不同生產(chǎn)工藝對大蒜調(diào)味油氧化穩(wěn)定性及揮發(fā)性成分的影響

董穎，王東營，王瑩瑩，楊浩鐸，汪學(xué)德

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

香辛料是一類具有香、辛、麻、辣、甜等典型風(fēng)味的天然植物性原料，在食品加工和家庭烹飪中扮演著十分重要的角色[1]。據(jù)報(bào)道，香辛料可以在不同程度上抑制真菌、細(xì)菌、霉菌等的生長繁殖，具有食療和藥療的雙重功效[2-4]；同時，香辛料中的某些成分能夠與魚類、肉類中的腥、臭味成分結(jié)合，達(dá)到除腥、去臭的效果，且由于香辛料自身具有獨(dú)特的刺激性氣味，因此能夠矯正食品中的不良?xì)馕?，形成特殊風(fēng)味[5-6]；此外，天然香辛料具有較強(qiáng)的抗氧化作用，能夠增強(qiáng)食品的氧化穩(wěn)定性，是天然抗氧化劑的重要來源之一[7]。植物形態(tài)和粉末狀香辛料通常體積大、難運(yùn)輸、易污染、難儲存，且在烹飪過程中有效成分一般需要較長時間才會游離出來發(fā)揮作用，導(dǎo)致食品調(diào)味不均，有渣滓口感[8-9]。針對上述問題，許多科研工作者對調(diào)味油進(jìn)行了研究。

Golmakani等[10]采用勾兌的方式生產(chǎn)羅勒調(diào)味大豆油，研究其分別儲藏在45 ℃和60 ℃條件下的氧化穩(wěn)定性，結(jié)果表明羅勒精油能夠顯著抑制大豆油的氧化裂解。Caponio等[11]通過對比兩種工藝(浸提工藝和冷榨工藝)制備香料調(diào)味橄欖油的化學(xué)品質(zhì)和感官特性，得出浸提工藝生產(chǎn)的香料調(diào)味橄欖油氧化程度更高，且辛辣味和苦味更強(qiáng)烈。張洪新等[12]采用浸提工藝對不同品種辣椒制備的調(diào)味油進(jìn)行了研究。但目前尚未見對大蒜調(diào)味油的研究報(bào)道。因此，本研究以大蒜和葵花籽為原料，采用浸提、冷榨、勾兌3種工藝制備大蒜調(diào)味油，研究生產(chǎn)工藝對大蒜調(diào)味油氧化穩(wěn)定性及揮發(fā)性成分的影響，以期為大蒜調(diào)味油的開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

大蒜：購于京東線上商城，產(chǎn)自安徽亳州；葵花籽：購于河南商丘，產(chǎn)自新疆奎屯；三氯甲烷、二氯甲烷、異辛烷、鹽酸、乙醚、冰乙酸等：均為市售分析純。

7890B型氣相色譜儀(GC)、安捷倫6890N-5973N型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS) 美國安捷倫科技有限公司；101型鼓風(fēng)干燥箱 北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

1.2 樣品的制備

1.2.1 浸提工藝

準(zhǔn)確稱取150.0 g大蒜粉末與1200.0 g葵花籽油(質(zhì)量比1∶8)于2000 mL平底燒瓶中，在室溫條件下以400 r/min的轉(zhuǎn)速攪拌24 h，然后以4000 r/min的轉(zhuǎn)速離心10 min，所得上清液即為浸提工藝制備的大蒜調(diào)味油。

1.2.2 冷榨工藝

依據(jù)預(yù)試驗(yàn)確定葵花籽油得率為36.3%，可得出大蒜粉末與葵花籽油1∶8的比例等價(jià)于大蒜粉末與葵花籽1∶22的比例。準(zhǔn)確稱取150.0 g大蒜粉末與3300.0 g葵花籽(質(zhì)量比1∶22)于8層醫(yī)用脫脂紗布中，利用液壓榨油機(jī)壓榨，流出的液體即為冷榨工藝制備的大蒜調(diào)味油。

