高油酸花生和普通花生对浓香花生油风味及综合品质的影响

孙国昊，刘玉兰, ，马宇翔，于小华，于 强

（1.河南工业大学粮油食品学院，河南 郑州 450001；2.青岛天祥食品集团有限公司，山东 青岛 266736）

花生居我国八大油料之首，2020年产量1 777万 t，进口108万 t，其中半数以上被用来提取花生油，而浓香花生油作为花生油中的一个重要品类以其独特的香味深受广大消费者的喜爱，产量逐年增加。近年我国用于生产浓香花生油的原料主要分为两类，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。浓香花生油生产工艺技术的特点是花生仁先经过炒籽之后再压榨提油，花生油的香气主要由炒籽过程的美拉德反应、氨基酸降解和脂质氧化等一系列复杂化学反应所形成。因此，花生仁中不同脂肪酸组分含量和氨基酸组分含量的差异会对不同种类花生所制取的浓香花生油感官风味、挥发性成分及综合指标造成影响。目前有较多研究表明花生油中吡嗪类、呋喃类、吡啶类等多种挥发性成分的形成与花生中氨基酸组成具有重要关系，同时这些挥发性成分对花生油的感官风味也具有重要贡献。此外，有关生产条件、储存条件对花生油品质及挥发性成分的影响受到关注。但是有关花生品种差异对花生油中挥发性成分、感官属性及综合品质影响的相关研究还鲜有报道。本研究以高油酸花生及普通花生为原料，在相同条件下制取浓香花生油，利用溶剂辅助蒸发（solvent assisted flavor evaporation，SAFE）和同时蒸馏萃取（simultaneous distillation extraction，SDE）结合气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用对2 种花生油中挥发性成分含量进行测定，并利用偏最小二乘判别分析（partial least squares-discriminant analysis，PLS-DA）结合气味活度值（odor activity values，OAV）对造成2 种花生油差异的特征挥发性成分进行确定，再对2 种浓香花生油风味进行感官评价，以验证感官风味与风味物质的对应性，同时也对SAFE和SDE这2 种前处理方法对挥发性成分检测结果的差异进行对比分析，以期为浓香花生油生产及产品风味精准控制提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

高油酸花生和普通花生产地均为山东，样品均取自山东某花生油加工企业。

-、-、-、-生育酚及生育三烯酚标准品（纯度≥95.0%） 北京三区生物技术有限公司；菜籽甾醇（纯度98%）、-谷甾醇（纯度95%）、豆甾醇（纯度95%）、谷甾烷醇（纯度95%） 美国Sigma-Aldrich公司；硅烷化衍生试剂（,-双三甲基硅基三氟乙酰胺+1%三甲基氯硅烷）、4-壬醇（纯度95%） 麦克林化学试剂有限公司；三氟化硼-乙醚、甲醇、柠檬酸钠、盐酸、氯化钠、二氯甲烷（均为分析纯） 郑州新丰化验器材有限公司；正己烷、异丙醇、无水硫酸钠（均为色谱纯） 美国VBS公司；超纯水采用Milli-Q超纯水机实验室自制。

1.2 仪器与设备

HN002型电加热炒籽锅 威海汉江食品有限公司；6YZ-180型自动液压榨油机 郑州八方机械设备有限公司；7890B/5975B GC-MS联用仪、7890B气相色谱仪美国Agilent公司；溶剂辅助蒸发装置 北京恒泰科技有限公司；同时蒸馏萃取装置 郑州兴华玻璃仪器厂；e2695-UV2475高效液相色谱仪 美国Waters公司；S-D氨基酸自动分析仪 德国Sykam公司；MTN-2800氮吹浓缩仪 天津奥特塞恩斯仪器公司。

1.3 方法

1.3.1 浓香花生油的制备

取300 g花生仁筛选除杂后置于电加热炒籽锅中，将花生仁于180 ℃炒籽30 min，然后用脱脂纱布包裹后放入液压榨油机中进行压榨，制取的油脂经过滤和离心后得到浓香花生油。

