高油酸花生油感官評定及基于GC-IMS法的揮發性物質分析

中圖分類號：S565.2 文獻標識號：A 文章編號：00-4942（2025）09-0072-0

Sensory Assessment and Volatile Substance Analysis Based on GC-IMS in High-Oleic Peanut Oil

Zhao Jianxin ^1，2 ，Wang Enqi1，2，Cao Huan1，2， Zhao Xuhong2， Liang Chengwei1， Sun Jie ³ ，Pan Lijuan2， Song Yu² ，Yin Xiangzhen2，Chi Xiaoyuan2 （1. College of Biological Engineering，Qingdao University of Science and Technology， Qingdao 266042， China; 2. Shandong Peanut Research Institute， Qingdao 26610o， China; 3. College of Life Sciences， Qingdao University， Qingdao 266071， China）

AbstractIn order to explore the relationships between volatile flavors and sensory indicators in high-oleic peanut oil，three high-oleic peanut cultivars （Huayu 9111，Huayu 917 and Huayu 910） were used as raw materials to prepare peanut oil after baking in this research. Sensory evaluation was conducted，the volatile components of different peanut oils were analyzed by gas chromatography-ion mobility spectrometry（GC-IMS） method，and their oxidative stability index were determined.The results showed that the overall preference of

Huayu 917 was superior to Huayu 9111 and Huayu 910. Their were 77 volatile components detected out，and the main ones in the 38 determined flavor components were aldehydes and pyrazines.Extremely significant or significant differences in main volatile flavor peak volume were detected among diferent varieties.The characteristic aroma substance of hexaldehyde，nonaldehyde，2-methylpyyrazine，（E）-2-hexenal，2，5-dimethylpyrazine，benzaldehyde，and phenylacetaldehyde could describe the aroma of peanut oil well.The oxidative index of Huayu 9111，Huayu 910 and Huayu 917 was 15.24，18.45 and 19.67 hours，respectively. The results of correlation analysis showed that the content of2，5-dimethylpyrazine and 2-methylpyrazine was positively correlated with nutty aroma，barbecue aroma and overall preference.The content of nonanal and hexanal was positively correlated with sweet aroma.The oxidative stability index was highly significantly positively correlated with oleic acid content，and highly significant negatively correlated with content of linoleic acid，palmitic acid，docosanoic acid and tetracosanoic acid.In summary，the volatile flavor compounds directly ffcted the sensoryqualityof peanut oil，andthe content of oleic acid directly affected the oxidative stability of peanut oil.This study could provide a reliable basis for the identification of peanut oils，which is of great significance for evaluating the quality of peanut oil， and selecting peanut varieties suitable for oil production.

KeywordsHigh-oleic peanut oil； Sensory evaluation；Volatile flavor components；Oxidative stability index ;GC-IMS

花生是我國重要的油料和經濟作物。花生油具有營養價值高、滋養可口、氣味芬芳、適用性廣等優點1，在食用油市場上備受青睞。在食用油需求量持續增長和膳食結構不斷變化的情況下，花生油的揮發性風味開始逐漸受到人們的關注[2]。花生油的感官質量是影響消費者購買決定的首要因素。李進等[3]對4份高油酸花生油和2份中油酸花生油進行了感官評定，指出兩種油及其油炸薯條的感官品質優劣不能一概而論。有研究指出，油脂的揮發性風味是植物油的次生特異性標志物，在很大程度上影響著其質量、用途和市場接受度，是衡量植物油質量的一個重要指標[4-5]。近些年研究者對花生油風味做了大量研究：劉玉蘭等[6分析了地下儲存和地上儲存濃香花生油的揮發性風味成分，發現醛類化合物和吡嗪類化合物對濃香花生油特征風味有較大影響;黃宇杏等7通過氣相色譜-質譜聯用（gas chromatograph-mass spectrometry-olfactom-etry，GC-MS）、氣相色譜嗅覺測量方法（GC-olfac-tometry，GC-O）結合氣味活性值（odoractivityval-ue，OAV）的方法，對花生油的特征香氣成分進行了評價分析，在花生油中共檢測出89種揮發性化合物；段旭林等[8研究發現，濃香花生油中的揮發性成分主要為醛類和吡嗪類。

