高油酸花生和普通花生對濃香花生油風味及綜合品質的影響

孫國昊，劉玉蘭, ，馬宇翔，于小華，于 強

（1.河南工業(yè)大學糧油食品學院，河南 鄭州 450001；2.青島天祥食品集團有限公司，山東 青島 266736）

花生居我國八大油料之首，2020年產量1 777萬 t，進口108萬 t，其中半數以上被用來提取花生油，而濃香花生油作為花生油中的一個重要品類以其獨特的香味深受廣大消費者的喜愛，產量逐年增加。近年我國用于生產濃香花生油的原料主要分為兩類，即符合GB 1534—2017《花生油》中油酸含量35.0%～69.0%的普通花生及符合NY/T 3250—2018《高油酸花生》中油酸含量73%以上的花生。濃香花生油生產工藝技術的特點是花生仁先經過炒籽之后再壓榨提油，花生油的香氣主要由炒籽過程的美拉德反應、氨基酸降解和脂質氧化等一系列復雜化學反應所形成。因此，花生仁中不同脂肪酸組分含量和氨基酸組分含量的差異會對不同種類花生所制取的濃香花生油感官風味、揮發(fā)性成分及綜合指標造成影響。目前有較多研究表明花生油中吡嗪類、呋喃類、吡啶類等多種揮發(fā)性成分的形成與花生中氨基酸組成具有重要關系，同時這些揮發(fā)性成分對花生油的感官風味也具有重要貢獻。此外，有關生產條件、儲存條件對花生油品質及揮發(fā)性成分的影響受到關注。但是有關花生品種差異對花生油中揮發(fā)性成分、感官屬性及綜合品質影響的相關研究還鮮有報道。本研究以高油酸花生及普通花生為原料，在相同條件下制取濃香花生油，利用溶劑輔助蒸發(fā)（solvent assisted flavor evaporation，SAFE）和同時蒸餾萃?。╯imultaneous distillation extraction，SDE）結合氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯用對2 種花生油中揮發(fā)性成分含量進行測定，并利用偏最小二乘判別分析（partial least squares-discriminant analysis，PLS-DA）結合氣味活度值（odor activity values，OAV）對造成2 種花生油差異的特征揮發(fā)性成分進行確定，再對2 種濃香花生油風味進行感官評價，以驗證感官風味與風味物質的對應性，同時也對SAFE和SDE這2 種前處理方法對揮發(fā)性成分檢測結果的差異進行對比分析，以期為濃香花生油生產及產品風味精準控制提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

高油酸花生和普通花生產地均為山東，樣品均取自山東某花生油加工企業(yè)。

-、-、-、-生育酚及生育三烯酚標準品（純度≥95.0%） 北京三區(qū)生物技術有限公司；菜籽甾醇（純度98%）、-谷甾醇（純度95%）、豆甾醇（純度95%）、谷甾烷醇（純度95%） 美國Sigma-Aldrich公司；硅烷化衍生試劑（,-雙三甲基硅基三氟乙酰胺+1%三甲基氯硅烷）、4-壬醇（純度95%） 麥克林化學試劑有限公司；三氟化硼-乙醚、甲醇、檸檬酸鈉、鹽酸、氯化鈉、二氯甲烷（均為分析純） 鄭州新豐化驗器材有限公司；正己烷、異丙醇、無水硫酸鈉（均為色譜純） 美國VBS公司；超純水采用Milli-Q超純水機實驗室自制。

1.2 儀器與設備

HN002型電加熱炒籽鍋 威海漢江食品有限公司；6YZ-180型自動液壓榨油機 鄭州八方機械設備有限公司；7890B/5975B GC-MS聯用儀、7890B氣相色譜儀美國Agilent公司；溶劑輔助蒸發(fā)裝置 北京恒泰科技有限公司；同時蒸餾萃取裝置 鄭州興華玻璃儀器廠；e2695-UV2475高效液相色譜儀 美國Waters公司；S-D氨基酸自動分析儀 德國Sykam公司；MTN-2800氮吹濃縮儀 天津奧特塞恩斯儀器公司。

