奇亞籽油的品質評價及其在魔芋糕中對小鼠血糖調節(jié)作用的影響

邱曉東，陶寧萍

(上海海洋大學 食品學院，上海，2013061)

奇亞(Chia)為一年生草本植物，屬于唇形科，鼠尾草屬，學名芡歐鼠尾草，主要存在于墨西哥以及美洲地區(qū)[1]。奇亞的種子為奇亞籽，從奇亞籽中可提取奇亞籽油，2014年我國將奇亞籽油作為新型食品配料[2]。奇亞籽油中多不飽和脂肪酸的比例占總脂肪酸的80.4%[3]，顯著高于亞麻和紫蘇。奇亞籽油富含ω-3系列多不飽和脂肪酸，其中主要為α-亞麻酸，α-亞麻酸通過人體代謝能夠生成EPA和DHA，EPA主要有預防心腦血管疾病，抑制癌細胞轉移以及預防腫瘤等作用[4]；DHA則主要有抗炎作用，促進腦部神經發(fā)育的作用[5]，故DHA有“腦黃金”之稱。因此α-亞麻酸能夠對于大腦和神經系統(tǒng)正常運轉，在預防心血管疾病、降低血脂、防癌防腫瘤等方面有重要作用[6]。為豐富奇亞籽油的利用形式，首先通過理化性質與脂肪酸組成與市售亞麻籽油進行比較(目前國內暫無奇亞籽油的質量標準，大多結合亞麻油質量標準[7])，對奇亞籽油進行品質評價。通過對奇亞籽油魔芋糕質構及感官評定評價出奇亞籽油的添加量。并研究奇亞籽油對奇亞籽油魔芋糕的降血糖作用的影響，以期為奇亞籽油新型制品提供經驗或參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

奇亞籽樣品，由上海中福集團有限公司提供，產地澳洲，經WDV55/11 D101LA4型螺旋冷榨機于實驗室制備得到奇亞籽油；橄欖油，特級初榨，市售；亞麻籽油，國標一級，冷榨，市售；火麻油，市售；酪朊酸鈉，福建綠麟食品公司；奇亞籽，購于上海中福公司，經螺旋壓榨后制得奇亞籽油。

1.2 實驗試劑及設備

冰乙酸、無水乙醇、KOH、Na2S2O3、HCl、異辛烷、KI等(分析純)，購自國藥集團化學試劑公司；正己烷(色譜級)、37 種脂肪酸甲酯標準品、十一烷酸甲酯(C11∶0)標準品等，購自上海安譜實驗科技股份有限公司；Thermo TRACE GC ULTRA氣相色譜儀檢測器，安捷倫科技(上海)有限公司；DHG-9140A型電熱鼓風干燥箱，上海慧泰儀器制造有限公司； SK3310HP型超聲波清洗器，上海科導超聲儀器有限公司；精制魔芋粉，購于湖北強森魔芋公司；果膠，購于法國迪吉福公司；k-卡拉膠，購于福建綠麟食品膠體有限公司；酪朊酸鈉，購于億鑫生物科技有限公司；蔗糖(食品級)；WMTL-ZYJ-H榨油機，中山市唯美天麗電器有限公司；Knifetec粉碎機，F(xiàn)OSS公司；RT10高效10點電磁加熱攪拌器，德國IKA公司； TA.XTplus物性測試儀，英國Stable Micro System有限公司； DHG-9140A型鼓風干燥箱，上海躍進醫(yī)療器械有限公司；PL2001-L電子天平，梅特勒-托利多公司；DHR-2動態(tài)流變儀，美國TA公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 理化指標測定