目前，植物油揮發性風味成分檢測方法包括感官檢驗法、理化指標檢驗法、光譜法、色譜法等[9-1]，但感官檢驗法由于檢驗員個體間的差異而存在一定的局限性[12]，理化法只能測定油脂中物質的總量，但不能用于物質組成的定性和定量分析[13]，光譜法很難實現對樣品質量的完整表征[14]，色譜法以其極高的分離效能和極強的適用性而越來越受到科研人員的廣泛關注和應用。氣相色譜-離子遷移譜法（gaschromatograph-ionmobilityspectrometry，GC-IMS）起初被用于化學試劑的檢測，目前在農產品安全和風味分析等方面得到廣泛應用[15]。與GC-MS 相比，GC-IMS更加簡便，而且靈敏度高、分辨率高、風味可視化，可以與主成分分析（principal component analysis，PCA）、偏最小二乘判別分析（partial least squares-discrimi-nantanalysis，PLS-DA）等統計方法相結合來實現不同樣品之間的差異分析[16]。任凌云等[17]研究發現，GC-IMS法可實現花生油揮發性風味品質的簡便、快速、準確、靈敏和科學測定;陳通等[8]利用GC-IMS對山茶油摻假樣品的揮發性成分開展檢測，實現了山茶油真實性的快速鑒別。

植物油的氧化穩定性也是衡量油脂質量的一個重要指標，反映油脂在儲存和使用過程中的抗氧化能力。食用高過氧化物油脂可引起嘔吐、腹瀉等中毒癥狀[19]。研究花生油氧化穩定性的影響因素，有助于通過采取相應的措施來延長花生油的氧化誘導期，如優化加工工藝、控制儲存條件、添加抗氧化劑等。毛銳等[20]分析了 65～105°C 下5種油脂的氧化誘導期，發現溫度及脂肪酸構成對油脂的氧化穩定性有重要影響。黃明翠等[21對家庭用油條件下植物油的氧化穩定性進行研究發現，食用植物油在開封后應盡量低溫、背光儲存。

本研究基于GC-IMS檢測方法，對3個高油酸花生品種（花育9111、花育917、花育910）的花生油進行揮發性風味成分分析，同時對其進行感官評定及氧化誘導期（又稱氧化穩定性指數）測定，探究各項指標間的相關性，以期為明確高油酸花生油的揮發性成分和氧化穩定能力提供依據，這對培育和篩選油用花生品種具有重要意義

1 材料與方法

1.1 供試花生品種

本研究以花育9111、花育917、花育910共3個高油酸花生品種為材料。

1.2 花生油制備

將莢果飽滿的花生剝殼、粉碎，炒鍋溫度 180^°C 下炒籽 30min 后轉至榨油機，收集花生原油，經油渣自動分離機離心、真空脫水凈油機過濾得到花生油，備用。

1.3 測定項目及方法

1.3.1花生油感官評價6名成員組成感官評定小組，依次對不同品種花生油進行品嘗，參考李進等[]的方法對其堅果香、燒烤香、甜香味、苦味、異味和總體喜歡度進行打分，分值及其評價屬性見表1。分值越低，感官評價質量越優。

表1花生油感官評價標準

1.3.2 花生油脂肪酸組成測定 花生油脂肪酸組成測定參照GB5009.168—2016《食品安全國家標準食品中脂肪酸的測定》中的方法進行。

1.3.3 花生油揮發性風味成分測定取 1.0mL 花生油樣品置于 20mL 頂空瓶中， 80^°C 孵育15min后，采用FlavourSpec？風味儀進行測定。頂空進樣條件：頂空孵化溫度 80^°C ，孵化時間 15min ：

