袁橋娜，涂夢(mèng)婕，董志文，何東平,2，羅 質(zhì),2，胡傳榮,2，高 盼,2

(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)

菜籽油的制取技術(shù)從帶皮壓榨、脫皮壓榨發(fā)展到炒籽壓榨，工藝略有不同，而這些差異也會(huì)影響菜籽油的風(fēng)味。菜籽油香味的產(chǎn)生主要是因?yàn)槊览路磻?yīng)，這種非酶褐變使壓榨油具有獨(dú)特香味[1]。近年來(lái)各菜籽油生產(chǎn)廠商大力推出濃香菜籽油，使得濃香植物油家族更加多元化，進(jìn)而擴(kuò)展了消費(fèi)者的選擇范疇，并順應(yīng)了菜籽油消費(fèi)者的喜好[2]。針對(duì)傳統(tǒng)濃香油生產(chǎn)工藝復(fù)雜，風(fēng)味受油料品種、含水量、蒸炒溫度和蒸炒時(shí)間的影響，品質(zhì)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，研究人員正在為新型菜籽油的工藝優(yōu)化、發(fā)展進(jìn)行不斷的研究和嘗試。

菜籽油香味不僅受原料自身的硫甙、蛋白質(zhì)和糖類含量影響，且這種影響因其產(chǎn)地的不同而產(chǎn)生較大差異，加工工藝的不同也會(huì)使得菜籽油的風(fēng)味有所差別[3]。本研究采用頂空固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)用分析2種傳統(tǒng)工藝菜籽油和1種新型工藝菜籽油的揮發(fā)性風(fēng)味成分及相對(duì)含量，并利用相對(duì)活度值確定對(duì)3種菜籽油風(fēng)味有貢獻(xiàn)的成分及占比。對(duì)比分析傳統(tǒng)工藝與新型工藝的風(fēng)味成分的含量差異，為新型菜籽油制備工藝的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑

油菜籽、菜籽餅、菜籽粕(三者為同一批原料)、精煉菜籽油(四級(jí)菜籽油)，成都市新興糧油有限公司提供。

堿性蛋白酶(200 000 U/g)、風(fēng)味蛋白酶(15 000 U/g)，江蘇銳陽(yáng)生物科技有限公司；正己烷、二氯甲烷、乙腈，色譜純；氫氧化鈉、鹽酸、95%乙醇、乙醚、冰乙酸、三氯甲烷，分析純；硫代硫酸鈉，韋氏試劑。

1.1.2 儀器與設(shè)備

螺旋榨油機(jī)，東莞市民健食品機(jī)械廠；多功能蒸炒鍋，河南省亞臨界生物技術(shù)有限公司；TDSZ臺(tái)式離心機(jī)，湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司；梅特勒FE 20 pH計(jì)，梅特勒-托利多公司；101-1-S數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；FS-1集熱式恒溫磁力攪拌器，鞏義市英峪予華儀器廠；FZ102型微型植物粉碎機(jī)，天津泰斯特儀器有限公司；SHZ-82A數(shù)顯氣浴恒溫振蕩器，金壇市榮華儀器制造有限公司；Agilent LC1200液相色譜儀、Agilent GC/MS 5973N聯(lián)用儀，美國(guó)Agilent公司；50/30 μm DVB/PDMS/CAR萃取頭，美國(guó)Supelco公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 傳統(tǒng)菜籽油制備工藝

1.2.1.1 菜籽油甲的制備工藝[4]

菜籽油甲的生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 菜籽油甲的生產(chǎn)工藝流程

1.2.1.2 菜籽油乙的制備工藝[5]

菜籽油乙的生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 菜籽油乙的生產(chǎn)工藝流程

1.2.2 新型菜籽油制備工藝

新型菜籽油制備工藝與傳統(tǒng)菜籽油制備工藝的不同之處在于其是利用美拉德生香反應(yīng)制備。菜籽油丙的生產(chǎn)工藝流程如圖3所示。

圖3 菜籽油丙的生產(chǎn)工藝流程

1.2.3 菜籽油的感官評(píng)價(jià)

選取15名對(duì)菜籽油風(fēng)味熟悉的專業(yè)人員，利用指標(biāo)打分的方式對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)打分[6]，利用主成分分析法基于綜合得分計(jì)算4個(gè)評(píng)定項(xiàng)目的比重。菜籽油感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 菜籽油感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1.2.4 菜籽油的理化性質(zhì)測(cè)定