折光指數(shù)：根據(jù)GB/T 5527—2010 動植物油脂折光指數(shù)的方法測定。

碘值：根據(jù)GB/T 5532—2008 動植物油脂碘值的方法測定。

皂化值：根據(jù)GB/T 5534—2008 動植物油脂皂化值的方法測定。

過氧化值：根據(jù)GB 5009.227—2016 食品安全國家標準食品中過氧化值的方法測定。

不皂化物：根據(jù)GB/T 5535.2—2008 動植物油脂不皂化物方法測定。

水分及揮發(fā)物含量：根據(jù)GB 5009.236—2016 動植物油脂水分及揮發(fā)物的方法測定。

不溶性雜質：根據(jù)GB/T 15688—2008 動植物油脂不溶性雜質含量的方法測定。

酸值：根據(jù)LS/T 6107—2012 動植物油脂酸值和酸度測定自動滴定分析儀法測定。

1.3.2 脂肪酸組成分析

根據(jù)GB/T 17377—1998 動植物油脂脂肪酸甲酯的氣相色譜分析。

1.3.3 乳化性能的測定

參考林金鶯等[8-9]方法并稍作修改制備乳化劑溶液5 mL與5 mL奇亞籽油混合后，攪拌30 min(1 000 r/min)，取出倒入10 mL離心管中，離心15 min(10 000 r/min) 后測量油層的體積記為V0，乳化性能的測定計算公式(1)如下[9-10]：

(1)

式中：V0，離心后油層體積，mL。

1.3.4 奇亞籽油魔芋糕基本配方

奇亞籽油魔芋糕基本配方如表1所示。

表1 奇亞籽油魔芋糕基本配方

1.3.5 奇亞籽油魔芋糕制備工藝流程

圖1 奇亞籽油魔芋糕制備工藝流程Fig.1 Preparation process of konjak cake containing chia seed oil

1.3.6 奇亞籽油魔芋糕的感官評價

選擇10名經培訓的感官員，采用綜合感官評分法對奇亞籽油魔芋糕的組織形態(tài)、色澤、風味、黏牙度等進行評價，感官評分標準見表2。

表2 奇亞籽油魔芋糕感官評價標準Table 2 The sensory scoring standard of konjak cake containing chia seed oil

1.3.7 質構分析

將樣品制成2 cm×2 cm×2 cm的正方體塊。

測定參數(shù)：探頭，P/0.5；測試前速度，1.0 mm/s；觸發(fā)力，5.0 g；測試速度，1.00 m/s；測試距離，20.0 mm； 返回速度，5.0 mm/s；測試循環(huán)次數(shù)，2；每個樣品進行6次實驗[12]。

1.3.8 奇亞籽油包埋效果的測定

根據(jù)奇亞籽油魔芋糕生產工藝流程進行小樣制備，通過產品含油量與產品表面含油率的變化關系，得出產品表面含油率出現(xiàn)上升拐點時產品含油量，該點為臨界點，通過臨界點計算該條件下最大載油量的多少。表面含油率的測定方法參照姚翾等[13]表面含油率的測定方法。

1.3.9 奇亞籽油魔芋制品、不含奇亞籽油魔芋制品制備

奇亞籽油魔芋制品,按照本實驗方法制備樣品；不含奇亞籽油魔芋制品,不改變其他基本配方及實驗條件，將等量超純水代替奇亞籽油。

1.3.10 動物實驗

將40只清潔級BALB/C型10周齡雄性小鼠適應性飼喂2周后，挑選出較為健康的32只小鼠隨機分為4組：(1)對照組，提供實驗小鼠正常飼料，定時灌胃生理鹽水；(2)模型組，只提供高糖高脂飼料，定時灌胃生理鹽水；(3)奇亞籽油魔芋制品組，提供高糖高脂飼料，定時灌胃奇亞籽油魔芋糕制品；(4)不含奇亞籽油魔芋制品組，提供高糖高脂飼料，定時灌胃不添加奇亞籽油魔芋制品。

飼喂30 d后，禁食12 h，斷尾取血，分離血清，-20 ℃ 保存?zhèn)溆谩?3)、(4)組灌胃0.6 mL經添加1倍體積水稀釋后的制品，(1)、(2)組灌胃0.6 mL生理鹽水。

1.3.11 生化指標

(1)空腹血糖(FBG)

采用自動血糖儀和血糖試紙檢測血糖，以mmol/L為單位。

(2)血清MDA、SOD活性的測定

超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒、脂質過氧化物丙二醛(MDA)試劑盒，南京建成生物科技公司。

1.3.12 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)使用Excel 2010 和SPSS 22.0 軟件對數(shù)據(jù)進行分析，結果以平均值±標準偏差表示，分析圖均用OringePro 8.5 統(tǒng)計分析軟件進行繪制。

