不同还原糖对浓香葵花籽油风味的影响

周张涛，袁博，王志荣，田华，何东平*

1. 武汉轻工大学食品科学与工程学院（武汉 430023）；2. 大宗粮油精深加工教育部重点实验室（武汉 430023）；3. 金太阳粮油股份有限公司（南通 226000）

向日葵的果实即为葵花籽，经过工业化生产后得到的葵花籽油中含有大量的不饱和脂肪酸，其中油酸含量占38%左右，而亚油酸含量达55%左右[1]。如今向日葵在中国种植甚广，特别是在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西等地[2]，且近年来葵花籽的产量及其食用油消费量总体呈上升趋势[3]。无论从营养上还是从市场上来看，葵花籽油都有着良好的发展前景。但现在市面上售卖的全精炼葵花籽油已丧失了葵花籽独特的浓香风味，使一部分喜爱其风味的消费者既不能直观判断，也无法购买[4]。

美拉德反应是指含有氨基的化合物和含有羰基的化合物之间，经缩合、聚合而生成类黑精的反应[5]，是改善食品色泽和加强食品香味的重要途径[6]。食品化学家Hodge初步系统解释了美拉德反应，但大致可以分为初级反应阶段、中期反应阶段和末期反应阶段3个反应阶段，在初级反应阶段中主要反应物为还原糖[7-9]。邹凤等[10]用花生粕蛋白酶解液与还原糖共热发生美拉德反应的方法，生产出浓郁的花生油风味物。宋志华等[11]研究制备浓香葵花籽油时不同氨基酸与葡萄糖美拉德反应的影响。但目前为止还没有研究不同还原糖在发生美拉德反应时对浓香葵花籽油的风味影响。

试验通过建立感官评价的方法，以感官评价综合得分为依据，比较3种还原糖单糖对浓香葵花籽油美拉德反应风味的感官评价影响。同时结合正交试验，对葵花籽饼制备浓香葵花籽油的工艺进行优化，在浓香葵花籽油的制备方面具有一定应用前景。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

葵花籽油、葵花籽饼（金太阳粮油股份有限公司）；风味蛋白酶、碱性蛋白酶、果糖、D-半乳糖（上海源叶生物科技有限公司）；葡萄糖、可溶性淀粉（天净市凯通化学试剂有限公司）；甲基硅油（武汉市迎新丰化工有限公司）；盐酸、氢氧化钠、冰乙酸、三氯甲烷、异辛烷、硫代硫酸钠、碘化钾、酚酞、乙醚、异丙醇（均为国产分析纯）。

1.2 仪器与设备

CP 114电子天平（奥豪斯仪器有限公司）；GZX-9070电热鼓风干燥箱；SHA-B数显恒温水浴振荡器（天津赛得利斯实验分析仪器制造厂）；DF-101 S集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市于华仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 葵花籽饼酶解液的制备

称取一定量的葵花籽饼，过100目筛后，加入一定比例的去离子水混合搅拌，再添加2.5%的酶和一定量的还原糖，使其充分溶解，调节pH 8.5后，置于50 ℃恒温水浴酶解3 h。灭酶后，以4 000 r/min离心15 min，取上清液，即为酶解液。

1.3.2 浓香葵花籽油的制备

按一定比例将酶解液和精炼葵花籽油混合，置于110 ℃恒温油浴锅中，开始美拉德反应，反应时间30 min。反应完成后，离心过滤得到浓香葵花籽油。

1.3.3 不同还原糖对制备浓香葵花籽油的影响

选用葡萄糖、果糖、半乳糖3种还原糖以0.3%，0.5%和0.7%这3种浓度梯度分别进行试验。还原糖在酶解前添加进混合溶液中，使其参与后续的美拉德反应。以感官评价综合得分为标准，筛选出制备浓香葵花籽油的最佳还原糖。

1.3.4 单因素试验

用葵花籽饼为原料，选择5个因素分别进行试验：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种酶比例（3:1，2:1，1:1，1:2和1:3），反应时间（20，25，30，35和40 min），还原糖添加量（0.3%，0.4%，0.5%，0.6%和0.7%），并分析各因素对浓香葵花籽油制备的影响。

1.3.5 正交试验工艺条件的优化

在单因素试验的基础上，以感官评价的综合得分为衡量标准，采用四因素三水平正交试验表L9(34)，优化以美拉德反应为原理制备浓香葵花籽油的工艺条件。

1.3.6 浓香葵花籽油品质分析

过氧化值的测定参考GB 5009.227—2016；酸价的测定参考GB 5009.229—2016；水分及挥发物的测定参考GB 5009.236—2016。

1.3.7 感官评价试验方法

选取10名相关从业人员，并进行相应培训，对所制备的浓香葵花籽油以计分的方式进行感官评价，以综合得分为衡量标准。浓香葵花籽油感官评价表见表1。

表1 浓香葵花籽油感官评价表

2 结果与分析

2.1 不同还原糖对浓香葵花籽油制备的影响

还原糖单糖共有3种，分别是葡萄糖、果糖、半乳糖。而还原糖二糖，在高温碱性条件下也会水解为单糖。因此，选用3种还原糖单糖，并采用3种不同浓度，分别参与制备浓香葵花籽油的美拉德反应中，用感官评价的方法进行比较。3种还原糖单糖对浓香葵花籽油感官风味的影响如图1所示。

