國內外芝麻食品研究現狀與展望

蘆 鑫 孫 強 張麗霞 宋國輝

（1.河南省農科院農副產品加工所，河南 鄭州 450002；2.國家油脂加工技術研發分中心，河南 鄭州 450002）

芝麻是深受中國人民喜愛的食物之一，在中國有悠久的食用歷史，而且芝麻食品品種繁多。按照芝麻在食品中所占比例，芝麻食品可以分成兩大類：芝麻為主料的芝麻食品和芝麻為輔料的芝麻食品。常見以芝麻為主料的食品有芝麻醬、芝麻芽、芝麻糊、芝麻鹽等，常見芝麻為輔料的食品有芝麻覆衣食品、芝麻湯圓、芝麻飲料等。文章綜述國內外芝麻食品研究領域的進展，以開闊思路，為新型芝麻食品的開發提供幫助。

1 國外芝麻食品研究現狀

國外芝麻食品研究開展較早，研究內容較全面，其研究主要集中于以下三點：傳統芝麻食品的品質改良、新型芝麻食品開發、芝麻食品安全與營養學評價。

1.1 傳統芝麻食品的品質改良

在傳統芝麻食品的品質改良方面，研究人員采用儀器測定結合感官評定的方法對傳統芝麻食品的品質特性進行分析，找出影響因素，并以此為基礎，進行改進提高。

Tehineh是中東地區一種傳統芝麻食品，是用脫皮烘烤芝麻為原料生產的芝麻醬。為了提高Tehineh的涂抹性、醬體穩定性和質構特性，Abu－jdayil等［1，2］通過流變儀分析該食品在不同溫度和剪切速率下呈現的流變學性質發現，該食品是假塑性非牛頓流體，其黏度曲線適合采用冪律方程擬合。剪切速率在10～1 000s－1時增加剪切速度會使tehineh的黏度下降，在5～45℃時增加溫度會使它黏度降低。當溫度為45℃、剪切速度在15～600s－1時，剪切作用時間不宜超過25min，否則會導致結構破壞，脂肪析出。

芝麻豆腐是日本的傳統芝麻食品，是采用芝麻和葛根粉制作而成。為提高芝麻豆腐的品質，研究人員［3］分析了原料預處理、物料組成、加熱條件等對芝麻豆腐的影響。研究表明，芝麻的品種、脫皮和烘烤處理會影響豆腐的特性與結構，未經烘烤的脫皮白芝麻制作的產品硬度最低，但口感最好，經過烘烤處理的帶皮白和黑芝麻制作的豆腐彈性較強，口感次之。葛根粉與芝麻的比例也會影響豆腐的品質，當葛根淀粉40～50g，芝麻40～60g，加水450g，形成的芝麻豆腐具有柔和彈性的口感。增加葛根粉含量會提高凝膠的硬度、膠黏度，增加芝麻含量會議增加凝膠穩定性和硬度，但過高的芝麻含量會降低凝膠的粘合性［4］。加熱方式會顯著影響芝麻豆腐凝膠的結構，采用攪拌速度為250r／min，加熱25min，形成芝麻豆腐口感最佳。在此條件下，通過SEM分析凝膠結構發現凝膠結構完整且均一，葛根淀粉構成凝膠結構的骨架，芝麻蛋白填充此結構，且包圍著脂肪球［5］。

1.2 新型芝麻食品開發

在新型芝麻食品開發領域，國外研究人員除采用新工藝生產外，還著眼于將芝麻中功能成分利用于食品中。

擠壓膨化食品是新型的休閑食品。Takeiti等［6］為改善玉米膨化食品的營養價值和感官特性，將脫脂芝麻餅粕加入到玉米中用單螺紋擠壓機制作強化玉米膨化食品，結果顯示：伴隨著芝麻餅粕添加量的增加，會提高玉米膨化食品的蛋白、脂肪含量，但會減少膨化體積，顏色也會加深。20%芝麻餅粕添加量既可以加強食物的營養，也有最佳口感。