2 結果與分析

2.1 奇亞籽油的理化性質與其他3種植物油的比較

奇亞籽油理化指標測定結果見表3。

表3 市售3種植物油的理化指標測定結果Table 3 Experiment results on physical and chemical propertiesof three kinds of vegetable oil commercially available

從折光指數(shù)來看，奇亞籽油1.481 0，亞麻籽油1.479 5，符合壓榨亞麻籽油一級國家標準；碘值可以在一定程度上反映出油脂的不飽和度以及判定油脂的干性程度[14]，碘值越高，則不飽和雙鍵越多，就越容易被氧化而引發(fā)油脂的酸敗變質[15]。奇亞籽油碘值較高，表明奇亞籽油中含有大量的不飽和脂肪酸；酸值是衡量油脂的品質以及后期精煉程度重要指標之一，酸值越高，則表明油脂精煉程度越低，其品質則越低劣[16]。結果表明奇亞籽油的酸值較低，都符合標準要求，通過酸值的測定表明了奇亞籽油的精煉程度較高，品質較好。過氧化值便可以評估油脂氧化過程中的不穩(wěn)定中間產物——氫氧化物的含量，從而來判斷油脂酸敗程度以及對油脂的品質進行評價，過氧化值越高，油脂酸敗越厲害，品質則越差[17]。由實驗結果得出，奇亞籽油符合質量要求。

2.2 奇亞籽油的脂肪酸組成分析

奇亞籽油脂肪酸含量如表4所示。

表4 奇亞籽油脂肪酸含量(n=3) 單位：g/100g

注：N D表示未檢出。P/S表示多不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值。PUFA，多不飽和自放蒜，下同。

我國引進奇亞籽油時間較晚，國內與奇亞籽油的相關標準尚未出臺，奇亞籽油的特點是富含ω-3系列多不飽和脂肪酸α-亞麻酸，這一點與亞麻籽油的特點相近。由表4的實驗結果可知，螺旋壓榨法制備的奇亞籽油的理化指標滿足GB/T 8235—2008 《亞麻籽油》中壓榨成品亞麻籽油質量指標一級標準，所以本研究參考亞麻籽油的標準，對4種油脂進行脂肪酸檢測分析其脂肪酸含量。奇亞籽油脂肪酸含量和組成如表5所示。

表5 奇亞籽油主要脂肪酸含量及組成 單位：%

注：SFA，飽和脂肪酸；MUFA，單不飽和脂肪酸。

可得奇亞籽油中脂肪酸含量最高的是α-亞麻酸，為59.35%，其次為亞油酸19.59%，再次為油酸9.31%、棕櫚酸7.16%、硬脂酸3.48%，而棕櫚一烯酸、十七烷酸、花生酸、花生一烯酸等含量均不超過0.2%；這個實驗結果與MARINELI等[18]的研究報道較為一致。肪酸性質評價中，多不飽和脂肪酸(PUFA) 與飽和脂肪酸(SFA) 相對含量的比值(PUFA/SFA) 是一個重要的指標。有實驗表明，當PUFA/SFA>2時，植物油有降血脂的功能，并且PUFA/SFA比值越大，油脂降血脂的作用就越明顯[19]。奇亞籽油中PUFA/SFA為7.07。由此可得，奇亞籽油有較好的降血脂作用。本實驗選擇奇亞籽油制備奇亞籽油糕，為此選擇合適的乳化劑并對其乳化特性進行研究。

2.3 奇亞籽油添加量對奇亞籽油魔芋糕品質的影響

奇亞籽油添加量對奇亞籽油糕質構及感官評分的影響結果如表6所示。

表6 奇亞籽油添加量對奇亞籽油糕質構及感官評分的影響Table 6 Effect of chia seed oil content on texture and sensory score ofkonjak cake containing chia seed oil

注:同一列各組無相同字母表示顯著(P<0.05)。下同。

得出一定隨奇亞籽油添加量的增加奇亞籽油魔芋糕的綜合感官評分呈上升趨勢，主要是由于油脂的加入會導致產品的口感由粗糙變得嫩滑[19]，當奇亞籽油添加量超10.0 g/100 g時產品的油膩感增加，綜合感官評分開始下降。所以確定亞籽油添加量10.0 g/100 g。該點的奇亞籽油魔芋糕主要質構質構數(shù)據(jù)為：硬度(231.15±8.84 g)、黏著性(-58.80±4.80)g·s、彈性(0.97±0.01)mm、咀嚼性(217.01±9.12)mJ。