1.3.2 花生仁和花生油指标测定

花生仁：粗蛋白含量测定参照GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》；粗脂肪含量测定参照GB/T 14488.1—2008《植物油料 含油量测定》；氨基酸组成测定参照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》和田瑜方法。花生油：酸价测定参照GB 5009.229—2016《食品中酸价的测定》；过氧化值测定参照GB 5009.227—2016《食品中过氧化值的测定》；脂肪酸组成测定参照 GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的测定》中的三氟化硼法；VE组分测定参照GB/T 26635—2011《动植物油 生育酚及生育三烯酚含量测定 高效液相色谱法》和温运启等方法；甾醇组分测定参照GB/T 25223—2010《动植物油脂 甾醇组成和甾醇总量的测定 气相色谱法》和郑淑敏方法。

1.3.3 花生油中挥发性成分测定

SDE：取30 g花生油于500 mL蒸馏烧瓶中，随后加入200 μL 0.4 mg/mL的4-壬醇作为内标、100 mL蒸馏水作为蒸馏溶剂、0.3 g/mL氯化钠溶剂作为消泡剂，加入转子后连接同时蒸馏萃取装置置于油浴锅中。收集瓶中加入40 mL二氯甲烷，置于60 ℃水浴锅中，待右侧蒸馏管上出现冷凝液后开始萃取3 h。萃取结束后，冷却至室温，收集蒸馏液，加入2 g无水硫酸钠置于-20 ℃、12 h，随后氮吹浓缩至1 mL，过滤膜后待GC-MS分析，每个样品萃取3 次。

SAFE：参照Matheis等方法并改进。称取50 g花生油、150 mL二氯甲烷置于玻璃瓶中，同时添加200 μL 0.4 mg/mL的4-壬醇作为内标，于摇床中振摇一夜。然后倒入SAFE的滴液漏斗中，并将右侧圆底烧瓶置于液氮当中。同时开启真空泵和循环冷凝水以进行挥发性风味萃取，水浴温度为50 ℃，待真空度低至1×10Pa拧开左侧旋塞，保证样品以每秒1 滴的速度滴下。待左侧样品滴完后，关闭旋塞，利用真空泵抽3 h后关闭真空泵，萃取结束。取右侧烧瓶中的溶液加入无水硫酸钠置于-30 ℃冰箱中放置一夜，以去除样液中水分。取出提取液后利用Vigreux柱浓缩提取液然后氮吹将样液浓缩至1 mL，过0.22 μm滤膜，待GC-MS分析。以上实验每个样品重复3 次。

GC-MS参数：HP-5MS色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；进样口温度250 ℃；载气为氦气（纯度≥99.99%）；恒流模式，流速1.8 mL/min；进样模式为不分流模式；升温程序：起始温度40 ℃，保持3.5 min；以4 ℃/min升温至230 ℃，维持8 min；以10 ℃/min升温至280 ℃，保持5 min。

质谱条件：离子源温度230 ℃；传输线温度240 ℃；电子电离源；能量70 eV，质量扫描范围/30～500。

定性定量分析：利用Agilent MSD化学工作站，利用NIST17质谱库进行匹配，去除柱流失的硅烷化杂质后仅报道正反匹配度大于80的化合物。以4-壬醇为内标，采用内标法对挥发性风味成分进行定量，按式（1）计算：

式中：C为未知物的质量浓度/（μg/kg）；为内标物的质量/μg；A为未知物峰面积；为内标物峰面积；为称取的花生油质量/g；F为待测组分对内标物的相对质量校正因子，本实验中相对校正因子均为1。

1.3.4 花生油中特征挥发性风味成分OAV的确定

OAV为化合物质量浓度与该物质嗅觉阈值的比值，按式（2）计算：

式中：C为物质含量/（μg/kg）；OT为物质的气味阈值/（μg/kg）。

一般情况下OAV越大，则该物质对于整体感官风味的影响及贡献也就越大，将OAV大于1的风味物质作为表现2 种花生油感官差异的特征挥发性风味物质。

1.3.5 浓香花生油的感官评价

参照孙国昊等的方法，由感官评价小组对每个样品进行感官评价。感官评价小组成员包括3 男2 女共5 名成员，均经过严格培训且具有丰富的感官评价经验。样品的单个风味描述指标有小组成员经过讨论后确定，有坚果味、甜味、油脂味、青草味、烧焦味、烤香味6 个感官描述词，每个风味强度指标得分为1（不存在）、2（非常弱）、3（弱）、4（中等）、5（强）、6（非常强）6 个等级，最终结果取5 组平均值。

