菜籽預(yù)處理方法對菜籽餅品質(zhì)的影響

甘生睿,王進(jìn)英*,董國鑫,雷風(fēng),李應(yīng)霞,蘇學(xué)民,白琴

1(青海大學(xué) 農(nóng)牧學(xué)院,青海 西寧,810016)2(青海通達(dá)油脂加工有限責(zé)任公司,青海 海東,810500)

菜籽是世界第二大油料作物,其營養(yǎng)價值高、氨基酸組成平衡、功能特性良好[1]。2020/2021年度我國菜籽油的消費量占全部植物油消費量的20%[2]。菜籽餅粕是菜籽榨油之后的副產(chǎn)品。菜籽直接壓榨取油后得到的副產(chǎn)物稱為菜籽餅,而經(jīng)預(yù)榨,浸出取油的稱為菜籽粕[3]。菜籽餅粕營養(yǎng)成分豐富,主要包含菜籽蛋白、菜籽多糖、礦物質(zhì),維生素、木質(zhì)素、總膳食纖維等[4]。菜籽餅粕粗蛋白含量一般在35%～40%[5],氨基酸組成均衡,與聯(lián)合國糧農(nóng)組織(Food and Agriculture Organization, FAO)和世界衛(wèi)生組織(World Health Organization, WHO)的推薦值相近[6],不僅含硫氨基酸的含量豐富,賴氨酸含量也可觀[7],是一種擁有很高的潛在營養(yǎng)價值的植物蛋白資源。菜籽餅粕中還含有大量的抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)如植酸、芥子堿、單寧等,大大限制了氨基酸和能量的利用率,最重要的是菜籽餅粕中含有硫代葡萄糖甙,其本身無毒,但在芥子酶和水的作用下能降解,其降解產(chǎn)物具有毒性,對動物機體有很大的損害,從而限制了其在動物飼料中的應(yīng)用[8]。

目前菜籽餅粕的脫毒方法主要分為四類:a)物理法:利用高溫、高壓、擠壓膨化等方式使抗?fàn)I養(yǎng)因子自身發(fā)生降解反應(yīng),但此方法會對菜籽粕的營養(yǎng)產(chǎn)生較大影響;b)化學(xué)法:利用酸堿溶液、有機溶劑等與抗?fàn)I養(yǎng)因子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而脫毒,此類方法成本較高,且安全性無法保證;c)生物法:添加酶活微生物進(jìn)行發(fā)酵分解抗?fàn)I養(yǎng)因子達(dá)到脫毒的目的,此方法能夠有效改善菜籽餅粕品質(zhì),但條件要求相對苛刻;d)遺傳育種法:培育出菜籽新品種,如現(xiàn)在大力推廣的“雙低”菜籽品種,因其芥酸含量較低,餅粕中硫苷含量較少[8],但因種植習(xí)慣問題阻礙了其推廣[9]。