酸價(jià)的測(cè)定參照GB 5009.229—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定》，過(guò)氧化值的測(cè)定參照GB 5009.227—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過(guò)氧化值的制定》，碘值的測(cè)定參照GB/T 5532—2008《動(dòng)植物油脂 碘值的測(cè)定》，氧化穩(wěn)定性的測(cè)定參照GB/T 21121—2007《動(dòng)植物油脂 氧化穩(wěn)定性的測(cè)定(加速氧化測(cè)試)》(檢測(cè)溫度140℃)，煙點(diǎn)的測(cè)定參照GB/T 20795—2006《植物油脂煙點(diǎn)測(cè)定》，苯并(a)芘(BaP)含量的測(cè)定參照GB 5009.27—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中苯并(a)芘的測(cè)定》，脂肪酸組成的測(cè)定參照GB 5009.168—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪酸的測(cè)定》。

1.2.5 菜籽油風(fēng)味成分分析

取10.0 g菜籽油于15 mL頂空瓶中在60℃操作平臺(tái)上平衡20 min，磁力攪拌速度250 r/min，將50/30 μm DVB/PDMS/CAR萃取頭插入瓶中，使之與液面保持0.5 cm的距離，推出纖維頭在60℃下頂空吸附30 min，然后將萃取頭插入氣質(zhì)聯(lián)用儀中，在250℃下解吸3 min[7]。參照文獻(xiàn)[8]設(shè)定氣相色譜、質(zhì)譜條件，得到菜籽油揮發(fā)性風(fēng)味成分的氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)圖譜，通過(guò)計(jì)算機(jī)、人工與NIST質(zhì)譜庫(kù)進(jìn)行匹配，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)定性，通過(guò)面積歸一化法定量。

1.2.6 氣味活度值與相對(duì)活度值的計(jì)算

氣味活度值(OAV)[9]是指嗅感物質(zhì)的相對(duì)含量(C)與其感覺(jué)閾值(T)之比，計(jì)算公式為：

(1)

在既定條件下:OAV<1，說(shuō)明該組分對(duì)物質(zhì)的總體氣味無(wú)實(shí)際作用；OAV>1，說(shuō)明該組分可能對(duì)總體氣味有直接影響；在一定范圍內(nèi)，OAV值越大表明該組分對(duì)總體氣味貢獻(xiàn)越大。

相對(duì)活度值(ROAV)法[10]是根據(jù)化合物在風(fēng)味組分中的濃度結(jié)合閾值判斷食品風(fēng)味中主要呈味物質(zhì)的方法之一，設(shè)定對(duì)樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)最大組分的ROAV為100，其他組分的計(jì)算公式如下：

(2)

式中：Tri、Cri分別表示各化合物的感覺(jué)閥值和相對(duì)含量;Tmax、Cmax分別表示對(duì)總體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分的感覺(jué)閥值和相對(duì)含量。

所有組分均滿足 0

2 結(jié)果與分析

2.1 不同工藝菜籽油感官風(fēng)味比較

對(duì)3種不同工藝制得的菜籽油根據(jù)表1的菜籽油感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行菜籽油特有風(fēng)味、焦香味、焦糖味及香味持久性4個(gè)方面的比較。菜籽油感官風(fēng)味評(píng)價(jià)如圖4所示。

圖4 3種工藝菜籽油感官風(fēng)味評(píng)價(jià)得分

由圖4可知，菜籽油甲的菜籽油特有風(fēng)味得分和焦香味得分略高于其余兩種菜籽油，而菜籽油丙的焦糖味得分明顯高于菜籽油甲和菜籽油乙。菜籽油丙的綜合得分與菜籽油甲的相當(dāng)，均較菜籽油乙的綜合得分高。

2.2 不同工藝菜籽油的理化指標(biāo)(見(jiàn)圖5)

