不同炒籽工藝對低芥酸濃香菜籽油風味的影響

扈柏文，武 州，于 淼，趙慧敏，李曉龍，蘇曉霞，惠 菊，王翔宇，初柏君

(1.中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司 營養(yǎng)健康與食品安全北京市重點實驗室，老年營養(yǎng)食品研究北京市工程實驗室，北京102209； 2.江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，南京210023)

菜籽油是市面上常見的食用植物油之一，因其風味濃郁、營養(yǎng)價值高而深受消費者喜愛[1]。近些年濃香菜籽油產品陸續(xù)推出，2019年濃香菜籽油產量已占全國菜籽油近30%的市場份額，成為菜籽油的主導產品之一[2]。濃香菜籽油是以油菜籽為原料，經過炒籽、壓榨的方法制取得到的具有濃郁香味的成品菜籽油。作為全球菜籽油的第一消費國[2]，濃香菜籽油在我國具有良好的市場發(fā)展前景。

我國濃香菜籽油的主要生產原料是國產油菜籽[3]，市面上常見的菜籽油主要分為兩種：一種是低芥酸菜籽油，國家標準(GB/T 1536—2021)中規(guī)定，低芥酸菜籽油中芥酸含量不超過總脂肪酸的3%，依據我國農業(yè)行業(yè)標準(NY/T 415—2000)規(guī)定，低芥酸低硫苷(硫代葡萄糖苷的簡稱)油菜籽中芥酸含量不高于5.0%，硫苷含量不超過45.0 μmol/g；另一種是芥酸含量超過3%的菜籽油，又稱傳統(tǒng)菜籽油，其中芥酸和硫苷的含量通常較高[4]。

研究發(fā)現(xiàn)，不同的制備工藝[5-7]、精煉工藝[8-9]、油菜籽生產產地[1]會對菜籽油的風味產生影響，而風味是評價濃香菜籽油的重要標準。硫苷降解反應、美拉德反應、脂肪氧化反應是菜籽油風味的主要來源[5，10-14]，這些反應主要發(fā)生在油菜籽原料的加工過程中。目前不乏對油菜籽原料[15]及其加工工藝[16]的研究，如彭潔等[3]研究發(fā)現(xiàn)對濃香菜籽油制備工藝影響最大的是炒籽時間，并從濃香菜籽油中檢測到69種風味物質。但關于油菜籽不同炒籽工藝條件對低芥酸濃香菜籽油中風味物質的影響研究較少。本文對低芥酸油菜籽進行炒籽，研究不同炒籽溫度、炒籽時間、入炒水分條件下濃香菜籽油中風味物質的變化趨勢，探究不同炒籽工藝對油菜籽中硫苷降解反應和美拉德反應的影響，以期為濃香菜籽油風味的深入研究提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

低芥酸油菜籽，中糧糧油工業(yè)(黃岡)有限公司提供。

正己烷、甲醇，色譜純，美國 Thermo Fisher 公司；2-甲基-3-庚酮，美國 Sigma 公司；氫氧化鉀、氯化鈉，分析純，國藥集團化學試劑有限公司；氦氣(純度 99.999%)，法國液化空氣集團。

Agilent7890B-5977B氣相色譜-質譜聯(lián)用儀，美國安捷倫公司；固相微萃取器手柄、30/50 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，美國 Supelco公司；ODP 3嗅聞裝置，德國 Gerstel公司；AR323CN 電子天平，美國奧豪斯公司；HHS電熱恒溫水浴鍋，上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；NPL-304G 炒籽機，韓國NPL公司；KOMET CA59G 螺旋榨油機，德國Komet公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 油菜籽中芥酸、硫苷含量的檢測

參照GB 10219—1988檢測油菜籽中芥酸含量，參照NY/T 415—2000檢測油菜籽中硫苷含量。

1.2.2 低芥酸濃香菜籽油的制備

稱取2 kg低芥酸油菜籽于容器中，調節(jié)油菜籽水分，于炒籽機中在一定炒籽溫度下炒籽一定時間，然后經螺旋榨油機壓榨，所得原油經過冷卻、過濾，得到濃香菜籽油。

1.2.3 揮發(fā)性物質測定

1.2.3.1 樣品前處理

采用手動固相微萃取(SPME)技術對菜籽油中的揮發(fā)性風味化合物進行提取。在20 mL頂空瓶中加入5 g濃香菜籽油樣品，加入1 μL 41 mg/mL 2-甲基-3-庚酮作為內標，混合后密封。將樣品置于55℃水浴中平衡20 min，之后插入固相微萃取纖維頭頂空吸附40 min，待吸附結束后，將萃取頭插入氣相色譜儀進樣口，于250℃下解吸5 min。