1.3 方法

1.3.1 濃香花生油的制備

取300 g花生仁篩選除雜后置于電加熱炒籽鍋中，將花生仁于180 ℃炒籽30 min，然后用脫脂紗布包裹后放入液壓榨油機中進行壓榨，制取的油脂經過濾和離心后得到濃香花生油。

1.3.2 花生仁和花生油指標測定

花生仁：粗蛋白含量測定參照GB 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》；粗脂肪含量測定參照GB/T 14488.1—2008《植物油料 含油量測定》；氨基酸組成測定參照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》和田瑜方法?；ㄉ停核醿r測定參照GB 5009.229—2016《食品中酸價的測定》；過氧化值測定參照GB 5009.227—2016《食品中過氧化值的測定》；脂肪酸組成測定參照 GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的測定》中的三氟化硼法；VE組分測定參照GB/T 26635—2011《動植物油 生育酚及生育三烯酚含量測定 高效液相色譜法》和溫運啟等方法；甾醇組分測定參照GB/T 25223—2010《動植物油脂 甾醇組成和甾醇總量的測定 氣相色譜法》和鄭淑敏方法。

1.3.3 花生油中揮發(fā)性成分測定

SDE：取30 g花生油于500 mL蒸餾燒瓶中，隨后加入200 μL 0.4 mg/mL的4-壬醇作為內標、100 mL蒸餾水作為蒸餾溶劑、0.3 g/mL氯化鈉溶劑作為消泡劑，加入轉子后連接同時蒸餾萃取裝置置于油浴鍋中。收集瓶中加入40 mL二氯甲烷，置于60 ℃水浴鍋中，待右側蒸餾管上出現冷凝液后開始萃取3 h。萃取結束后，冷卻至室溫，收集蒸餾液，加入2 g無水硫酸鈉置于-20 ℃、12 h，隨后氮吹濃縮至1 mL，過濾膜后待GC-MS分析，每個樣品萃取3 次。

SAFE：參照Matheis等方法并改進。稱取50 g花生油、150 mL二氯甲烷置于玻璃瓶中，同時添加200 μL 0.4 mg/mL的4-壬醇作為內標，于搖床中振搖一夜。然后倒入SAFE的滴液漏斗中，并將右側圓底燒瓶置于液氮當中。同時開啟真空泵和循環(huán)冷凝水以進行揮發(fā)性風味萃取，水浴溫度為50 ℃，待真空度低至1×10Pa擰開左側旋塞，保證樣品以每秒1 滴的速度滴下。待左側樣品滴完后，關閉旋塞，利用真空泵抽3 h后關閉真空泵，萃取結束。取右側燒瓶中的溶液加入無水硫酸鈉置于-30 ℃冰箱中放置一夜，以去除樣液中水分。取出提取液后利用Vigreux柱濃縮提取液然后氮吹將樣液濃縮至1 mL，過0.22 μm濾膜，待GC-MS分析。以上實驗每個樣品重復3 次。

GC-MS參數：HP-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進樣口溫度250 ℃；載氣為氦氣（純度≥99.99%）；恒流模式，流速1.8 mL/min；進樣模式為不分流模式；升溫程序：起始溫度40 ℃，保持3.5 min；以4 ℃/min升溫至230 ℃，維持8 min；以10 ℃/min升溫至280 ℃，保持5 min。

質譜條件：離子源溫度230 ℃；傳輸線溫度240 ℃；電子電離源；能量70 eV，質量掃描范圍/30～500。

定性定量分析：利用Agilent MSD化學工作站，利用NIST17質譜庫進行匹配，去除柱流失的硅烷化雜質后僅報道正反匹配度大于80的化合物。以4-壬醇為內標，采用內標法對揮發(fā)性風味成分進行定量，按式（1）計算：

