萌芽對芝麻品質(zhì)及芝麻醬風(fēng)味的影響

張麗霞，蘆　鑫，宋國輝，黃紀(jì)念，王靜博(河南省農(nóng)科院農(nóng)副產(chǎn)品加工研究所，鄭州　450002)

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萌芽對芝麻品質(zhì)及芝麻醬風(fēng)味的影響

張麗霞，蘆鑫，宋國輝，黃紀(jì)念，王靜博
(河南省農(nóng)科院農(nóng)副產(chǎn)品加工研究所，鄭州450002)

摘要:對芝麻進(jìn)行萌芽處理，研究萌芽發(fā)育程度對芝麻理化指標(biāo)的影響和對芝麻制品芝麻醬風(fēng)味的影響。結(jié)果表明:隨萌芽程度的增加，芝麻中水分和灰分含量變化不顯著(P＞0.05)，粗蛋白含量先減小后增加，粗脂肪含量逐漸減少;硬脂酸和油酸變化不顯著(P＞0.05)，棕櫚酸含量有輕微的降低，而亞油酸和亞麻酸含量都隨萌芽程度的增加先增多后降低;芝麻醬中易揮發(fā)性成分主要為吡嗪類、醛類、烷烴、烯烴、酚類、醇類、吡咯類等，隨萌芽程度的增加，芝麻制品芝麻醬的風(fēng)味物質(zhì)數(shù)目增多，尤其是吡嗪類物質(zhì)的數(shù)目由未萌芽芝麻醬的5種增加到10種。

關(guān)鍵詞:芝麻;萌芽;脂肪酸;芝麻醬

芝麻是一年生胡麻科草本植物，具較高的食用和藥用價值，是我國傳統(tǒng)的油料作物之一［1］。芝麻含油量高達(dá)50%以上，并含有多種生物活性物質(zhì)如芝麻木脂素和天然維生素E，具有重要的營養(yǎng)和藥用價值，在食品、醫(yī)藥等行業(yè)有巨大的應(yīng)用前景［2］。芝麻醬是以炒制芝麻直接磨制而成的，不但含有豐富的蛋白質(zhì)、鐵、鈣、磷、核黃素等物質(zhì)，而且具有特殊的濃郁風(fēng)味［3］。風(fēng)味是評價食品的重要指標(biāo)之一，風(fēng)味物質(zhì)可分為非揮發(fā)性物質(zhì)(滋味物質(zhì))和揮發(fā)性物質(zhì)(香味物質(zhì))，其中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對芝麻醬整體風(fēng)味起著重要作用［4］。

萌動是一種生命現(xiàn)象，是生命發(fā)展的最初階段，也是生物中最有活力的階段。植物種子萌芽過程中會發(fā)生許多生理代謝變化［5-7］，主要體現(xiàn)在酶的活化生成、細(xì)胞生理活性的恢復(fù)，同時也伴隨著復(fù)雜的生化代謝，使種子的主要成分發(fā)生顯著變化，從而改善營養(yǎng)價值［8，9］。萌芽作為一種改善營養(yǎng)價值和食品應(yīng)用的天然操作方法，有可觀的利用價值和應(yīng)用前景［10，11］。目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)催芽芝麻粉、催芽芝麻油、催芽芝麻醬等產(chǎn)品。

本文研究不同萌芽程度對芝麻主要理化指標(biāo)的影響以及萌芽對芝麻制品芝麻醬風(fēng)味的影響，從而為萌芽在芝麻系列制品中的應(yīng)用提供理論參考。

1　材料與方法

1.1主要材料

白芝麻(駐芝14號)，平輿康博匯鑫油脂有限公司提供;正己烷(氣相色譜純)，美國迪馬公司;其他試劑均為分析純。

1.2主要儀器與設(shè)備

7890A GC-5975C MSD氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GCMS)，美國安捷倫科技有限公司; Lyovac GT1真空冷凍干燥機(jī)，德國SRK系統(tǒng)技術(shù)有限公司; KDN-08消化爐，杭州托普儀器有限公司; ZDDN-II全自動凱氏定氮儀，杭州托普儀器有限公司; XS205DU分析天平，梅特勒-托利多儀器有限公司; RE-3000真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化設(shè)備廠; AJ-L80型膠體磨，溫州市龍灣華威機(jī)械廠; HH-4電熱恒溫水浴鍋，河南智誠科技有限公司; P型陶瓷纖維馬弗爐，北京盈安美誠科學(xué)有限公司; DFY-1000高速萬能粉碎機(jī)，上海佳勝實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司; DHG-9031-電熱恒溫干燥箱，深圳市澳德瑪電子科技有限公司。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1芝麻萌芽

