許仕文，張國治，李志建，孫 強，黃紀念

(1.河南工業(yè)大學 糧油食品學院，鄭州 450001； 2.河南省農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)副產(chǎn)品加工研究所，鄭州 450002)

芝麻醬含有大量不飽和脂肪酸，蛋白質，維生素E，木酚素及鐵、鈣、硒等礦物質[1-2]，還具有濃郁的香味，常用于涼菜、熱干面、火鍋蘸料等，起到增味增香的作用[3]。傳統(tǒng)的芝麻醬制作工藝是芝麻經(jīng)清洗、焙炒、揚煙和磨醬等工序制作而成[4]，其中焙炒工序是芝麻油特征風味形成的關鍵[5]，對于芝麻醬的風味形成也有至關重要的作用。

芝麻有多種焙炒方式，其中：油炒鍋焙炒相對于傳統(tǒng)焙炒可達到的焙炒溫度較高，操作簡便，傳熱均勻[6]；微波爐焙炒具有很好的穿透性，可穿透物料內(nèi)部，加熱速度快、時間短，但加熱時熱量是由內(nèi)向外傳遞，若加熱物料較厚會導致受熱不均勻[7]；電磁轉鍋采用磁場感應渦流的加熱原理，升溫快，隨著鍋體旋轉，物料攪拌充分，受熱均勻[8]。關于芝麻醬的風味，已有不少關于芝麻前處理和不同焙炒方式對揮發(fā)性風味物質影響的研究[9-11]，但對芝麻醬總體風味起重要作用的往往是少數(shù)幾種物質。劉登勇等[12]建立了通過計算相對氣味活度值(ROAV)法來評價各組分對總體風味的貢獻程度，但目前還沒有利用ROAV法確定芝麻醬關鍵風味物質的研究。本文為探究焙炒方式對芝麻醬品質和關鍵風味物質的影響，將芝麻用油浴鍋、微波爐和電磁轉鍋焙炒至不同溫度，揚煙、磨醬后測定各品質指標，比較不同焙炒方式及出料溫度下芝麻醬之間的差異，為芝麻醬進一步生產(chǎn)加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

白芝麻，平輿康博匯鑫油脂有限公司提供。

實驗型導熱油平底炒鍋，河南省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)副產(chǎn)品加工研究所與河南亞臨界萃取有限公司聯(lián)合制造；微波爐，廣州格蘭仕微波生活電器制造有限公司;DCCZ5-5型電磁轉鍋，許昌智工機械制造有限公司；JM-L80型膠體磨，浙江省溫州市龍灣華威機械廠；LD5-1型低溫離心機，長沙平凡儀器儀表有限公司；Mastersizer 3000激光粒度儀，英國馬爾文儀器有限公司；TA-XT plus物性測定儀，英國Stable Micro Systems公司；7890A GC-5975C MSD氣相色譜-質譜聯(lián)用儀(GC-MS)，美國安捷倫科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 芝麻醬的制備

(1)油炒鍋焙炒：設定溫度220℃，待達到設定溫度后，加入1 kg芝麻并保持攪拌，用紅外測溫儀測量芝麻溫度分別達到170、180、190℃后出料，揚煙冷卻至室溫后，采用膠體磨重復磨醬2次，得到3個出料溫度的芝麻醬。

(2)微波爐焙炒：設定微波火力為80%，將200 g芝麻在微波爐專用瓷盤上平鋪后放入微波爐，每4 min攪拌1次并用紅外測溫儀測量溫度，溫度達到150℃后每2 min攪拌1次，芝麻溫度分別達到170、180、190℃后出料，后續(xù)步驟同(1)。

(3)電磁轉鍋焙炒：設定加熱火力為3檔，加入1 kg芝麻后，轉筒開始加熱并旋轉，用紅外測溫儀測量芝麻溫度分別達到170、180、190℃后出料，后續(xù)步驟同(1)。

1.2.2 芝麻醬離心析油率的測定

參考宋國輝等[13]的方法略加修改。取約30 g芝麻醬于50 mL離心管中，以8 000 r/min離心20 min后，去除上清油，稱量剩余樣品的質量。按下式計算離心析油率(Y)。

