不同工藝芝麻油的揮發(fā)性成分分析和感官評(píng)價(jià)

尹文婷，馬雪停，汪學(xué)德

(河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，鄭州 450001)

芝麻油因其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和獨(dú)特的風(fēng)味特征，深受我國(guó)消費(fèi)者的喜愛(ài)。目前我國(guó)市場(chǎng)上常見(jiàn)的芝麻油按加工工藝的不同主要分為小磨芝麻香油、壓榨芝麻香油、冷榨芝麻油和精煉芝麻油，其品質(zhì)具有明顯的差別。芝麻油的風(fēng)味和感官特征主要受芝麻品種和加工工藝的影響。例如，水代法生產(chǎn)的小磨芝麻香油被認(rèn)為香氣最豐富、濃郁，品質(zhì)最佳[1]。然而，目前國(guó)內(nèi)對(duì)不同工藝芝麻油的風(fēng)味和感官特性的比較不全面，特別缺少對(duì)芝麻油感官品質(zhì)科學(xué)有效的評(píng)價(jià)。芝麻油的風(fēng)味和感官品質(zhì)是其獨(dú)特的性質(zhì)，可以作為評(píng)價(jià)芝麻油質(zhì)量的重要指標(biāo)。國(guó)際上對(duì)橄欖油的品質(zhì)鑒定主要采取感官評(píng)價(jià)技術(shù)，而我國(guó)尚缺乏有關(guān)芝麻油的感官品質(zhì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[2]。因此，借鑒橄欖油的風(fēng)味和感官評(píng)價(jià)體系，建立適用于芝麻油的風(fēng)味和感官品質(zhì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，有利于我國(guó)芝麻油行業(yè)的健康發(fā)展。

本研究以小磨芝麻香油、螺旋壓榨芝麻油(成品油及其毛油)、冷榨芝麻油、芝麻原油和精煉芝麻油為研究對(duì)象，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)鑒定不同工藝芝麻油的主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成，同時(shí)建立了芝麻油的感官評(píng)價(jià)方法，并對(duì)不同工藝芝麻油的風(fēng)味和感官品質(zhì)進(jìn)行分析，為我國(guó)芝麻油的風(fēng)味和感官品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

芝麻壓榨毛油和壓榨成品油(均經(jīng)螺旋壓榨)、芝麻原油以及精煉芝麻油，由駐馬店頂志食品有限公司提供；冷榨芝麻油，購(gòu)自合肥燕莊食用油有限公司；小磨芝麻香油，購(gòu)自山東瑞福油脂股份有限公司。所有芝麻油樣品均從白芝麻中提取，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后在5℃下儲(chǔ)藏，并在生產(chǎn)日期3個(gè)月內(nèi)完成所有檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)。

手動(dòng)固相微萃取(SPME)進(jìn)樣器 (配有DVB-CAR-PDMS，50/30 μm萃取頭) ，購(gòu)自Sigma公司；GC-MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 (配Agilent MSD化學(xué)工作站和NIST11質(zhì)譜庫(kù))，美國(guó)安捷倫公司；20 mL 1800 3C頂空進(jìn)樣瓶(帶聚四氟乙烯隔墊)，購(gòu)自道邦科技；DZKW-S-4電熱恒溫水浴箱，購(gòu)自北京市永光明醫(yī)療器械有限公司。

所有感官實(shí)驗(yàn)在河南工業(yè)大學(xué)小麥和玉米深加工國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的感官評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。該實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)符合GB/T 13868—2009/ISO 8589:2007 《感官分析 建立感官分析實(shí)驗(yàn)室的一般導(dǎo)則》， 配有準(zhǔn)備室、討論室和評(píng)價(jià)室。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 揮發(fā)性成分分析

采用固相微萃取法對(duì)芝麻油中的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行萃取。首次使用SPME萃取頭前，將其放入氣相色譜的進(jìn)樣口，在270℃下老化1 h。之后每次萃取前，將萃取頭在250℃下老化30 min。將3 g左右的芝麻油放入20 mL的頂空進(jìn)樣瓶中，放入60℃的水浴中平衡20 min，再用萃取頭萃取1 h。進(jìn)樣后，在250℃下解吸2 min進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)分析。

GC條件：HP-5MS毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；程序升溫為起始溫度30℃，保持5 min，以10℃/min的速度升溫到100℃，保持7 min，再以15℃/min的速度升溫到180℃，保持7 min；使用高純氦氣作為載氣，流速0.8 mL/min。