芝麻過篩除雜，挑選籽粒飽滿、沒有破碎的芝麻用1%的次氯酸鈉溶液浸泡30min后用清水清洗3遍。將清洗的芝麻平鋪于清水浸潤的紗布上，再用兩層紗布蓋于其上，放于36℃恒溫箱中，分別放置萌芽0、4、8、12h(樣品分別記為萌0、萌4、萌8、萌12)，進(jìn)行冷凍干燥備用。

1.3.2芝麻油中脂肪酸組成的測定

用有機(jī)溶劑浸提法分別對四種芝麻樣品進(jìn)行提油。依據(jù)國標(biāo)GB/T 17376-2008，利用三氟化硼-乙醚法對芝麻油中脂肪酸進(jìn)行甲酯化。根據(jù)脂肪酸甲酯標(biāo)樣的保留時間確定未知油樣中脂肪酸組成，利用峰面積歸一化法得到芝麻油中不同脂肪酸的相對含量。

脂肪酸分析的檢測條件: Agilent HP-88 (60m× 250μm×0.2μm)毛細(xì)管石英色譜柱，氫火焰離子化檢測器(FID)，氮?dú)饬魉?mL/min，H2流速40mL/min，空氣流速40mL/min。進(jìn)樣口溫度250℃，檢測器溫度270℃。柱溫采用程序升溫:初始溫度120℃，保持1min;以10℃/min升至175℃，保持10min;再以5℃/ min升至210℃，保持5min;再以10℃/min升溫到230℃，保持5min。進(jìn)樣量為1μL，分流比100∶1。

1.3.3芝麻醬的制備

將4種不同萌芽程度的芝麻樣品在200℃導(dǎo)熱油炒鍋中焙炒30min，然后用150目膠體磨制出芝麻醬。1.3.4芝麻醬風(fēng)味成分的測定

(1)芝麻醬中揮發(fā)性風(fēng)味成分的萃取。采用頂空-固相微萃取(HS-SPME)進(jìn)行芝麻醬中揮發(fā)性風(fēng)味成分的富集:取2g芝麻醬于10mL萃取瓶中，在60℃水浴中吸附平衡20min，插入活化的萃取頭吸附30min，240℃不分流模式下解析5min進(jìn)行檢測。

(2)氣相色譜條件。色譜柱: Agilent HP-5MS Phenyl Methyl Silox (30m×250μm，0.25μm)彈性石英毛細(xì)管柱。程序升溫:初始溫度35℃，保持2min;以5℃/ min升溫至230℃，保持8min。進(jìn)樣口溫度240℃;載氣為高純He，載氣流速1mL/min;不分流進(jìn)樣。

(3)質(zhì)譜條件。電離方式電子電離(electron ionization，EI) ;電子能量70eV;四級桿溫度150℃，離子阱溫度230℃，穿梭線溫度250℃，掃描范圍m/z 30～550。

(4)數(shù)據(jù)處理。參照NIST 08.LIB譜庫對檢測到的匹配度高于80的風(fēng)味成分進(jìn)行分析，根據(jù)各風(fēng)味成分峰面積占總揮發(fā)性成分峰面積的百分比進(jìn)行相對定量［12］。

1.3.5其他指標(biāo)的測定

灰分含量的測定，GB/T 5009.4-2010;粗蛋白含量的測定，GB/T 5009.5-2010;粗脂肪含量的測定，GB/T 1477.2-2008;水分及易揮發(fā)物含量的測定，GB/T 5009.3-2010。

