后的三文魚(yú)揮發(fā)性風(fēng)味成分的定性分析采用氣質(zhì)聯(lián)用儀MSDChem工作站Nist2011譜庫(kù),選擇匹配度大于90的物質(zhì),另外結(jié)合校對(duì)保留指數(shù)法進(jìn)行確定。

保留指數(shù)計(jì)算公式:

式中:RI為保留指數(shù);n和n+1分別為未知物流出前后正構(gòu)烷烴碳原子數(shù);tn和tn+1分別為對(duì)應(yīng)正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間,min;tr為未知物質(zhì)在氣相色譜中的保留時(shí)間,min(tn

1.2.5.2 定量分析 選取濃度為1.024 mg/mL的1,2,3-三氯丙烷甲醇溶液作為內(nèi)標(biāo),所有花生油中揮發(fā)性成分測(cè)定時(shí)添加10 μL,所有三文魚(yú)樣品測(cè)定時(shí)添加1 μL,得到揮發(fā)性化合物相對(duì)于內(nèi)標(biāo)物的相對(duì)濃度。鑒定出的化合物的相對(duì)濃度根據(jù)內(nèi)標(biāo)物峰面積和化合物峰面積計(jì)算得出,公式如下:

1.3 數(shù)據(jù)處理

萃取纖維PDMS/DVB萃取結(jié)合GC-MS分析,通過(guò)化學(xué)工作站及Nist2011譜庫(kù)檢索并結(jié)合手動(dòng)解譜法分析。測(cè)定樣品設(shè)置3個(gè)平行,結(jié)果以平均值+標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,顯著性差異采用SPSS 17.0進(jìn)行分析,以不同字母表示(p<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 新鮮三文魚(yú)中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)

結(jié)果如表1所示。從HS-SPME-GC-MS分析鑒定,新鮮三文魚(yú)共有46種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),其中酸類2種(壬酸和癸酸)。酸類在新鮮三文魚(yú)中的含量很少,其來(lái)源主要是微生物代謝或內(nèi)源酶作用產(chǎn)生,其中壬酸被認(rèn)為具有典型的油脂味,但癸酸一般具有難聞的氣味[11]。Macé等[12]認(rèn)為酸類可與三文魚(yú)的酸味聯(lián)系起來(lái),如可通過(guò)檢測(cè)三文魚(yú)揮發(fā)性化合物中乙酸的含量,來(lái)初步判斷冷鮮三文魚(yú)是否已經(jīng)開(kāi)始變質(zhì)。醇類7種(3-甲基丁醇、異辛醇、2,3-丁二醇、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇、正辛醇、3-甲硫基丙醇和2-苯異丙醇),醇類的閾值較高,對(duì)主體風(fēng)味影響不大。醛類3種(己醛、壬醛和苯甲醛),其中己醛被認(rèn)為是魚(yú)肉中腥味的來(lái)源,同時(shí)壬醛和苯甲醛分別帶有果香和苦杏仁的香味[13]。烴類18種,其中烷烴類9種(十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、2,6,10,14-四甲基十五烷、十七烷、十八烷和環(huán)癸烷),烯類2種(α-蒎烯、右旋檸檬烯)。芳香烴7種(1,3,5-三甲基苯、1,2,4,5-四甲基苯、萘、2-甲基萘、苯乙烯、1,6-二甲基萘和1,6,7-三甲基萘),烴類的種類比較多,主要來(lái)源于脂肪酸的氧化,徐永霞等[14]研究發(fā)現(xiàn),烷烴廣泛存在于魚(yú)類和甲殼類動(dòng)物的風(fēng)味中,但是由于閾值較高,對(duì)其整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)低。醚類3種(乙二醇單丁醚、二甘醇單丁醚和茴香醚)。酮類3種(3-羥基-2丁酮、2-壬酮和苯乙酮)。酯類5種(水楊酸苯甲酯、丁酸丁酯、苯甲酸2-乙基己酯、鄰苯二甲酸二甲酯和鄰苯二甲酸二乙酯)。以及含苯環(huán)酚類、氧或氮雜環(huán)和胺類等化合物5種(三甲胺、2-戊基呋喃、丁羥甲苯、苯并噻唑和氧芴)。

表1 不同花生油煎炸三文魚(yú)的風(fēng)味組成(μg/100 g)Table 1 Volatile components of fried salmon fillets by different peanut oil(μg/100 g)

