不同儲存條件對濃香花生油風味及綜合品質的影響

鄧金良，劉玉蘭,*，王小磊，陳 寧，宋立里

（1.河南工業(yè)大學糧油食品學院，河南 鄭州 450001；2.河南工大設計研究院，河南 鄭州 450001；3.山東金勝糧油集團有限公司，山東 臨沂 276600）

中國是世界食用植物油生產和消費第一大國，年食用植物油消費量超過3 400萬 t[1]。其中香味油脂（濃香花生油、芝麻香油、濃香菜籽油、濃香葵花籽油、濃香亞麻籽油等）生產消費量超過300萬 t，約占食用植物油消費的10%以上[2]。在食用植物油生產、產品儲存和流通過程中，如何延長保質期且在保質期內實現(xiàn)油品保鮮始終是行業(yè)關注的問題。食用植物油保質保鮮儲存是一項較為復雜和困難的工作，因為植物油中含有大量的不飽和脂肪酸，氧化穩(wěn)定性差，易受儲存溫度、空氣中氧氣、光線、水分和微量金屬離子等影響而發(fā)生氧化酸敗，輕度氧化酸敗的油脂其營養(yǎng)品質和風味變差，重度氧化酸敗的油脂其安全品質更是嚴重劣變[3]，以致不能再作食用，這會給企業(yè)、行業(yè)和國家的經(jīng)濟效益和社會效益造成損害（目前我國食用植物油自給率不足32%[2]）。

為了避免和延緩食用植物油的氧化酸敗，油脂科研工作者多年來持續(xù)進行相關研究工作，并取得一定成效[4-6]。目前，在油脂儲存過程添加抗氧化劑是最常用的方法[7-8]，但合成抗氧化劑及其分解產物的安全性在近年受到重新認知和評價[9-12]。為避免合成抗氧化劑帶來的安全問題，充氮儲存成為近年來廣受行業(yè)認可的一種綠色儲油技術[6,13-14]。但充氮儲油效果也受到儲存溫度、充氮程度、氮氣純度等因素的影響。在以往的儲油效果評價中主要是考察油脂的品質指標（影響保質期的指標）是否在國家標準限量之內，并不對油脂營養(yǎng)成分和風味等綜合品質（即保鮮效果）進行評價。然而，隨著人們對食用油消費需求水平的提高，生產經(jīng)營者應為消費者提供更為優(yōu)質的食用植物油產品，尤其是營養(yǎng)成分豐富且具有特有風味的油脂產品。而食用植物油的這些品質隨其儲存條件不同和儲存期延長究竟會發(fā)生如何變化，還鮮有研究報道。

濃香花生油是我國居民喜愛的具有獨特濃郁香味的食用油[15]，對高品質花生油的品質評價不僅要滿足GB/T 1534—2017《花生油》中的品質標準，其感官風味也是重要的評價項。本實驗以我國市場上銷量最大的香味油脂——濃香花生油為實驗原料，專門設計制作與實際儲油一致的鋼制儲油罐，不同油罐分別用于不同條件下濃香花生油的儲存實驗，包括常規(guī)的無任何輔助技術的自然儲存、添加叔丁基對二苯酚（tertiary butylhydroquinone，TBHQ）儲存、充氮氣儲存3 種儲油方式，儲存期18 個月（一般食用植物油的標稱保質期為18 個月），定期取油樣檢測酸價、過氧化值及VE、甾醇含量，并采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯(lián)用（headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）儀及氣相色譜-嗅聞（gas chromatography-olfactometry，GC-O）儀對花生油中揮發(fā)性風味成分進行定量檢測和風味評價，研究不同儲存條件對濃香花生油風味及綜合品質的影響，為食用植物油行業(yè)保質保鮮儲油技術的發(fā)展提供支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

一級壓榨濃香花生油（未添加任何抗氧化劑）購于龍大植物油（開封）有限公司。

TBHQ（純度≥99.0%） 廣東省食品工業(yè)研究所；高純氮氣（純度≥99.999%） 河南科益氣體有限公司；α-、γ-、β-、δ-生育酚，α-、γ-、β-、δ-生育三烯酚標準品（純度≥95.0%） 美國Sigma-Aldrich公司；β-谷甾醇（純度99.5%）、豆甾醇（純度95.0%）、菜油甾醇（純度99.5%）、膽固醇（純度99.0%）、5α-膽甾烷醇（純度≥95.0%） 美國Sigma公司；N,O-雙三甲基硅基三氟乙酰胺+1%三甲基氯硅烷 瑞士Fluka公司；正己烷（色譜純） 美國VBS公司；其他均為分析純。

