原料脫皮和制油工藝對芝麻油品質(zhì)的影響

劉兵戈，汪學(xué)德，黃 維，胡華麗

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

0 引言

芝麻油是我國傳統(tǒng)食用油脂之一.芝麻制油常用方法包括水代法、壓榨法和浸出法[1].其中，水代法是生產(chǎn)芝麻香油最常見的傳統(tǒng)方法，機械壓榨法、浸出法則是現(xiàn)代規(guī)?；a(chǎn)的主要方式.芝麻制油過程中，高溫炒籽發(fā)生的一系列復(fù)雜反應(yīng)產(chǎn)生油脂特有的色澤和香味[2]，再通過油水不溶或物理擠壓將油取出.近年來，隨著人們對安全、健康、綠色食用油脂的需求，一些新型制油方式應(yīng)運而生，冷榨法就是其中之一[3].

芝麻皮含有大量的草酸和人體不能消化的粗纖維以及色素，草酸對鈣離子的絡(luò)合能降低人體對鈣的吸收利用，同時使芝麻口感苦澀，粗纖維則不利于芝麻蛋白的消化吸收[1].芝麻脫皮后制得的冷榨油色澤淺，營養(yǎng)價值高，冷榨餅還可用于生產(chǎn)芝麻蛋白，大大提高了其經(jīng)濟價值[4].因此，原料脫皮對芝麻油品質(zhì)的影響不可忽視.本研究分別以帶皮芝麻和脫皮芝麻為原料，對水代法、熱榨法、冷榨法制得的芝麻油品質(zhì)進行對比分析，以期為生產(chǎn)不同需求的高品質(zhì)芝麻油提供參考.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

原料：鄭芝98N09 白芝麻.

試劑：乙醚、95%乙醇、石油醚、正己烷、硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、三氯甲烷、冰乙酸、硫代硫酸鈉、碘化鉀、可溶性淀粉、甲醇鈉、硫酸聯(lián)氨，均為分析純；甲醇、正己烷，色譜純；芝麻素、芝麻林素、芝麻酚標(biāo)準(zhǔn)品，sigma 公司.

1.2 儀器與設(shè)備

AL-204 分析天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；DK-S24 恒溫水浴鍋、DHG9146A 電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海精宏實驗設(shè)備有限公司；WSL-2 比較測試儀、UV-759S 紫外可見分光光度計：上海精密科學(xué)儀器有限公司；RE-52A 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；LD5-10 低速離心機：北京京立離心機有限公司；FOSS 8400 全自動凱氏定氮儀：瑞士福斯公司；Rancimat 743 氧化酸敗儀：瑞士萬通公司；HN002 電炒鍋、ENG 揚煙機：韓國哈娜公司；微型榨油機：龍巖中農(nóng)機械制造有限公司；石磨、晃油鍋：實驗室定制；SHIMADZU 高效液相色譜儀：日本島津公司；Agilent 6890 氣相色譜儀：美國安捷倫公司.

1.3 試驗方法

1.3.1 芝麻原料及芝麻油主要指標(biāo)測定

粗纖維測定按照GB/T 5515—2008；粗脂肪測定按照GB/T 5512—2008；粗蛋白含量測定按照GB/T 14489.2—2008；草酸測定參照高錳酸鉀法[5]；水分及揮發(fā)物測定按照GB/T 5528—2008；色澤測定按照GB/T 22460—2008；酸值測定按照GB/T 5530—2005；過氧化值測定按照GB/T 5538—2008；磷脂測定按照GB/T 5537—2008.

1.3.2 GC 測定芝麻油脂肪酸組成

芝麻油脂肪酸分析按照GB/T 17376—2008 脂肪酸甲酯制備和GB/T 17377—2008 脂肪酸甲酯的氣相色譜分析進行，根據(jù)峰面積歸一化法計算相對含量.分析條件：Agilent 6890N 氣相色譜儀，氫火焰離子檢測器，SGE BPX 70 毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×2.5 μm），進樣口溫度180 ℃，柱溫180℃，檢測器溫度300 ℃，氮氣流速1 mL/min，氫氣流速30 mL/min，空氣流速400 mL/min.