1.2.3 勾兌工藝

根據(jù)預(yù)試驗(yàn)確定大蒜油樹脂得率為0.8%，可得出大蒜粉末與葵花籽油1∶8的比例等價(jià)于大蒜油樹脂與葵花籽油1∶1000的比例。準(zhǔn)確稱取1.2 g大蒜油樹脂與1200 g葵花籽油(質(zhì)量比1∶1000)于2000 mL平底燒瓶中，利用超聲將其混合均勻，所得混合物即為勾兌工藝制備的大蒜調(diào)味油。

1.3 加速氧化試驗(yàn)

將3種工藝制備的大蒜調(diào)味油分別稱取600.0 g于1000 mL燒杯中，置于65 ℃的烘箱中進(jìn)行為期30 d的加速氧化試驗(yàn)，每隔6 d取一次樣，測定其理化指標(biāo)及脂肪酸組成，并在第0，18，30天時取樣，測定其揮發(fā)性成分。

1.3.1 理化指標(biāo)的測定

酸價(jià)(AV)、過氧化值(PV)、茴香胺值(p-AnV)和硫代巴比妥酸(TBA)值的測定分別參照GB 5009.229-2016、GB 5009.227-2016、GB 24304-2009和GB 5009.181-2016，共軛二烯(K232)和共軛三烯(K268)值的測定參照GB/T 22500-2008。

1.3.2 脂肪酸的測定

脂肪酸的測定參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.168-2016。

GC條件：毛細(xì)管色譜柱型號為HP-88(100 m×0.252 mm×0.2 μm)，進(jìn)樣量為1 μL，分流比為1∶50，載氣為高純度氮?dú)?，進(jìn)樣口溫度和檢測器溫度分別設(shè)定為250 ℃和280 ℃，升溫程序：初溫170 ℃，以4 ℃/min的速率升至220 ℃，再以1 ℃/min的速率升至240 ℃。

1.3.3 揮發(fā)性成分分析

同時蒸餾萃取(SDE)：依據(jù)Jeon等[13]的方法并稍加改進(jìn)，準(zhǔn)確稱取40.0 g油樣、240.0 mL蒸餾水、14.4 g氯化鈉以及180.0 μL 4-壬醇(作內(nèi)標(biāo))于1000 mL平底燒瓶中，加入轉(zhuǎn)子，放入油浴鍋。隨后量取40 mL二氯甲烷溶液于100 mL濃縮瓶中，放入水浴鍋。安裝同時蒸餾萃取裝置，打開冷凝水，加熱油浴鍋和水浴鍋，使兩端液體均處于沸騰狀態(tài)，萃取3.0 h，取出濃縮瓶，加入適量的無水硫酸鈉，放入4 ℃冰箱中靜置12 h。結(jié)束后將濃縮瓶中的液體濃縮至3 mL，經(jīng)過0.22 μm濾膜注入氣相小瓶中，放入冰箱冷藏至分析。

GC-MS條件：毛細(xì)管色譜柱型號為HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，載氣為高純氦氣，流速為1.8 mL/min，升溫程序：初溫40 ℃，保持3.5 min，以4 ℃/min的速率升至230 ℃，保持8 min，然后以10 ℃/min的速率升至280 ℃，保持5 min。四級桿溫度和離子源溫度分別設(shè)定為150 ℃和230 ℃，掃描范圍30～500 m/z，采用Agilent MSD化學(xué)工作站，匹配Agilent NIST 17質(zhì)譜庫，根據(jù)匹配度(≥80%)和保留指數(shù)定性。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0記錄與處理，利用GraphPad Prism 8繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同生產(chǎn)工藝對大蒜調(diào)味油理化指標(biāo)的影響