1.2 儀器與設備

7890B-5975B GC-MS儀、HP-5毛細管柱 美國安捷倫科技有限公司；e2695型高效液相色譜儀（含熒光檢測器） 美國Waters公司；C200嗅聞儀 德國Gerstel公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司；NH2柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）大連依利特公司；KQ3200DE型數(shù)控超聲波清洗器昆山市超聲儀器有限公司；YA200R高端智能溫度記錄儀上海亞度電子科技有限公司；Byes-02-25氧氣測定儀（量程0～25% VOL） 上海邦億精密量儀有限公司。

鋼制儲油罐（不銹鋼材質，單罐容量200 kg，配置有充氮裝置和自動測溫儀，可實時監(jiān)測記錄油溫變化）購自鄭州四維糧油工程技術有限公司。

1.3 方法

1.3.1 花生油的儲存和取樣

取新鮮生產（3 d之內，以保證原始風味和品質）的一級濃香花生油，分別裝入3 個儲油罐中，每個油罐裝油180 kg，3 個油罐的儲存條件分別為常規(guī)儲存（未添加抗氧化劑、未充氮）、添加TBHQ儲存（添加量為油質量的0.02%）、充氮儲存（保持油脂中氧氣體積分數(shù)不超過5%），儲油罐放置于室外自然環(huán)境。每月從3 個油罐中各取油樣250 mL，用于各指標的檢測。

1.3.2 揮發(fā)性風味成分的測定

花生油中揮發(fā)性風味成分測定采用GC-MS法，具體參照安駿[16]、史文青[17]、劉曉君[18]等的方法。

SPME條件：稱取5 g油置于20 mL頂空瓶中，70 ℃恒溫平衡30 min，將老化好的固相微萃取頭插入頂空瓶，吸附40 min后取出萃取頭立即插入GC進樣口，解吸3 min。GC條件：不分流模式進樣；進樣口溫度250 ℃；載氣為氦氣（純度≥99.999%）；恒流模式，流速1.0 mL/min；升溫程序：40 ℃保持3 min，隨后以4 ℃/min速率升至230 ℃，保持8 min。MS條件：離子源溫度230 ℃；傳輸線溫度240 ℃；電子轟擊（electron impact，EI）離子源；電子能量70 eV；m/z30～500。定性定量分析：將檢測的各組分質譜信息與NIST質譜庫進行匹配定性，僅報道正反匹配度均大于80（最大值100）的結果。除去儀器自身帶有的揮發(fā)性硅烷類雜質，各種化合物的相對含量采用峰面積歸一化法計算。

GC-O：使用Gerstel ODP-3評價香氣物質的風味特征，傳輸線溫度180 ℃，輸出口溫度200 ℃，揮發(fā)性成分在MS端和GC-O儀中以1∶1分流，GC-O儀接口溫度為200 ℃。經(jīng)過專業(yè)培訓的人員通過嗅聞探口評價香氣物質的風味特征，同時記錄保留時間。

1.3.3 風味的感官評價

花生油風味感官評價參照劉曉君[19]的方法，選擇10 名經(jīng)過培訓的感官評價員，對花生油中的堅果味、烘烤味、甜味、青草味、酸敗味、油脂味等特征風味及風味強度進行嗅聞評價，氣味強度以9點標度法表示（其中1～9表示極弱～極強），記錄各感官評價員的評價結果，結果以風味輪形式呈現(xiàn)。

1.3.4 甾醇和VE含量的測定

甾醇含量測定參照GB/T 25223—2010《動植物油脂 甾醇組成和甾醇總量的測定 氣相色譜法》、姜紹通等[20]的方法。取2 mg/mL的內標物1 mL置于50 mL平底燒瓶中，氮吹干，取適量油脂進行皂化，用乙醚提取不皂化物并水洗至中性，旋轉蒸發(fā)出溶劑，點板后刮出甾醇帶，用乙醚萃取，旋轉蒸干后進行衍生并用氮氣吹干；衍生物經(jīng)正己烷溶解后經(jīng)0.22 μm濾膜進入進樣瓶，待GC分析。GC條件：采用HP-5毛細管柱；進樣口溫度300 ℃；載氣為高純氮氣；分流比20∶1；流速1.0 mL/min；升溫程序為285 ℃保持30 min，以10 ℃/min的速率升溫至300 ℃，保持5 min；氫火焰離子化檢測器檢測器溫度360 ℃；進樣量1 μL。