2　結(jié)果與分析

2.1萌芽程度對芝麻主要成分的影響

芝麻萌芽后，其水分和灰分含量變化不顯著(P＞0.05)，粗蛋白含量先減小后增大，粗脂肪含量隨著發(fā)芽程度的增加逐漸減少。這主要是因?yàn)橹ヂ榘l(fā)芽過程中形成的酶類除淀粉酶和蛋白酶外，還有脂肪酶等，在這些酶的作用下，蛋白質(zhì)和脂肪纖維素等貯藏性大分子物質(zhì)部分水解成可能作為能源或分解成小分子作為其新芽的成分［13］。由于發(fā)芽前的浸泡，種子中的可溶性氮溶于水中也會造成蛋白的減少、形成發(fā)芽種子中的新氨基酸，導(dǎo)致辭種子氨基酸的種類不同，氨基酸的比例以及蛋白的組成發(fā)生變化，使發(fā)芽種子的營養(yǎng)價值可能有別于萌發(fā)以前的干種子，使其營養(yǎng)價值得以大幅提高。發(fā)芽一段時間后酶的活性增強(qiáng)，在脂肪酶的作用下，脂肪分解成為脂肪酸及甘油，為新的生長部分所利用［14］，所以粗脂肪含量隨著發(fā)芽程度的增加逐漸減少(表1)。

表1　不同萌芽芝麻主要成分組成及含量　單位: %

2.2萌芽程度對芝麻油脂肪酸含量的影響

由2.1可知，萌芽對芝麻中脂肪含量有影響，脂肪酸是脂肪的重要組成部分。萌芽程度對芝麻油中脂肪酸組成的影響見表2，未萌芽芝麻油脂脂肪酸組成見圖1。

圖1　未萌芽芝麻油脂肪酸氣相色譜圖

由圖1可知，芝麻油脂中主要的脂肪酸為油酸和亞油酸，含量在80%以上，其次為棕櫚酸、硬脂酸和亞麻酸［15］。由表2可知，隨著萌芽時間的延長，長鏈脂肪酸顯示明顯變化。硬脂酸和油酸變化不顯著(P＞0.05)，棕櫚酸含量有輕微的降低，而亞油酸和亞麻酸含量都隨萌芽程度的增加先增多后降低。主要原因?yàn)槊妊窟^程中，為了萌芽能量需要，脂肪發(fā)生水解生成脂肪酸和甘油，水解過程中游離脂肪酸增加，油酸通過油體膜上的12-去飽和酶的作用，將酯化的油酸轉(zhuǎn)化為亞油酸，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為亞麻酸，從而亞油酸和亞麻酸含量增加［16-18］。但隨著萌芽程度的增加，首先利用不飽和的亞油酸、亞麻酸氧化為生成能量所需要的二氧化碳和水，被新的生長部分所利用，使得含量下降。

表2　不同萌芽芝麻油中脂肪酸的相對含量(%)

2.3萌芽程度對芝麻醬風(fēng)味成分的影響

芝麻醬是芝麻的主要制品之一，不同萌芽程度的芝麻醬樣品中揮發(fā)性風(fēng)味成分分析結(jié)果見表3及圖2。

表3　萌芽程度對芝麻醬中揮發(fā)性成分含量的影響

(續(xù))

圖2　萌芽對芝麻醬揮發(fā)性風(fēng)味組成的影響

由表3可以看出，不同萌芽程度的芝麻醬樣品中的易揮發(fā)風(fēng)味物質(zhì)為吡嗪類、醛類等7類物質(zhì)。吡嗪類含量最多，占59.87%～74.24%;醛類物質(zhì)含量次之，為23.78%～38.0%，然后依次為烷烴、烯烴，還含有少量的酚類、醇類和吡咯物質(zhì)。萌芽后芝麻醬中吡嗪物質(zhì)的種類增多，且萌12樣品含量最高，由未發(fā)芽芝麻醬樣品(萌0)的5種增加到10種;而萌8樣品醛類物質(zhì)含量最大，且不同萌芽狀態(tài)下的吡嗪類和醛類的具體物質(zhì)含量有所差別;烷烴類、烯烴類物質(zhì)隨著萌芽程度的增加其含量逐漸減少，而且不經(jīng)過萌芽的芝麻醬(萌0)中含有4-乙烯基-2-甲氧基苯酚，萌芽后此物質(zhì)未檢測到。只有芝麻萌芽到一定狀態(tài)下(萌8和萌12)的芝麻醬風(fēng)味物質(zhì)中才含有吡咯物質(zhì)。

