油脂種類對調(diào)和牛油風味的影響

李涵潤，劉 雄,2，覃小麗，王 群

(1.西南大學 食品科學學院，重慶 400715； 2.重慶西部食品產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，重慶 402260；3.重慶國科食品檢測有限公司，重慶 402260)

牛油是指先將牛脂肪組織煉制成粗牛油，再通過脫膠、脫酸、脫色和脫臭等精煉工藝制成的可供食用的油脂。牛油不僅具有提高免疫力、抗氧化、抗菌、防癌、維持腸道健康的保健功能[1]，而且其物理性質(zhì)優(yōu)異，氧化穩(wěn)定性強，同時還是川渝地區(qū)傳統(tǒng)火鍋底料的必需油脂，因此牛油有著廣闊的消費市場。但牛油存在高飽和脂肪酸、高膽固醇和不良風味等缺陷，以致于市面上牛油產(chǎn)品的種類和數(shù)量很少，限制了牛油精深加工技術(shù)的發(fā)展。因此，有必要對傳統(tǒng)牛油進行改良，以提升消費者對牛油的接受度，促進牛油的開發(fā)利用。

近年來，國內(nèi)外對調(diào)和牛油成分的研究聚焦于牛油與植物油的調(diào)配，盡管植物油熱量低，消化吸收率高，但是遠不如動物油脂風味濃郁醇厚[2]，并且在加工食用過程中，動物油脂能夠賦予食材更突出的香味和鮮亮的色澤，因此研究牛油與動物油脂的調(diào)配是非常必要的。目前，對于牛油和動物油脂調(diào)配研究較少，尤其是巴沙硬脂、鵝油和雞油與牛油的調(diào)配尚未見報道。巴沙硬脂是巴沙魚油經(jīng)過冷凍結(jié)晶后分提的固體部分，與牛油具有類似的形態(tài)結(jié)構(gòu)和熔點[3]，且價格低廉、易得[4]；鵝油具有香味獨特、熔點低、不飽和脂肪酸含量高、膽固醇含量低等特點，更接近植物油[5]；雞油不飽和脂肪酸含量遠高于豬油、牛油、羊油等其他動物油脂，具有較高的營養(yǎng)價值[6]。因此，將以上3種動物油脂與牛油復合開發(fā)高品質(zhì)油脂，符合現(xiàn)代健康消費需求，有重要意義。

目前，調(diào)和牛油應(yīng)用方面的研究主要集中在煎炸用油和火鍋底料用油的安全性和感官接受度。陳雅琪等[7]以牛油、高油酸菜籽油和稻米油為基料油制成調(diào)和煎炸油，調(diào)和油的煎炸性能相比牛油優(yōu)勢明顯。劉佳敏等[8]研究表明，牛油和菜籽油的調(diào)和可以有效地降低牛油的硬度，且牛油含量的增加對調(diào)和牛油氧化穩(wěn)定性的提高具有顯著的影響。張麗珠[2]采用配比為1∶2的棕櫚硬脂和牛油調(diào)和油制成復合火鍋底料，其綜合感官評分最高，為89.35分，具有良好的口感及傳統(tǒng)川渝火鍋特點。這些研究表明通過調(diào)配能夠針對性地改善純牛油的性能，促進其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，拓寬消費渠道，但鮮有從揮發(fā)性風味物質(zhì)的角度研究調(diào)和牛油的風味差異性和香氣來源。

本研究選取巴沙硬脂、鵝油和雞油作為輔料油脂，同時選用高熔點的棕櫚硬脂為參照，將其與牛油調(diào)配制備調(diào)和牛油，探究調(diào)和牛油的熔點、硬度、流變學特性和脂肪酸組成間的相關(guān)性，利用電子鼻結(jié)合頂空固相微萃取氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(HS-SPME-GC-MS)研究不同油脂對牛油風味的影響，通過相對氣味活度值(ROAV)法對調(diào)和牛油中主要揮發(fā)性風味物質(zhì)進行評價，初步探討香氣形成機制，以期為調(diào)和牛油精深加工和利用提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

純牛油、棕櫚硬脂，重慶牧哥食品有限公司；巴沙硬脂，Honoroad Vietnam Edible Oil Co.,Ltd.；鵝油，深圳市東翔貿(mào)易有限公司；雞油，泰安市德里舍食品有限公司。