VE含量測定參照GB/T 26635—2011《動植物油 生育酚及生育三烯酚含量測定 高效液相色譜法》和溫運啟等[21]的方法。取0.50 g油于10 mL棕色容量瓶中，用正己烷定容，經(jīng)0.22 μm有機濾膜過濾后，用高效液相色譜儀測定。流動相為正己烷-異丙醇（99∶1，V/V），流速0.8 mL/min，進樣量10 μL，柱溫40 ℃，2475熒光檢測器，激發(fā)波長298 nm，發(fā)射波長325 nm。

1.3.5 花生油儲存品質的測定

酸價測定參照GB 5009.299—2016《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》；過氧化值測定參照GB 5009.227—2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

每組做3 次平行實驗，結果取平均值，采用SPSS軟件對結果進行單因素方差分析，采用Origin軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 花生油儲存期間的溫度變化

由圖1可知，花生油在儲藏的初期，即儲當年（2018年）2—4 月，儲油罐中的平均油溫低于2 0 ℃，夏季6—9月平均油溫約30 ℃，最高溫度接近40 ℃。儲存溫度是影響油脂氧化酸敗和綜合品質的重要因素，一般情況下油溫每升高10 ℃，其氧化速率會提高一倍[22]。油溫的升高也一定會對其風味和營養(yǎng)成分含量造成影響[23]。

圖 1 儲存期間花生油的溫度變化Fig. 1 Changes in peanut oil temperature over 18 months between 2018 and 2019

2.2 不同儲存條件對花生油中揮發(fā)性風味成分的影響

表 1 不同儲存條件和不同儲存期間花生油中揮發(fā)性風味成分的種類及相對含量Table 1 Effects of different storage conditions on types and relative contents of volatile compounds in peanut oil

從表1可以看出，本實驗中濃香花生油樣品中共分離鑒定出9 類64 種揮發(fā)性成分，分別為吡嗪類20 種、醛類17 種、呋喃類2 種、吡咯類2 種、酮類9 種、醇類8 種、酸類3 種、酚類1 種、酯類1 種和其他（叔丁基對苯醌）1 種。吡嗪類和醛類物質是花生油最主要的兩大揮發(fā)性風味成分，二者占到揮發(fā)性風味成分總量的一半以上，應該是構成濃香花生油的基礎香味，這與文獻[24]報道的基本一致，李淑榮等[25]對烘烤花生關鍵風味化合物的研究也顯示出基本相同的結果。在揮發(fā)性風味成分中吡嗪類物質相對含量為36.42%，共20 種，其中2,5-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪和2-乙基-5甲基吡嗪相對含量分別為12.28%、6.42%、4.37%，是吡嗪類中的主要成分，吡嗪類物質作為美拉德反應的中間產物，呈現(xiàn)出烤香、類堅果香和烘焙香的風味特征[26-27]，是濃香花生油最具代表性的特征風味成分；醛類物質相對含量為23.82%，有17 種，其中具有甜香氣味的苯乙醛[28]相對含量高達9.23%；酸類物質相對含量為20.32%，共3 種，酸類物質的來源比較復雜，可能由長鏈的脂肪酸裂解而來，但酸類物質的閾值很高，對濃香花生油香味的貢獻不大[29]。醇類物質相對含量為11.73%，共8 種，這些成分大多呈現(xiàn)青草、蘑菇等香氣，一般呈現(xiàn)使人愉悅的氣味，但也呈現(xiàn)刺激性氣味。醛、酮、酸、醇、酯類化合物主要是油脂氧化分解產生的，如己醛、壬醛、苯甲醛、正己醇等，這些化合物對油脂風味起著重要作用，呈現(xiàn)脂香味和刺激性風味[30]。