Y=(m+m0-m1)/m×100%

(1)

式中：m為芝麻醬樣品的質量；m0為離心管的質量；m1為剩余樣品加離心管的質量。

1.2.3 芝麻醬質構的測定

參考劉素慧等[14]的方法略加修改。芝麻醬于燒杯中靜置2 h后，用P25探頭下壓到接近芝麻醬表面。測前、測中、測后速度均為1.00 mm/s，下壓距離20.0 mm。

1.2.4 芝麻醬粒徑的測定

參考檀靜[15]的方法。其中D10、D50、D90分別指累積粒徑分布占比達到10%、50%、90%時所對應的粒徑。

1.2.5 芝麻醬風味物質的測定

風味物質的測定參考張麗霞等[9]的方法，ROAV計算參考劉登勇等[12]的方法。

1.2.6 芝麻醬的感官評價

采用模糊數(shù)學評價法。因素集U=(色澤、香味、組織狀態(tài)、口感)， 評語集V=(優(yōu)、良、中、差)=(100、80、60、40)。各因素權重的確定：邀請10名品評人員對色澤、香味、組織狀態(tài)、口感4個因素在芝麻醬感官中的重要程度進行排名，按照第一名4分，第二名3分，第三名2分，第四名1分，將4個因素的總得分相加除以100得到各感官指標的權重(W)，W=(0.17，0.32，0.13，0.38)。

感官評價：10名品評員對所有樣品按照評價表進行感官評定，每個樣品得到一個評價矩陣(R)。綜合評價結果Y=W×R，得分值=Y×(100、80、60、40)T。

2 結果與分析

2.1 焙炒方式對芝麻醬離心析油率和粒徑的影響(見表1)

由表1可知，各焙炒方式下出料溫度170℃和180℃的離心析油率差異不顯著，而與190℃差異顯著。油炒鍋和電磁轉鍋焙炒的離心析油率隨出料溫度升高而增加，而微波爐焙炒的離心析油率先增加后減小。不同焙炒方式的離心析油率差異顯著，除出料溫度190℃，離心析油率大小依次為電磁轉鍋>微波爐>油炒鍋。不同焙炒方式和出料溫度下的D10和D50整體差異顯著，除電磁轉鍋焙炒、出料溫度190℃的芝麻醬外，離心析油率越高則D10和D50越高，說明離心析油率與粒徑有一定的關系，其他研究也有一致的結論[16-17]。除微波爐焙炒、出料溫度180℃外，其他焙炒方式及出料溫度條件下D90無顯著差異，說明焙炒方式不是影響D90的主要因素。

表1 不同焙炒方式芝麻醬的離心析油率和粒徑

2.2 焙炒方式對芝麻醬質構的影響(見表2)

表2 不同焙炒方式芝麻醬的質構

由表2可知，除微波爐焙炒、出料溫度190℃的芝麻醬外，不同焙炒方式和出料溫度條件下芝麻醬的稠度無顯著差異，說明影響芝麻醬稠度的主要因素不是焙炒方式和出料溫度，可能與磨制工藝有關。除油炒鍋和電磁轉鍋焙炒、出料溫度190℃的芝麻醬外，出料溫度升高對硬度的影響不大；不同焙炒方式的硬度、黏聚性及黏度整體有顯著差異。硬度過大或過小均不利于產(chǎn)品的口感。黏聚性對芝麻醬的涂抹性有很大影響。黏度很大程度上影響芝麻醬咀嚼時口腔的舒適感，黏度越高咀嚼性越差[18]。焙炒方式對硬度、黏聚性和黏度影響顯著，且大小順序均為油炒鍋>微波爐>電磁轉鍋，說明三者之間有一定相關性。

2.3 焙炒方式對芝麻醬風味的影響(見表3)