吡嗪類化合物的閾值低，風(fēng)味透散性好，主要呈現(xiàn)烘烤味、堅(jiān)果味、咖啡味、肉香味等風(fēng)味特征，是由胺(包括氨基酸)與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的［19］。在芝麻萌芽過程中，淀粉酶活性增加迅速，導(dǎo)致芝麻中多糖成分的快速分解，促使還原糖大量生成;因此隨著萌芽程度加深，美拉德反應(yīng)越徹底，致使吡嗪類風(fēng)味物質(zhì)的含量逐漸增多［20］。吡咯類成分也是芝麻制品的重要風(fēng)味物質(zhì)，該物質(zhì)具有燒烤風(fēng)味，1分子糖至少需要和5分子甚至更多的碳發(fā)生美拉德反應(yīng)才能形成吡咯。酚類化合物呈現(xiàn)煙熏香和焦香，對芝麻醬香味豐滿起作用;醇類等化合物由于本身的風(fēng)味弱且含量較低［21，22］，對芝麻醬香味的貢獻(xiàn)較小;所以芝麻醬的香味不是由一種或幾種物質(zhì)來體現(xiàn)，而是由多種成分協(xié)同作用的結(jié)果。

3　結(jié)論

芝麻萌芽后，其水分和灰分含量變化不顯著(P＞0.05)，粗蛋白含量先減小后增大，粗脂肪含量隨著發(fā)芽程度的增加逐漸減少;隨著萌芽時間的延長，硬脂酸和油酸變化不顯著(P＞0.05)，棕櫚酸含量有輕微的降低，而亞油酸和亞麻酸含量都隨萌芽程度的增加先增多后降低;不同萌芽程度的芝麻醬樣品中的易揮發(fā)風(fēng)味物質(zhì)為吡嗪類、醛類等7類物質(zhì)，吡嗪類含量最多占59.87%～74.24%，醛類物質(zhì)含量為23.78%～38.0%，然后依次為烷烴、烯烴，還可能含有少量的酚類、醇類和吡咯物質(zhì)。萌芽后芝麻醬中吡嗪物質(zhì)的種類增多，且萌芽程度強(qiáng)的樣品中吡嗪含量最高，由未發(fā)芽芝麻醬樣品的5種增加到10種;而萌芽8h的樣品醛類物質(zhì)含量最大，且不同萌芽狀態(tài)下的吡嗪類和醛類的具體物質(zhì)含量有所差別;烷烴類、烯烴類物質(zhì)隨著萌芽程度的增加其含量逐漸減少，未萌芽的芝麻醬(萌0)中含有4-乙烯基-2-甲氧基苯酚，萌芽后此物質(zhì)未檢測到。只有芝麻萌芽程度大的(萌芽8h和萌芽12h)的芝麻醬風(fēng)味物質(zhì)中才含有吡咯物質(zhì)。萌芽對于芝麻制品營養(yǎng)價值的影響還需要進(jìn)一步深入的研究，以期為開發(fā)高附加值芝麻產(chǎn)品提供理論指導(dǎo)與數(shù)據(jù)支持。

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(責(zé)任編輯李燕妮)

Effects of Germination on Physico-chemical Properties of Sesame Seeds and Volatile Components of Sesame Paste

ZHANG Li-xia，LU Xin，SONG Guo-hui，HUANG Ji-nian，WANG Jing-bo
(Institute of Agricultural Products Processing，Henan Academy of Agriculture Sciences，Zhengzhou 450002，China)

Abstract:Sesame seeds were sprouted at various times to elucidate the effects of germination on main physico-chemical properties of sesame seeds and the flavor of sesame paste.The results showed there was no significant difference in moisture and ash content (P＞0.05) and remarkable decrease in crude protein content during germination，while the crude fatty content gradually decreased as the development of germination.Analyzing the composition of fatty acid，it was shown that relative percentages of stearic acid and oleic acid are stable，linoleic acid and linolenic acid contents fluctuate，palmitic acid content increase in the whole germination.The volatile components in the germinated sesame paste were pyrazines，aldehydes，alkanes，alkene，phenols，alcohols，pyrrole，etc.The volatile components species increased during germination，especially the number of pyrazines increased from 5 to 10 kinds.

Keywords:sesame seed; germination; fatty acid; sesame paste

通訊作者:黃紀(jì)念(1971—)，男，博士，研究員，研究方向:油料油脂加工利用。

作者簡介:張麗霞(1978—)，女，博士，副研究員，研究方向:油脂加工及其副產(chǎn)物綜合利用。

基金項(xiàng)目:國家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號: 2013GB2D000292) ;公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(項(xiàng)目編號: 201303072) ;河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研發(fā)展專項(xiàng)資金(項(xiàng)目編號: 20137923)。