不同條件儲存的花生油中揮發(fā)性成分的變化規(guī)律不同，3 種儲存條件花生油中吡嗪類物質相對含量隨儲存時間的延長呈現(xiàn)明顯減少的變化趨勢，這與文獻[31]的研究結果基本一致，儲存18 個月時，常規(guī)儲存花生油中吡嗪類物質的損失最多（相對含量降低至16.33%），添加TBHQ儲存、充氮儲存的花生油中吡嗪類物質相對含量分別降低至21.92%、27.02%。這說明添加TBHQ和充氮在一定程度上起到了花生油風味保鮮的作用。3 種儲存條件花生油中醛類物質相對含量隨儲存時間的延長大體呈現(xiàn)顯著增加的趨勢（P＜0.05），至18 個月時，常規(guī)儲存花生油中醛類物質增加最多（相對含量增加了24.61%），添加TBHQ儲存、充氮儲存的花生油中醛類物質相對含量分別增加了2.26%、17.52%。這說明添加TBHQ和充氮可以有效延緩花生油中醛類氧化物的生成。但儲存至18 個月時，常規(guī)儲存、添加TBHQ儲存和充氮儲存組花生油中苯乙醛相對含量從9.23%分別減少至0.83%、0.98%、1.23%，結合感官嗅聞儀結果，顯示樣品已失去了濃香花生油的原有濃郁香味；同時有部分小分子醛類物質相對含量發(fā)生了明顯變化，如己醛、戊醛、壬醛、甲苯醛相對含量隨時間延長而逐漸增多，尤其是作為表征油脂氧化程度的己醛[32]相對含量明顯升高，這3 種花生油中己醛相對含量分別是初始值的6.40、2.08、4.37 倍。此外，其他小分子的酮類、醇類、酸類及脂類等初始相對含量較少，在儲存過程中相對含量或略有增加或變化不大，推測這些成分對花生油儲存過程中風味變化的影響較小。

值得注意的是，添加TBHQ儲存的花生油中檢測出TBHQ氧化分解形成的揮發(fā)性成分叔丁基對苯醌[9-12]，且相對含量隨儲存時間延長而增加，儲存18 個月后，其相對含量為22.55%，叔丁基對苯醌具有一定的毒性[33-34]，對花生油的安全和風味均會造成不良影響。因此，雖然添加TBHQ儲存能使花生油特征風味物質損失減慢，但其產生的有害成分卻抵消了它的積極影響。相比之下，充氮儲油更為綠色和安全。

2.3 不同儲存條件對花生油感官評價的影響

對花生油進行GC-O嗅聞，能感覺到2,5-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪分別呈現(xiàn)堅果味、烘烤花生味、堅果香味；苯甲醛、壬醛、苯乙醛、己醛分別呈現(xiàn)苦杏仁味、爛青草味、甜香味、臭味；1-辛稀-3-醇、正己醇、正戊醇以及正戊基呋喃分別呈現(xiàn)蘑菇味、刺激味、青草味以及青豆味；但未感受到酮類物質的風味，這可能是因為酮類物質相對含量較低未達到氣味閾值[35]。根據(jù)對花生油中主要風味成分進行GC-O嗅聞的感官描述以及感官評價得分制作的風味輪如圖2所示。

圖 2 經(jīng)不同條件儲存的花生油感官評價的風味輪Fig. 2 Flavor profile of peanut oil under different storage conditions

由圖2可以看出，隨儲存時間的延長，花生油的總體風味強度逐漸減弱。經(jīng)6 個月儲存，3 種花生油的總體風味、堅果味、烘烤味、甜香味等強度明顯降低，酸敗味有所增強，尤其是常規(guī)儲存花生油的總體風味得分最低，酸敗味得分最高；充氮花生油的總體風味、堅果味、烘烤味、甜香味得分最高，幾乎無酸敗味；添加TBHQ花生油總體風味得分與充氮花生油接近，堅果味、烘烤味以及甜香味得分略小于充氮花生油。這與表1中吡嗪類、苯乙醛、己醛等揮發(fā)性成分的變化趨勢相對應。說明充氮、添加TBHQ均能夠有效延緩花生油風味物質損失，達到保質保鮮的目的。儲存時間延長至18 個月后，3 種花生油的總體風味、堅果味、烘烤味、甜香味強度繼續(xù)降低，酸敗味顯著增強，此時花生油特征風味物質損失嚴重，酸敗程度加速。

2.4 不同儲存方式對花生油酸價和過氧化值的影響

由圖3A可見，從儲存當年的2—4月，3 種花生油的酸價升高均很緩慢，4月之后，隨氣溫升高，3 種花生油的酸價均持續(xù)升高，其中常規(guī)儲存花生油的酸價升幅最大，儲存至次年4月之后，隨溫度回升，3 種花生油的酸價再次快速升高。添加TBHQ儲存和充氮儲存均能有效延緩花生油酸價上升。至18 個月儲存結束時，常規(guī)儲存、添加TBHQ儲存、充氮儲存的花生油酸價從初始的0.84 mg/g分別升高至1.03、0.92、0.94 mg/g，依據(jù)GB/T 1534—2017《花生油》中壓榨一級花生油酸價不高于1.5 mg/g的限量標準，3 種花生油的酸價均未超出國家標準限量。

