熱處理對(duì)亞麻籽粕關(guān)鍵品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)組分的影響

王曉彤， 楊 波， 楊 光， 周盛敏

（1. 上海理工大學(xué) 醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海 200093；2. 豐益(上海)生物技術(shù)研發(fā)中心有限公司，上海 200137）

亞麻為一年生草本植物，原產(chǎn)于中亞和地中海地區(qū)，目前有50 多個(gè)國(guó)家種植[1]。 2012—2017 年中國(guó)亞麻籽產(chǎn)量年均38~40 萬(wàn)噸[2]。 亞麻籽中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)34%~47%的脂肪、20%~35%的膳食纖維[3]、10%~31%的蛋白質(zhì)[4]。 亞麻籽中木酚素（SDG）是極性化合物，大多存在于亞麻籽殼或其餅粕中[5]，亞麻中SDG 含量遠(yuǎn)高于芝麻和豆類[6]，具有降低膽固醇、抗氧化、抗癌和調(diào)節(jié)激素平衡等功能。 此外亞麻籽中還含有多酚、黃酮等生物活性物質(zhì)[7]。 亞麻籽粕是亞麻籽經(jīng)過(guò)加工后完全或部分脫脂的副產(chǎn)物，蛋白質(zhì)及一些活性物質(zhì)大多留在亞麻籽粕中，因此含有眾多有益成分的亞麻籽粕值得被高值化利用。 但是我國(guó)亞麻籽主要用于制油，產(chǎn)生的大量亞麻籽粕多用作飼料、肥料或者丟棄，未得到很好的開(kāi)發(fā)利用，造成資源浪費(fèi)。

熱處理是芝麻、花生和豆類等油料作物加工的重要步驟，可導(dǎo)致物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和風(fēng)味變化。經(jīng)過(guò)預(yù)熱處理可改善油脂及其餅粕的風(fēng)味，有利于蛋白質(zhì)變性及多酚類物質(zhì)的增加[8-9]。 溫賀等分析冷榨與熱榨紫蘇粕營(yíng)養(yǎng)成分時(shí)發(fā)現(xiàn)，熱榨紫蘇粕比冷榨紫蘇粕蛋白質(zhì)及灰分高，粗脂肪、氨基酸含量比冷榨紫蘇粕低[10]。Babiker 等研究焙烤對(duì)大麻籽抗氧化性能和多酚影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，加熱溫度在160 ℃內(nèi)可提高大麻籽的蛋白質(zhì)含量和出油率，且經(jīng)過(guò)熱處理增加了其總酚、總黃酮含量[11]。李翠翠等研究炒籽溫度對(duì)葵花籽醬揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響中發(fā)現(xiàn)，未焙炒樣品主要風(fēng)味成分為正己醇和乙酸，140 ℃焙炒的樣品中主要含醛類物質(zhì)， 具有油脂味，170 ℃和200℃焙炒的樣品主要含吡嗪類物質(zhì)，具有焙烤風(fēng)味[12]。

目前大多數(shù)研究都關(guān)注加工工藝對(duì)亞麻油品質(zhì)的影響[13-14]，對(duì)亞麻籽粕關(guān)注的較少。 因此，作者主要研究熱處理對(duì)亞麻籽粕品質(zhì)的影響，了解加工過(guò)程中亞麻籽粕營(yíng)養(yǎng)成分、熱特性及揮發(fā)性物質(zhì)的變化，為提升亞麻籽粕的附加值，拓展其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

亞麻籽（哈薩克斯坦）：由豐益（上海）生物技術(shù)研發(fā)中心有限公司提供；石油醚（沸點(diǎn)30~60 ℃）、硫酸鉀、五水硫酸銅、碳酸鈉、硝酸鋁、亞硝酸鈉、正己烷、氫氧化鈉、無(wú)水乙醇、福林酚、沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥90%）、蘆?。兌?5%）、氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品；木酚素標(biāo)準(zhǔn)品（純度＞99%）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司產(chǎn)品。