式中：C為未知物的質量濃度/（μg/kg）；為內標物的質量/μg；A為未知物峰面積；為內標物峰面積；為稱取的花生油質量/g；F為待測組分對內標物的相對質量校正因子，本實驗中相對校正因子均為1。

1.3.4 花生油中特征揮發(fā)性風味成分OAV的確定

OAV為化合物質量濃度與該物質嗅覺閾值的比值，按式（2）計算：

式中：C為物質含量/（μg/kg）；OT為物質的氣味閾值/（μg/kg）。

一般情況下OAV越大，則該物質對于整體感官風味的影響及貢獻也就越大，將OAV大于1的風味物質作為表現2 種花生油感官差異的特征揮發(fā)性風味物質。

1.3.5 濃香花生油的感官評價

參照孫國昊等的方法，由感官評價小組對每個樣品進行感官評價。感官評價小組成員包括3 男2 女共5 名成員，均經過嚴格培訓且具有豐富的感官評價經驗。樣品的單個風味描述指標有小組成員經過討論后確定，有堅果味、甜味、油脂味、青草味、燒焦味、烤香味6 個感官描述詞，每個風味強度指標得分為1（不存在）、2（非常弱）、3（弱）、4（中等）、5（強）、6（非常強）6 個等級，最終結果取5 組平均值。

1.4 數據處理

2 結果與分析

2.1 2 種花生仁的主要組分及相應花生油指標

從表1可以看出，2 種花生仁的粗蛋白含量有較顯著差異，而粗脂肪含量并無顯著差異，結果與報道基本一致。2 種花生油的酸價無顯著差異，但過氧化值的差異顯著。然而2 種花生油均滿足GB/T 1543—2017《花生油》中一級花生油的指標要求。

表1 2 種花生仁的化學組成及其花生油指標Table 1 Chemical composition of two kinds of peanuts and peanut oils

2.2 2 種花生仁的氨基酸組成

氨基酸組成是反映食品營養(yǎng)成分的重要指標，同時已有研究表明花生的氨基酸組成往往會受到品種及生長環(huán)境等因素的影響，且鑒于氨基酸是美拉德反應的重要反應產物，對花生油的揮發(fā)性成分可能具有重要影響，故本研究對2 種花生的氨基酸組成進行檢測分析。從表2可以看出，高油酸花生中必須氨基酸含量明顯低于普通花生，分別為12.18%與12.44%；而非必須氨基酸含量則明顯高于普通花生，分別為32.90%與34.38%。結果可見所檢出的氨基酸中含量最高的為谷氨酸，其次為精氨酸、天冬氨酸，這也與高云中等的研究結果一致，同時2 種花生中賴氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、丙氨酸含量具有一定的差異，這些氨基酸的差異或許對2 種花生油的風味差異產生影響。

表2 2 種花生仁的氨基酸組成Table 2 Amino acid composition of two kinds of peanuts %

2.3 2 種花生油的脂肪酸組成

從表3可以看出，2 種花生油的脂肪酸組成具有非常明顯的差異，其SFA∶MUFA∶PUMA分別為1∶11∶3、1∶2∶2，高油酸花生油不僅比普通花生油的油酸含量高出30%，同時棕櫚酸、硬脂酸2 種飽和脂肪酸的含量也明顯降低約10%。對照GB/T 1543—2017中的脂肪酸組成發(fā)現，高油酸花生油的油酸含量和亞麻酸含量超出國標所列范圍，對照NY/T 3250—2018中高油酸花生原料的術語定義——用于食用或油用的油酸含量超過73%及以上的花生，本實驗中高油酸花生原料中油酸含量未達到標準要求。此外，高油酸花生油中未檢測到花生酸和山俞酸，這或許是由于花生品種本身所造成的。