油脂中的甘油三酯在儲藏過程中會水解形成游離脂肪酸，因此利用酸價(jià)測定游離脂肪酸的數(shù)量，可以反映油脂氧化劣變的程度[14]。同時，在油脂氧化過程中首先會形成初級氧化產(chǎn)物(過氧化物和氫過氧化物)，隨著氧化反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，初級氧化產(chǎn)物會進(jìn)一步分解成次級氧化產(chǎn)物醛、酮、醇等，因此可以通過測定過氧化值、茴香胺值、硫代巴比妥酸值、共軛二烯和共軛三烯來確定初級和次級氧化產(chǎn)物的數(shù)量，以評估油脂的氧化穩(wěn)定性[15-17]。

由圖1可知，3種工藝制備的大蒜調(diào)味油的酸價(jià)、過氧化值、茴香胺值、硫代巴比妥酸值、共軛二烯、共軛三烯均隨著儲藏時間的延長而增加。由圖1中a可知，在整個儲藏期內(nèi)，3種工藝制備的調(diào)味油的酸價(jià)無顯著性差異(P>0.05)，但在數(shù)值上，浸提工藝制備的大蒜調(diào)味油的酸價(jià)均低于勾兌工藝和冷榨工藝制備的大蒜調(diào)味油。由圖1中b～f可知，在儲藏12 d后，浸提工藝制備的大蒜調(diào)味油的過氧化值、茴香胺值、硫代巴比妥酸值、共軛二烯、共軛三烯均顯著低于冷榨工藝和勾兌工藝制備的大蒜調(diào)味油(P<0.05)。在整個儲藏期內(nèi)，浸提工藝制備的大蒜調(diào)味油的酸價(jià)從0.76 mg KOH/kg增加到0.82 mg KOH/kg(P>0.05)，過氧化值從7.56 meq O2/kg增加到83.88 meq O2/kg(P<0.05)，茴香胺值從0.25增加到5.47(P<0.05)，硫代巴比妥酸值從0.23 mg/kg增加到0.74 mg/kg(P<0.05)，共軛二烯從3.16增加到12.54(P<0.05)，共軛三烯從0.23增加到0.43(P<0.05)。綜上所述，浸提工藝制備的大蒜調(diào)味油的氧化穩(wěn)定性高于冷榨工藝和勾兌工藝制備的大蒜調(diào)味油。

圖1 儲藏過程中大蒜調(diào)味油理化指標(biāo)的變化

2.2 不同生產(chǎn)工藝對大蒜調(diào)味油脂肪酸組成的影響

多不飽和脂肪酸在儲藏過程中極易發(fā)生氧化，而葵花籽油富含亞油酸，因此可以通過測定多不飽和脂肪酸的減少量來反映葵花籽油在儲藏過程中品質(zhì)的變化，從而反映葵花籽油的氧化穩(wěn)定性[18]。

3種工藝制備的大蒜調(diào)味油的脂肪酸均由棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、花生酸、亞麻酸以及山崳酸組成。由表1可知，在30 d的高溫儲藏過程中，所有組別的飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸百分含量均呈現(xiàn)上升趨勢，而多不飽和脂肪酸均呈現(xiàn)下降趨勢。同時，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)3種工藝制備的大蒜調(diào)味油的各種脂肪酸百分含量在整個儲藏期內(nèi)均無顯著性差異(P>0.05)，與Gulzar等[19]的研究結(jié)果一致。生產(chǎn)工藝不會影響調(diào)味油脂肪酸的組成及各類脂肪酸的百分含量。

表1 儲藏過程中大蒜調(diào)味油脂肪酸組成的變化

2.3 不同生產(chǎn)工藝對大蒜調(diào)味油揮發(fā)性成分的影響

在儲藏期內(nèi)，3種工藝制備的大蒜調(diào)味油中共鑒定出92種揮發(fā)性成分，其中浸提工藝共鑒定出88種，冷榨工藝共鑒定出84種，勾兌工藝共鑒定出86種。鑒定出的揮發(fā)性成分主要包括萜類、醛類、醇類、烷烴類、酮類、酯類、酰胺類。