從表3可知，油炒鍋焙炒的芝麻醬最多檢出28種風味物質，微波爐焙炒的芝麻醬最多檢出27種風味物質，電磁轉鍋焙炒的芝麻醬最多檢出30種風味物質。不同芝麻醬樣品中的風味物質有醛類、醇類、噻唑類、吡嗪類、吡咯類、酯類、呋喃類、烴類、酚類、酮類、吡啶類共11類物質，其中醛類、醇類、吡嗪類、烴類為主要風味物質，在大部分樣品中的相對含量都超過了10%。吡嗪類物質含量最高，相對含量為34.17%～75.44%。隨著芝麻出料溫度的升高，油炒鍋和電磁轉鍋焙炒的芝麻醬風味物質種類顯著增加，而微波爐焙炒的芝麻醬變化不大。醇類、呋喃類物質的相對含量，總體隨著出料溫度升高而減少；烴類物質的相對含量，在油炒鍋和微波爐焙炒方式下隨著出料溫度的升高而減少，從170℃到190℃均減少了10百分點以上，而在電磁轉鍋焙炒方式下，烴類物質的相對含量在170、180℃出料溫度下，相差較小，190℃出料溫度下則極速降低；噻唑類物質在油炒鍋和電磁轉鍋焙炒，出料溫度170、180℃的芝麻醬中未檢出；吡咯類物質在電磁轉鍋和微波爐焙炒，出料溫度170、180℃的芝麻醬中未檢出。電磁轉鍋焙炒、出料溫度170℃的芝麻醬含醛類物質最多，相對含量在不同焙炒條件下變化規(guī)律不同；隨著出料溫度的升高，油炒鍋焙炒芝麻醬的醛類物質相對含量逐漸增加，微波爐焙炒方式下先增加后減少，電磁轉鍋焙炒方式下逐漸減少。

表3 芝麻醬風味物質種類和相對含量

醛類物質感官閾值相對較低且種類較多，對芝麻醬風味貢獻較大。檢測發(fā)現(xiàn)：2-甲基丁醛是電磁轉鍋焙炒特有的風味物質，苯乙醛只在微波爐和電磁轉鍋焙炒方式下檢出，具有水果的甜香氣。醇類物質在風味成分中普遍存在，1-戊醇只在微波爐和電磁轉鍋2個較低出料溫度焙炒條件下檢出，具有果香和酒香的香氣；1-辛烯-3-醇具有蘑菇香和藥草香[19]，在3種焙炒方式均有檢出。吡嗪類物質主要是通過美拉德反應產(chǎn)生，具有濃郁的烘烤、堅果、咖啡、肉香等芳香氣息[20]。吡嗪類風味物質中，2，5-二甲基吡嗪是所有風味物質中相對含量最高的，占總風味成分的18.15%～ 30.20%，且隨著出料溫度的升高而增加；其次是3-乙基-2，5-二甲基吡嗪，在各焙炒條件下相對含量基本超過10%；其余吡嗪類風味物質大多只在高溫焙炒條件下檢出。

2.4 焙炒方式對芝麻醬特征風味物質的影響

研究認為：ROAV大于1的風味物質為樣品的關鍵風味成分，ROAV大于0.1而小于1的風味物質起主要修飾作用，ROAV大于0.01而小于0.1的風味物質起次要修飾作用[12]。表4為不同焙炒方式下芝麻醬風味物質的ROAV。由表4可知：出料溫度為170℃的芝麻醬共有12種關鍵風味成分，分別是2-甲基丁醛、己醛、庚醛、苯乙醛、壬醛、1-辛烯-3-醇、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、2-戊基呋喃、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、2-癸酮和2-戊基吡啶，其中2-癸酮是油炒鍋焙炒獨有的，2-甲氧基-4-乙烯基苯酚是微波爐焙炒獨有的，2-甲基丁醛、己醛和壬醛是電磁轉鍋焙炒獨有的，庚醛、苯乙醛和1-辛烯-3-醇是微波爐和電磁轉鍋焙炒共有的；起主要修飾作用的風味物質共有6種，分別是苯甲醛、1-己醇、1-辛醇、壬醇、2,5-二甲基吡嗪和3-辛烯-2-酮，其中3-辛烯-2-酮和壬醇是微波爐焙炒獨有的；起次要修飾作用的風味物質只有1-戊醇，而且在油炒鍋焙炒時沒有。