表3 2 種花生油的脂肪酸組成Table 3 Fatty acid composition of two kinds of peanuts %

2.4 2 種花生油中的揮發(fā)性成分

分別采用SDE方法和SAFE方法對花生油中揮發(fā)性成分進行提取和富集，之后再利用GC-MS對揮發(fā)性成分進行檢測分析，研究高油酸花生及普通花生所制取濃香花生油中揮發(fā)性成分的差異，同時也對2 種風味成分提取富集方法的結果進行對比分析，結果如表4所示?？梢钥闯?，利用SAFE方法分別從高油酸花生油和普通花生油中檢出112 種和127 種揮發(fā)性成分，揮發(fā)性成分總量分別為33 945.28 μg/kg和46 700.22 μg/kg；利用SDE方法分別為從高油酸花生油和普通花生油中檢出61 種和77 種揮發(fā)性成分，萃取的揮發(fā)性成分總量分別為30 463.44 μg/kg和21 717.8 μg/kg。相比之下，SAFE方法能夠提取出更多的揮發(fā)性成分，萃取效率明顯優(yōu)于SDE方法。SAFE方法對醛類物質之外的其他揮發(fā)性成分的萃取效果均優(yōu)于SDE方法，對醛類物質的萃取效果接近或弱于SDE方法。其原因或許是2 種提取方法的條件和原理差異造成的，SAFE法對于揮發(fā)性成分的提取是處于低溫真空狀態(tài)下，故很多難揮發(fā)的物質會更容易被萃取出來，但在SAFE提取過程中，飽和醛和烯醛的甲?；环€(wěn)定，在有機溶劑中會被氧化或還原，同時飽和醛和烯醛具有低沸點的高揮發(fā)性，當用Vigreux柱濃縮提取液的過程中可能會導致這些低揮發(fā)性的醛類物質被蒸發(fā)掉，已有的文獻報道也認同這樣的結果。故后續(xù)以SAFE方法的結果對2 種花生油中揮發(fā)性成分的差異進行進一步的分析與討論。

表4 經SAFE和SDE前處理后2 種花生油中揮發(fā)性成分含量Table 4 Contents of volatile components in two kinds of peanut oils determined using SAFE and SDE μg/kg

續(xù)表4 μg/kg

續(xù)表4 μg/kg

續(xù)表4 μg/kg

在對SAFE提取結果進一步分析后發(fā)現，2 種花生油在多種揮發(fā)性成分含量上具有明顯差異。普通花生油中醛類、酚類、呋喃類、吡嗪類的含量均明顯高于高油酸花生油，而高油酸花生油中的吡咯類物質含量則要高于普通花生油。吡嗪類化合物是2 種花生油中含量最高的揮發(fā)性物質，高油酸花生油和普通花生油中吡嗪類物質總量分別為7 879.24 μg/kg和11 339.27 μg/kg，分別占總揮發(fā)性成分的23.21%和24.28%，吡嗪類化合物作為花生油中重要的揮發(fā)性成分，往往對于花生油的堅果味和烤香味具有重要貢獻。2,3-二氫苯并呋喃是2 種花生油中含量最高的揮發(fā)性成分，高油酸花生油和普通花生油中的含量分別為5 967.73 μg/kg和8 990.07 μg/kg，分別占揮發(fā)性成分總量的17.58%和19.25%，已有研究表明乙?；秽ǔＳ捎椭詣友趸蛘咛妓衔锏慕到馑a生，對于花生油的焦甜味具有重要貢獻。此外，醛類、醇類、酚類、吡咯類物質對豐富花生油的綜合感官風味起到重要作用，因此也需關注其在2 種花生油中的差異。