Gene café 小型家用咖啡烘焙機(jī)：廣東大正咖啡集團(tuán)有限公司產(chǎn)品；FX7 螺旋壓榨機(jī)： 廣州旭眾食品機(jī)械有限公司產(chǎn)品；DIN EN 研磨機(jī)：艾卡（廣州）儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品；ANKOM XT4 全自動(dòng)脂肪提取儀：美國(guó)ANKOM 公司產(chǎn)品；FOSS Kjeltec 8400型自動(dòng)凱氏定氮儀：上海展儀儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品；LA8080 氨基酸分析儀： 日立高新技術(shù)公司產(chǎn)品；Agilent 1200 型 液 相 色 譜 儀、Agilent 7890B-5977MSD 氣質(zhì)聯(lián)用儀：美國(guó)安捷倫科技有限公司產(chǎn)品；UV-1800 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)：日本島津公司產(chǎn)品；Q2000 差式掃描量熱儀：美國(guó)TA 公司產(chǎn)品。

1.2 方法

1.2.1 熱處理及亞麻籽粕制備方法 稱取經(jīng)過(guò)挑選的亞麻籽250 g，將其置于滾筒咖啡機(jī)中，分別在90、120、150、180 ℃下翻炒30 min，取出備用。 亞麻籽粕的制?。豪脡赫C(jī)榨取未加熱及加熱后的亞麻籽，所得物質(zhì)即為亞麻籽粕。 實(shí)驗(yàn)以未進(jìn)行熱處理的冷榨亞麻籽粕為對(duì)照。

1.2.2 基本營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定 水分測(cè)定： 參照GB 5009.3—2016 中直接干燥法測(cè)定[15]；脂肪測(cè)定：參照GB 5009.6—2016 中索氏抽提法測(cè)定[16]；蛋白質(zhì)測(cè)定：參照GB 5009.5—2016 中凱氏定氮法測(cè)定[17]；膳食纖維測(cè)定：參考GB 5009.88—2014 方法中的酶質(zhì)量法測(cè)定[18]。

1.2.3 游離氨基酸的測(cè)定 分別稱取20 g 樣品于燒杯中，按1 g∶4 mL 添加正己烷并攪拌2 h 后進(jìn)行抽濾， 重復(fù)提取1 次， 待濾渣中溶劑揮發(fā)完全，備用。參考GB/T 18246—2019 中的方法測(cè)定氨基酸[19]。色譜條件：色譜柱ZORBAX Eclipse XDB-C18（60 mm×4.6 mm）；反應(yīng)溫度：150 ℃；流量：0.4 mL/min；流動(dòng)相：檸檬酸鋰緩沖溶液；衍生試劑：茚三酮；進(jìn)樣量：20 μL；外標(biāo)法定量。

1.2.4 游離糖的測(cè)定 稱取100 mg 樣品，加30 mL水，超聲15 min 后離心并轉(zhuǎn)入容量瓶中，加入1 mL 0.01 g/mL 檸檬酸水溶液，定容至100 mL。 固相萃取柱依次用5 mL 甲醇和10 mL 水活化，樣品液潤(rùn)洗，待溶液留至與硅膠面齊平后， 再加入樣品溶液10 mL，收集后上機(jī)。 色譜條件：色譜柱Carbohydrate1（150 mm×4.6 mm）；流動(dòng)相：氫氧化鈉-醋酸鈉水溶液；流量：1 mL/min；柱溫：30 ℃；進(jìn)樣量：20 μL；外標(biāo)法定量。