CT-3質(zhì)構(gòu)儀，美國博勒飛公司；DHR-1 TA流變儀，美國TA公司；CM-5色差計，日本柯尼卡美能達控股公司；cNose電子鼻，上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司；7890B-5977B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)，美國安捷倫公司；50/30 μm PDMS/CAR萃取纖維頭、SPME手動進樣手柄，美國Supelco公司；SHA-CA數(shù)顯恒溫振蕩器，常州市金壇科興儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 不同種類調(diào)和牛油的制備

為保證調(diào)和牛油具有類似純牛油高熔點和高硬度的理化性質(zhì)，將牛油(T)分別與4種輔料油脂按照質(zhì)量比7∶3進行配制，置于水浴鍋60℃下磁力攪拌10 min，得到棕櫚硬脂-牛油調(diào)和油(PT)、巴沙硬脂-牛油調(diào)和油(BT)、鵝油-牛油調(diào)和油(GT)和雞油-牛油調(diào)和油(CT)。

1.2.2 基本物理指標檢測

熔點的測定：按GB/T 12766—2008《動物油脂 熔點測定》進行。

硬度的測定：取30 mL樣品置于80℃水浴中加熱10 min，室溫下放置60 min，測其硬度值。測量模式為TPA模式，探頭類型TA53，探頭起始位置固定，測試速度1.0 mm/s，形變率30%，觸發(fā)點負載1 g，兩次壓縮之間的等待時間0 s。每組樣品平行測定3次。

黏度的測定：參照張磊等[9]的方法并加以修改。選擇DHR-1 TA流變儀相匹配的40.00 mm的平行板夾具，測試模式為Flow Ramp，測試間隙為500 μm，測試溫度為25℃，剪切速率為0.10～200.00 s-1，平衡時間為60 s，取樣量為0.2 g，每次測量前需要對儀器進行校正，加樣時必須保持樣品在操作臺上的均勻性，當調(diào)整到至加載間隙時，小心移除多余的試樣，防止邊際效應(yīng)干擾。

色澤的測定：取15 mL樣品置于80℃水浴中加熱10 min后，測定并記錄L*、a*和b*，測量類型為反射測量，測量口徑為30 mm。其中：L*為明度指數(shù)，反映油脂從黑色(-)到白色(+)的變化；a*和b*為彩度指數(shù)，a*反映油脂從綠色(-)到紅色(+)的變化，b*反映油脂從藍色(-)到黃色(+)的變化。每組樣品平行測定3次。按下式計算調(diào)和牛油與牛油的色差(ΔE)。

(1)

式中：ΔL*為調(diào)和牛油與牛油的亮度變化；Δa*為調(diào)和牛油與牛油的紅/綠度變化；Δb*為調(diào)和牛油與牛油的黃/藍度變化。

1.2.3 脂肪酸組成的測定

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測定樣品的脂肪酸組成。

樣品前處理：參考劉琳等[10]的方法并加以修改。準確稱取50 mg油脂于試管中，加入5 mL正己烷，渦旋振蕩5 min使其完全溶解；加入2 mL 0.5 mol/L的KOH-CH3OH溶液，渦旋振蕩15 min后置于60℃水浴恒溫振蕩器200 r/min振蕩加熱15 min對樣品進行甲酯化，5 000×g離心5 min，吸取2 mL上清液待分析。

氣相色譜條件：DB-5MS毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；進樣口溫度250℃；溶劑延遲3 min；升溫程序為起始溫度45℃，保持1 min，以20℃/min升溫至140℃，保持2 min，以10℃/min升溫至180℃，保持2 min，以4℃/min升溫至210℃，保持2 min，以2℃/min升溫至230℃，保持2 min；載氣(He)流速1 mL/min；分流比100∶1；自動進樣，進樣量1 μL。

質(zhì)譜條件：EI離子源，離子源溫度230℃，電子能量70 eV，接口溫度280℃，質(zhì)量掃描范圍(m/z)5～500。采用NIST17.LIB質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫進行檢索比對定性，峰面積歸一化法定量。

1.2.4 電子鼻檢測

將油脂樣品置于80℃水浴加熱10 min后，移取15 mL樣品置于50 mL樣品瓶中，并迅速用封口膜封住，電子鼻針頭在同一高度頂空進樣。樣品檢測時間150 s，傳感器清洗時間120 s，進樣流速400 mL/min，載氣流速400 mL/min。每組樣品6個平行。采用線性判別分析對油脂樣品進行判別。