發酵食品可以改善原有食品的營養特性或口感，所以也是常用的食品加工方式。日本研究人員［7］利用納豆生產原理，開發摻入芝麻的谷物發酵食品，具有蘆丁、大豆苷、表兒茶素、VE等抗氧化性物質，這些物質賦予該食品具有良好的清除自由基、抗氧化活性，動物試驗表明該食品具有預防退化性疾病的作用。

芝麻也應用于嬰兒斷奶食品中。Nattress等［8］設計的斷奶食品由是發芽小麥、小米、鷹嘴豆、綠豆和芝麻組成，其中每100g的該食品含有18g蛋白，11g膳食纖維，3.1mg鋅，5.5mg鐵，133mg鈣，29mg VC。以乳白蛋白為參照，經動物試驗發現該食物的蛋白利用比值為3.1，蛋白消化率為97%，這表明該食物適宜于嬰幼兒食用。

國外人員還利用從芝麻中提取的活性成分用作食品添加劑或功能食品的功效成分。如芝麻餅中提取物用作葵花籽油和大豆油的抗氧化劑的研究［9］中，發現該物質具有顯著的抗氧化能力，其抗氧化能力強于二丁基羥基甲苯（BHT）和丁基羥基茴香醚（BHA），但弱于特丁基對苯二酚（TBHQ），是一種極具潛力的天然抗氧化劑。為了擴展芝麻蛋白的利用，Dendooven等［10］評價了芝麻蛋白的乳化和起泡能力，發現芝麻蛋白是一種優秀的食品乳化劑和起泡劑，其功能性接近或強于大豆分離蛋白，其乳化能力伴隨著油脂添加量顯著提高，且在酸性環境下具有更強的乳化穩定性，最大和最小的芝麻蛋白起泡能力分別是240%和118.3%。此外，有報道［11，12］稱芝麻提取物通過與腺苷A1受體結合，激活該受體，從而抑制脂肪細胞生長，起到預防肥胖的作用。因此，芝麻也可以用于瘦身食品的開發。

1.3 芝麻食品安全營養評價

在芝麻食品安全營養評價的研究領域中，國外研究的重點集中于：查找芝麻過敏原和致敏機理分析、芝麻成分在人體內的消化代謝及毒理學分析、芝麻食品加工、儲藏、消費過程中存在的風險因素。

芝麻是一種過敏食品，其致敏性在中東地區排在雞蛋、牛奶之后［13］。研究芝麻過敏具有積極的社會意義和學術意義。目前，國外研究人員研究發現芝麻中主要致敏蛋白是2S白蛋白和β－球蛋白。其中2S白蛋白的分子量約為9 000，等電點為7.3，由等電點為6.5和6.0的一小一大兩個亞基構成［14］。Wolff等［15］分析β－球蛋白序列中引起過敏的氨基酸序列，β－球蛋白中46～55，48～57，76～86的氨基酸殘基會與免疫球蛋白IgE發生結合，導致過敏。

為了提高芝麻食品在人體的吸收效率，研究者分析了芝麻主要營養素的消化吸收情況。Morgan等［16］研究了芝麻蛋白在胰蛋白酶、胃蛋白酶和胰凝乳蛋白酶中的消化情況，發現2S白蛋白對消化酶較穩定，其中對胃蛋白酶極其穩定，在胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶中可部分水解。而7S和11S與2S蛋白相比，易被胃蛋白酶水解，其中酸性的11S亞基比堿性11S亞基更容易被胃蛋白酶水解，7S和11S經過胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶水解后形成氨基酸和短肽后被肌體吸收。