1.2.5 SDG 的測(cè)定 參考付亞琦的方法[20]略微修改。稱取1.00 g 樣品于50 mL 離心管中，加入15 mL 體積分?jǐn)?shù)60%乙醇，超聲15 min，6 000 r/min 離心5 min，轉(zhuǎn)移上清液并重復(fù)提取3 次，體積分?jǐn)?shù)60%乙醇定容至50 mL， 取1.00 mL 提取液到15 mL 離心管，加50 μL 0.2 mol/L 氫氧化鈉溶液，60 ℃反應(yīng)20 min，離心5 min，有機(jī)相膜過(guò)濾并上機(jī)。 SDG 標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=6.746 5x+1.052 8，r2=0.999 95， 線性范圍為1~500 μg/g。 色譜柱：ZORBAX Eclipse Plus-C18（4.6 mm×250 mm×5 μm）； 流量：0.7 mL/min； 柱溫箱：25 ℃；檢測(cè)波長(zhǎng)：280 nm；流動(dòng)相：分別為體積分?jǐn)?shù)1%的甲酸溶液和體積分?jǐn)?shù)1%的甲醇溶液；進(jìn)樣體積：10 μL；外標(biāo)法定量。

1.2.6 總酚及總黃酮的測(cè)定 參考劉仙俊等的方法[21]稍微修改。提取液制備：準(zhǔn)確稱取1.00 g 樣品于離心管中，加入10 mL 體積分?jǐn)?shù)70%的乙醇超聲提取2 h，5 000 r/min 離心5 min，收集上清液，重復(fù)上述操作提取1 h， 合并兩次提取的上清液定容至25 mL，備用。 總酚標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y=114.74x+0.024 4，r2=0.999 8，線性范圍為1~6 μg/mL。 總黃酮標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y=11.11x-0.003 2，r2=0.999 5， 線性范圍為8~80 μg/mL。

1.2.7 熱特性測(cè)定 稱取樣品3~5 mg，按質(zhì)量比1︰2加超純水，置于DSC 坩堝中，壓蓋密封。掃描溫度范圍為15~140 ℃，升溫速率為5 ℃/min。

1.2.8 揮發(fā)性成分測(cè)定 參考曾著莉等的方法進(jìn)行揮發(fā)性成分測(cè)定[22]。 色譜條件：色譜柱為HP-5MS（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣：高純氦氣；流量1.0 mL/min；進(jìn)樣溫度：250 ℃，不分流；進(jìn)樣量：1 μL；離子源溫度：240 ℃； 電子能量：70 eV。 通過(guò)比較NIST14.L 譜庫(kù)的質(zhì)譜數(shù)據(jù)， 只記錄匹配度≥800 的結(jié)果。

1.2.9 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 揮發(fā)性成分測(cè)定實(shí)驗(yàn)設(shè)2組重復(fù)，其余均設(shè)3 組重復(fù)。采用SPSS 25 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 采用Origin 2021 軟件繪圖，數(shù)據(jù)結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱處理對(duì)亞麻籽粕中基本營(yíng)養(yǎng)成分的影響

亞麻籽粕營(yíng)養(yǎng)豐富、全面，能夠改善血糖上升水平、肥胖和其他慢性疾病，因此在食品中應(yīng)用具有很大潛力。 亞麻籽粕的基本營(yíng)養(yǎng)成分也因品種、生長(zhǎng)環(huán)境和加工工藝的不同而有所不同。

由圖1 可知，隨著熱處理溫度的增加，亞麻籽粕中水分逐步降低，溫度升高有利于水分從亞麻籽粕中揮發(fā)，從而降低水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)也隨著溫度升高逐步降低，與對(duì)照（冷榨亞麻籽粕）相比，經(jīng)180 ℃處理的亞麻籽粕中脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)從23.2%下降到17.3%，這是因?yàn)楦邷貢?huì)對(duì)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)造成不同程度的破壞，使細(xì)胞間距變大、細(xì)胞壁變薄，壓榨過(guò)程中更多的油脂從細(xì)胞中擠出，從而降低亞麻籽粕中的殘油[23]。 亞麻籽粕中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著溫度的升高而逐步增加，這是因?yàn)閬喡樽哑芍兄竞退馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，從而使蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)得到提高。

圖1 熱處理對(duì)亞麻籽粕中基本營(yíng)養(yǎng)成分的影響Fig. 1 Effect of heat treatment on basic nutrients in flaxseed meal