在感官评价方面，添加果糖和添加其他2种还原糖所制备的浓香葵花籽油，在葵花籽风味、焦糖风味、其他风味上都有显著优势，因此果糖是制备浓香葵花籽油的最佳还原糖单糖。

图1 3种还原糖单糖对浓香葵花籽油制备的影响

2.2 浓香葵花籽油风味的单因素试验

叶展等[12]在制备浓香茶叶籽油中，指出料液比小于1:10（g/mL）时，底物浓度较小，酶与底物接触概率较小，酶解反应不充分。料液比大于1:10（g/mL）时，体系黏度较大，同样阻碍了酶与底物接触，酶解效率稍有降低。因此不必选用料液比较小或者较大再进行试验，在试验中料油比、酶添加量、2种酶比例、反应时间、还原糖添加量5种因素同样是结合目前以美拉德反应制备其他浓香油的研究[13-15]与葵花籽饼的特点而确定的。

2.2.1 料液比对浓香葵花籽油制备的影响

料液比对浓香葵花籽油制备的影响如图2所示。

料液比从1:6（g/mL）上升到1:8（g/mL）时为最佳，超过此比例除其他风味外均有明显下降趋势。但料液比在1:10和1:12（g/mL）之间，葵花籽风味有上升趋势，而后下降。

2.2.2 液油比对浓香葵花籽油制备的影响

液油比对浓香葵花籽油制备的影响如图3所示。

液油比1:8（g/mL）时，焦糖风味最为强烈，1:10（g/mL）时葵花籽风味最浓郁，其他风味影响最少。超过此比例后除其他风味外均有明显下降趋势。但料液比在1:10和1:12（g/mL）之间葵花籽风味有明显回升。

图2 料液比对浓香葵花籽油制备的影响

图3 液油比对浓香葵花籽油制备的影响

2.2.3 酶添加量对浓香葵花籽油制备的影响

酶添加量对浓香葵花籽油制备的影响如图4所示。

酶添加为1.5%和2.5%时均有良好表现，在两者之间先下降后上升，在后续正交试验中可对这2种浓度分别选择，进一步确定更好的酶添加量。

图4 酶添加量对浓香葵花籽油制备的影响

2.2.4 2种酶比例对浓香葵花籽油制备的影响

2种酶比例对浓香葵花籽油制备的影响如图5所示。

随着风味蛋白酶占比减少，所有风味的分数均呈逐渐下降趋势，下降最快的是焦糖风味，其次是其他风味。从整体上来看，可见风味蛋白酶与碱性蛋白酶最佳比例为3:1。

图5 2种酶比例对浓香葵花籽油制备的影响

2.2.5 果糖添加量对浓香葵花籽油制备的影响

果糖添加量对浓香葵花籽油制备的影响如图6所示。

果糖添加量整体对风味影响较小，添加量0.4%为最佳。在单因素试验中，果糖添加量在0.5%以上，浓香葵花籽油的色泽严重加深，不宜超过此添加量。

图6 果糖添加量对浓香葵花籽油制备的影响

2.3 正交试验工艺条件的优化

根据单因素试验结果可筛选出料液比、液油比、酶添加量作为优化因素，四因素三水平正交试验因素表L9(34)可见表2，正交试验设计及结果可见表3，方差分析可见表4。

从表3可知，由极差值（R）的大小可以反映出影响因素的主次关系：B（液油比）＞A（料液比）＞C（酶添加量），通过表4方差分析可以得到与表3极差分析同样的结果。从表3中的K值大小可以得出以美拉德反应为原理制备浓香葵花籽油的最佳工艺条件为A2B2C3，即：料液比1:8（g/mL）、液油比1:8（g/mL）、酶添加量2.5%。对正交优化后的工艺条件进行验证试验后，所得到的浓香葵花籽油其综合得分可达5.0分。

表2 正交试验因素水平表

表3 正交试验设计及结果

表4 正交设计方差分析结果

2.4 浓香葵花籽油品质分析

浓香葵花籽油品质参数与葵花仁油品质指标的比较可见表5。制备的浓香葵花籽油的水分及挥发物含量为0.10%、酸价为1.4、过氧化值为7.3，其品质数据达到国家制定的一级葵花仁油品质指标。

表5 浓香葵花籽油品质参数与葵花仁油品质指标

3 结论

对3种不同还原糖单糖参与制备浓香葵花籽油的美拉德反应进行比较，得出果糖是反应最适应的还原糖单糖。将单因素试验和感官评价相结合，以综合得分为衡量标准，而后进行正交试验和方差分析后得到反应的最佳工艺条件为：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%、风味蛋白酶与碱性蛋白酶比例3:1、酶解时间3 h、反应温度110 ℃。此时感官评价综合得分为5.0分。经品质检测，所制备的浓香葵花籽油达到国家一级葵花仁油的品质标准。