1.4 数据处理

2 结果与分析

2.1 2 种花生仁的主要组分及相应花生油指标

从表1可以看出，2 种花生仁的粗蛋白含量有较显著差异，而粗脂肪含量并无显著差异，结果与报道基本一致。2 种花生油的酸价无显著差异，但过氧化值的差异显著。然而2 种花生油均满足GB/T 1543—2017《花生油》中一级花生油的指标要求。

表1 2 种花生仁的化学组成及其花生油指标Table 1 Chemical composition of two kinds of peanuts and peanut oils

2.2 2 种花生仁的氨基酸组成

氨基酸组成是反映食品营养成分的重要指标，同时已有研究表明花生的氨基酸组成往往会受到品种及生长环境等因素的影响，且鉴于氨基酸是美拉德反应的重要反应产物，对花生油的挥发性成分可能具有重要影响，故本研究对2 种花生的氨基酸组成进行检测分析。从表2可以看出，高油酸花生中必须氨基酸含量明显低于普通花生，分别为12.18%与12.44%；而非必须氨基酸含量则明显高于普通花生，分别为32.90%与34.38%。结果可见所检出的氨基酸中含量最高的为谷氨酸，其次为精氨酸、天冬氨酸，这也与高云中等的研究结果一致，同时2 种花生中赖氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、丙氨酸含量具有一定的差异，这些氨基酸的差异或许对2 种花生油的风味差异产生影响。

表2 2 种花生仁的氨基酸组成Table 2 Amino acid composition of two kinds of peanuts %

2.3 2 种花生油的脂肪酸组成

从表3可以看出，2 种花生油的脂肪酸组成具有非常明显的差异，其SFA∶MUFA∶PUMA分别为1∶11∶3、1∶2∶2，高油酸花生油不仅比普通花生油的油酸含量高出30%，同时棕榈酸、硬脂酸2 种饱和脂肪酸的含量也明显降低约10%。对照GB/T 1543—2017中的脂肪酸组成发现，高油酸花生油的油酸含量和亚麻酸含量超出国标所列范围，对照NY/T 3250—2018中高油酸花生原料的术语定义——用于食用或油用的油酸含量超过73%及以上的花生，本实验中高油酸花生原料中油酸含量未达到标准要求。此外，高油酸花生油中未检测到花生酸和山俞酸，这或许是由于花生品种本身所造成的。

表3 2 种花生油的脂肪酸组成Table 3 Fatty acid composition of two kinds of peanuts %

2.4 2 种花生油中的挥发性成分

分别采用SDE方法和SAFE方法对花生油中挥发性成分进行提取和富集，之后再利用GC-MS对挥发性成分进行检测分析，研究高油酸花生及普通花生所制取浓香花生油中挥发性成分的差异，同时也对2 种风味成分提取富集方法的结果进行对比分析，结果如表4所示。可以看出，利用SAFE方法分别从高油酸花生油和普通花生油中检出112 种和127 种挥发性成分，挥发性成分总量分别为33 945.28 μg/kg和46 700.22 μg/kg；利用SDE方法分别为从高油酸花生油和普通花生油中检出61 种和77 种挥发性成分，萃取的挥发性成分总量分别为30 463.44 μg/kg和21 717.8 μg/kg。相比之下，SAFE方法能够提取出更多的挥发性成分，萃取效率明显优于SDE方法。SAFE方法对醛类物质之外的其他挥发性成分的萃取效果均优于SDE方法，对醛类物质的萃取效果接近或弱于SDE方法。其原因或许是2 种提取方法的条件和原理差异造成的，SAFE法对于挥发性成分的提取是处于低温真空状态下，故很多难挥发的物质会更容易被萃取出来，但在SAFE提取过程中，饱和醛和烯醛的甲酰基不稳定，在有机溶剂中会被氧化或还原，同时饱和醛和烯醛具有低沸点的高挥发性，当用Vigreux柱浓缩提取液的过程中可能会导致这些低挥发性的醛类物质被蒸发掉，已有的文献报道也认同这样的结果。故后续以SAFE方法的结果对2 种花生油中挥发性成分的差异进行进一步的分析与讨论。