MS條件：電子轟擊(EI)離子源，電子能量70 eV；傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四級(jí)桿溫度150℃；全掃描采集模式；質(zhì)量掃描范圍(m/z)28～500 。

將芝麻油揮發(fā)性風(fēng)味成分的GC-MS圖譜與NIST11標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)譜庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，統(tǒng)計(jì)匹配度大于80%的揮發(fā)性成分，并用面積歸一化法計(jì)算各種物質(zhì)的相對(duì)含量。

1.2.2 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)小組由12名經(jīng)過(guò)感覺(jué)靈敏度和辨別度篩選，并具有1年以上食用油品評(píng)經(jīng)驗(yàn)的食品科學(xué)研究生組成。通過(guò)10 h的感官培訓(xùn)，評(píng)價(jià)小組經(jīng)討論對(duì)芝麻油感官屬性描述詞及其定義達(dá)成一致，并能熟練使用0～100 mm 的直線標(biāo)尺對(duì)感官屬性強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)分。培訓(xùn)結(jié)束后，品評(píng)員在獨(dú)立的評(píng)價(jià)室對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行評(píng)分。6種芝麻油樣品以平衡和隨機(jī)的順序呈遞給品評(píng)員進(jìn)行品評(píng)，每個(gè)樣品品評(píng)3次。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由Compusense Cloud(Compusense有限公司，加拿大安大略省)計(jì)算機(jī)軟件收集并進(jìn)行方差分析和主成分分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 揮發(fā)性成分(見(jiàn)表1)

由表1可知，6種芝麻油中共鑒定出124種不同的揮發(fā)性化合物，其中小磨芝麻香油61種，壓榨毛油54種，壓榨成品油55種，冷榨芝麻油21種，芝麻原油67種，精煉芝麻油3種。鑒定出的揮發(fā)性物質(zhì)主要包括吡嗪類、醛類、酮類、醇類、噻唑類、酯類、酚類、吡啶類、吡咯類、呋喃類、烴類、酸類。

小磨芝麻香油、壓榨毛油和壓榨成品油的主要揮發(fā)性成分為吡嗪類(11～14種，40.6%～44.3%)、酚類(3～6種，15.2%～20.3%)、醛類(7～9種，7.5%～11.2%)和酮類(5～7種，5.3%～10.0%)。吡嗪類是炒籽過(guò)程中美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物，具有焙烤、堅(jiān)果香等香氣特征[3-8]。部分酮類物質(zhì)會(huì)呈現(xiàn)出甜香味[9]，噻唑類物質(zhì)具有硫磺味或堅(jiān)果味，也可略帶一些辛辣氣味，其形成與美拉德反應(yīng)密不可分[10]。芝麻原油的主要揮發(fā)性成分包括烴類(7種，59.1%)、醛類(20種，21.5%)和吡嗪類(10種，6.9%)。其中豐富的醛類物質(zhì)主要來(lái)自亞油酸和亞麻酸的氧化[11]，通常呈現(xiàn)脂肪味、水果香或辛辣的刺激性氣味[12]。冷榨芝麻油的主要揮發(fā)性成分有酸類(5種，50.9%)、醛類(7種，23.7%)、醇類(2種，10.0%)和烴類(5種，11.1%)。酸類以己酸(41.5%)為主，醇類中以正己醇(8.5%)為主，這兩種物質(zhì)可能是油脂自動(dòng)氧化產(chǎn)生的[13]。精煉芝麻油在精煉過(guò)程去除了大部分風(fēng)味物質(zhì)，但是檢出己醛(59.1%)、庚醛(10.9%)和己酸(30.0%)，表明其可能在儲(chǔ)藏過(guò)程中發(fā)生了污染和脂肪氧化[13]。

表1 不同工藝芝麻油中揮發(fā)性成分的數(shù)量和相對(duì)含量

2.2 感官分析

2.2.1 芝麻油風(fēng)味輪的建立

感官評(píng)價(jià)小組篩選并定義出30個(gè)感官描述詞，其中包含氣味描述詞19個(gè)，滋味描述詞2個(gè)，口感描述詞4個(gè)，質(zhì)地描述詞2個(gè)和整體風(fēng)味描述詞3個(gè)，見(jiàn)表2。感官小組進(jìn)一步將描述詞分類歸納，建立了芝麻油的風(fēng)味輪，如圖1所示。