現(xiàn)階段對餅粕的脫毒方法研究主要集中在對餅粕的直接處理上,忽略了制油前預(yù)處理對餅粕品質(zhì)以及抗?fàn)I養(yǎng)因子的影響。預(yù)處理工藝作為油料加工過程中的前端工藝,對油的品質(zhì)及餅粕品質(zhì)均有特異性影響[10-11]。常見的預(yù)處理工藝主要有焙炒、烘烤、微波、超聲、真空冷凍干燥、凍融等。焙炒是我國傳統(tǒng)的預(yù)處理工藝,油料經(jīng)過高溫翻炒以后,細(xì)胞結(jié)構(gòu)受到一定破壞,能夠有效提高出油率,但是高溫可能會影響餅粕的蛋白質(zhì)質(zhì)量,對內(nèi)源性生物活性成分造成破壞[12]。王未君等[13]研究了不同焙炒溫度對菜籽、菜籽油、菜籽粕及脫脂粕品質(zhì)的影響,結(jié)果表明菜籽粕中的總酚含量在150 ℃時達(dá)到最高,比未經(jīng)過預(yù)處理的菜籽粕增加11%,160 ℃時菜籽粕芥子堿含量比未經(jīng)預(yù)處理的菜籽餅降低了17.4%;微波預(yù)處理是利用電磁波,使得物質(zhì)從內(nèi)部開始受熱,能量能夠快速且均勻地傳輸?shù)接土系膬?nèi)部[14]。周琦等[15]研究表明菜籽油中的含量隨著微波預(yù)處理時間的延長,呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢,并且硫代葡萄糖苷的降解過程非常復(fù)雜,可能在不同降解條件下會生成不同的降解產(chǎn)物。烘烤預(yù)處理是一種高效節(jié)能的方法,任志龍等[16]研究表明亞麻籽經(jīng)過烘烤預(yù)處理后,亞麻籽油得率得到提升,亞麻籽油中氧化產(chǎn)物的生成也會減少,提高了亞麻籽油貯藏穩(wěn)定性。真空冷凍干燥預(yù)處理是利用升華的原理,物料經(jīng)過快速冷凍后,在低溫低壓條件下進(jìn)行干燥,使得物料原有結(jié)構(gòu)和形狀得到最大程度的保護(hù),同時還可以減少物料中的熱敏成分和生物活性的損壞,減緩氧化[17]。黃明亞等[18]對比了熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、微波干燥、烤箱干燥對奇亞籽油品質(zhì)的影響,結(jié)果表明真空冷凍干燥預(yù)處理后制得的奇亞籽油酸價和過氧化值最低,多酚含量和DPPH自由基清除率最高,較好地保持了奇亞籽的營養(yǎng)價值,但由于真空冷凍干燥能耗較大,使其應(yīng)用受限。超聲提取是利用超聲波輻射產(chǎn)生的多級效應(yīng)加速目標(biāo)成分進(jìn)入溶劑,提高提取效率的一種常見輔助方法,陳明等[19]利用超聲油提法提取迷迭香凈油,發(fā)現(xiàn)超聲油提法能豐富迷迭香凈油的組成成分,提高維生素E含量,同時也能提高抗氧化單體的含量,表現(xiàn)出更好的體外抗氧化活性。劉圣臣等[20]在提取海藻油前對小球藻進(jìn)行了反復(fù)凍融處理,與冷凍干燥組和未處理組對比發(fā)現(xiàn)凍融組提油率最高,相較于冷凍干燥預(yù)處理,凍融預(yù)處理易操作,設(shè)備簡單,有著廣闊的應(yīng)用前景。

目前,對于制油前的預(yù)處理工藝對餅粕品質(zhì)影響的研究較少,對品質(zhì)的分析大都停留在基本理化指標(biāo)方面,本研究將對菜籽進(jìn)行烘烤(bake pretreatment screw press, BSP)、焙炒(roasting pretreatment screw press, RSP)、微波(microwave pretreatment screw press, MSP)、超聲(ultrasonic pretreatment screw press, USP)、凍融(freeze-thaw pretreatment screw press, FSP)、真空冷凍干燥(vacuum freeze-drying pretreatment screw press, VSP)預(yù)處理,與未處理菜籽(screw press, SP)經(jīng)螺旋壓榨后提取菜籽油,研究預(yù)處理對菜籽出油率、菜籽餅的基本營養(yǎng)成分、蛋白氨基酸含量及其組成評價和抗?fàn)I養(yǎng)因子含量的影響。研究結(jié)果為后續(xù)菜籽餅的高值化利用提供了一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青雜5號菜籽,青海省海東市互助縣。

氫氧化鉀、氫氧化鈉、無水碳酸鈉、磷酸二氫鉀、水硫酸銅、硫酸鉀、偏釩酸銨、鉬酸銨、磺基水楊酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑,上海展云化工有限公司;三氯化鐵,天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠;鎢酸鈉,國藥集團化學(xué)試劑有限公司;磷鉬酸,合肥巴斯夫生物科技有限公司;羧甲基纖維素鈉,天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司;氯化鈀,上海麥克林生化科技有限公司;95%(體積分?jǐn)?shù))乙醇、無水乙醇、石油醚、丙酮、鹽酸、硫酸、硼酸,冰乙酸均為分析純;甲醇為色譜純。

1.2 儀器與設(shè)備

XZ-Z505 W臥式榨油機,廣州旭眾食品機械有限公司;SZC-D脂肪測定儀,上海纖檢儀器有限公司;JJ20130001烤箱,佛山市順德區(qū)陳村鎮(zhèn)華興實業(yè)有限公司;KQ-800D中型超聲微波清洗儀,東莞市科橋超聲波設(shè)備有限公司;MDS-6G多通量密閉微波化學(xué)工作站,上海新儀微波化學(xué)科技有限公司;K9840+8H220F+WD03自動凱氏定氮儀,山東海能科學(xué)儀器有限公司;CS55-9冷凍干燥機,基因有限公司;UV-1780紫外可見分光光度計,島津儀器有限公司;BCD-258 WDPM冰箱,青島海爾股份有限公司;QE-400克萬能粉碎機,浙江屹立工貿(mào)有限公司;HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋,國華電器有限公司;101-3型電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱,上海新正機械儀器制造有限公司;FA2004B電子天平,上海佑科儀器儀表有限公司;S433D氨基酸分析儀,塞卡姆公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 菜籽預(yù)處理及菜籽餅制備