頂空進樣針溫度 85^°C ，進樣量 500μL ；孵化轉速500轉/ ;載氣為高純氮氣（純度 ?99.999% ）。其中，GC條件：MXT-5型毛細管色譜柱（ 15m× 0.53mm×1.0μm ）；進樣口溫度 80^°C ，柱溫 60^°C ：氮氣流速 2mL/min ，保持 2min;2mL/min 線性上升至 10mL/min ，保持至 10min ， 10mL/min 線性上升至 100mL/min ，保持至 20min 。IMS條件：氮氣流速 150mL/min ，探測器溫度 45^°C 。

1.3.4 花生油氧化穩定性測定參考GB/T21121—2007《動植物油脂氧化穩定性的測定（加速氧化測試）》中的方法，借助743Rancimat食用油氧化穩定性測定儀，在油樣質量 3.0g 、溫度110°C 、空氣流速 20L/h 條件下測定花生油的氧化穩定性指數（oxidativestability index，OSI），測定結果以小時（h）計。

1.4 數據處理與分析

用MicrosoftExcel進行數據整理計算，用SPSS 軟件進行顯著性檢驗（LSD法），用ggcor-rplot和corrplotR軟件包進行相關性分析，用GraphPadPrism軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同品種花生油的感官評價分析

由表2可知，花育917花生油的堅果香分值顯著低于花育910（ Plt;0.05） ，堅果香和燒烤香均最濃。花育9111的甜香味最濃。3個品種花生油的苦味和異味均較弱。從總體喜歡度來看，花育917的總體喜歡度分值顯著低于花育9111和花育910（ Plt;0.05） ，即花育917最受喜愛，其次為花育910 和花育9111。

表2不同品種花生油的感官評價結果

注：同列數據肩標不同大、小寫字母分別表示品種間在0.01、0.05水平上差異顯著，下同。

2.2 不同品種花生油主要脂肪酸成分含量比較

如表3所示，3個品種花生油的主要脂肪酸成分均為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、花生酸、花生烯酸、山崙酸和二十四烷酸，其中油酸含量均在 75% 以上。不同品種相同脂肪酸成分含量間 均達極顯著或顯著差異。

表3不同品種花生油主要脂肪酸成分含量比較

2.3 不同品種花生油的GC-IMS圖譜分析

如圖1A所示，三維譜圖中的每一個點代表一種揮發性有機物，顏色（紅色）代表物質的濃度，顏色越深表示濃度越大，可以發現不能輕易看出不同品種花生油間的差異。為了使不同品種花生油的差異可視化，二維譜圖（圖1B）中用花育910作為參比，其余樣品扣減參比。如果二者揮發性有機物一致，則扣減后的背景為白色，而紅色代表該物質的濃度高于參比，藍色代表該物質的濃度低于參比。由得到的差異對比圖（圖1C）可知，不同品種花生油的揮發性風味物質存在一定差異。花育917的譜圖中主要以藍色和白色為主，說明花育917花生油的大部分揮發性風味物質的濃度低于花育910或與之相當；花育9111的譜圖中出現較多紅色區域，說明其花生油中大多數揮發性風味物質的濃度高于花育910。

圖1不同品種花生油GC-IMS三維譜圖（A）、二維譜圖（B）和差異對比圖（C）

2.4 不同品種花生油中揮發性風味物質差異比較

通過GC-IMS法對三種花生油樣品進行分析，結果如圖2所示，顏色（紅色）越深，表明其揮發性風味物質含量越高。每個特征峰的遷移時間和保留時間相對比較松散時，說明花生油的風味成分較為豐富[17]。將檢測出的77 種揮發性物質的氣相保留時間和離子遷移時間在儀器內置的GC-IMS風味物質數據庫中比對，共定性出38種揮發性風味物質（表4）。不同品種花生油的揮發性風味物質峰體積間大多存在極顯著或顯著差異。丙酮、2-丁酮、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、己醛、苯乙醛、2-環已烯-酮等酮醛類物質的濃度較高，其次為一些吡嗪類，說明花生油的主要揮發性風味成分為醛類化合物和吡嗪類化合物。