2.2 熱處理對(duì)亞麻籽粕中膳食纖維的影響

由圖2 可知，經(jīng)超過(guò)90 ℃處理后，不溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì)，可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著溫度的上升逐漸呈上升趨勢(shì)， 與對(duì)照相比（質(zhì)量分?jǐn)?shù)11.33%），150 ℃處理的亞麻籽粕增加了36.92%，180 ℃處理的樣品增加了83.83%， 這是因?yàn)樵诒撼醇皦赫ミ^(guò)程中，物料受到高溫作用，以及強(qiáng)烈的剪切力和高壓作用，會(huì)使物料的多糖糖苷鍵迅速裂解，使物料中的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子化合物[24]，從而提高了可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)。從總膳食纖維來(lái)看，與對(duì)照（質(zhì)量分?jǐn)?shù)44.94%）相比，熱處理溫度在150 ℃以內(nèi)的亞麻籽粕中總膳食纖維略微上升，180 ℃處理的亞麻籽粕有明顯增大。

圖2 熱處理對(duì)亞麻籽粕中膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig. 2 Effect of heat treatment on the mass fraction of dietary fiber in flaxseed meal

2.3 熱處理對(duì)亞麻籽粕中游離氨基酸的影響

游離氨基酸是熱處理過(guò)程中產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)的前體物質(zhì)。 圖3 為熱處理對(duì)亞麻籽粕中總游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響。 不同的熱處理溫度會(huì)引起亞麻籽粕中總游離氨基酸不同程度的損失。 與對(duì)照相比（17 種游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)4 084.33 mg/kg），150 ℃處理的亞麻籽粕中總游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降到2 873.09 mg/kg，損失了29.66%。 180 ℃處理的亞麻籽粕中總游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為778.05 mg/kg，與對(duì)照相比，損失了80.95%。

圖3 熱處理對(duì)亞麻籽粕中總游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig. 3 Effect of heat treatment on the mass fraction of total free amino acid in flaxseed meal

由圖4 可知，對(duì)照中主要的游離氨基酸為谷氨酸、精氨酸、蘇氨酸和天冬氨酸，其中谷氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為961.88 mg/kg，其次是精氨酸、蘇氨酸和天冬氨酸， 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為661.26、471.21、407.98 mg/kg。 與對(duì)照相比，150 ℃處理的亞麻籽粕中谷氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了26.33%，180 ℃處理組中谷氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了91.60%。 與對(duì)照相比，150 ℃和180 ℃處理的亞麻籽粕中精氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別降低了36.60%和67.41%。 蘇氨酸在90 ℃處理后就開(kāi)始出現(xiàn)明顯變化，150 ℃時(shí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了85.82%。天冬氨酸在150 ℃處理時(shí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅降低了12.72%，但180 ℃時(shí)，天冬氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)生大幅度降低（降低74.63%）。這些氨基酸在加熱過(guò)程中會(huì)發(fā)生一系列的美拉德反應(yīng)，從而使游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，形成揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及褐色大分子物質(zhì)等，最終使亞麻籽粕具有特殊的風(fēng)味和顏色[25-26]。

圖4 熱處理對(duì)亞麻籽粕中17 種游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig. 4 Effects of heat treatment on the mass fraction of 17 kinds of free amino acids in flaxseed meal

2.4 熱處理對(duì)亞麻籽粕中游離糖的影響

游離糖也是揮發(fā)性物質(zhì)的前體物質(zhì)，會(huì)和氨基酸在焙炒過(guò)程中發(fā)生美拉德反應(yīng)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)也會(huì)隨之改變。 由表1 可知，對(duì)照中含有少量的蔗糖和葡萄糖，果糖、麥芽糖未檢出。 150 ℃及以下焙炒亞麻籽粕中總游離糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)未出現(xiàn)顯著差異。 與對(duì)照相比，180 ℃焙炒的亞麻籽粕中總游離糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降了46.22%。 與對(duì)照相比，熱處理溫度在150 ℃以內(nèi)的亞麻籽粕中蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)未出現(xiàn)明顯差異，但180 ℃處理組較對(duì)照降低了43.46%。隨著焙炒溫度的增加， 葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈先上升后下降趨勢(shì)，90 ℃處理組中葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，150 ℃處理組中葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)較對(duì)照降低了27.27%，而180 ℃焙炒時(shí)葡萄糖未檢出。 劉曉君認(rèn)為在加熱過(guò)程中蔗糖水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖和果糖，但加熱過(guò)程中葡萄糖和果糖的增加量又未匹配蔗糖的減少量，從而判斷其在加熱時(shí)也有消耗[25]。作者發(fā)現(xiàn)，亞麻籽粕中游離葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在150 ℃以后顯著降低，說(shuō)明過(guò)高溫度會(huì)加大葡萄糖的消耗。