BSP[16]:將500 g菜籽置于烤箱中,在100 ℃下烘烤40 min;

RSP[13]:將500 g菜籽置于平底鍋中,設(shè)置電磁爐溫度為150 ℃,翻炒20 min;

MSP[21]:將500 g菜籽置于多通量密閉微波化學(xué)工作站中,調(diào)節(jié)微波功率為600 W,50 ℃處理7 min;

USP:將500 g菜籽放入密封袋中,設(shè)置功率為560 W超聲20 min;

FSP[22]:將500 g菜籽放入密封袋中,在-20 ℃的條件下冷凍48 h。將袋中冷凍菜籽加入蒸餾水500 mL,放入冰箱(4±1) ℃保存24 h,在相同的溫度和次數(shù)下重復(fù)3個冷凍解凍循環(huán)。處理后的菜籽用密封袋裝,4 ℃保存;

VSP:將500 g菜籽置于-41 ℃的冰柜中預(yù)凍24 h,再放置于-52 ℃的真空冷凍干燥機中冷凍干燥10 h;

SP[11]:進(jìn)料漏斗處手動少量進(jìn)樣,膛溫150 ℃下壓榨制油,所得菜籽餅粉碎過40目篩備用。

菜籽油出油率按公式(1)計算:

(1)

式中:w,亞麻籽油出油率,%;m0,菜籽油質(zhì)量,g;m1,菜籽質(zhì)量,g。

1.3.2 基本營養(yǎng)成分測定

菜籽餅粗灰分含量參照GB/T 6438—2007中馬弗爐法測定;水分及揮發(fā)物含量參照GB/T 10358—2008中電熱烘箱法測定;粗蛋白含量參照GB/T 6432—2018中凱氏定氮法測定;總磷含量參照GB/T 6437—2018中分光光度法測定。

1.3.3 氨基酸組成及含量測定

氨基酸組成及含量參照GB 5009.124—2016測定:稱取1 g菜籽餅于水解管中,加入10 mL 6 mol/L HCl、3滴苯酚溶液,冷凍5 min,充氮氣,擰緊螺絲蓋,放入(110±1) ℃的烘箱中水解22 h,冷卻后將其移入50 mL容量瓶,蒸餾水定容。吸取濾液1 mL于試管中,減壓濃縮,殘留物用2 mL蒸餾水溶解,加入2 mL 檸檬酸鈉緩沖溶液將其溶解并轉(zhuǎn)移到進(jìn)樣瓶中,進(jìn)行測定分析,計算菜籽餅總氨基酸含量(total amino acid, TAA)、必需氨基酸含量(essential amino acid, EAA)、非必需氨基酸含量(non-essential amino acid, NEAA)。

將不同預(yù)處理制得的菜籽餅氨基酸組成與1973年FAO/WHO提出的人體必需氨基酸模式進(jìn)行比對,計算氨基酸比值(ratio of amino acid,RAA)、氨基酸比值系數(shù)(ratio coefficient of amino acid,RC)、氨基酸比值系數(shù)評分(score of ratio coefficient of amino acid,SRC)、必需氨基酸指數(shù)(essential amino acid index,EAAI)、生物價(biological value,BV)等[23-25]。

1.3.4 抗?fàn)I養(yǎng)成分測定

1.3.4.1 硫代葡萄糖苷

參照王寧惠[26]的氯化鈀法:稱取粉碎后的100 mg菜籽餅于l0 mL試管中,在沸水浴鍋中干蒸10 min,加入10 mL 90 ℃的熱水,在沸水浴鍋中蒸煮20 min,中間攪動2次,取出冷卻后,用水稀釋至10 mL,搖勻。過濾后取0.5 mL溶液放入10 mL試管中,加入0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))羧甲基纖維素鈉溶液2 mL,再加入氯化鈀顯色溶液l mL,封口搖勻,在24 ℃恒溫箱中放置3 h,在540 nm波長下用分光光度計測定消光值,以氯化鈀、羧甲基纖維素鈉空白溶液作空白對照。根據(jù)公式(2)計算菜籽餅中硫代葡萄糖苷含量:

A=185.2×M+0.2

(2)

式中:A,硫代葡萄糖苷含量,μmol/g;M,消光值;185.2,換算系數(shù);0.2,修正值。

1.3.4.2 植酸

參照王國蓉等[27]的三氯化鐵滴定法:稱取2.0 g菜籽餅于錐形瓶中,加入0.8 mol/L的鹽酸浸提液,在700 W、25 kHz條件下,超聲波處理15 min后,50 ℃水浴浸提1.5 h,以8 000 r/min的速度離心20 min,取上清液2 mL,用蒸餾水定容至10 mL。加入2滴10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))磺基水楊酸溶液,用EDTA標(biāo)樣標(biāo)定了濃度的三氯化鐵溶液滴定至紫色不褪色。根據(jù)公式(3)計算植酸含量:

(3)

式中:B,植酸含量,%;c,三氯化鐵溶液濃度,mol/L;V,滴定消耗的三氯化鐵溶液體積,mL;W,試樣質(zhì)量,g;0.235 7,每分子植酸可絡(luò)合2.8個Fe3+,1 mol三氯化鐵相當(dāng)于0.235 7 g植酸。

1.3.4.3 單寧

參照GB/T 27985—2011中分光光度法:以單寧酸濃度為橫坐標(biāo),吸光值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。單寧酸工作液標(biāo)準(zhǔn)曲線:y=0.034 4x+0.011 1,R2=0.997 4。

樣品測定:稱取1 g菜籽餅于250 mL錐形瓶中,加入50 mL丙酮溶液,密封振蕩40 min,靜置過濾,棄去初濾液,收集續(xù)濾液。取1 mL試液于裝有30 mL水的50 mL容量瓶中,搖勻。依次加入2.5 mL鎢酸鈉-磷鉬酸混合溶液,5.0 mL碳酸鈉溶液,搖勻后定容。放置30 min后,以標(biāo)準(zhǔn)曲線為空白,在760 nm波長處測定吸光度。根據(jù)公式(4)計算單寧含量:

(4)

式中:C,單寧含量,mg/kg;c,試驗測定液中單寧酸質(zhì)量濃度,mg/L;V,試樣定容體積,mL;D,試樣稀釋倍數(shù);m,試樣質(zhì)量,g。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

各實驗重復(fù)3次,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示;使用SPSS 27.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析;使用Origin 2021繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 菜籽預(yù)處理方法對菜籽出油率及菜籽餅基本營養(yǎng)成分的影響

不同預(yù)處理方對菜籽出油率及菜籽餅基本營養(yǎng)成分的影響見表1。不同預(yù)處理菜籽出油率存在其顯著差異(P<0.05),RSP出油率最高,這是因為高溫焙炒破壞了菜籽種皮和油料細(xì)胞,使其更容易釋放出油脂;FSP出油率最低,可能是由于經(jīng)過反復(fù)凍融后,水分對菜籽的彈性、可塑性、機械強度等產(chǎn)生影響,菜籽可塑性低,籽粒結(jié)合松散,不利于菜籽油榨出[28]。3種熱處理組的出油率均顯著高于3種非熱處理組,在實際的生產(chǎn)中也會對菜籽進(jìn)行高溫炒制后,高溫預(yù)榨出油[29]。

表1 不同預(yù)處理對菜籽出油率及菜籽餅基本營養(yǎng)成分的影響Table 1 Effect of different pretreatments on the oil yield of rapeseed and the basic nutrient composition of rapeseed cake

菜籽餅中水分的含量會影響其貯存期的質(zhì)量,不同預(yù)處理方法對制得的菜籽餅的水分及揮發(fā)物間存在顯著差異,3種熱處理后的菜籽餅的水分及揮發(fā)物含量顯著性低于3種非熱處理后的菜籽餅(P<0.05),原因可能是熱處理過程中隨著溫度的升高,菜籽水分受熱蒸發(fā),制得的菜籽餅中水分含量顯著低于低溫預(yù)處理制得的菜籽餅。粗灰分是評價油菜籽餅品質(zhì)的一個重要指標(biāo),當(dāng)菜籽餅用作飼料時,含量越低,飼料品質(zhì)越好。菜籽餅中的灰分主要為Ca、Mn、Se、P等礦物質(zhì)[24],不同預(yù)處理后的菜籽餅的粗灰分含量差異不顯著(P<0.05),7種菜籽餅粗灰分含量在6.93%～7.13%。