1.3.3 HPLC 測定芝麻油中芝麻素和芝麻林素含量

芝麻油皂化后正己烷萃取不皂化物，脫除正己烷后甲醇溶解定容待測.色譜條件：SPD-10AV VP紫外檢測器，Kromasil 色譜柱（C18，150 mm×4.6 mm，5 μm），柱溫30 ℃，檢測波長290 nm，流動相為V（甲醇）∶V（水）=70∶30，總流速0.8 mL/min，進樣量10 μL.

1.3.4 HPLC 測定芝麻油中芝麻酚含量

芝麻油皂化后正己烷萃取不皂化物，脫除正己烷后甲醇溶解定容待測.色譜條件：SPD-10AV VP紫外檢測器，Kromasil 色譜柱（C18，150 mm×4.6 mm，5 μm），柱溫30 ℃，檢測波長300 nm，流動相為V（甲醇）∶V（水）=70∶30，總流速1.0 mL/min，進樣量10 μL.

1.3.5 HPLC 測定芝麻油中VE含量

精確稱取油樣0.3 g 定容于10 mL 容量瓶中，300 W 超聲20 min 后待測.采用HPLC 色譜儀和熒光檢測器進行檢測，色譜條件：RF-10AXL 熒光檢測器，大連依利特NH2色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），流動相為V（正己烷）∶V（異丙醇）=99∶1，總流速0.8 mL/min，柱溫40 ℃，激發(fā)波長298 nm，發(fā)射波長325 nm，進樣量5 μL.

1.3.6 氧化穩(wěn)定性測定

采用瑞士萬通Rancimat 743 型氧化酸敗測定儀，取樣量5.0 g，加熱溫度120 ℃，空氣流量20 L/h.

1.3.7 芝麻脫皮

采用濕法脫皮：芝麻原料風(fēng)選、篩選清理后，用0.6%NaOH 溶液70 ℃浸泡8 min，手搓脫皮，自來水浮選漂凈芝麻皮及去除堿液殘留，濕芝麻仁在電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中50 ℃烘干10 h.

1.3.8 制取芝麻油

冷榨：稱取芝麻原料2 kg，加9%水放置20 min 調(diào)質(zhì)，置于微型螺旋榨油機中壓榨，榨餅復(fù)榨1 次，過濾得冷榨芝麻毛油.

炒籽：稱取芝麻原料2 kg，調(diào)節(jié)原料水分至9%放置20 min，190 ℃焙炒25 min，揚煙3 次.

熱榨：揚煙3 次后熟芝麻溫度降至140～160℃，立即置于微型螺旋榨油機中壓榨，榨餅復(fù)榨1次，過濾得熱榨芝麻毛油.

水代：揚煙3 次后熟芝麻溫度降至140～160℃，用石磨磨漿，兌入80%熱水后攪油、墩油、晃油，撇油得水代芝麻毛油.

毛油精制：毛油5 ℃靜置8 d 后，3 000 r/min離心20 min，得澄清透明芝麻油.

2 結(jié)果與分析

2.1 原料芝麻組成成分分析

原料帶皮芝麻和脫皮芝麻組成成分如表1 所示.

表1 原料芝麻組成成分（干基） %

由表1 可知，芝麻脫皮后草酸和粗纖維含量大大降低，總糖含量略有減少，水分含量變化不大，粗脂肪含量提高約9%.經(jīng)測定，原料芝麻的皮中含有約9%的粗蛋白，這與文獻［1］是吻合的，而芝麻皮在芝麻中含量較低，因此脫皮芝麻比帶皮芝麻粗蛋白含量略高.可見芝麻脫皮后含油率和餅粕利用價值均有較為明顯的改善.

2.2 不同工藝制得芝麻油的質(zhì)量指標(biāo)

不同工藝對芝麻油質(zhì)量指標(biāo)的影響如表2 所示.