表4 经SAFE和SDE前处理后2 种花生油中挥发性成分含量Table 4 Contents of volatile components in two kinds of peanut oils determined using SAFE and SDE μg/kg

续表4 μg/kg

续表4 μg/kg

续表4 μg/kg

在对SAFE提取结果进一步分析后发现，2 种花生油在多种挥发性成分含量上具有明显差异。普通花生油中醛类、酚类、呋喃类、吡嗪类的含量均明显高于高油酸花生油，而高油酸花生油中的吡咯类物质含量则要高于普通花生油。吡嗪类化合物是2 种花生油中含量最高的挥发性物质，高油酸花生油和普通花生油中吡嗪类物质总量分别为7 879.24 μg/kg和11 339.27 μg/kg，分别占总挥发性成分的23.21%和24.28%，吡嗪类化合物作为花生油中重要的挥发性成分，往往对于花生油的坚果味和烤香味具有重要贡献。2,3-二氢苯并呋喃是2 种花生油中含量最高的挥发性成分，高油酸花生油和普通花生油中的含量分别为5 967.73 μg/kg和8 990.07 μg/kg，分别占挥发性成分总量的17.58%和19.25%，已有研究表明乙酰化呋喃通常由油脂自动氧化或者碳水化合物的降解所产生，对于花生油的焦甜味具有重要贡献。此外，醛类、醇类、酚类、吡咯类物质对丰富花生油的综合感官风味起到重要作用，因此也需关注其在2 种花生油中的差异。

2.5 2 种花生油挥发性成分的PLS-DA

为进一步了解品种对于花生油挥发性成分的具体影响，对采用SAFE提取的挥发性成分结果进行PLS-DA，PLS-DA作为一种对多元数据判别分析方法，目前在分析食品和油脂挥发性成分上多有应用。从图1A可以看出，仅在前2 个主成分上就已经可以表达整个数据集88.9%的信息，这表明利用PLS-DA对于2 种花生油挥发性成分进行分析是可行的，2 种花生油在图中呈现明显的分类趋势，这表明从挥发性成分结果来看，高油酸花生油与普通花生油具有明显差异。如图1B所示，变量投影重要性（variable importance in projection，VIP）通常用于衡量模型中变量对于样品分类的影响强度和解释能力，通常分值越大表明该变量对于花生油分类的影响程度越强，该变量也就越重要。通过对2 种花生油中挥发性成分分析后共筛选出了37 种VIP值大于1的关键挥发性成分，这些挥发性成分也是造成2 种花生油差异的重要物质，之后就筛选出的37 种挥发性成分进行进一步的分析讨论。