不同預(yù)處理方法對制得的菜籽餅的粗蛋白間存在顯著差異(P<0.05)。SP組粗蛋白含量最高,為35.98%,RSP組含量最低,為28.06%。何家爾[30]研究發(fā)現(xiàn)121 ℃條件下烘烤熱處理80 min對高粱的蛋白質(zhì)組分、降解和消化特性沒有顯著影響。初雷[31]對脫脂菜粕在100 ℃下分別處理1、2、3、4、5 h,發(fā)現(xiàn)菜粕蛋白在100 ℃以內(nèi)對溫度的敏感度相對較低。因此BSP和MSP蛋白質(zhì)中的氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)的概率較低,蛋白質(zhì)變性程度較低,而RSP由于溫度較高,加速了蛋白質(zhì)與還原糖之間的美拉德反應(yīng),導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性[8]。

磷是重要礦物質(zhì),參與了細(xì)胞構(gòu)成和動物體內(nèi)的合成代謝[32]。不同預(yù)處理方法對制得的菜籽餅的磷含量間存在顯著差異(P<0.05),總磷含量在3.18%～7.11%,VSP的總磷含量最高,達(dá)到了7.11%。本研究中測得的菜籽餅中的總磷含量相對常規(guī)雙低菜籽餅粕中的總磷含量(1%～3%)偏高,可能和菜籽的品種、生長環(huán)境、氣候條件、加工方式等因素有很大關(guān)系,同時可能由于菜籽餅中的抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)被降解,從而釋放出無機磷,增加總磷的含量[33]。

2.2 菜籽預(yù)處理方法對菜籽餅蛋白氨基酸的影響

2.2.1 菜籽預(yù)處理方法對菜籽餅蛋白氨基酸組成及含量的影響

菜籽餅粕是一種重要的植物蛋白飼料,可以用于動物飼料部分替代大豆蛋白飼料,起到互補的作用[34],同時也可以提取菜籽蛋白用于生產(chǎn)多肽類和氨基酸類產(chǎn)品[35]。菜籽餅蛋白質(zhì)量的高低與菜籽餅蛋白的氨基酸組成的關(guān)系密切,通過氨基酸自動分析儀對菜籽餅蛋白的17種氨基酸含量進(jìn)行檢測,由表2可知,菜籽餅中的17種組成人體蛋白質(zhì)氨基酸中包括10種非必需氨基酸和7種必需氨基酸。7種必需氨基酸為蛋氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸。

表2 不同預(yù)處理對菜籽餅蛋白氨基酸組成及含量的影響Table 2 Effect of different pretreatments on the amino acid composition and content of rapeseed cake protein

7種菜籽餅蛋白的氨基酸總量差異顯著(P<0.05),最高和最低分別為BSP(491.15 mg/g)和FSP(405.11 mg/g);BSP的必需氨基酸、非必需氨基酸總量均最高,為160.16、330.99 mg/g,可能是高溫作用使菜籽中蛋白質(zhì)的三級、四級結(jié)構(gòu)遭到破壞,分子間結(jié)構(gòu)得到展開、重組,二硫鍵、氫鍵部分?jǐn)嗔?導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生降解和不可逆變性,大分子降解成小分子而轉(zhuǎn)化成氨基酸,所以氨基酸含量升高[36];FSP的必需氨基酸總量和非必需氨基酸總量最低,分別為122.78、282.34 mg/g,可能是因為凍融過程中逐漸長大的冰晶對油料細(xì)胞膜的擠壓作用導(dǎo)致其造成不可逆的機械損傷,蛋白質(zhì)等大分子束縛水分的能力減弱甚至喪失,部分蛋白隨胞內(nèi)細(xì)胞液流失;VSP的氨基酸組成最接近SP,石召華等[37]對地龍?zhí)崛∥锓謩e進(jìn)行真空減壓、微波、真空冷凍干燥,發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥處理得到的產(chǎn)品氨基酸損失率最小。