由表2 可知，6 種芝麻油水分及揮發(fā)物含量相差不大，且均在國標(biāo)規(guī)定的一級芝麻油范圍之內(nèi).水代芝麻油黃值和紅值均最高，且稍高于熱榨油，冷榨芝麻油的紅值和黃值均最低，主要是因為炒籽過程中，芝麻的主要成分發(fā)生Maillard 反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)、Strecker 降解[6]等產(chǎn)生了色素類物質(zhì)；帶皮原料制得的芝麻油均明顯比脫皮的色澤深，一方面是因為芝麻皮本身含有色素類物質(zhì)，另一方面可能在炒籽過程中芝麻皮受熱后與色素的形成也有關(guān).帶皮芝麻制得芝麻油的酸值均比脫皮的高，是因為濕法脫皮過程淡堿水中和游離脂肪酸和芝麻皮中的草酸[4]；水代芝麻油酸值相對較低，這與炒料出鍋時潑水調(diào)質(zhì)降溫和低溫磨漿（一般不超過65 ℃）工藝是分不開的；帶皮芝麻冷榨油酸價達標(biāo)，但較其他油樣明顯偏高，經(jīng)驗證，原料芝麻乙醚抽提油的酸價高達1.84 mg·g-1，說明冷榨過程中脂溶性的游離脂肪酸大部分進入冷榨油中.帶皮原料所得芝麻油的過氧化值均比脫皮的低，這是因為脫皮芝麻炒籽和取油過程表面油脂直接與空氣接觸，氧化速率更快，并且有研究表明，芝麻皮中也含有抗氧化活性較強的木脂素類物質(zhì)[7]；就不同加工工藝來說，對過氧化值而言，水代法＞壓榨法＞冷榨法，可能是冷榨過程溫度低，產(chǎn)生的過氧化物本來就少，高溫炒籽過程產(chǎn)生的過氧化物在壓榨過程中部分受熱分解為小分子物質(zhì)如醛、酮、酸等，而在水代法較低溫度的磨漿和取油過程中得以保留，酸值的趨勢也說明了這一點.水代芝麻油磷脂含量明顯低于冷榨油和熱榨油，主要因為水代法兌漿攪油過程中，磷脂水化膨脹從油中析出，撇油過程隨麻渣一起排出；冷榨油和熱榨油磷脂含量差異不大，說明此炒籽條件對磷脂含量影響不大，根據(jù)相關(guān)文獻，若炒籽溫度進一步升高，則磷脂含量會迅速降低[8].

表2 不同加工工藝制得芝麻油的質(zhì)量指標(biāo)

2.3 芝麻油脂肪酸成分分析

不同工藝制得的帶皮和脫皮芝麻油脂肪酸組成如表3 所示.

表3 芝麻原料及芝麻油脂肪酸組成及含量 %

由表3 可知，與原料芝麻相比，芝麻油中亞麻酸（18∶3）、花生酸（20∶0）、花生一烯酸（20∶1）含量略有降低，說明在加工過程中這3 種脂肪酸有所損失.帶皮和脫皮芝麻油主要脂肪酸組成及含量差別不大，但棕櫚一烯酸（16∶1）在帶皮芝麻油中含量普遍較高，可能其主要存在于芝麻皮中.兩種水代芝麻油均不含花生一烯酸（20∶1），很可能與水代工藝有關(guān).芝麻油各種脂肪酸含量均在國標(biāo)規(guī)定的范圍之內(nèi)，不飽和脂肪酸高達85%以上，其中油酸和亞油酸含量非常豐富，是一種優(yōu)質(zhì)的保健食用油[1].

2.4 芝麻油抗氧化成分及效果分析

不同工藝制得的帶皮和脫皮芝麻油中抗氧化成分及效果如表4 所示.