1.2.5 揮發(fā)性風味物質(zhì)的測定

采用頂空固相微萃取氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測定揮發(fā)性風味物質(zhì)。

固相微萃取條件[10]：準確稱取2.50 g樣品置于20 mL頂空進樣瓶中，用聚四氟乙烯隔墊密封，80℃下平衡10 min，通過隔墊將已老化(溫度250℃、時間15 min)的50/30 μm PDMS/CAR萃取纖維頭插入頂空瓶中距離液面1 cm處，在60℃下吸附30 min，待分析。

氣相色譜條件：DB-5M毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；進樣口溫度250℃；升溫程序為起始溫度40℃，保持5 min，以5℃/min升溫至60℃，保持1 min，以2℃/min升溫至100℃，保持1 min，以4℃/min升溫至160℃，保持1 min，以20℃/min升溫至250℃，保持1 min；載氣(He)流速1.0 mL/min，不分流進樣。

質(zhì)譜條件：EI離子源，離子源溫度250℃，電子能量70 eV，接口溫度250℃，質(zhì)量掃描范圍(m/z)33～550。采用NIST17.LIB質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫進行檢索比對定性，峰面積歸一化法定量。

關(guān)鍵風味物質(zhì)確定：采用劉登勇等[11]提出的相對氣味活度值(ROAV)法分析各揮發(fā)性物質(zhì)對牛油風味的貢獻，其中ROAV≥1的組分為所分析樣品的關(guān)鍵揮發(fā)性風味物質(zhì)，0.1≤ROAV<1的組分為對樣品的總體風味具有重要修飾作用的風味物質(zhì)。按式(2)和式(3)分別計算氣味活度值(OAV)和ROAV。

(2)

(3)

式中：VOA為氣味活度值；VROA為相對氣味活度值；CA為各揮發(fā)性風味物質(zhì)的相對含量;TA為各揮發(fā)性風味物質(zhì)的感覺閾值，μg/kg;Cmax為對總體風味貢獻最大的揮發(fā)性風味物質(zhì)的相對含量;Tmax為對總體風味貢獻最大的揮發(fā)性風味物質(zhì)的感覺閾值，μg/kg。

1.2.6 感官評價

取15 mL樣品置于80℃水浴中加熱10 min后，交由10名專業(yè)評定人員組成的評定小組進行感官評價。參考GB/T 2716—2018植物油感官要求，以純牛油感官結(jié)果為基礎(chǔ)，制訂調(diào)和牛油感官評分標準(見表1)。

表1 調(diào)和牛油感官評分標準

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

每項指標結(jié)果以“平均值±標準偏差”表示，使用SPSS 26.0軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(p<0.05，表示差異顯著)，采用Spearman相關(guān)系數(shù)分析牛油飽和脂肪酸含量和熔點、硬度、黏度之間的相關(guān)性，并用Origin 2019軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 調(diào)和牛油基本物理指標

2.1.1 熔點、硬度和黏度(見圖1、圖2)

注：同一指標不同字母表示差異顯著(p<0.05)。下同

圖2 5種油脂樣品的黏度

由圖1可知，PT、BT、GT和CT的熔點分別為48.3、47.1、45.5℃和45.0℃，分別與牛油(T)熔點相差1.3、0.1、-1.5℃和-2.0℃，可見4種調(diào)和牛油的熔點均在牛油的熔點范圍內(nèi)(42.5～49.0℃)[3，7-8,12]。PT、BT、GT和CT硬度分別與牛油相差232.0、-1.3、-178.0 g和-246.7 g。由圖2可知，在25℃測試條件下，PT、BT、GT和CT的黏度分別與牛油相差90.6、31.9、-27.9 Pa·s和-64.8 Pa·s，同時流變儀測試結(jié)果顯示4種調(diào)和牛油的黏度均隨著剪切速率的增大而逐漸減小并趨于穩(wěn)定，這與牛油的流體行為一致。相關(guān)性分析表明，熔點與硬度的相關(guān)系數(shù)(r)為0.900(p<0.05，n=5)，熔點與黏度的相關(guān)系數(shù)(r)為1.000(p<0.05,n=5)，說明油脂的熔點、硬度和黏度三者呈正相關(guān)。綜上，PT、GT、CT的熔點、硬度、黏度均與牛油差異顯著，且PT的測定值均高于牛油，而BT的熔點和硬度與牛油差異不顯著，黏度僅相差31.9 Pa·s，因此PT和BT具有類似牛油高熔點、高硬度和高黏度的性質(zhì)。