表4 不同焙炒方式下芝麻醬風味物質的ROAV

出料溫度為180℃的芝麻醬共有12種關鍵風味成分，分別是2-甲基丁醛、己醛、苯乙醛、壬醛、1-辛烯-3-醇、甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、2-戊基呋喃、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚和2-戊基吡啶，其中甲基吡嗪和2-乙基-5-甲基吡嗪是油炒鍋焙炒獨有的，2-甲基丁醛是電磁轉鍋焙炒獨有的，苯乙醛和己醛是微波爐和電磁轉鍋焙炒共有的；起主要修飾作用的共有3種，分別是1-己醇、1-辛醇和2,5-二甲基吡嗪，其中1-己醇是油炒鍋焙炒沒有的；起次要修飾作用的風味成分為1-戊醇，而苯甲醛只在油炒鍋焙炒時低于0.1，起次要修飾作用，在微波爐和電磁轉鍋焙炒時起主要修飾作用。

出料溫度為190℃的芝麻醬共有14種關鍵風味成分，分別是2-甲基丁醛、苯乙醛、壬醛、1-辛烯-3-醇、甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、2,3-二乙基-5-甲基吡嗪、2,5-二甲基-3-(1-丙烯基)吡嗪、2-戊基呋喃、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、苯乙酮和2-戊基吡啶，其中2-甲基丁醛和苯乙酮是電磁轉鍋焙炒獨有的；起主要修飾作用的共有2種，分別是1-辛醇和2,5-二甲基吡嗪，其中1-辛醇是微波爐焙炒獨有的；起次要修飾作用的風味物質有糠醛、糠醇，糠醛和糠醇是油炒鍋焙炒獨有的，而苯甲醛只在電磁轉鍋焙炒時低于0.1，起次要修飾作用，在油炒鍋和微波爐焙炒時則起主要修飾作用。從以上結果可以知道不同焙炒方式芝麻醬的關鍵風味物質總體相似，關鍵風味物質主要是吡嗪類和醛類物質，這是因為它們相對含量較高而氣味閾值較低，故得到較高的ROAV。隨著出料溫度的升高，關鍵風味物質ROAV的變化顯著，而且有2,3-二乙基-5-甲基吡嗪和2，5-二甲基-3-(1-丙烯基)吡嗪等新的關鍵風味物質出現(xiàn)，以及庚醛和2-癸酮等物質的消失，這更加確定了焙炒方式對芝麻醬特征風味的影響顯著。

2.5 不同焙炒方式芝麻醬特征風味物質的主成分分析

為進一步明確不同焙炒方式芝麻醬中最重要的風味物質，對表4中ROAV大于0.1的23種風味物質進行主成分分析，提取特征值大于1的主成分，得到其特征值、方差貢獻率，結果見表5。

表5 不同焙炒條件芝麻醬風味物質的主成分特征值和方差貢獻率

由表5可見，6個主成分的累積方差貢獻率達到95.23%，說明這6個主成分可以解釋95.23%的原始風味信息[21]。通過主成分分析得到這23種風味物質載荷值繪制的載荷圖見圖1，9個芝麻醬樣品在前2個主成分上的得分值見圖2。

圖1 不同焙炒方式芝麻醬風味物質的主成分載荷圖

圖2 不同焙炒條件芝麻醬風味物質的主成分得分圖

由圖1可知：2-甲基丁醛(A)、己醛(B)、庚醛(C)、苯甲醛(D)、苯乙醛(E)、壬醛(F)、1-辛烯-3-醇(H)與主成分1、主成分2都呈正相關；1-己醇(G)、1-辛醇(I)、壬醇(J)、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪(O)、2-戊基呋喃(R)、3-辛烯-2-酮(T)、2-癸酮(V)與主成分1呈正相關，與主成分2呈負相關；甲基吡嗪(K)、2,5-二甲基吡嗪(L)、2-乙基-5-甲基吡嗪(M)、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪(N)、2,3-二乙基-5-甲基吡嗪(P)、2,5-二甲基-3-(1-丙烯基)吡嗪(Q)、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚(S)、苯乙酮(U)、2-戊基吡啶(W)與主成分1呈負相關，與主成分2呈正相關。