續(xù)表

2.2 比較不同花生油及煎炸三文魚(yú)樣品中產(chǎn)生的揮發(fā)性化合物數(shù)量

由表1可以看出經(jīng)煎炸后的三文魚(yú)的揮發(fā)性香氣成分總數(shù)量要高于新鮮三文魚(yú),6種花生油RP、RW、150 W、190 P、190 W和商品油A煎炸后的樣品揮發(fā)性化合物總數(shù)量分別為54種、57種、55種、63種、64種和59種。除了揮發(fā)性化合物的數(shù)量增加之外,揮發(fā)性化合物的組成也發(fā)生了變化,其中煎炸后的6種樣品的醛類數(shù)量明顯增加,以樣品RP為例,RP中醛類物質(zhì)達(dá)到揮發(fā)性化合物相對(duì)總含量的29.89%(除丁羥甲苯,抗氧化劑BHT以外),RP組的醛類從煎炸前的3種躍升到煎炸后的16種,壬醛的含量最高,占RP組總?cè)╊惢衔锖康?6.81%,其次是苯甲醛和辛醛,分別占其總?cè)╊惢衔锏?0.27%和9.69%。煎炸后RP組烴類化合物的數(shù)量變化不大,但是總體含量有所降低,與鮮三文魚(yú)相比減少了55.36%。在其他組中的含苯環(huán)酚類物質(zhì)丁羥甲苯(抗氧化劑,BHT)的相對(duì)含量降低幅度最為明顯。近年來(lái),隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的穩(wěn)定增長(zhǎng)和消費(fèi)市場(chǎng)的膨脹,養(yǎng)殖的大西洋三文魚(yú)的脂肪含量也隨之增加。因?yàn)槿聂~(yú)脂肪中多不飽和脂肪酸含量很高。因此選擇投喂含有抗氧化劑的口料以防止三文魚(yú)脂肪的氧化和酸敗。BHT是其中應(yīng)用比較廣泛的一種。Holaas等[15]認(rèn)為三文魚(yú)直接食用這些含有BHT飼料后,所攝入的BHT在其肝臟的殘留率很高,只有8%～13%的BHT被代謝。雖然尚未有足夠的證據(jù)證明BHT會(huì)對(duì)動(dòng)物或人體有害。但其對(duì)三文魚(yú)或三文魚(yú)消費(fèi)者的身體健康可能存在潛在威脅。

表2 六種花生油中揮發(fā)性吡嗪類化合物含量(μg/100 g)Table 2 The contents of pyrazine components in six types of peanut oil(μg/100 g)

2.3 比較不同花生油及煎炸三文魚(yú)樣品中產(chǎn)生的吡嗪類揮發(fā)性化合物

吡嗪類化合物是花生油的特征性風(fēng)味物質(zhì),魚(yú)類煎炸過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生。6種花生油煎炸三文魚(yú)的揮發(fā)性化合物中檢測(cè)出了吡嗪類化合物。吡嗪是1,4位含兩個(gè)氮原子的六元雜環(huán)化合物,而吡嗪類化合物被廣泛認(rèn)為是烤花生的主要風(fēng)味物質(zhì),因此對(duì)花生油的香氣也起決定作用[16-18]。吡嗪類化合物是花生烘烤過(guò)程中,蛋白質(zhì)和糖發(fā)生美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物,有分析認(rèn)為花生中游離氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苯丙氨酸和組氨酸)和單糖(果糖和葡萄糖)是產(chǎn)生花生風(fēng)味必不可少的風(fēng)味前體[19]。

吡嗪類化合物一般要在高于150 ℃條件下烘烤才能產(chǎn)生[20],而RP、RW和150W三種花生油本身并未檢測(cè)到吡嗪類化合物,但在煎炸三文魚(yú)的過(guò)程中均有吡嗪類化合物產(chǎn)生,分別為2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪和四甲基吡嗪。這些吡嗪類化合物可能是煎炸過(guò)程中,三文魚(yú)的游離氨基酸和單糖在高溫下發(fā)生美拉德反應(yīng)所產(chǎn)生的。另一方面,花生油190W、190P和商品油A中的總吡嗪類化合物數(shù)量有14種,吡嗪類化合物的相對(duì)總含量分別為1326.26、1394.54和1680.08 μg/100 g。然而這3種花生油(190W、190P和商品油A)在煎炸三文魚(yú)時(shí),測(cè)定揮發(fā)性化合物,結(jié)果僅有2-甲基吡嗪、三甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪和四甲基吡嗪4種,吡嗪類化合物的總含量分別為1.59、2.28和0.94 μg/100 g。這與RP、RW和150W在煎炸三文魚(yú)時(shí)的吡嗪類化合物含量(分別為0.37、0.86和7.08 μg/100 g)相當(dāng),這說(shuō)明花生油本身所帶有濃香風(fēng)味的吡嗪類化合物并沒(méi)有使煎炸三文魚(yú)中的吡嗪類含量增加。相反,由于吡嗪類化合物易揮發(fā),這三種花生油中原本含有的大量吡嗪類化合物,也在高溫煎炸過(guò)程中損失。因此,選擇高溫壓榨花生油、冷榨花生油或水媒法花生油煎炸三文魚(yú)時(shí),就揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)-吡嗪類而言,吡嗪種類和吡嗪含量差異較小。