由圖5可知，3種工藝菜籽油的酸價(jià)、過(guò)氧化值等指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，菜籽油乙的氧化誘導(dǎo)時(shí)間最長(zhǎng)，且與菜籽油甲的氧化誘導(dǎo)時(shí)間存在明顯差異。這種差異可能來(lái)源于加工工藝，菜籽油乙經(jīng)過(guò)脫膠工藝，毛程鑫等[7]研究表明，脫膠工藝可顯著提高菜籽油的氧化穩(wěn)定性，結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)一致。煙點(diǎn)是指油脂受熱時(shí)肉眼能看見(jiàn)樣品的熱分解物成連續(xù)揮發(fā)狀態(tài)時(shí)的最低溫度，是精制烹調(diào)油的重要指標(biāo)，主要是油脂中如游離脂肪酸、甘油一酯、不皂化物等一些相對(duì)低沸點(diǎn)的物質(zhì)引發(fā)的，游離脂肪酸等在加熱過(guò)程中比甘油三酯易揮發(fā)[11]。由圖5可知，菜籽油丙的煙點(diǎn)最高，菜籽油甲的煙點(diǎn)最低。菜籽油乙的BaP含量最高，其次是菜籽油甲，菜籽油丙的BaP含量最低，但三者均未超過(guò)GB 2762—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》中規(guī)定苯并(a)芘含量小于等于10 μg/kg的要求。

3種工藝菜籽油脂肪酸組成及含量見(jiàn)表2。由表2可以看出，3種工藝菜籽油的脂肪酸組成差異不大，油酸含量超過(guò)55%(57.76%～59.52%)，芥酸含量低于2.80%(2.17%～2.71%)，屬于高油酸低芥酸的菜籽油。多不飽和脂肪酸含量在27%左右，不飽和脂肪酸含量達(dá)90%以上。

表2 3種工藝菜籽油主要脂肪酸組成及含量 %

2.3 不同工藝菜籽油揮發(fā)性風(fēng)味成分

2.3.1 菜籽油甲的風(fēng)味物質(zhì)(見(jiàn)表3)

表3 菜籽油甲的風(fēng)味物質(zhì)組成及OAV、ROAV

由表3可見(jiàn)：腈類物質(zhì)的相對(duì)含量為75.5%，屬于硫甙降解產(chǎn)物，主要包括3-甲基-3-丁烯腈(30.03%)、2-丁烯腈(33.52%)、5-己腈(11.59%)；吡嗪類物質(zhì)的相對(duì)含量為1.63%，屬于雜環(huán)化合物，主要為2-甲基吡嗪(1.58%)；氧化揮發(fā)物中有相對(duì)含量18.87%的醛類物質(zhì)，2.37%的酸類物質(zhì)以及0.94%的酯類物質(zhì)，醛類物質(zhì)中糠醛的相對(duì)含量為12.04%。

由表3也可看出，僅2-噻吩甲醛的OAV>1，說(shuō)明該組分可能對(duì)菜籽油甲的風(fēng)味有直接影響。根據(jù)ROAV可知，2-噻吩甲醛對(duì)樣品總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)較大，壬醛的ROAV為0.30，判斷其對(duì)菜籽油甲的總體風(fēng)味具有重要的修飾作用。然而僅從各揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量來(lái)看，物質(zhì)的相對(duì)含量高，并不代表其香味貢獻(xiàn)大。

2.3.2 菜籽油乙的風(fēng)味物質(zhì)(見(jiàn)表4)

表4 菜籽油乙的風(fēng)味物質(zhì)組成及OAV、ROAV

由表4可知：腈類物質(zhì)的相對(duì)含量為68.30%，主要包括3-甲基-3-丁烯腈(47.01%)和5-己腈(17.86%)；3-丁烯基異硫氰酸酯屬于硫甙降解產(chǎn)物，相對(duì)含量為4.58%；吡嗪類物質(zhì)的相對(duì)含量為4.58%，主要為2-甲基吡嗪等；醛類物質(zhì)的相對(duì)含量為15.77%，包括糠醛(11.25%)、5-甲基-2-糠醛(3.34%)、2-庚烯醛(0.64%)、壬醛(0.25%)；此外，還含有一定量的酯類、酸類和烴類物質(zhì)。

由表4也可看出，僅3,5-二乙基-2-甲基吡嗪的OAV>1，說(shuō)明該組分可能對(duì)菜籽油乙的風(fēng)味有直接影響。3,5-二乙基-2-甲基吡嗪、壬醛、2,3-二乙基-5-甲基吡嗪、2-庚烯醛的ROAV均大于1，為菜籽油乙主要的風(fēng)味物質(zhì)，其中3，5-二乙基-2-甲基吡嗪對(duì)菜籽油乙總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)最大。辛酸乙酯、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪等物質(zhì)的ROAV介于0.1和1之間，對(duì)菜籽油乙的總體風(fēng)味具有重要的修飾作用。吡嗪是通過(guò)碳水化合物的裂解而產(chǎn)生的[12]，一般具有“熟食性”的炒堅(jiān)果香味[13]。壬醛屬于脂肪醛，本身有“脂蠟臭”，直接嗅聞味道不理想，通常呈現(xiàn)令人不愉快的草味和辛辣味[14-15]，但其還有自己的特征香氣柑橘香，可以對(duì)菜籽油的香味起一定的修飾作用。