亮氨酸可以與異亮氨酸、纈氨酸協(xié)同合作,進(jìn)行肌肉的修復(fù)與血糖的控制,并且為機體組織提供能量[38];賴氨酸能夠提高食欲,促進(jìn)鈣的吸收、嬰幼兒的生長發(fā)育[39]。在7種必需氨基酸中,BSP的亮氨酸、賴氨酸含量最高,分別為38.40、28.19 mg/g,由此可知賴氨酸對溫度的感知比較敏感,容易在處理過程中受到損失[37]。理想蛋白質(zhì)中的必需氨基酸的總量與氨基酸總含量的比值應(yīng)達(dá)到40%左右,必需氨基酸的總量與非必需氨基酸的總量的比值應(yīng)該達(dá)到60%左右[40]。結(jié)果表示,SP的EAA/TAA和EAA/NEAA值最大,MSP處理后得到的菜籽餅蛋白的EAA/TAA和EAA/NEAA值最小,SP組最接近理想蛋白質(zhì)比例和組成。

2.2.2 菜籽預(yù)處理方法對菜籽餅蛋白必需氨基酸組成的影響

根據(jù)FAO和WHO的必需氨基酸最佳配比模式,對7種菜籽餅蛋白的必需氨基酸的組成進(jìn)行評定,必需氨基酸含量與FAO/WHO推薦模式中對應(yīng)的必需氨基酸的含量越接近,則得到的蛋白質(zhì)的品質(zhì)越優(yōu)異[41]。由表3可知,7種菜籽餅蛋白的必需氨基酸組成均低于對應(yīng)的必需氨基酸的FAO/WHO推薦值,表明氨基酸組成不均衡,與已有研究差異較大。可能是由于菜籽的品種、生長環(huán)境、種植方式等原因與預(yù)處理工藝的不同所造成的,因此不同品種菜籽之間存在較大的營養(yǎng)差異[42]。BSP組最接近FAO/WHO推薦的必需氨基酸最佳配比模式。

表3 不同預(yù)處理對菜籽餅蛋白蛋白必需氨基酸組成的影響Table 3 Effect of different pretreatments on the essential amino acid composition of rapeseed cake protein

2.2.3 菜籽預(yù)處理方法對菜籽餅蛋白氨基酸營養(yǎng)價值的影響

氨基酸比值系數(shù)法是結(jié)合FAO/WHO的必需氨基酸評價模式,計算菜籽餅中的必需氨基酸的RAA、RC和SRC,以此對蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值進(jìn)行評定,SRC值表示各種必須氨基酸偏離氨基酸模式的離散度,SRC值越接近100,其營養(yǎng)價值相對越高,RC值最小者則為第一限制性氨基酸[43]。表4為7種菜籽餅蛋白氨基酸營養(yǎng)價值評分。7種菜籽餅蛋白的異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、亮氨酸和賴氨酸的RC值均接近1,表明其均接近FAO和WHO推薦的必需氨基酸模式;SP、BSP、FSP和VSP的苯丙氨酸+酪氨酸、蛋氨酸+胱氨酸的RC值均大于1,表明其相對過剩。

表4 不同預(yù)處理對菜籽餅蛋白氨基酸營養(yǎng)價值的影響Table 4 Effect of different pretreatments on the nutritional value of amino acids in rapeseed cake protein

MSP、USP、VSP的第一限制性氨基酸為亮氨酸,SP、BSP的第一限制性氨基酸為蘇氨酸,RSP、FSP的第一限制性氨基酸分別為異亮氨酸和賴氨酸;以SRC為評價指標(biāo),由高到低依次為RSP>SP>FSP>BSP>VSP>MSP>USP,RSP的氨基酸組成最接近FAO/WHO推薦的氨基酸模式,而USP的菜籽餅蛋白的氨基酸組成與FAO/WHO推薦的氨基酸模式相差最大。

EAAI是同時考慮樣品中各種必需氨基酸相對于標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)中對應(yīng)的必需氨基酸比率的加權(quán)平均值,EAAI值越大,表示氨基酸的組成越平衡,蛋白質(zhì)質(zhì)量和利用率則越高[44],BV則表示食物蛋白質(zhì)消化吸收后的利用程度。以EAAI、BV作為評價依據(jù),7種菜籽餅后得到的EAAI值為41.33～55.36,BV值為33.35～48.65,說明BSP的吸收的蛋白質(zhì)被機體的利用程度最高,FSP的蛋白質(zhì)被機體的利用程度最低。