2.5 不同品種花生油的主要揮發性風味物質分析

GalleryPlot指紋圖譜顯示了不同品種花生油的揮發性風味成分（圖3），顏色（紅色）越深，揮發性風味物質濃度越高。花育9111花生油中丙酮、己醛、2-甲基丁醛、庚醛、2-丁酮、乙酸乙酯、苯乙醛、辛醛、正壬醛等濃度較高，花育917花生油中丙酮、2-甲基丁醛、2-甲基吡嗪、戊醛等濃度較高，花育910花生油中丙酮、（E）-2-己烯醛、苯甲醛、己醛、2-甲基丁醛、2-庚烯醛等濃度較高。

圖2不同品種花生油中揮發性風味物質定性分析圖表4不同品種花生油38個特征峰信息及峰體積

注：同行數據肩標不同大、小寫字母分別表示品種間在0.01、0.05水平上差異顯著。

2.6 不同品種花生油揮發性成分的主成分分析

主成分分析（PCA）是一種常用的無監督學習算法，主要用于數據降維和特征提取，得到的模型能在一定程度上反映數據的原始狀態。如圖4所示，通過PCA對不同品種花生油揮發性成分數據進行降維后，第一主成分貢獻率為 65% ，第二主成分貢獻率為 26% ，總貢獻率為 91% ，表明PCA變換后的數據能夠反映原始數據的大部分信息。組間差異明顯，表明不同品種花生油有其獨特的揮發性風味成分。

圖中編號的揮發性風味物質為未定性的化合物。

圖4不同品種花生油揮發性成分PCA分析圖

2.7 不同品種花生油指紋圖譜相似度分析

先確定歐氏距離最遠（最小相似度）的兩個測量值，基于算法機制選擇其中的一個開始，繪制一個表示該測量值的方框置于最左側，隨后選擇它的\"最近鄰”置于它的右側，依此類推，直到顯示所有測量值為止。底部區域顯示每個類（顏色）的正態分布，距離較近表示它們之間的相似度較高，距離較遠則意味著差異較大。如圖5所示，花育917和花育9111的差異較大，花育917和花育910的相似度較高。該方法可較準確地區分開不同品種花生油，可用于花生加工產品的品種鑒定和質量控制。

圖3不同品種花生油揮發性成分的GalleryPlot指紋圖譜

圖5不同品種花生油指紋圖譜相似度比較

2.8 不同品種花生油氧化穩定性指數分析

由圖6A可知，3個品種花生油的電導率均隨時間增加而增大。對曲線求二階導數得到3個品種花生油的氧化誘導期，即氧化穩定性指數。由圖6B 可知，花育9111的氧化穩定性指數為 15.24h ，花育910為 18.45h ，花育917為 19.67h ，各品種花生油的氧化穩定性表現為花育 917gt; 花育 910gt; 花育9111，品種間差異顯著。

2.9 不同品種花生油各指標間的相關性分析

揮發性風味物質中，己醛、壬醛提供青草味，2-甲基吡嗪提供爆米花味，（E）-2-己烯醛提供油脂味，2，5-二甲基吡嗪提供烘烤味，苯甲醛提供杏仁味，苯乙醛提供甜香味，這些感官特征可以較好地描述花生油的香氣。將這7種揮發性物質含量與感官指標評分、主要揮發性風味成分含量、脂肪酸組分含量及花生油氧化穩定性指數進行相關性分析（圖7）發現，油酸含量與亞油酸、棕櫚酸、山崙酸、二十四烷酸、苯乙醛、苯甲醛和正壬醛含量呈顯著或極顯著負相關（ Plt;0.05，Plt;0.01，Plt; 0.001）；亞油酸與苯甲醛和苯乙醛含量呈極顯著正相關（ Plt;0.01? ）；棕櫚酸與苯乙醛、苯甲醛和正壬醛含量呈極顯著或顯著正相關（ Plt;0.05，Plt;0.01 ，Plt;0.001 ）；花生酸與正壬醛、己醛含量呈極顯著正相關（ Plt;0.01 ， Plt;0.001 ）；山崙酸與正壬醛、苯乙醛和己醛含量呈極顯著正相關（ Plt;0.01，Plt;0. 001）；二十四烷酸與正壬醛、苯乙醛和己醛含量呈極顯著正相關（ Plt;0.01 ， Plt;0.001 ）。2，5-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪含量與堅果香、燒烤香和總體喜歡度呈顯著正相關（ Plt;0.05） ）;正壬醛與甜香味呈極顯著正相關（ Plt;0.01 ）；苯甲醛與堅果香、燒烤香、苦味、異味和總體喜歡度呈極顯著或顯著負相關 （Plt;0.05，Plt;0.01，Plt;0.001） ；己醛與甜香味呈極顯著正相關（ Plt;0.001 ）；（E）-2-己烯醛與堅果香、燒烤香、甜香味、苦味和異味呈極顯著或顯著負相關（"^′Plt;0.05，Plt;0.01，Plt;0.001） 。氧化誘導期與油酸含量呈極顯著正相關（ Plt;0.001 ），與亞油酸、棕櫚酸、山崙酸、二十四烷酸含量呈極顯著負相關（ Plt;0.01，Plt;0.001） 。