表1 熱處理對(duì)亞麻籽粕中游離糖的影響Table 1 Effect of heat treatment on free sugars in flaxseed meal

2.5 熱處理對(duì)亞麻籽粕中生物活性物質(zhì)的影響

SDG 是一種與人體雌激素生理活性相似的植物激素，可作為功能因子添加到保健食品中，亞麻籽是其主要來(lái)源之一。 亞麻木酚素的結(jié)構(gòu)上存在很多羥基，導(dǎo)致其脂溶性較差，一般不隨油脂的去除而減少，大多殘留在亞麻籽粕中[27]。亞麻籽中還含有較多的酚類化合物，分為簡(jiǎn)單酚酸類和較復(fù)雜的木酚素類，這些化合物通常具有較強(qiáng)的抗氧化活性[28]。黃酮類化合物常以糖苷的形式存在， 也有游離體，多存在于植物體內(nèi)，具有多種營(yíng)養(yǎng)及藥理學(xué)功能[29]。由圖5 可知，熱處理溫度在150 ℃以內(nèi)可以最大程度保留生物活性物質(zhì)， 熱處理溫度達(dá)180 ℃時(shí)，生物活性物質(zhì)明顯降低。

圖5 熱處理對(duì)亞麻籽粕中生物活性物質(zhì)的影響Fig. 5 Effect of heat treatment on the mass fraction of bioactive substances in flaxseed meal

當(dāng)熱處理溫度低于150 ℃時(shí)對(duì)亞麻籽粕中SDG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響較小， 熱處理溫度為150 ℃時(shí)SDG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與對(duì)照比只降低了7.14%， 當(dāng)180 ℃時(shí)， 亞麻籽粕中SDG 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與對(duì)照比降低了30.13%，原因可能是SDG 在亞麻籽中以大分子聚合物形式存在，一定加熱條件下，結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，但溫度過(guò)高可能使SDG 結(jié)構(gòu)遭到破壞，而使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降[28]。

與對(duì)照相比（總酚2 689.14 mg/kg），熱處理溫度為90~120 ℃的亞麻籽粕中， 總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)未有明顯變化，當(dāng)溫度達(dá)150 ℃時(shí)，總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)出現(xiàn)明顯上升（較對(duì)照組增加了24.96%），180 ℃時(shí)總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)較150 ℃又有所下降，同時(shí)與對(duì)照相比無(wú)顯著差異。 有研究認(rèn)為適當(dāng)加熱會(huì)使亞麻籽粕中細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞，促進(jìn)酚類物質(zhì)的釋放，從而使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加， 溫度過(guò)高會(huì)使酚類物質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞，從而使總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低[30]。

亞麻籽粕中總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著熱處理溫度的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，150 ℃處理時(shí)，總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為3 577.61 mg/kg，較對(duì)照（3 038.10 mg/kg）升高了17.76%。 其升高原因可能是一定的加熱溫度能激活或誘導(dǎo)黃酮化合物合成一些酶系，從而促進(jìn)黃酮物質(zhì)生成，但超過(guò)一定溫度后，合成黃酮相關(guān)的酶被鈍化，黃酮化合物也在高溫下被逐漸降解，導(dǎo)致質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降[31]。