2.1.2 色澤(見圖3)

圖3 5種油脂樣品的色澤

由圖3可知，4種調(diào)和牛油與牛油的L*、a*、b*值相差范圍分別是-3.62～3.76、-1.42～-0.08和-0.39～2.66，說明油脂間亮度比紅/綠度、黃/藍度差異更明顯，且PT與BT比牛油鮮亮，GT與CT比牛油暗淡，其中BT的L*值僅與牛油相差2.6，明亮度差異最小。PT、BT、GT和CT的ΔE分別為3.73、2.68、3.34和4.69。綜上所述，CT與牛油色澤差異較大，BT與牛油色澤差異較小。

2.2 脂肪酸組成(見表2)

由表2可知，5種油脂主要的脂肪酸為棕櫚酸、硬脂酸和油酸，并且飽和脂肪酸含量均大于不飽和脂肪酸含量。單從飽和脂肪酸含量來看，由于每種油脂的飽和脂肪酸含量不同，如牛油的飽和脂肪酸含量是52.1%～65.7%[12-13]，棕櫚硬脂的是63.1%～66.1%[2,14]，巴沙硬脂的是45.6%～56.3%[3-4]，鵝油與雞油的在30%左右[5-6,15]，所以每種調(diào)和牛油的飽和脂肪酸含量都有差異，PT中飽和脂肪酸含量顯著高于牛油約1百分點，GT和CT顯著低于牛油約8百分點，BT與牛油差異不顯著。此外，飽和脂肪酸含量與熔點、硬度和黏度的相關(guān)系數(shù)(r)分別為1.000、0.900和1.000(p<0.05，n=5)，表明油脂的飽和脂肪酸含量與熔點、硬度、黏度三者呈正相關(guān)。

表2 5種油脂樣品主要脂肪酸組成及相對含量 %

2.3 電子鼻檢測

5種油脂樣品線性判別分析結(jié)果見圖4。

圖4 5種油脂樣品線性判別分析結(jié)果

由圖4可知，第一、第二主成分的總貢獻率為96.23%，能較好地反映原始高維矩陣數(shù)據(jù)的信息，且主成分1的方差貢獻率遠大于主成分2的，表明PC1軸向右距離越大，樣品差異性越大[16]。BT、GT和CT之間有重疊部分，并且與牛油分布在不同的區(qū)域，說明三者風味共性多，整體差異不顯著，但與牛油風味輪廓差異顯著；PT與牛油風味輪廓差異顯著。但是電子鼻數(shù)據(jù)不能對風味的具體成分進行檢測[17]，因此進一步利用HS-SPME-GC-MS對油樣中的揮發(fā)性成分進行定量分析。

2.4 揮發(fā)性風味物質(zhì)

5種油脂樣品揮發(fā)性風味物質(zhì)組成和相對含量見表3。

表3 5種油脂樣品揮發(fā)性風味物質(zhì)組成和相對含量

續(xù)表3

續(xù)表3

由表3可知，T、PT、BT、GT及CT 5種油脂揮發(fā)性風味物質(zhì)數(shù)量分別為55、50、53、51種和57種，且均主要由烴類、醇類、醛類、酮類和酯類化合物組成。牛油風味物質(zhì)的形成主要來自于油脂煉制過程中脂質(zhì)氧化、美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)[25]。5種油脂揮發(fā)性風味物質(zhì)中，烴類化合物相對含量最高，為48.49%～63.91%，烴類物質(zhì)的形成與脂肪酸烷氧自由基均裂有關(guān)[26]，具有較高的氣味閾值，并且它們是形成對肉制品風味有貢獻的雜環(huán)化合物的重要中間體，對牛油中脂香的形成有重要的基底作用[27]。醇類物質(zhì)主要來自脂肪氧化和醛的還原[23]，酮類化合物一般由不飽和脂肪酸氧化、脫羧基作用形成，二者香氣閾值一般較高但含量低，例如庚醇和2-癸酮對牛油的風味貢獻較小。醛類物質(zhì)由脂肪酸氧化降解形成[24]，例如己醛和庚醛主要由亞油酸和花生四烯酸的氧化產(chǎn)生，辛醛和壬醛則由油酸氧化產(chǎn)生，大部分閾值較低[28]。