表2 芝麻油的感官描述詞

續(xù)表2

感官描述詞定義 屬性綿柔柔和、圓潤(rùn)、細(xì)膩,絲滑,無(wú)刺激感口感油膩感形容油讓人產(chǎn)生的一種不想食用的感覺(jué)口感澀舌頭或喉嚨表面干澀、收斂、粗糙的感覺(jué)口感刺激感喉嚨或舌頭上蟄刺、疼痛的感覺(jué)口感流動(dòng)性在口腔中的流動(dòng)感質(zhì)地黏稠黏而稠,形容黏度高且內(nèi)容物多質(zhì)地濃郁整體風(fēng)味強(qiáng) 風(fēng)味醇厚醇和、濃厚,余味長(zhǎng),多樣、豐富的、協(xié)調(diào)的風(fēng)味風(fēng)味純正純正的芝麻油味,純凈無(wú)雜,無(wú)異味風(fēng)味

圖1 芝麻油風(fēng)味輪

2.2.2 不同工藝芝麻油感官品質(zhì)的比較

對(duì)21種在樣品間存在顯著差異的感官屬性描述詞進(jìn)行主成分分析，直觀地比較芝麻油之間的感官品質(zhì)差異，結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知，冷榨芝麻油具有較強(qiáng)的生芝麻味、土腥味、木屑味和青草味，其他風(fēng)味感官?gòu)?qiáng)度較弱。精煉芝麻油的揮發(fā)性風(fēng)味成分含量不豐富，但具有發(fā)酵味、臭雞蛋味和橡膠味，表明油脂發(fā)生了氧化降解或受到了污染。芝麻原油由于其正己烷的含量較高(33.5%)，掩蓋了其他風(fēng)味特性，主要表現(xiàn)為機(jī)油味、哈喇味和刺激感。芝麻壓榨成品油、壓榨毛油和小磨芝麻香油均具有較強(qiáng)的炒芝麻味、焦香味、留香較久、風(fēng)味濃郁。壓榨成品油及壓榨毛油具有較強(qiáng)的苦味和焦糊味，這可能與過(guò)度炒籽或螺旋壓榨過(guò)程中機(jī)器內(nèi)的溫度較高(120～130℃)有關(guān)。壓榨毛油由于缺少了沉淀過(guò)濾工藝，比其他油更黏稠，油膩感更強(qiáng)。小磨芝麻香油具有較高的焦糖味、較高的純正度、最醇厚的風(fēng)味、最綿柔的口感。

圖2 不同工藝芝麻油的感官特性主成分分析圖

2.3 揮發(fā)性物質(zhì)的感官氣味特征

通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)中的氣相色譜嗅聞(GC-O)數(shù)據(jù)，將6種芝麻油中檢測(cè)到的部分揮發(fā)性物質(zhì)與其感官氣味特征聯(lián)系起來(lái)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同工藝芝麻油中的部分揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量和氣味特征

綜合圖2、表3可知，小磨芝麻香油、壓榨毛油和壓榨成品油呈現(xiàn)的炒芝麻味、焙烤味、焦香味主要來(lái)自美拉德反應(yīng)產(chǎn)物吡嗪類物質(zhì)。小磨芝麻香油中的焦糖風(fēng)味可能主要來(lái)自5-甲基呋喃醛。冷榨芝麻油呈現(xiàn)出的青草味和木屑味可能主要來(lái)自于己醛、壬醛和正己醇。芝麻原油中呈現(xiàn)出的機(jī)油味來(lái)自正己烷。精煉芝麻油中表現(xiàn)的酸敗哈喇味主要來(lái)自于己酸。

3 結(jié) 論

加工工藝對(duì)芝麻油的揮發(fā)性物質(zhì)組成和風(fēng)味感官特性有重要影響。冷榨芝麻油未經(jīng)炒籽，其揮發(fā)性物質(zhì)以醛類和酸類為主，具有較強(qiáng)的生芝麻味、土腥味、木屑味和青草味。精煉芝麻油中揮發(fā)性成分含量最少，只檢測(cè)到3種物質(zhì)。芝麻原油中由于含有大量正己烷溶劑，表現(xiàn)出較強(qiáng)的機(jī)油味和刺激感。芝麻壓榨成品油、壓榨毛油和小磨芝麻香油中檢測(cè)到了豐富的吡嗪類、酚類、醛類和酮類等物質(zhì)，具有較強(qiáng)的炒芝麻味、焦香味、留香較久且風(fēng)味濃郁。相比于其他芝麻油，小磨芝麻香油風(fēng)味最純正、醇厚，口感最綿柔。