2.6 熱處理對(duì)亞麻籽粕熱特性的影響

從圖6 可以看出， 隨著熱處理溫度的增加，所有亞麻籽粕在80~115 ℃出現(xiàn)吸熱峰， 并伴隨著能量變化， 熱處理溫度在120 ℃及以下的亞麻籽粕DSC 曲線趨勢(shì)基本一致，超過(guò)150 ℃后，其DSC 曲線趨于平緩。 隨著溫度的升高，亞麻籽粕的起始溫度To和熱吸收峰溫度Tp呈先上升再下降的趨勢(shì)，變化范圍分別為86.35~92.72 ℃、101.84~105.93 ℃，終止溫度Tc呈下降趨勢(shì)，其中對(duì)照的Tc為114.71 ℃。150 ℃處理組的Tc下降幅度較小， 為111.97 ℃，而180 ℃處理組的Tc為105.97 ℃。隨著熱處理溫度的增加， 熱焓值△H 逐漸降低， 其中對(duì)照的△H 為5.63 J/g，150 ℃處理組的△H 為3.99 J/g， 下降了29.13%，而180 ℃處理組的△H 為0.51 J/g，較對(duì)照下降了90.94%，可能是因?yàn)槔湔喡樽哑芍械鞍踪|(zhì)體包裹在淀粉體周圍阻止了水分的進(jìn)入，因此糊化需要更多的能量來(lái)破壞這一結(jié)合體，而隨著熱處理溫度的增加，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞，所以需要更少的能量。

圖6 不同熱處理溫度下的亞麻籽粕DSC 曲線Fig. 6 DSC curves of flaxseed meal at different heat treatment temperatures

2.7 熱處理對(duì)亞麻籽粕揮發(fā)性成分的影響

油料等作物在焙炒時(shí)，蛋白質(zhì)、糖類和油脂等物質(zhì)在高溫下發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生不同類型和香味的揮發(fā)性物質(zhì)，這些物質(zhì)賦予了油料特殊的香氣[32]。由圖7 可知，對(duì)照中醇類和烷烴類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，分別為18.34%和26.88%，焙炒后的亞麻籽粕中醇類和烷烴類物質(zhì)減少，可能醇類和烷烴類物質(zhì)是存在于亞麻籽粕中的固有物質(zhì)。 150 ℃焙炒亞麻籽粕中醛類和芳香族類物質(zhì)比對(duì)照組高，分別為8.17%和9.13%。180 ℃焙炒亞麻籽粕中酮類物質(zhì)及雜環(huán)類物質(zhì)較對(duì)照和150 ℃焙炒亞麻籽粕明顯增多，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為8.82%和30.32%。

圖7 熱處理對(duì)亞麻籽粕中揮發(fā)性成分的影響Fig. 7 Effect of heat treatment on the mass fraction of volatile components in flaxseed meal

由表2 可以看出，冷榨亞麻籽粕中主要醇類物質(zhì)為乙醇和1-己醇，經(jīng)過(guò)熱處理后，亞麻籽粕中醇類物質(zhì)明顯降低，可能是溫度升高使這一類物質(zhì)更容易在壓榨過(guò)程中被油脂帶出或者轉(zhuǎn)化成別的物質(zhì)。 這與劉國(guó)琴等研究的熱榨與冷榨亞麻油風(fēng)味物質(zhì)中醇類物質(zhì)變化相似[33]。

表2 亞麻籽粕中揮發(fā)性成分分析結(jié)果Table 2 Analysis of volatile components in flaxseed meal