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

2.6 2 种花生油中特征风味成分分析与确定

鉴于挥发性成分对于油脂感官风味的影响不仅取决于该物质的含量还取决于该物质在油脂中的阈值（能被人嗅觉细胞感知到的最小物质浓度），故目前对于关键挥发性成分的研究通常还会结合挥发性成分的阈值进一步计算油脂的OAV，同时已经有很多研究表明通常OAV大于1的物质往往会对油脂的感官风味具有重要影响，是油脂中重要的挥发性成分。通过对利用PLSDA确定的37 种挥发性成分的进一步分析，最终确定了18 种OAV大于1的重要挥发性成分，结果如表5所示。从表5可以看出，18 种挥发性成分的OAV从大到小依次为呋喃酮、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。从这18 种挥发性成分可以看出，呋喃酮是对2 种花生油风味影响最大的物质，通常表现为甜味，已有研究表明这种物质多由葡萄糖与游离甘氨酸通过美拉德反应所形成，并且需要较长的烘焙时间和较高的烘焙温度才能形成。此外，还可以看出在18 种挥发性成分中有8 种吡嗪类物质造成了2 种花生油风味差异，这些物质均已经被证明对花生油的烤香味或者坚果味具有重要贡献，因为这些成分多由糖和氨基酸通过美拉德反应与Strecker降解所形成，所以造成这些物质含量差异的原因或许与2 种花生氨基酸组成差异有关。除吡嗪类物质外，反-2-辛烯醛、正己醛、正辛醛、庚醛在2 种花生油中同样具有一定差异且均对油脂的脂肪味具有一定贡献，目前已有研究表明这几种醛类通常由亚油酸与油酸氧化分解所产生，因此这些物质的差异或许与2 种花生油的脂肪酸组成差异有关。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、正十三烷这5 种成分则对2 种花生油的甜味、辛辣味具有一定贡献，这些物质的生成同样与丙氨酸、亚油酸等物质有关。

表5 2 种花生油中关键挥发性成分的OAVTable 5 OAV values of key volatile components in two kinds of peanut oils

2.7 2 种花生油的感官评价

从图2可以看出，普通花生油的烤香味、甜味、青草味均明显强于高油酸花生油，2 种花生油的油脂味及烧焦味差异较小。总体来看，普通花生油的整体感官风味要明显优于高油酸花生油，这也与2 种花生油的挥发性成分检测结果以及特征挥发性风味成分结果一致。总之，从感官属性及挥发性成分含量来看，普通花生制取的浓香花生油风味更加浓郁。

图2 2 种花生油的感官风味评价Fig.2 Sensory evaluation of flavor of two kinds of peanut oil

2.8 2 种花生油中VE和甾醇含量

VE及甾醇是植物油中重要的营养成分，也是油脂中重要的天然抗氧化成分。从图3可以看出，2 种花生油中均检出3 种生育酚和3 种甾醇组分，高油酸花生油和普通花生油中VE总量分别为231.42 mg/100 g和249.71 mg/100 g，甾醇总量分别为168.92 mg/100 g与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。

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

3 结论

通过对高油酸花生和普通花生及其所制取浓香花生油中挥发性成分检测分析、感官评价及综合品质分析，结果表明：2 种花生仁及其油脂在脂肪酸组成上具有明显差异，对花生油中挥发性成分进行检测时，SAFE法对挥发性成分的提取效果明显优于SDE，利用SAFE结合GC-MS法分别从高油酸花生油与普通花生油中检测出112 种和127 种挥发性成分，挥发性成分总量分别为33 945.28 μg/kg和46 700.22 μg/kg，远优于SDE结合GC-MS法所检出的61 种30 463.44 μg/kg及77 种21 717.8 μg/kg。2 种花生油在多种挥发性成分含量上具有明显差异，普通花生油中醛类、酚类、呋喃类、吡嗪类物质的含量均要明显高于高油酸花生油，而高油酸花生油中吡咯类物质的含量则要高于普通花生油。利用PLS-DA对2 种花生油中挥发性成分进行分析后发现共有37 种挥发性成分对2 种花生油的风味分类做出重要贡献。从37 种挥发性成分中挑选出OAV大于1的18 种挥发性成分作为2 种花生油进行分类的关键风味物质，分别为呋喃酮、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，这些物质均在普通花生油中具有更高的含量。其中呋喃酮是对2 种花生油风味影响最大的物质，通常表现为甜味，而吡嗪类物质则对2 种花生油烤香味及坚果味差异具有重要贡献，此外醛类物质则对花生油的脂肪味差异具有重要贡献，其余物质则对花生油的甜味、辛辣味具有一定贡献。对2 种花生油感官评价的结果显示，两者在烤香味、油脂味、甜味等感官风味上同样具有明显差异，且普通花生油的各感官属性要明显强于高油酸花生油，这也与挥发性成分研究结果一致。本研究结果为浓香花生油原料选择和风味精准控制提供依据。