2.3 菜籽預(yù)處理方法對菜籽餅抗?fàn)I養(yǎng)因子的影響

不同預(yù)處理制得的菜籽餅的硫代葡萄糖苷、植酸、單寧含量的測定結(jié)果見圖1。不同預(yù)處理后制得的菜籽餅的硫苷含量間存在顯著差異(P<0.05),本研究中菜籽餅的硫苷含量在22.81～30.85 μmol/g,其中,3種熱預(yù)處理后制得的菜籽餅的硫苷含量顯著低于3種非熱預(yù)處理后的硫苷含量,原因可能是加熱使得硫苷失活,有效降低了硫苷含量。NIU等[45]通過研究發(fā)現(xiàn)微波預(yù)處理能促進(jìn)菜籽中硫苷類物質(zhì)的降解,隨著微波處理時間的延長,菜籽溫度升高,硫苷會發(fā)生熱降解反應(yīng),這也能解釋3種熱預(yù)處理的菜籽餅硫苷含量顯著低于3種非熱預(yù)處理的現(xiàn)象。

圖1 不同預(yù)處理對菜籽餅抗?fàn)I養(yǎng)因子的影響Fig.1 Effect of different pretreatments on antinutritional factors of rapeseed cake

7種菜籽餅中植酸含量為1.76%～3.06%。USP的含量最高,原因可能為超聲波在傳播過程中通過對溶劑的壓縮和拉伸作用會形成空化泡,當(dāng)空化泡破裂時產(chǎn)生極大的能量和負(fù)壓,從而強化傳質(zhì)過程。同時,空化效應(yīng)還伴隨著一系列其他效果,如局部剪切力、侵蝕、破碎以及增強水合作用等,這些因素導(dǎo)致了溶液中整體反應(yīng)的增強和固體顆粒表面積增大,使目標(biāo)物質(zhì)更易溶出[46],在提取植酸時,常用超聲輔助來增加植酸的提取率[47-48]。不同預(yù)處理制得的菜籽餅中的單寧含量差異顯著(P<0.05),其中VSP的單寧含量最高,可能是因為單寧在較低溫度下穩(wěn)定性強,不易分解[49];RSP的單寧含量最低,原因可能是焙炒處于高溫環(huán)境,使得單寧受熱氧化分解速度加快,因此單寧降解加快,含量降低[50]。

3 結(jié)論

本研究以菜籽為原料,分別經(jīng)3種熱處理、3種非熱處理與未處理菜籽經(jīng)螺旋壓榨后提取菜籽油,獲得菜籽餅,測定菜籽餅的基本營養(yǎng)成分、蛋白氨基酸含量及其組成評價和抗?fàn)I養(yǎng)因子含量。RSP出油率最高,為33.00%,3種熱處理組的出油率均顯著高于3種非熱處理組;預(yù)處理方法對菜籽餅粕水分及揮發(fā)性物質(zhì)、粗蛋白、總磷的含量帶來顯著性差異,對灰分含量無顯著影響(P<0.05)。焙炒預(yù)處理會使得菜籽餅粗蛋白含量損失較大,與SP相比,RSP粗蛋白含量減少了19.78%。7種菜籽餅蛋白的必需氨基酸組成不均衡,BSP的氨基酸總量、必需氨基酸總量、非必需氨基酸總量均最高,分別為491.15、160.16、330.99 mg/g,FSP的氨基酸總量、必需氨基酸總量、非必需氨基酸總量均最低,分別為405.11、122.78、2 834 mg/g;BSP的必需氨基酸組成最接近FAO/WHO的推薦模式;以SRC為評價指標(biāo),RSP的氨基酸組成最接近FAO/WHO推薦的氨基酸模式,USP相差最大;以EAAI、BV作為評價依據(jù),BSP的蛋白質(zhì)被機體的利用程度最高,FSP中的蛋白質(zhì)被機體的利用程度最低。熱處理能夠有效降低植酸、硫葡萄糖苷2種抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量,而非熱處理中真空冷凍干燥預(yù)處理能顯著降低植酸含量,只有1.76%,熱處理對于氧化性抗?fàn)I養(yǎng)因子單寧能夠起到保護(hù)作用。綜上,不同的預(yù)處理方法各有優(yōu)缺點,應(yīng)根據(jù)實際需要選用合適的預(yù)處理工藝。本研究為后續(xù)菜籽餅的高值化利用提供了一定的參考依據(jù)。