為了提高芝麻食品的食用安全性，科研人員還分析了芝麻食品在加工、儲藏、消費等環節中存在的危害因子。如Huang等［17］研究納米、微米尺寸下的芝麻木脂素苷的安全性，研究發現納米級木脂素苷不會引起鼠傷寒沙門氏菌TA97、TA100、TA102和TA1535菌株的突變，也不會導致中國倉鼠卵巢細胞中染色體變化和紅細胞中微粒數目減少，28d的小鼠口服亞急性試驗表明日服200mg／kg以下不會導致致小鼠發生不良反應發生，試驗結果表明納米加工芝麻木脂素苷不會損害人體健康。為了評價芝麻食品包裝材料的安全性，Goulas等［18］分析了采用保鮮膜包裝tehineh樣品在儲藏過程中己二酸二（2－乙基己基）酯（DEHA）和檸檬酸乙酰三丁基酯（ATBC）遷移入tehineh的含量，發現25℃放置10d，DEHA轉移入tehineh的量為3.31mg／dm2，高于歐盟規定 的 3.00mg／dm2，ATBC 轉 移 入 tehinel的 量 為1.46mg／dm2，DEHA的滲入深度為10.5mm，ATBC的滲入深度為7.5mm。

2 中國芝麻食品研究現狀

中國芝麻食品雖然品種繁多，但大多產品仍處于作坊加工、經驗指導生產、手工操作的階段，該問題在傳統芝麻食品中尤為突出。而新型芝麻食品的研究水平較低，尚未開展系統深入的芝麻食品研究，還處在簡單食品開發的階段，主要的新型芝麻食品有：普通芝麻食品和功能性芝麻食品。

2.1 普通芝麻食品

目前，中國普通芝麻食品主要包括芝麻固體飲料、芝麻飲料和其他芝麻食品三大類。在芝麻固體飲料開發中，產品多為糊、羹形式。楊春等［19］采用芝麻、大豆、小米、大棗等物料開發的功能性即食糊，營養豐富，其中的微量元素可以滿足孕婦的營養需求。肖詩明［20］以苦蕎麥、芝麻等原料，經擠壓膨化、調配、粉碎等工序加工而成沖調苦蕎芝麻羹，具有食用方便、營養豐富且具有保健功能的特點。為了規范黑芝麻糊的生產工藝，周翠英［21］開展了黑芝麻糊的加工技術及質量控制研究，通過優化烘烤、磨粉等工藝參數以及配方組成，獲得了高品質的黑芝麻糊，而且建立生產工藝中的質量關鍵控制點，提高生產的規范化和科學化。

在芝麻飲料研究方面，中國科技人員主要開發芝麻與其他植物蛋白、動物蛋白等組成的乳飲料，如方獻群［22］研究黑芝麻綠豆乳的產品配方、生產工藝以及最終產品理化指標，研究過程中，為了降低產品熱量和適合糖尿病人群消費，采用阿巴斯甜取代原配方75%的蔗糖。為了提高芝麻乳飲料的穩定性，科研人員［23］還優化乳化劑和穩定劑的配方，得出采用單甘酯、蔗糖酯、黃原膠、羧甲基纖維鈉復合穩定劑效果顯著高于單一添加黃原膠、羧甲基纖維素鈉、蔗糖酯和單甘脂，其中最佳的復合穩定劑配比為0.015%單脂肪酸甘油酯、0.085%蔗糖脂肪酸酯、0.005%黃原膠、0.15%羧甲基纖維素鈉。此外，蔡健等［24］開發乳酸菌發酵的芝麻飲料，通過使用馴化過的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌為菌種，采用正交試驗，確定該飲料的最佳配方和工藝條件為大豆乳和芝麻乳比例8∶2，蔗糖添加量為10%，乳糖用量為1.2%，接種量4%，發酵溫度43℃，發酵時間16h。此時的產品具有口感細膩，酸味可口，風味獨特的特點。