1.2.3.2 氣相色譜-嗅聞-質譜聯(lián)用(GC-O-MS)檢測條件

氣相色譜條件：DB-Wax色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；升溫程序為初始溫度40℃，保持3 min，以5℃/min升溫至200℃，再以15℃/min升溫至230℃，保持3 min；載氣為氦氣，流速1.6 mL/min；進樣口溫度為250℃；不分流進樣。

嗅聞檢測器條件：色譜柱接口溫度220℃。

質譜條件：離子源種類為電子轟擊，電子能量70 eV，傳輸線溫度280℃，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，質量掃描范圍(m/z)40～250，溶劑延遲時間3 min。

1.2.3.3 化合物定性

通過GC-MS化學工作站處理，未知化合物與NIST 2020譜庫進行匹配定性，對匹配度大于800(最大值為1 000)的鑒定結果予以報道。

1.2.3.4 化合物定量

通過GC-MS化學工作站處理，以2-甲基-3-庚酮作為內標，用內標法定量計算各化合物在濃香菜籽油中的含量。

1.2.4 感官評價

1.2.4.1 描述性分析實驗

參考GB/T 16291.1—2012《感官分析選拔、培訓與管理評價員一般導則 第1部分：優(yōu)選評價員》組建10人的濃香菜籽油評價小組，并確定菜籽油感官描述詞、定義及評分標尺。在標準的感官評價測試環(huán)境下，要求評價員對隨機編號的樣品進行描述打分，分值范圍為1～15分，其中1～5分代表風味強度較弱，6～10分代表風味強度中等，11～15分代表風味強度較強。

1.2.4.2 喜好度測試實驗

召集60名消費者，在標準的感官評價測試環(huán)境下，對隨機編號樣品進行嗅聞測試，并根據對每個樣品的喜好程度打分，分值范圍為1～7分，其中1分代表“非常不喜歡”，2分代表“比較不喜歡”，3分代表“有點不喜歡”，4分代表“一般”，5分代表“有點喜歡”，6分代表“比較喜歡”，7分代表“非常喜歡”。消費者喜好度為給樣品評分為“喜歡”的消費者人數占測試總人數的比例。

1.2.5 數據處理

采用 Excel 2019進行數據處理，采用XLSTAT進行主成分分析。

2 結果與討論

2.1 油菜籽原料中芥酸及硫苷含量

經測定，油菜籽中芥酸含量為0.073%，硫苷含量為25.39 μmol/g，符合NY/T 415—2000規(guī)定中一級低芥酸低硫苷油菜籽的定義(芥酸含量≤3.0%,硫苷含量≤35.0 μmol/g)；所得濃香菜籽油中芥酸含量低于3%，符合GB/T 1536—2021中規(guī)定的低芥酸菜籽油的定義。

2.2 不同炒籽工藝對低芥酸濃香菜籽油風味物質的影響

通過SPME-GC-O-MS從低芥酸濃香菜籽油中共檢測到65種揮發(fā)性風味物質，不同炒籽工藝條件下濃香菜籽油的風味物質種類較相似，但含量存在明顯差異。不同炒籽溫度、炒籽時間、入炒水分條件下低芥酸濃香菜籽油中各類風味物質總含量見表1。

表1 不同炒籽溫度、炒籽時間、入炒水分條件下低芥酸濃香菜籽油中各類風味物質的總含量

由表1可知，隨炒籽溫度升高，醇類、酮類、酯類、酸類、腈類、雜環(huán)類物質總含量均有不同程度的上升，其中雜環(huán)類物質增加最多，總含量從84.91 μg/g增長至381.99 μg/g，增長了297.08 μg/g，占比從50.69%增長至65.60%。雜環(huán)類物質是美拉德反應的重要產物之一，美拉德反應產物更多呈現(xiàn)烘烤香風味，隨炒籽溫度上升，雜環(huán)類物質總含量升高，濃香菜籽油烘烤香更加濃郁。

隨炒籽時間延長，酯類、雜環(huán)類物質總含量均有不同程度的上升，其中雜環(huán)類物質增加最多，但總含量增長幅度不及炒籽溫度實驗，總含量從188.33 μg/g增長至245.38 μg/g，增長57.05 μg/g，占比從52.99%上升至56.64%，濃香菜籽油烘烤香更加濃郁。

隨入炒水分升高，酮類、醛類、酸類、雜環(huán)類化合物總含量整體均呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢，在入炒水分為15%時，這些風味物質的含量最高，酯類、腈類化合物的總含量均呈上升趨勢。酶降解是硫苷降解反應的重要途徑之一，在水存在的情況下，油菜籽本身所含有的硫苷酶(又稱黑芥子酶)會催化硫苷發(fā)生水解反應[17]，生成不穩(wěn)定的中間產物[18]，水一定程度上能夠促進酶降解反應的發(fā)生。腈類物質是重要的硫苷降解產物之一，隨著油菜籽水分含量上升，低芥酸濃香菜籽油中腈類物質總含量整體呈上升趨勢，濃香菜籽油刺激味更加突出。