B 圖柱上不同小寫字母表示品種間差異顯著（ Plt;0.05） 。

圖6不同品種花生油電導率隨時間變化（A）和氧化誘導期（B）分析

圖7花生油感官指標、主要脂肪酸含量、主要揮發性風味物質及氧化誘導期相關性分析

*、**、***分別表示在 0.05，0.01，0.001 水平上顯著相關。

3討論

隨著人們生活水平的不斷提高，食用油在日常飲食中的地位愈加重要。花生油富含單不飽和脂肪酸、維生素E等營養成分，還含有植物甾醇、葉綠素等營養物質，對人體健康具有積極作用目前，高油酸花生油因其較好的穩定性和營養價值，越來越受到消費者的青睞。消費者對不同品種花生油的喜歡度不同，而感官評定能夠直接反映花生油的品質和可被接受性，有助于消費者做出購買決定。本研究結果顯示，不同品種花生油在感官指標上存在一定差異，其中花育917的堅果香更濃，可能在高端食用油市場中更具競爭優勢；花育9111的甜香味更濃，可能更適合特定消費群體的口味偏好。這可為花生油品種的定向選育和差異化市場定位奠定理論基礎。

花生油的感官指標主要受花生油揮發性風味物質組成的影響，為了進一步解析風味物質與品種特性的關聯機制，本研究采用GC-IMS法對3個高油酸品種花生油進行分析，共檢測出77種揮發性物質，其中已定性的有38種，主要為醛類和吡嗪類化合物，與前人[17]研究結論一致；3個高油酸品種花生油的主要揮發性風味物質峰體積間大多存在極顯著或顯著差異，導致不同品種花生油風味上存在較大差異。吡嗪類化合物是花生油重要的風味物質。 ∝ -氨基酸與 α- 二羰基化合物反應（Strecker降解）時， ∝ -氨基酸氧化脫羧生成比原來氨基酸少一個碳原子的醛，氨基與二羰基化合物結合并縮合成吡嗪[22]。吡嗪類化合物風味透散性較好，閾值較低，有強烈的烘烤味和堅果味[15]。本研究共檢測出2種吡嗪類化合物：2，5-二甲基吡嗪和2-甲基吡嗪。2，5-二甲基吡嗪有焙烤香、牛肉香、可可香[23]。Baker等[24]研究表明，2，5-二甲基吡嗪與烘烤花生的香氣相關。2-甲基吡嗪有爆米花味。2，5-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪和2-乙基-5-甲基吡嗪是吡嗪類化合物的主要物質[25]。醛類化合物主要來自脂肪酸降解，一般閾值較低，對風味有較大影響[16]。在 Streck-er降解中也會生成各種不同的特殊醛類，也被稱作Strecker醛類，是食品形成不同香氣的因素之一。3個品種花生油中共檢測出2-庚烯醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、苯甲醛、苯乙醛、庚醛、己醛、正壬醛、辛醛和戊醛10種醛類化合物。己醛為花生油提供青草香和脂肪氣味，并且常作為一個重要指標用于監測食品氧化程度[26]。壬醛和庚醛主要來源于不飽和脂肪酸的自氧化反應，為花生油提供果蔬和青草香[27]。苯甲醛和苯乙醛是芳香族氨基酸苯丙氨酸的降解產物，和脂肪族醛類的風味不同，苯甲醛有杏仁香味[28]，苯乙醛有玉簪花香氣、甜香味[29]。酮類、酸類、酯類和醇類化合物由脂肪酸降解代謝產生，其中酮類化合物中丙酮的含量最高，為花生油提供蘋果、梨氣味。而酸類、酯類、醇類化合物雖然被檢測到，但閾值很高，一般認為對花生油的風味影響較小[30]。本研究還檢測出39 種無法定性的揮發性風味物質，推測可能為呋喃類、吡咯類化合物等。呋喃是一種常見的油脂揮發性物質，主要通過多不飽和脂肪酸的氧化反應、氨基酸的降解以及美拉德反應產生，一般提供焦糖味和堅果味[22]。相關研究表明，呋喃類化合物可能只在加熱條件下形成。吡咯類化合物一般提供燒焦氣味[31]，也有研究者認為吡咯類化合物賦予花生油烤米味、堅果味[6]。