由圖2可知，在加速氧化期間，3種工藝制備的大蒜調(diào)味油的各類揮發(fā)性成分濃度變化趨勢基本相同。萜類、烷烴類的濃度均隨著儲藏時間的延長呈現(xiàn)下降趨勢，萜類、烷烴類濃度減小可能是由于揮發(fā)、轉(zhuǎn)化、分解損失[20]。醛類、酮類、酰胺類和其他類的濃度均隨著儲藏時間的延長呈現(xiàn)上升趨勢，醛類濃度的增加可能是由于亞油酸和亞麻酸的氧化[21]，它們通常呈現(xiàn)脂肪味或辛辣等刺激性氣味[22]，酮類、酰胺類濃度的增加可能是由于脂質(zhì)氧化[23-24]。醇類、酯類的濃度均隨著儲藏時間的延長呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，下降可能是由于揮發(fā)損失，上升可能是由于蛋白和脂肪的降解[25]。

圖2 儲藏過程中大蒜調(diào)味油揮發(fā)性成分總量變化

為進(jìn)一步明確大蒜調(diào)味油揮發(fā)性成分是否與生產(chǎn)工藝有關(guān)及具體差異，對3種工藝制備的大蒜調(diào)味油的揮發(fā)性成分進(jìn)行主成分分析。

由圖3可知，主成分1和主成分2的方差貢獻(xiàn)率分別為70.07%和8.81%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為78.88%，表明兩個主成分能夠反映樣品的整體信息。在儲藏0 d時，3種工藝制備的大蒜調(diào)味油樣品發(fā)生明顯分離，表明生產(chǎn)工藝對未經(jīng)儲藏的大蒜調(diào)味油的揮發(fā)性成分有一定影響。其中冷榨(0 d)與主成分1呈負(fù)相關(guān)，同時載荷圖上大部分為醛類、酮類、酰胺類和其他類揮發(fā)性成分，表明這幾類物質(zhì)可能對冷榨(0 d)的大蒜調(diào)味油揮發(fā)性成分具有重大貢獻(xiàn)，而浸提(0 d)和勾兌(0 d)與主成分1呈正相關(guān)，載荷圖上大部分為萜類、醇類和烷烴類，表明這幾類物質(zhì)可能對浸提(0 d)和勾兌(0 d)的大蒜調(diào)味油揮發(fā)性成分具有重要貢獻(xiàn)。在儲藏第18天和第30天時，3種工藝制備的大蒜調(diào)味油樣品未發(fā)生明顯分離，表明儲藏一段時間后，生產(chǎn)工藝對大蒜調(diào)味油的揮發(fā)性成分基本沒有影響。此外，第18天和第30天的樣品均與主成分1呈負(fù)相關(guān)，同時載荷圖上大部分為醛類、酮類、酰胺類和其他類揮發(fā)性成分，表明儲藏后期大蒜調(diào)味油的揮發(fā)性成分主要與氧化有關(guān)。

圖3 儲藏過程中大蒜調(diào)味油揮發(fā)性成分主成分分析

3 結(jié)論

采用浸提、冷榨、勾兌3種工藝制備大蒜調(diào)味油，通過65 ℃加速氧化試驗(yàn)探究不同生產(chǎn)工藝對大蒜調(diào)味油氧化穩(wěn)定性及揮發(fā)性成分的影響。結(jié)果表明，在加速氧化期間，浸提工藝制備的大蒜調(diào)味油的過氧化值、茴香胺值、硫代巴比妥酸值、共軛二烯和共軛三烯均顯著低于冷榨和勾兌工藝制備的大蒜調(diào)味油(P<0.05)，但酸價(jià)、脂肪酸的組成和百分含量無顯著性差異(P>0.05)。此外，通過主成分分析發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)工藝對儲藏第0天的大蒜調(diào)味油的揮發(fā)性成分有明顯影響，但對儲藏第18天和第30天的大蒜調(diào)味油的揮發(fā)性成分無明顯影響。因此，相比于冷榨和勾兌工藝，浸提工藝制備的大蒜調(diào)味油具有更高的氧化穩(wěn)定性。