2.5 2 種花生油揮發(fā)性成分的PLS-DA

為進一步了解品種對于花生油揮發(fā)性成分的具體影響，對采用SAFE提取的揮發(fā)性成分結果進行PLS-DA，PLS-DA作為一種對多元數據判別分析方法，目前在分析食品和油脂揮發(fā)性成分上多有應用。從圖1A可以看出，僅在前2 個主成分上就已經可以表達整個數據集88.9%的信息，這表明利用PLS-DA對于2 種花生油揮發(fā)性成分進行分析是可行的，2 種花生油在圖中呈現明顯的分類趨勢，這表明從揮發(fā)性成分結果來看，高油酸花生油與普通花生油具有明顯差異。如圖1B所示，變量投影重要性（variable importance in projection，VIP）通常用于衡量模型中變量對于樣品分類的影響強度和解釋能力，通常分值越大表明該變量對于花生油分類的影響程度越強，該變量也就越重要。通過對2 種花生油中揮發(fā)性成分分析后共篩選出了37 種VIP值大于1的關鍵揮發(fā)性成分，這些揮發(fā)性成分也是造成2 種花生油差異的重要物質，之后就篩選出的37 種揮發(fā)性成分進行進一步的分析討論。

圖1 2 種花生油PLS-DA分值圖（A）及VIP值圖（B）Fig.1 PLS-DA score plot (A) and VIP values (B) of two kinds of peanut oils

2.6 2 種花生油中特征風味成分分析與確定

鑒于揮發(fā)性成分對于油脂感官風味的影響不僅取決于該物質的含量還取決于該物質在油脂中的閾值（能被人嗅覺細胞感知到的最小物質濃度），故目前對于關鍵揮發(fā)性成分的研究通常還會結合揮發(fā)性成分的閾值進一步計算油脂的OAV，同時已經有很多研究表明通常OAV大于1的物質往往會對油脂的感官風味具有重要影響，是油脂中重要的揮發(fā)性成分。通過對利用PLSDA確定的37 種揮發(fā)性成分的進一步分析，最終確定了18 種OAV大于1的重要揮發(fā)性成分，結果如表5所示。從表5可以看出，18 種揮發(fā)性成分的OAV從大到小依次為呋喃酮、2,5-二甲基吡嗪、反-2-辛烯醛、二甲基三硫、3,5-二乙基-2-甲基吡嗪、2,5-二乙基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、2,3-二乙基-5-甲基吡嗪、2,3-戊二酮、正己醛、2-甲基吡嗪、-甲基-2-吡咯甲醛、2-正戊基呋喃、2,3-二甲基-5-乙基吡嗪、正辛醛、正十三烷、庚醛、2-乙烯基-5-甲基吡嗪。從這18 種揮發(fā)性成分可以看出，呋喃酮是對2 種花生油風味影響最大的物質，通常表現為甜味，已有研究表明這種物質多由葡萄糖與游離甘氨酸通過美拉德反應所形成，并且需要較長的烘焙時間和較高的烘焙溫度才能形成。此外，還可以看出在18 種揮發(fā)性成分中有8 種吡嗪類物質造成了2 種花生油風味差異，這些物質均已經被證明對花生油的烤香味或者堅果味具有重要貢獻，因為這些成分多由糖和氨基酸通過美拉德反應與Strecker降解所形成，所以造成這些物質含量差異的原因或許與2 種花生氨基酸組成差異有關。除吡嗪類物質外，反-2-辛烯醛、正己醛、正辛醛、庚醛在2 種花生油中同樣具有一定差異且均對油脂的脂肪味具有一定貢獻，目前已有研究表明這幾種醛類通常由亞油酸與油酸氧化分解所產生，因此這些物質的差異或許與2 種花生油的脂肪酸組成差異有關。此外，二甲基三硫、2,3-戊二酮、-甲基-2-吡咯甲醛、2-正戊基呋喃、正十三烷這5 種成分則對2 種花生油的甜味、辛辣味具有一定貢獻，這些物質的生成同樣與丙氨酸、亞油酸等物質有關。

表5 2 種花生油中關鍵揮發(fā)性成分的OAVTable 5 OAV values of key volatile components in two kinds of peanut oils