3 討論

利用HS-SPME-GC-MS方法分析了水媒法(RW、150W和190W)和壓榨法(RP、190P和商品油A)提取的花生油對(duì)煎炸三文魚(yú)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響。與新鮮三文魚(yú)相比,6個(gè)花生油樣品的總揮發(fā)性化合物均有提升,其中醛類的種類變化最大,由對(duì)照組中的3種醛類化合物分別增加到16種(RP)、16種(RW)、15種(150W)、15種(190P)、15種(190W)和13種(商品油A)。烴類化合物的數(shù)量基本沒(méi)有變化,但是6種煎炸樣品中烴類物質(zhì)的含量均有不同程度的下降,其中烴類物質(zhì)(包括:烯烴、烷烴和芳香烴)總含量分別下降了55.36%、67.92%、52.49%、62.06%、56.60%和67.97%。同時(shí)發(fā)現(xiàn)抗氧化劑BHT的相對(duì)含量較高,新鮮三文魚(yú)中的含量達(dá)到(523.89±40.05) μg/100 g,而煎炸過(guò)程可使BHT損失過(guò)半,6種煎炸三文魚(yú)中BHT的平均相對(duì)含量為(238.9±89.15) μg/100 g。雖然此含量遠(yuǎn)小于聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)的食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)規(guī)定的BHT的每日容許攝入量為0.3 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn),但仍值得人們關(guān)注。另一方面,對(duì)不同花生油中吡嗪類物質(zhì)的相對(duì)含量和數(shù)量進(jìn)行了比較,吡嗪類化合物一般在高于150 ℃的烘烤溫度下才會(huì)產(chǎn)生,因此花生油RP、RW和150W中未檢測(cè)出吡嗪類化合物,而花生油190P、190W和商品油A中則相對(duì)含量較高。但是從煎炸后的三文魚(yú)的揮發(fā)性風(fēng)味化合物分析結(jié)果來(lái)看,原具有較高含量吡嗪類化合物的3種花生油,在其煎炸的三文魚(yú)樣品的風(fēng)味物質(zhì)中并沒(méi)有相應(yīng)的出現(xiàn)較高含量的吡嗪類化合物,相反吡嗪類化合物的數(shù)量和相對(duì)含量均減少,反而3種未檢測(cè)出吡嗪類化合物的花生油,在其三文魚(yú)煎炸結(jié)果中檢測(cè)出了新生成的吡嗪類化合物,并且相對(duì)含量與前者相當(dāng)。這間接的說(shuō)明了各種花生油對(duì)煎炸三文魚(yú)所產(chǎn)生的揮發(fā)性風(fēng)味間的區(qū)別較小,含有高含量吡嗪類化合物的花生油并不能賦予三文魚(yú)特殊的烤花生風(fēng)味。

4 結(jié)論

本研究主要是針對(duì)壓榨油、水媒法提取的花生油煎炸三文魚(yú)后產(chǎn)生的風(fēng)味進(jìn)行研究。從HS-SPME-GC-MS分析鑒定結(jié)果得到:新鮮三文魚(yú)共有46種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),其中有2種酸類物質(zhì),7種醇類物質(zhì),3種醛類物質(zhì),18種烷烴類物質(zhì),7種芳香烴類物質(zhì),3種醚類物質(zhì),3種酮類物質(zhì),5種酯類物質(zhì),5種含苯環(huán)酚類、氧或氮雜環(huán)和胺類等化合物。煎炸后的三文魚(yú)的揮發(fā)性香氣成分總數(shù)量要高于新鮮三文魚(yú),RP、RW、150W、190P、190W和商品油A煎炸后的樣品揮發(fā)性化合物總數(shù)量分別為54種、57種、55種、63種、64種和59種,而且經(jīng)煎炸后,6種樣品的醛類數(shù)量明顯增加,揮發(fā)性化合物的組成也發(fā)生了變化,尤以醛類數(shù)量增加明顯。在6種花生油煎炸三文魚(yú)的揮發(fā)性化合物中均檢測(cè)出了烤花生中主要的風(fēng)味物質(zhì)—吡嗪類化合物。因此,煎炸可以增加三文魚(yú)的風(fēng)味物質(zhì),而兩種提取方法得到的6種花生油,煎炸三文魚(yú)時(shí)得到的主體揮發(fā)性物質(zhì)種類及其相對(duì)含量相似,差別較小。