由表4 可知，加工過程中芝麻素、芝麻林素、VE較原料均有部分損失，保留率：冷榨法＞水代法＞熱榨法，說明在加工過程中，溫度越高，高溫時間越長，這3 種活性物質(zhì)越容易受熱分解[9].芝麻素、芝麻林素、VE保留率分別在74%、85%、60%以上，表明這些物質(zhì)高溫下有一定程度的穩(wěn)定性[10].芝麻酚只在熱榨和水代芝麻油中檢測到，說明高溫炒籽過程對芝麻酚的形成有直接影響.從原料方面對比氧化誘導(dǎo)時間，帶皮芝麻油氧化穩(wěn)定性均優(yōu)于脫皮芝麻油，結(jié)合抗氧化物質(zhì)含量，可以推斷芝麻皮在高溫焙炒過程中對這類活性物質(zhì)有一定保護作用，同時芝麻皮中含有的芝麻素、芝麻酚林等木脂素類物質(zhì)對其抗氧化效果也有貢獻，經(jīng)測定，芝麻皮中的芝麻素、芝麻林素含量約為籽粒中的10%，炒制過程中含量顯著減少，但有芝麻酚產(chǎn)生；就加工工藝來說，芝麻油氧化穩(wěn)定性：水代法＞熱榨法＞冷榨法，這是由于芝麻酚抗氧化活性遠(yuǎn)大于芝麻素和芝麻林素[11-12]，而冷榨油基本不含芝麻酚，水代法較低溫度下磨漿和取油對芝麻酚和VE的保留程度更大，因此較熱榨法氧化穩(wěn)定性更強；此外，有研究表明，焙炒芝麻的褐變產(chǎn)物與芝麻素、芝麻酚、VE具有顯著的協(xié)同抗氧化作用[13].

表4 芝麻原料及芝麻油抗氧化成分及效果 mg·（100 g）-1

3 結(jié)論

（1）芝麻脫皮后草酸和粗纖維含量大大降低，粗脂肪含量提高，因此原料脫皮對含油率和餅粕利用價值均有較為明顯的改善.

（2）不同工藝制得的帶皮和脫皮芝麻油水分相差不大；水代芝麻油黃值和紅值均最高，冷榨芝麻油的黃值和紅值均最低；冷榨芝麻油酸值較高，水代芝麻油較低；芝麻油過氧化值：水代法＞壓榨法＞冷榨法；水代芝麻油磷脂含量明顯低于冷榨油和熱榨油，冷榨油和熱榨油磷脂含量差異不大.帶皮芝麻制得的芝麻油與脫皮芝麻制得的相比，色澤深，酸值高，過氧化值低，水分和磷脂含量則與脫皮與否無必然聯(lián)系.

（3）與原料芝麻相比，芝麻油中亞麻酸、花生酸、花生一烯酸含量略有降低.脫皮和未脫皮芝麻油主要脂肪酸組成及含量差別不大，但棕櫚一烯酸（16∶1）在未脫皮芝麻油中含量普遍較高.芝麻油各種脂肪酸含量均在國標(biāo)規(guī)定的范圍之內(nèi)，不飽和脂肪酸高達85%以上，其中油酸和亞油酸含量非常豐富.

（4）加工過程中，芝麻素、芝麻林素、VE較原料均有部分損失，冷榨法損失最小.芝麻酚只存在于炒籽后制得的芝麻油中.水代法氧化穩(wěn)定性最高，冷榨法最低，帶皮芝麻油氧化穩(wěn)定性均優(yōu)于脫皮芝麻油.

綜上所述，冷榨芝麻油色澤淺，風(fēng)味淡，餅粕利用率高，但氧化穩(wěn)定性較差；熱榨芝麻油和水代芝麻油品質(zhì)較為接近，水代芝麻油抗氧化物質(zhì)含量更為豐富，但規(guī)?；潭炔蝗鐭嵴スに嚫?脫皮芝麻油與帶皮芝麻油相比，除氧化穩(wěn)定性外整體品質(zhì)較好，但脫皮無疑會增加成本.因此，實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)需要選擇合適的原料處理方式和生產(chǎn)工藝.

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