花生油的氧化穩定性指數（又稱氧化誘導期）是衡量其抵抗氧化變質能力的重要指標。王燦等[32]研究表明，普通油酸花生油的氧化誘導期為2.9h 。本研究中，3個品種花生油的氧化穩定性指數大小排序為花育 917gt; 花育 910gt; 花育9111，是普通花生油的 5.26～6.78 倍，氧化穩定性更好，且花育917的最大，為 19.67h 。

花生油氧化穩定性、脂肪酸組成、揮發性風味物質以及感官評分之間存在密切關系。本研究發現，氧化穩定性指數與油酸含量呈極顯著正相關（ Plt;0.001 ），與亞油酸、棕櫚酸、山崙酸、二十四烷酸呈極顯著負相關（ Plt;0.01 ， Plt;0.001 ），表明高油酸花生油的貨架期更長。目前，花生育種工作者已經通過調控花生的脂肪酸組成與含量來延長花生油的氧化誘導期。2，5-二甲基吡嗪和2-甲基吡嗪含量與堅果香、燒烤香和總體喜歡度均呈顯著正相關（ Plt;0.05 ），正壬醛、己醛含量與甜香味均呈極顯著正相關 （Plt;0.01，Plt;0.001） 。表明花生油的揮發性風味物質含量直接影響到花生油的感官品質。

花生油是我國市場上重要的食用油，因價格相對較高，導致市場上經常出現摻有低廉的大豆油、棕櫚油等的花生油產品，嚴重影響消費者的經濟利益和身體健康[33]。因此需要一種快速高效檢測花生油揮發性風味物質的分析方法。PCA和指紋圖譜相似度分析均能夠較好地區分不同品種或不同加工方式的花生油產品，為其品種溯源和鑒別提供了可靠依據，對于確保花生油的真實性和防范摻假行為等具有重要意義。同時，可以建立不同品種花生油的特征數據庫，以為花生油質量監管提供科學依據。

4結論

本研究表明，花育917花生油的堅果香最濃，總體喜歡度最優。高油酸花生油的揮發性風味物質有醛類、吡嗪類、酮類、酯類等，其中主要提供風味的為醛類和吡嗪類，不同品種花生油風味物質含量存在顯著或極顯著差異，從而形成各具特色的風味。己醛、壬醛、2-甲基吡嗪、（E）-2-己烯醛、2，5-二甲基吡嗪、苯甲醛、苯乙醛這些特征香氣物質可以較好地描述花生油的香氣。高油酸花生油氧化穩定性好，較耐儲藏。該結論可為今后純品種花生油的原料篩選和油用型品種花生育種提供理論參考。

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