不同還原糖對濃香葵花籽油風味的影響

周張濤，袁博，王志榮，田華，何東平*

1. 武漢輕工大學食品科學與工程學院（武漢 430023）；2. 大宗糧油精深加工教育部重點實驗室（武漢 430023）；3. 金太陽糧油股份有限公司（南通 226000）

向日葵的果實即為葵花籽，經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)后得到的葵花籽油中含有大量的不飽和脂肪酸，其中油酸含量占38%左右，而亞油酸含量達55%左右[1]。如今向日葵在中國種植甚廣，特別是在黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、山西等地[2]，且近年來葵花籽的產(chǎn)量及其食用油消費量總體呈上升趨勢[3]。無論從營養(yǎng)上還是從市場上來看，葵花籽油都有著良好的發(fā)展前景。但現(xiàn)在市面上售賣的全精煉葵花籽油已喪失了葵花籽獨特的濃香風味，使一部分喜愛其風味的消費者既不能直觀判斷，也無法購買[4]。

美拉德反應是指含有氨基的化合物和含有羰基的化合物之間，經(jīng)縮合、聚合而生成類黑精的反應[5]，是改善食品色澤和加強食品香味的重要途徑[6]。食品化學家Hodge初步系統(tǒng)解釋了美拉德反應，但大致可以分為初級反應階段、中期反應階段和末期反應階段3個反應階段，在初級反應階段中主要反應物為還原糖[7-9]。鄒鳳等[10]用花生粕蛋白酶解液與還原糖共熱發(fā)生美拉德反應的方法，生產(chǎn)出濃郁的花生油風味物。宋志華等[11]研究制備濃香葵花籽油時不同氨基酸與葡萄糖美拉德反應的影響。但目前為止還沒有研究不同還原糖在發(fā)生美拉德反應時對濃香葵花籽油的風味影響。

試驗通過建立感官評價的方法，以感官評價綜合得分為依據(jù)，比較3種還原糖單糖對濃香葵花籽油美拉德反應風味的感官評價影響。同時結(jié)合正交試驗，對葵花籽餅制備濃香葵花籽油的工藝進行優(yōu)化，在濃香葵花籽油的制備方面具有一定應用前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

葵花籽油、葵花籽餅（金太陽糧油股份有限公司）；風味蛋白酶、堿性蛋白酶、果糖、D-半乳糖（上海源葉生物科技有限公司）；葡萄糖、可溶性淀粉（天凈市凱通化學試劑有限公司）；甲基硅油（武漢市迎新豐化工有限公司）；鹽酸、氫氧化鈉、冰乙酸、三氯甲烷、異辛烷、硫代硫酸鈉、碘化鉀、酚酞、乙醚、異丙醇（均為國產(chǎn)分析純）。

1.2 儀器與設(shè)備

CP 114電子天平（奧豪斯儀器有限公司）；GZX-9070電熱鼓風干燥箱；SHA-B數(shù)顯恒溫水浴振蕩器（天津賽得利斯實驗分析儀器制造廠）；DF-101 S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（鞏義市于華儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 葵花籽餅酶解液的制備

稱取一定量的葵花籽餅，過100目篩后，加入一定比例的去離子水混合攪拌，再添加2.5%的酶和一定量的還原糖，使其充分溶解，調(diào)節(jié)pH 8.5后，置于50 ℃恒溫水浴酶解3 h。滅酶后，以4 000 r/min離心15 min，取上清液，即為酶解液。

1.3.2 濃香葵花籽油的制備

按一定比例將酶解液和精煉葵花籽油混合，置于110 ℃恒溫油浴鍋中，開始美拉德反應，反應時間30 min。反應完成后，離心過濾得到濃香葵花籽油。

1.3.3 不同還原糖對制備濃香葵花籽油的影響

選用葡萄糖、果糖、半乳糖3種還原糖以0.3%，0.5%和0.7%這3種濃度梯度分別進行試驗。還原糖在酶解前添加進混合溶液中，使其參與后續(xù)的美拉德反應。以感官評價綜合得分為標準，篩選出制備濃香葵花籽油的最佳還原糖。

1.3.4 單因素試驗

用葵花籽餅為原料，選擇5個因素分別進行試驗：料液比（1:6，1:8，1:10，1:12和1:14 g/mL），液油比（1:6，1:8，1:10，1:12和1:14 g/mL），酶添加量（1.0%，1.5%，2.0%，2.5%和3.0%），2種酶比例（3:1，2:1，1:1，1:2和1:3），反應時間（20，25，30，35和40 min），還原糖添加量（0.3%，0.4%，0.5%，0.6%和0.7%），并分析各因素對濃香葵花籽油制備的影響。

1.3.5 正交試驗工藝條件的優(yōu)化

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以感官評價的綜合得分為衡量標準，采用四因素三水平正交試驗表L9(34)，優(yōu)化以美拉德反應為原理制備濃香葵花籽油的工藝條件。

1.3.6 濃香葵花籽油品質(zhì)分析

過氧化值的測定參考GB 5009.227—2016；酸價的測定參考GB 5009.229—2016；水分及揮發(fā)物的測定參考GB 5009.236—2016。

1.3.7 感官評價試驗方法

選取10名相關(guān)從業(yè)人員，并進行相應培訓，對所制備的濃香葵花籽油以計分的方式進行感官評價，以綜合得分為衡量標準。濃香葵花籽油感官評價表見表1。

表1 濃香葵花籽油感官評價表

2 結(jié)果與分析

2.1 不同還原糖對濃香葵花籽油制備的影響

還原糖單糖共有3種，分別是葡萄糖、果糖、半乳糖。而還原糖二糖，在高溫堿性條件下也會水解為單糖。因此，選用3種還原糖單糖，并采用3種不同濃度，分別參與制備濃香葵花籽油的美拉德反應中，用感官評價的方法進行比較。3種還原糖單糖對濃香葵花籽油感官風味的影響如圖1所示。