由于樣品揮發(fā)性風味物質(zhì)成分多且復雜，絕對定量非常困難且可能性較小，因此用相對含量代替絕對含量計算ROAV[22]。5種油脂主要揮發(fā)性風味物質(zhì)ROAV見表4。

表4 5種油脂樣品主要揮發(fā)性風味物質(zhì)ROAV

由表4可知，(E)-2-壬烯醛在牛油和PT風味體系中ROAV為100，在BT、GT和CT風味體系中(E,E)-2,4-庚二烯醛ROAV為100。每種油脂的主要揮發(fā)性風味物質(zhì)中60%以上都是醛類，說明醛類對油脂的整體風味貢獻最大，這一結(jié)果與黃玉坤等[20]的研究結(jié)果一致。每種油脂的ROAV降序排名前三位的關(guān)鍵風味物質(zhì)一致，說明4種調(diào)和牛油均保留了牛油的主體風味。同時T和PT中ROAV降序排名前四位的關(guān)鍵風味物質(zhì)排序一致，每種物質(zhì)對應(yīng)的ROAV相差小于5，而剩余關(guān)鍵風味物質(zhì)ROAV和排序差異明顯，說明二者的主體風味相似度較高，但整體風味輪廓仍有區(qū)別；BT、GT和CT中揮發(fā)性風味物質(zhì)的ROAV排名前五位的關(guān)鍵風味物質(zhì)一致，說明整體風味輪廓接近，電子鼻分析中也表明BT、GT和CT間風味差異小，且均與牛油整體風味差異顯著。牛油體系中關(guān)鍵揮發(fā)性風味物質(zhì)庚醛具有令人不愉快的脂肪味和酸敗味[18]，BT、GT和CT中庚醛ROAV分別比牛油的低45.52%、39.03%和69.58%，降低了庚醛在油脂風味體系中的貢獻值，因此這3種調(diào)和油可以減弱純牛油的不良風味。CT中沒有ROAV在50～100之間的揮發(fā)性風味物質(zhì)，其他調(diào)和油中至少含有1種，其中牛油含有3種，說明CT風味過于集中和單一，與牛油差異顯著。綜上，BT和GT能夠在保留牛油主體風味的同時，明顯降低牛油中的不良氣味，使油脂整體風味更加平和協(xié)調(diào)。

2.5 感官評價(見圖5)

圖5 5種油脂樣品的感官評價結(jié)果

由圖5可知，以牛油為對照，4種調(diào)和牛油的狀態(tài)與純牛油沒有差別，均為澄清透明的液體，不分層且無肉眼可見雜質(zhì)。PT、BT和GT的色澤與牛油非常相似，呈淺黃色，而CT的色澤與牛油差異顯著。在氣味上，4種調(diào)和牛油差異明顯，其中：BT的氣味比牛油更平和，油脂香和水果香氣協(xié)調(diào)；PT有令人不愉快的脂肪味；而GT和CT都有濃郁的肉香味，且與牛油差異明顯。綜上，BT具有比其他油脂更優(yōu)異的感官性質(zhì)。

3 結(jié) 論

本文采用HS-SPME-GC-MS結(jié)合理化性質(zhì)檢驗的方法，分析了棕櫚硬脂-牛油調(diào)和油、巴沙硬脂-牛油調(diào)和油、鵝油-牛油調(diào)和油和雞油-牛油調(diào)和油4種調(diào)和牛油與純牛油的理化性質(zhì)差異和風味改善程度。結(jié)果表明，巴沙硬脂-牛油調(diào)和油具有類似純牛油高熔點和高硬度的理化性質(zhì)，且在保留牛油特有風味的基礎(chǔ)上，改善了牛油中的不良氣味。通過選擇合適的動物脂與牛油調(diào)配，可以開發(fā)出風味多元、性能優(yōu)異的牛油基產(chǎn)品，為牛油的精深加工和產(chǎn)品開發(fā)提供新思路。