為了探究低芥酸濃香菜籽油中關鍵風味物質在不同炒籽工藝下的變化規(guī)律，采用SPME-GC-O-MS分析不同炒籽溫度、炒籽時間、入炒水分條件下低芥酸濃香菜籽油中各關鍵風味物質含量，結果見表2。不同炒籽工藝條件下低芥酸濃香菜籽油風味物質PCA分析如圖1所示。

圖1 不同炒籽工藝條件下低芥酸濃香菜籽油風味物質的PCA分析

表2 不同炒籽溫度、炒籽時間、入炒水分條件下低芥酸濃香菜籽油中關鍵風味物質含量

由表2可知：隨炒籽溫度上升，2-糠醛、乙酸、5-甲基呋喃醛、糠醇含量的增長幅度較大，2,5-二甲基吡嗪的含量在150℃達到峰值，隨后逐漸降低；隨炒籽時間延長，2-糠醛、乙酸、5-甲基呋喃醛、3-苯基丙腈含量的上升幅度較大，2,5-二甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪含量呈先增后降的趨勢，在炒籽時間為30 min時達到峰值；隨入炒水分的上升，大部分風味物質的含量呈先上升后下降的趨勢，分別在入炒水分為10%或15%時達到峰值，只有3-苯基丙腈、γ-丁內酯、2-甲氧基-4-乙烯苯酚等物質含量呈上升趨勢。

由圖1可知：通過比較PCA分析結果中各炒籽工藝點間相對位置，炒籽溫度各點間相對距離較大，因此炒籽溫度對濃香菜籽油風味的影響最大；而炒籽時間各點間相對距離較集中，因此炒籽時間的影響較小；入炒水分各點相對距離也較大，因此不同入炒水分條件下濃香菜籽油的風味差異較大。

2.3 不同炒籽工藝對低芥酸濃香菜籽油感官品質的影響

不同炒籽溫度、炒籽時間、入炒水分條件下低芥酸濃香菜籽油的描述性分析及喜好度評價如圖2所示。

圖2 不同炒籽溫度、炒籽時間、入炒水分條件下低芥酸濃香菜籽油描述性分析及喜好度評價

由圖2可知，隨著炒籽溫度的上升，焦糊味、刺激味、腌菜味、魚腥味的感官屬性得分升高，生青味感官屬性得分降低，烤香味先上升后降低，在150℃時烤香味感官屬性得分最高。隨炒籽溫度的上升消費者喜好度先上升后降低，在炒籽溫度160℃時消費者喜好度最高。

隨著炒籽時間的延長，烤香味感官屬性得分逐漸降低，焦糊味感官屬性得分逐漸升高，腌菜味、刺激味感官屬性得分在一定范圍內穩(wěn)定波動，生青味感官屬性得分先升高后降低，魚腥味感官屬性得分整體上升。消費者喜好度隨炒籽時間延長逐漸降低。隨炒籽時間延長，樣品中烤香味感官屬性得分呈下降趨勢，但樣品中主要呈烤香味的雜環(huán)類物質總含量上升，說明風味物質間存在拮抗作用，且風味物質含量不同時所呈現(xiàn)的感官風味屬性存在差異。

隨著入炒水分的增加，烤香味、焦糊味、刺激味、魚腥味感官屬性得分在一定范圍內穩(wěn)定波動，生青味感官屬性得分逐漸升高，而腌菜味感官屬性得分呈逐漸降低的趨勢；炒籽過程中加入水，消費者喜好度明顯提升，入炒水分為20%時消費者喜好度最高。

3 結 論

低芥酸濃香菜籽油樣品中共檢測到65種揮發(fā)性風味物質，不同炒籽工藝條件下產生的濃香菜籽油的風味物質種類相似，但含量存在明顯差異。隨著炒籽溫度上升、炒籽時間延長，低芥酸濃香菜籽油中雜環(huán)類物質的總含量逐漸上升；隨著入炒水分的增加，菜籽油中雜環(huán)類物質總含量先上升后下降，入炒水分為15%時達到峰值，硫苷降解產物(含硫類化合物、腈類化合物)總含量逐漸增加。低芥酸濃香菜籽油主要呈現(xiàn)烤香味、焦糊味，此外還有腌菜味、刺激味體現(xiàn)。炒籽溫度和炒籽時間與焦糊味感官屬性得分成正比。炒籽過程中一定的炒籽溫度和增加水分能夠明顯提升消費者喜好度。