烷烴類化合物主要來(lái)源于脂肪酸烷氧自由基的均裂[34]，3 種工藝條件下，分別檢測(cè)出7、3、4 種烷烴類物質(zhì)，3 種工藝中都存在十一烷、十二烷和十三烷，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)也隨溫度的增加逐漸減小。 由于熱處理溫度升高使脂肪酸氧化程度增大，烷烴類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和種類都有所下降，但是烷烴類物質(zhì)的閾值很高，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。冷榨亞麻籽粕中未檢測(cè)出醛類物質(zhì)，150 ℃焙炒亞麻籽粕中己醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高（5.89%），其次是壬醛（1.32%）。己醛是亞油酸自動(dòng)氧化產(chǎn)生的13-氫過(guò)氧化物裂解后生成的物質(zhì)[35]，具有油脂味和花香味。 己醛隨著溫度的升高而降低，這可能是由于多不飽和脂肪酸在高溫時(shí)受熱氧化降解產(chǎn)生大量其他種類的揮發(fā)性物質(zhì)。 壬醛也是油酸氧化的產(chǎn)物，具有花生味和香草味[35]。芳香族化合物在冷榨和150 ℃處理的亞麻籽粕中質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，其中對(duì)二甲苯和鄰二甲苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，熱處理溫度達(dá)180 ℃時(shí)，芳香族化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低。 烯萜類物質(zhì)一般具有松木味和青草味， 在亞麻籽粕總揮發(fā)性物質(zhì)中質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，經(jīng)過(guò)熱處理后其質(zhì)量分?jǐn)?shù)更少[35]。

酮類化合物可能是通過(guò)不飽和脂肪酸的熱氧化或降解及氨基酸降解產(chǎn)生[36]，一般具有果木味、脂肪味和焦燃味等[35]。 由表2 可以看出，3 種工藝制得的亞麻籽粕中分別鑒定出1、7、5 種酮類物質(zhì)，其中經(jīng)熱處理的亞麻籽粕均有1-甲氧基-2-丙酮、2，3-戊二酮、3，5-辛二烯-2-酮和2-庚酮， 說(shuō)明熱處理有助于酮類物質(zhì)的生成。

雜環(huán)類物質(zhì)主要包括吡嗪、呋喃、吡咯，是美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物。 其中冷榨亞麻籽粕中雜環(huán)類物質(zhì)質(zhì)

量分?jǐn)?shù)只有0.85%，150 ℃和180 ℃處理組中雜環(huán)類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4.22%和30.31%。 3 種工藝分別鑒定出雜環(huán)類物質(zhì)1、5、12 種， 其中180 ℃處理組中吡嗪類物質(zhì)占雜環(huán)類物質(zhì)質(zhì)量的78.91%。這些物質(zhì)的感覺(jué)閾值都較低，對(duì)熱處理亞麻籽粕的風(fēng)味具有很大貢獻(xiàn)，構(gòu)成了特有的烤香和堅(jiān)果香等[35]。

此外，熱處理亞麻籽粕的醛、酮及雜環(huán)類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增多和游離氨基酸及游離糖的減少有關(guān)，氨基酸通過(guò)Strecker 降解生成了醛和氨基酮， 同時(shí)為吡嗪類物質(zhì)提供了氮源，游離糖則為其提供了碳源[26]。 經(jīng)過(guò)熱處理的亞麻籽粕因油脂氧化及美拉德反應(yīng)產(chǎn)生了更多低閾值的酮類及雜環(huán)類物質(zhì)，所以風(fēng)味濃郁。

3 結(jié) 語(yǔ)

熱處理溫度在150 ℃以內(nèi)僅引起不溶性膳食纖維、總游離氨基酸和SDG 的小幅度減少，同時(shí)能夠促進(jìn)可溶性膳食纖維、總酚和總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提升， 且其熱焓值變化不明顯。 熱處理溫度高達(dá)180 ℃時(shí)，會(huì)引起總游離氨基酸、SDG、總酚和總黃酮等有益成分及熱焓值的大幅度下降，從而降低亞麻籽粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。 通過(guò)揮發(fā)性成分分析發(fā)現(xiàn)，冷榨亞麻籽粕中醇類和烷烴類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，但對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)不大，150 ℃焙炒亞麻籽粕中醛類、酮類及雜環(huán)類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較冷榨亞麻籽粕高，這些低閾值的物質(zhì)賦予亞麻籽粕特殊的香氣，180 ℃焙炒亞麻籽粕中酮類及雜環(huán)類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較150 ℃焙炒亞麻籽粕高，所以具有更濃郁的焙烤香氣。 綜上，將亞麻籽粕的熱處理溫度控制為150 ℃以內(nèi)為佳，不僅能提升亞麻籽粕風(fēng)味，還能最大程度地保留營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。