在感官評價方面，添加果糖和添加其他2種還原糖所制備的濃香葵花籽油，在葵花籽風味、焦糖風味、其他風味上都有顯著優(yōu)勢，因此果糖是制備濃香葵花籽油的最佳還原糖單糖。

圖1 3種還原糖單糖對濃香葵花籽油制備的影響

2.2 濃香葵花籽油風味的單因素試驗

葉展等[12]在制備濃香茶葉籽油中，指出料液比小于1:10（g/mL）時，底物濃度較小，酶與底物接觸概率較小，酶解反應不充分。料液比大于1:10（g/mL）時，體系黏度較大，同樣阻礙了酶與底物接觸，酶解效率稍有降低。因此不必選用料液比較小或者較大再進行試驗，在試驗中料油比、酶添加量、2種酶比例、反應時間、還原糖添加量5種因素同樣是結(jié)合目前以美拉德反應制備其他濃香油的研究[13-15]與葵花籽餅的特點而確定的。

2.2.1 料液比對濃香葵花籽油制備的影響

料液比對濃香葵花籽油制備的影響如圖2所示。

料液比從1:6（g/mL）上升到1:8（g/mL）時為最佳，超過此比例除其他風味外均有明顯下降趨勢。但料液比在1:10和1:12（g/mL）之間，葵花籽風味有上升趨勢，而后下降。

2.2.2 液油比對濃香葵花籽油制備的影響

液油比對濃香葵花籽油制備的影響如圖3所示。

液油比1:8（g/mL）時，焦糖風味最為強烈，1:10（g/mL）時葵花籽風味最濃郁，其他風味影響最少。超過此比例后除其他風味外均有明顯下降趨勢。但料液比在1:10和1:12（g/mL）之間葵花籽風味有明顯回升。

圖2 料液比對濃香葵花籽油制備的影響

圖3 液油比對濃香葵花籽油制備的影響

2.2.3 酶添加量對濃香葵花籽油制備的影響

酶添加量對濃香葵花籽油制備的影響如圖4所示。

酶添加為1.5%和2.5%時均有良好表現(xiàn)，在兩者之間先下降后上升，在后續(xù)正交試驗中可對這2種濃度分別選擇，進一步確定更好的酶添加量。

圖4 酶添加量對濃香葵花籽油制備的影響

2.2.4 2種酶比例對濃香葵花籽油制備的影響

2種酶比例對濃香葵花籽油制備的影響如圖5所示。

隨著風味蛋白酶占比減少，所有風味的分數(shù)均呈逐漸下降趨勢，下降最快的是焦糖風味，其次是其他風味。從整體上來看，可見風味蛋白酶與堿性蛋白酶最佳比例為3:1。

圖5 2種酶比例對濃香葵花籽油制備的影響

2.2.5 果糖添加量對濃香葵花籽油制備的影響

果糖添加量對濃香葵花籽油制備的影響如圖6所示。

果糖添加量整體對風味影響較小，添加量0.4%為最佳。在單因素試驗中，果糖添加量在0.5%以上，濃香葵花籽油的色澤嚴重加深，不宜超過此添加量。

圖6 果糖添加量對濃香葵花籽油制備的影響

2.3 正交試驗工藝條件的優(yōu)化

根據(jù)單因素試驗結(jié)果可篩選出料液比、液油比、酶添加量作為優(yōu)化因素，四因素三水平正交試驗因素表L9(34)可見表2，正交試驗設(shè)計及結(jié)果可見表3，方差分析可見表4。

從表3可知，由極差值（R）的大小可以反映出影響因素的主次關(guān)系：B（液油比）＞A（料液比）＞C（酶添加量），通過表4方差分析可以得到與表3極差分析同樣的結(jié)果。從表3中的K值大小可以得出以美拉德反應為原理制備濃香葵花籽油的最佳工藝條件為A2B2C3，即：料液比1:8（g/mL）、液油比1:8（g/mL）、酶添加量2.5%。對正交優(yōu)化后的工藝條件進行驗證試驗后，所得到的濃香葵花籽油其綜合得分可達5.0分。

表2 正交試驗因素水平表

表3 正交試驗設(shè)計及結(jié)果

表4 正交設(shè)計方差分析結(jié)果

2.4 濃香葵花籽油品質(zhì)分析

濃香葵花籽油品質(zhì)參數(shù)與葵花仁油品質(zhì)指標的比較可見表5。制備的濃香葵花籽油的水分及揮發(fā)物含量為0.10%、酸價為1.4、過氧化值為7.3，其品質(zhì)數(shù)據(jù)達到國家制定的一級葵花仁油品質(zhì)指標。

表5 濃香葵花籽油品質(zhì)參數(shù)與葵花仁油品質(zhì)指標

3 結(jié)論

對3種不同還原糖單糖參與制備濃香葵花籽油的美拉德反應進行比較，得出果糖是反應最適應的還原糖單糖。將單因素試驗和感官評價相結(jié)合，以綜合得分為衡量標準，而后進行正交試驗和方差分析后得到反應的最佳工藝條件為：料液比1:8（g/mL）、液油比1:8（g/mL）、酶添加量2.5%、果糖添加量0.4%、風味蛋白酶與堿性蛋白酶比例3:1、酶解時間3 h、反應溫度110 ℃。此時感官評價綜合得分為5.0分。經(jīng)品質(zhì)檢測，所制備的濃香葵花籽油達到國家一級葵花仁油的品質(zhì)標準。