2.7 2 種花生油的感官評價

從圖2可以看出，普通花生油的烤香味、甜味、青草味均明顯強于高油酸花生油，2 種花生油的油脂味及燒焦味差異較小?？傮w來看，普通花生油的整體感官風味要明顯優(yōu)于高油酸花生油，這也與2 種花生油的揮發(fā)性成分檢測結果以及特征揮發(fā)性風味成分結果一致?？傊?，從感官屬性及揮發(fā)性成分含量來看，普通花生制取的濃香花生油風味更加濃郁。

圖2 2 種花生油的感官風味評價Fig.2 Sensory evaluation of flavor of two kinds of peanut oil

2.8 2 種花生油中VE和甾醇含量

VE及甾醇是植物油中重要的營養(yǎng)成分，也是油脂中重要的天然抗氧化成分。從圖3可以看出，2 種花生油中均檢出3 種生育酚和3 種甾醇組分，高油酸花生油和普通花生油中VE總量分別為231.42 mg/100 g和249.71 mg/100 g，甾醇總量分別為168.92 mg/100 g與136.18 mg/100 g，高油酸花生油的-谷甾醇和豆甾醇含量高于普通花生油。

圖3 2 種花生油中VE（A）及甾醇（B）組分含量Fig.3 VE (A) and sterol (B) contents in two kinds of peanut oils

3 結論

通過對高油酸花生和普通花生及其所制取濃香花生油中揮發(fā)性成分檢測分析、感官評價及綜合品質分析，結果表明：2 種花生仁及其油脂在脂肪酸組成上具有明顯差異，對花生油中揮發(fā)性成分進行檢測時，SAFE法對揮發(fā)性成分的提取效果明顯優(yōu)于SDE，利用SAFE結合GC-MS法分別從高油酸花生油與普通花生油中檢測出112 種和127 種揮發(fā)性成分，揮發(fā)性成分總量分別為33 945.28 μg/kg和46 700.22 μg/kg，遠優(yōu)于SDE結合GC-MS法所檢出的61 種30 463.44 μg/kg及77 種21 717.8 μg/kg。2 種花生油在多種揮發(fā)性成分含量上具有明顯差異，普通花生油中醛類、酚類、呋喃類、吡嗪類物質的含量均要明顯高于高油酸花生油，而高油酸花生油中吡咯類物質的含量則要高于普通花生油。利用PLS-DA對2 種花生油中揮發(fā)性成分進行分析后發(fā)現共有37 種揮發(fā)性成分對2 種花生油的風味分類做出重要貢獻。從37 種揮發(fā)性成分中挑選出OAV大于1的18 種揮發(fā)性成分作為2 種花生油進行分類的關鍵風味物質，分別為呋喃酮、2,5-二甲基吡嗪、反-2-辛烯醛、二甲基三硫、3,5-二乙基-2-甲基吡嗪、2,5-二乙基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、2,3-二乙基-5-甲基吡嗪、2,3-戊二酮、正己醛、2-甲基吡嗪、-甲基-2-吡咯甲醛、2-正戊基呋喃、2,3-二甲基-5-乙基吡嗪、正辛醛、正十三烷、庚醛、2-乙烯基-5-甲基吡嗪，這些物質均在普通花生油中具有更高的含量。其中呋喃酮是對2 種花生油風味影響最大的物質，通常表現為甜味，而吡嗪類物質則對2 種花生油烤香味及堅果味差異具有重要貢獻，此外醛類物質則對花生油的脂肪味差異具有重要貢獻，其余物質則對花生油的甜味、辛辣味具有一定貢獻。對2 種花生油感官評價的結果顯示，兩者在烤香味、油脂味、甜味等感官風味上同樣具有明顯差異，且普通花生油的各感官屬性要明顯強于高油酸花生油，這也與揮發(fā)性成分研究結果一致。本研究結果為濃香花生油原料選擇和風味精準控制提供依據。