從圖3B可以看出，經(jīng)18 個月的儲存，常規(guī)儲存花生油的過氧化值升幅最大，尤其在儲存當年4月之后，隨油溫升高其過氧化值急劇上升，9 月到次年4月，油溫較低，過氧化值升幅也較為平緩，次年4月份之后隨溫度回升過氧化值又開始急劇上升，儲存5 個月時（2018/07），過氧化值已經(jīng)超出GB/T 1534—2017中6.00 mmol/kg的限量；添加TBHQ花生油的過氧化值升幅最小，在1 8 個月的儲藏過程中，過氧化值（1.25～2.87 mmol/kg）均未超出國家標準限量；充氮儲存的花生油在當年5月之后，過氧化值逐漸升高，至儲存11 個月時（2019/01）超出國家標準限量。可見，TBHQ的抗氧化效果最好，充氮也可以有效延緩花生油的氧化進程。以過氧化值作為評價指標，3 種花生油的保質期排序為：添加TBHQ儲存組（大于18 個月）＞充氮儲存組（10 個月）＞常規(guī)儲藏組（4 個月）。

2.5 不同儲存方式對花生油中VE和甾醇含量的影響

由圖4A可知，初始花生油中VE含量為469.84 mg/kg，有3 種生育酚組分，其中α-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚相對含量分別為53.2%、30.6%、16.2%，這與溫運啟等[21]的研究結果一致。由圖4A可知，隨著儲存時間的延長，3 種花生油中VE含量呈明顯的持續(xù)下降，下降幅度為：常規(guī)儲存＞充氮儲存＞添加TBHQ儲存。在儲存的前11 個月（2019/01），添加TBHQ儲存組、充氮儲存組花生油中VE含量下降趨勢無明顯差別，11 個月之后，充氮儲存組中VE含量降幅明顯大于添加TBHQ儲存組。經(jīng)過18 個月儲存，常規(guī)儲存組、添加TBHQ儲存組、充氮儲存組花生油的VE含量分別降至285.30、325.92、310.28 mg/kg，損失率分別為39.28%、30.63%、33.96%；相對于常規(guī)儲存組花生油，添加TBHQ儲存組、充氮儲存組VE含量的損失率分別減少了8.65%、5.32%。

圖 4 不同條件儲存期間花生油中VE（A）、甾醇（B）含量的變化Fig. 4 Changes in VE (A) and sterol (B) contents in peanut oil during storage under different conditions

由圖4 B 可知，初始花生油中總甾醇含量為263.27 mg/100 g，包括菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇、谷甾烷醇4 種組分，相對含量分別為15.4%、9.8%、63.2%和11.6%。經(jīng)18 個月的儲存，3 種花生油中甾醇含量均呈現(xiàn)緩慢下降趨勢，其中常規(guī)儲存組花生油中甾醇含量變化幅度最大，充氮及添加TBHQ儲存組花生油中甾醇損失較為緩慢。與VE相比，常規(guī)貯藏過程中甾醇含量下降緩慢，說明甾醇在常規(guī)儲存條件下性質穩(wěn)定不易分解[36]。在儲存的18 個月過程中，常規(guī)儲存組、添加TBHQ儲存組、充氮儲存組花生油的甾醇含量從263.27 mg/100 g分別降至195.05、207.49、210.41 mg/100 g，損失率分別為25.91%、21.19%、20.08%，相對于常規(guī)儲存花生油，添加TBHQ、充氮儲存的花生油中甾醇的損失率分別減少了4.72%、5.83%。

3 結 論

濃香花生油中共分離鑒定出9 類64 種揮發(fā)性風味成分，其中吡嗪類20 種、醛類17 種、呋喃類2 種、吡咯類2 種、酮類9 種、醇類8 種、酸類3 種、其他3 種。吡嗪類和醛類是濃香花生油中最主要的兩大類揮發(fā)性風味成分，二者占揮發(fā)性風味成分總量的一半以上，這兩類揮發(fā)性風味成分構成了濃香花生油特有的堅果香味、燒烤味、甜香味等基礎風味。與常規(guī)儲存相比，添加TBHQ、充氮儲存能減少吡嗪類物質相對含量的降低和醛類物質相對含量的增加，起到對花生油風味保鮮的作用，在儲存18 個月的過程中使VE的損失率分別減少8.65%、5.32%，甾醇損失率分別減少4.72%、5.83%。經(jīng)過18 個月的儲存，3 種花生油的酸價始終低于國家標準限值，但常規(guī)儲存組花生油和充氮儲存組花生油的過氧化值分別在5 個月和11 個月超出國家標準限值。此外，添加TBHQ儲存的花生油中檢測出揮發(fā)性有害成分叔丁基對苯醌，因此，相比之下充氮儲存組花生油的安全性更好。