2.3.3 菜籽油丙的風(fēng)味物質(zhì)(見(jiàn)表5)

表5 菜籽油丙的風(fēng)味物質(zhì)組成及OAV、ROAV

由表5可見(jiàn)：菜籽油丙中腈類物質(zhì)的相對(duì)含量為25.69%，主要包括3-甲基-3-丁烯腈(21.27%)、5-己腈(4.02%)，屬于硫甙降解產(chǎn)物；雜環(huán)化合物中以吡嗪類物質(zhì)為主，相對(duì)含量為20.83%，主要為2,5-二甲基吡嗪(16.98%)；醛類物質(zhì)相對(duì)含量為38.15%，主要包括3-甲基丁醛(30.95%)、2-庚烯醛(3.07%)等；此外，還含有少量酯類、醚類、酮類和烴類物質(zhì)。

由表5也可看出，僅3-甲基丁醛的OAV>1，說(shuō)明該組分可能對(duì)菜籽油丙的風(fēng)味有直接影響。3-甲基丁醛的ROAV為100，對(duì)樣品的香味貢獻(xiàn)最大，其次是3-甲硫基丙醛、壬醛，這3種物質(zhì)為菜籽油丙的主要風(fēng)味物質(zhì)。2-庚烯醛、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪等物質(zhì)的ROAV介于0.1和1之間，對(duì)其總體風(fēng)味具有重要的修飾作用。

經(jīng)過(guò)上述分析可以看出，3種工藝得到的菜籽油的香味貢獻(xiàn)最大的成分各不相同。菜籽油甲中的2-噻吩甲醛香味貢獻(xiàn)最大，菜籽油乙中的3,5-二乙基-2-甲基吡嗪香味貢獻(xiàn)最大，菜籽油丙中的3-甲基丁醛香味貢獻(xiàn)最大。結(jié)合之前的感官評(píng)價(jià)，3-甲基丁醛屬于醛類化合物，具有強(qiáng)烈的香氣，其香氣透散性好，極限濃度極低，是美拉德反應(yīng)的中間產(chǎn)物，整體呈現(xiàn)一種“烤香味”[16-17]。

3種工藝菜籽油中各揮發(fā)性風(fēng)味成分種類和含量比較見(jiàn)表6。

表6 3種工藝菜籽油中揮發(fā)性風(fēng)味成分種類和相對(duì)含量 %

由表6可看出，3種工藝菜籽油的揮發(fā)性風(fēng)味成分種類大體相同，但含量有差異。菜籽油甲和菜籽油乙的腈類風(fēng)味物質(zhì)含量高，而醛類、吡嗪類物質(zhì)含量較低；菜籽油丙的醛類物質(zhì)含量最高，其次為腈類和吡嗪類物質(zhì)。造成這種差異可能與菜籽油丙的生產(chǎn)工藝中無(wú)壓榨工序有關(guān)。由此可看出，傳統(tǒng)工藝與新型工藝對(duì)菜籽油風(fēng)味物質(zhì)組成的影響主要體現(xiàn)在含量上的差異。

3 結(jié) 論

采用2種傳統(tǒng)工藝(蒸炒、壓榨工藝和蒸炒、壓榨、脫膠工藝)和1種新型工藝制備菜籽油，通過(guò)頂空固相微萃取與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)其揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行鑒定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3種工藝菜籽油理化指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，脂肪酸組成及含量變化不大；蒸炒、壓榨工藝和新型制備工藝的菜籽油整體感官風(fēng)味評(píng)分相當(dāng)，均略高于蒸炒、壓榨、脫膠工藝的；3種工藝菜籽油分別鑒定出18、29、21種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，傳統(tǒng)工藝菜籽油中腈類物質(zhì)含量最高，而新型工藝菜籽油中醛類物質(zhì)含量最高。通過(guò)計(jì)算相對(duì)活度值，得出3種工藝菜籽油中對(duì)香味貢獻(xiàn)最大的物質(zhì)分別為2-噻吩甲醛、3,5-二乙基-2-甲基吡嗪和3-甲基丁醛。