2.4 奇亞籽油包埋效果的測定

奇亞籽油包埋效果結果如圖2所示。

圖2 產品表面含油率Fig.2 Product surface oil content

可以得出產品含油添加量在1～3.5 g時產品表面含油率均維持在7.0%左右，計算得油脂添加量的質量分數(shù)為20%。隨著油脂添加量超過3.5 g后，產品表面含油率迅速增加，說明該濃度下油脂最大質量分數(shù)為20%。添加過多的油脂會造成奇亞籽油的損失。故實驗設計奇亞籽油的添加量為10%是合理的。

2.5 奇亞籽油魔芋糕對高糖高脂飼喂小鼠的血糖調節(jié)作用

2.5.1 小鼠不同飼喂條件下35 d后小鼠的體重變化

飼喂前后各組小鼠的體重變化如表7所示。

表7飼喂前后各組小鼠的體重變化Table 7 Changes in body weight of mice before and after feeding

可知飼喂35 d后，模型組小鼠體重顯著高于其余各組(P<0.05)，表明經飼高糖高脂飼料飼喂的小鼠每天給與一定量奇亞籽油魔芋糕制品及魔芋糕制品后可延緩體重上升速率，一方面可能是由于魔芋中纖維含量較高，可延長小鼠胃排空時間[20]，減少小鼠飼料攝入量，另一方面可能是因為奇亞籽油中的α-亞麻酸經代謝生成的EPA及DHA可以調控脂肪代謝基因，重新分配脂肪代謝，抑制脂質合成[21]；比較奇亞籽油魔芋糕組與不含奇亞籽油魔芋糕，兩者效果無顯著性差異(P>0.05)，但是得出奇亞籽油魔芋組對控制小鼠體重的效果更好，可能該含量下的魔芋葡甘露聚糖的體重控制效果更好。

2.5.2 小鼠不同飼喂條件下35 d后的空腹血糖水平

飼喂前后各組小鼠的血糖變化如表8所示。得出模型組與各實驗組小鼠血糖存在顯著性差異(P<0.05)，一方面是由于魔芋葡甘露聚糖具有較大的吸水膨脹性，黏性較大可在腸道中吸水形成具有黏性的纖維素，延長胃排空時間[22]，另一方面是奇亞籽油中的α-亞麻酸能夠降低人體胰島素的敏感性，降低甘油三酯及脫輔基蛋白水平[23]，降低胰島素受體的抵抗從而加速β-降細胞胰島素的分泌作用來維持血糖的穩(wěn)定[24]；奇亞籽油魔芋制品與不含奇亞籽油魔芋組比，維持血糖穩(wěn)定的效果更好，且兩者間存在顯著性差異(P<0.05)，表明奇亞籽油添加到魔芋糕中能顯著提高其對小鼠血糖水平的調節(jié)作用。

表8 飼喂前后各組小鼠的血糖變化Table 8 Changes in fasting blood glucose in mice before and after feeding

3 結論

本文對奇亞籽油理化性質及脂肪酸組成對比分析及評價,通過理化性質分析發(fā)現(xiàn)，奇亞籽油各項理化指標良好，符合亞麻籽油國家一級壓榨油標準。對奇亞籽油的16種脂肪酸組成分析，飽和脂肪酸總量約為11.20%，以棕櫚酸、硬脂酸、花生酸為主，其中不飽和脂肪酸總量約占88.79%，以油酸、亞油酸、α-亞麻酸為主，其中α-亞麻酸含量最高為59.35%。奇亞籽通過螺旋壓榨技術可制成高品質營養(yǎng)油產品。

制備奇亞籽油魔芋糕顏色呈白色、有一定彈性、軟硬適中、風味獨特。通過小鼠實驗可得，與不含奇亞籽油魔芋糕相比，奇亞籽油魔芋糕對小鼠延緩體重上升、維持血糖平衡的功能更好，可為奇亞籽油及魔芋提供新型的利用方式。但是對病理性小鼠降血糖效果未做研究，在后續(xù)的研究過程中可對此進行探討。