由圖2可知：樣品3-1(電磁轉鍋，出料溫度170℃)和3-2(電磁轉鍋，出料溫度180℃)與主成分1、主成分2都呈正相關；樣品1-1(油炒鍋，出料溫度170℃)、2-1(微波爐，出料溫度170℃)和2-2(微波爐，出料溫度180℃)與主成分1呈正相關，與主成分2呈負相關；樣品1-3(油炒鍋，出料溫度190℃)、2-3(微波爐，出料溫度190℃)和3-3(電磁轉鍋，出料溫度190℃)與主成分1呈負相關，與主成分2呈正相關；樣品1-2(油炒鍋，出料溫度180℃)與主成分1、主成分2都呈負相關。由此可見主成分分析能區(qū)分不同焙炒方式的芝麻醬，結合圖1和圖2可知，表征1-1、2-1和2-2的關鍵風味物質主要為2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、2-戊基呋喃、2-癸酮，起主要修飾作用的風味物質主要為1-己醇、1-辛醇、壬醇、3-辛烯-2-酮；表征3-1和3-2的關鍵風味物質主要為2-甲基丁醛、己醛、庚醛、苯乙醛、壬醛、1-辛烯-3-醇，起主要修飾作用的風味物質為苯甲醛；表征1-3、2-3和3-3的關鍵風味物質主要為甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、2,3-二乙基-5-甲基吡嗪、2,5-二甲基-3-(1-丙烯基)吡嗪、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、苯乙酮、2-戊基吡啶，起主要修飾作用的風味物質為2,5-二甲基吡嗪。由此可見，低溫焙炒條件下的關鍵風味物質主要是醇類和醛類物質，高溫焙炒條件下的關鍵風味物質主要是吡嗪類物質。

2.6 焙炒方式對芝麻醬感官的影響(見表6)

表6 不同焙炒方式芝麻醬的感官得分

模糊數(shù)學評價法相比單純的主觀因素感官評定方法增強了評價結果的客觀性、科學性和準確性。由表6可知，不同焙炒方式下芝麻醬的感官得分存在顯著差異。其中油炒鍋焙炒、出料溫度180℃的芝麻醬感官得分最高，電磁轉鍋焙炒、出料溫度190℃的芝麻醬感官得分最低。對于3種焙炒方式，各出料溫度下芝麻醬的感官得分均為油炒鍋>微波爐>電磁轉鍋，這可能與油炒鍋焙炒時溫度上升較慢、加熱穩(wěn)定有關。3種出料溫度的感官得分高低順序依次為180℃>170℃>190℃，出料溫度170℃的芝麻醬顏色較淺，有不同程度的夾生味；而出料溫度190℃的芝麻醬顏色較深，有較重的焦糊味和苦味。隨著出料溫度升高，芝麻醬的香味越濃，這與風味物質變化的結果一致。所有芝麻醬的組織狀態(tài)沒有顯著差異，可能是因為芝麻醬都采用相同的磨制工藝。

3 結 論

焙炒是制備芝麻醬的重要工序，本文通過比較不同焙炒方式和出料溫度制作的芝麻醬品質指標發(fā)現(xiàn)：焙炒方式和出料溫度對離心析油率和粒徑都有影響，但焙炒方式的影響更顯著，而且離心析油率和粒徑具有一定相關性。對芝麻醬的質構指標而言，除稠度外，其他3個指標(硬度，黏聚性，黏度)受焙炒方式影響顯著。焙炒方式和出料溫度對芝麻醬的風味物質和感官評價有很大影響，不同條件制作芝麻醬的風味物質在種類和相對含量上都有明顯差異，低溫焙炒條件下的關鍵風味物質主要是醇類和醛類物質，高溫焙炒條件下的關鍵風味物質主要是吡嗪類物質，其中壬醛、1-辛烯-3-醇、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪和2-戊基吡啶等風味物質存在于大多數(shù)芝麻醬中，而且ROAV很高，說明它們是形成芝麻醬風味的主要物質。出料溫度為180℃的芝麻醬感官最好。研究過程中還發(fā)現(xiàn)磨制工藝對芝麻醬的品質也會產(chǎn)生一定影響，可以對其進行進一步研究。