同時，研究人員還將芝麻用于糕點、糖果的覆衣，如陳振興等［25］以野生干葛根為原料，添加糖類、芝麻、食品添加劑等，經過去苦、護色、炮制、上糖衣、裹芝麻、殺菌等一系列工序，制成口味佳、耐咀嚼的保健植物口香糖。除將芝麻作為覆衣包裹糕點以外，還有將芝麻炒制磨醬后，與糯米粉、香芋粉、白糖等配料混合再經過加熱制備成芝麻餅，最佳配方與工藝參數為芝麻、糯米粉和香芋粉的質量比3∶5∶0.1，白砂糖添加量為芝麻醬和糯米粉總量的23%，水添加量為糯米粉和白砂糖質量的51%時，180℃蒸制15min［26］。此外，中國還開發出海苔芝麻豬肉松、芝麻芽、調味醬等食品［27－29］。

2.2 功能性芝麻食品

截至目前，中國功能性芝麻食品研究的重點集中于木脂素和多肽。芝麻木脂素是一類天然酚類化合物，其中有芝麻素、芝麻酚林、芝麻素酚等，具有抗氧化、保肝、降血壓、降低膽固醇、抑菌等生理活性［30］。研究人員已經開展芝麻木脂素的提取分離研究，其中國內常見的芝麻木脂素提取方法為溶劑提取，如劉元法等［31］采用乙醇（料液比為1∶2）對芝麻油芝麻素物質進行提取，經脫除溶劑等過程制備芝麻素粗品。董英等［32］將芝麻粕采用正己烷脫脂后，脫脂芝麻粕再用甲醇提取制備芝麻木脂素粗品。重結晶、柱色譜是分離純化芝麻木脂素的常用方法。劉元法等［31］采用丙酮－異丙醇對芝麻素粗品進行重結晶，最終產品純度為94%。硅膠柱和樹脂是柱色譜純化芝麻木脂素的常用方法［32，33］。

研究［34］表明，芝麻多肽具有顯著的抗氧化活性，可以有效抑制豬油、亞油酸和Fe2＋誘發卵黃脂蛋白過氧化體系的氧化。為了有效的制備芝麻抗氧化肽，科研人員篩選了酶解芝麻蛋白的酶的種類與優化工藝參數。中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶等適宜制備芝麻抗氧化肽［35－37］。除了優化酶解溫度、pH、時間等參數以外，酶法水解已經從單一酶法制備芝麻多肽向多酶復合水解和固定化酶技術方向發展［38］。

3 芝麻食品的發展方向

綜上所述，結合居民消費需要與芝麻加工現狀，中國芝麻食品的發展方向：①研發配套的芝麻食品加工機械，實現傳統芝麻食品的現代化；②以功能性、方便為目標研發新型芝麻食品；③ 加強芝麻食品安全性評價的研究，提高產品品質。

目前，中國多數傳統芝麻食品的加工還處于手工操作、缺乏科學指導的階段，產品品質難以控制，少數違法商販為牟取暴利故意以次充好、摻雜使假，這既損害消費者的合法權益，也擾亂了正常的芝麻食品市場競爭環境。因此，傳統芝麻食品現代化是該行業發展的必由之路。通過研制與芝麻食品生產配套的機械設備，并建立科學嚴謹的生產操作規范，是實現傳統芝麻食品生產現代化的重要研究內容。

隨著中國經濟的快速增長，中國居民的生活方式與膳食結構發生了顯著變化。由于生活節奏加快，方便食品將成為中國食品發展必然趨勢。由于不良飲食習慣和缺乏鍛煉造成一些慢性疾病如高血壓、糖尿病、高血脂的患病率上升，進行適當的膳食干預可以預防上述疾病的發生，因而，功能性食品也會有廣闊的市場前景。因此，研究人員在開發芝麻食品時應突出方便性與功能性。

受限于科研力量薄弱，中國開展芝麻食品安全性評價較少。為了給消費者提供放心食品，研究芝麻食品在人體內的代謝、芝麻食品在前處理、生產、流通、銷售、消費等環節的危害因子，以及通過合理的加工方式來消減這些危害，也是今后芝麻食品研究的重要內容。

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