基于GC-IMS 技術分析五種市售不同工藝油莎豆油理化品質與風味差異

牛志雅，王亞杰，張高虔，萬一來，劉文玉, ，魏長慶,

（1.農業農村部特色農產品加工與質量安全控制重點實驗室（部省共建），石河子大學食品學院，新疆石河子 832000；2.食品營養與安全控制兵團重點實驗室，石河子大學食品學院，新疆石河子 832000）

油莎豆油指由油莎豆果實塊莖部位壓榨得到的植物油。油莎豆油色澤鮮明，有堅果的香味，維生素E 和不飽和脂肪酸含量較高，其中單不飽和脂肪酸油酸含量高達50%～70%遠高于大豆油[1-2]。油莎豆油品質可與橄欖油相媲美，其獨特的堅果香氣引起學者們的興趣[3]。食用植物油是人們維持機體正常工作不可或缺的營養素[4]。它不僅為消費者的身體提供營養，還可以增加食物的色澤、香氣與風味。風味通常決定了食物獨特的感官特征，對食物的營養價值和新鮮度十分重要。目前對于油莎豆油的研究大多集中于對其提取工藝的探索[5-7]，但對油莎豆油揮發性化合物組成及特點研究甚少，而油脂的生產工藝對其風味形成有著重要影響。近年來，提取工藝對油脂風味的影響研究引起學者們的廣泛關注：蔣凌燕等[8]對比了鮮榨、閟制和超臨界萃取三種不同工藝制備藤椒油對風味的影響，發現麻味成分含量和揮發性風味成分的種類及相對含量存在差異；周易枚等[9]通過對比水代法與壓榨法加工工藝生產的芝麻油中的揮發性物質，發現從水代法生產的芝麻油中鑒定出61 種主要揮發性風味物質，相比于壓榨一級芝麻油中揮發性風味物質較多；夏純鳳等[10]通過對比熱榨與濕法制油對茶籽油風味成分的差異，發現二者差異源自于醛類與醇類物質的種類及含量。市售油莎豆油的風味是其吸引消費者的最直觀的特征之一。而市售油莎豆油制備工藝種類繁多，加工工藝與風味成分的研究鮮有報道，油莎豆油的關鍵風味物質以及不同工藝油莎豆油的風味差異尚不清楚，這一定程度上阻礙了油莎豆油產業的發展，使其相較于大宗植物油產業發展緩慢。

目前植物油揮發性化合物的檢測技術種類多樣，其中氣相色譜-離子遷移譜分析技術是近年來新興起的一種揮發性化合物檢測手段，其原理是基于不同離子在電場中的遷移速度差異來鑒定化學離子物質的分析技術，是一種快速、方便、低成本的分析方法[11]。隨著氣相色譜-離子遷移譜技術的快速發展，其在食品領域的應用也逐漸演進，可用于對油脂揮發性風味物質檢測與鑒定[12-16]，但是有關油莎豆油氣相色譜-離子遷移譜技術的相關研究未見報道。

綜上，本研究采用氣相色譜-離子遷移譜（GCIMS）分析技術并聯用主成分分析法，對五種市售不同工藝油莎豆油的揮發性物質進行對比分析，并通過Pearson 相關性分析確定不同工藝條件下油莎豆油的理化特性與關鍵香氣成分之間的聯系。本研究旨在通過一種特異性、便捷的方法來鑒定并尋找不同工藝油莎豆油風味的差異性，為油莎豆油生產工藝、風味研究、精深加工等相關研究提供一定的理論研究基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

油莎豆油 市售（品種均為“中油莎1 號”），市售不同工藝油莎豆油相關信息如表1 所示，所有油莎豆油樣品在4 ℃保存；95%冰乙酸、三氯甲烷、乙醇、異辛烷溶液 均為分析純，天津市風船化學試劑科技有限公司；酚酞、氫氧化鈉、碘化鉀、硫代硫酸鈉、無水硫酸鈉、可溶性淀粉、茴香胺試劑 天津市致遠化學試劑有限公司。

表1 市售油莎豆油樣品相關信息Table 1 Relevant commodity information of tiger nut oil samples

XB 220A 型分析天平 上海精若科學儀器有限公司；FlavourSpec?風味分析儀、MXT-5 色譜柱（15 m×0.53 mm，1 μm）德國G.A.S 公司；XD 110 色差儀 上海現代環境有限公司；B250 智能數顯恒溫油水浴鍋 上海予卓儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 油莎豆油理化指標的測定 色度值L*、a*、b*值由XD 110 色差儀直接測定；酸價、過氧化值和p-茴香胺值均按照國標GB 5009.229-2016《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》、GB 5009.227-2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》、GB/T 24304-2009《動植物油脂 茴香胺值的測定》測定。

1.2.2 GC-IMS 測定 采用配備自動頂空進樣器的GC-IMS 風味分析儀對不同工藝的油莎豆油揮發性化合物進行分析。設置自動頂空進樣器的進樣體積500 μL，孵育時間為15 min，孵育溫度為80 ℃，進樣針溫度為85 ℃，孵化轉速為500 r/min。氣相離子遷移譜采用色譜柱（MXT-5，15 m×0.53 mm，1 μm）。色譜柱溫度設定為60 ℃，載氣為N2（純度≥99.999%），載氣流速設定為：2 mL/min，總運行時間為20 min。設置IMS 溫度為45 ℃，漂移氣體為N2（純度≥99.999%），漂移氣體流速為150 mL/min，總運行時間為20 min。每個樣品重復進行三次。揮發性化合物采用NIST 11 保留指數數據庫的標準質譜圖對獲得的譜圖進行串聯檢索和人工解析，通過二維正交進行定性分析；以C4～C9的正構酮為外標物，計算各化合物的保留指數，用作輔助定性；最后，采用面積歸一法計算不同組分的峰面積占總峰面積的比值，表示為不同揮發性化合物的相對含量[17]。保留指數（Retention Index，RI）計算公式如下[18]：

式中：RI 表示待測組分的保留指數；TRx表示為待測組分的保留時間，s；n 和n+1 分別表示為外標物的碳原子數；TRn＜TRx＜TRn+1。

1.2.3 相對香氣活力值的計算 相對氣味活力值（Relative Odor Activity Value，ROAV）通常被用于評價物質中的關鍵揮發性化合物。本研究中參考符成剛等[19]確定關鍵風味化合物的方法，定義對樣品風味貢獻最大的揮發性化合物組分的ROAVmax=100，分別計算各個揮發性化合物的相對氣味活度閾值，具體計算公式如下：

式中：ROAV 表示揮發性化合物的相對氣味活度閾值；Ti與Ci分別表示感覺閾值與各個物質的相對含量，%；Tmax與Cmax分別表示對樣品風味貢獻最大的組分的感覺閾值與相對含量，%。若ROAV≥1，則表明該揮發性化合物為關鍵風味物質，且ROAV值越大，表明對總體風味的構建貢獻越大；若0.1≤ROAV＜1，則說明該物質對整體風味具有一定的修飾作用。

1.3 數據處理

所有數據均測量三次，表示為平均±標準差。采用SPSS 統計軟件（IBM Watson Analytics，北京，中國）對數據進行單因素方差分析（ANOVA），樣本間多重比較采用Duncan 檢驗（P＜0.05）。采用Origin 2021（Originlab，美國）、VOCal 分析軟件和儀器自帶插件進行定性定量分析與繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同工藝對油莎豆油理化指標的影響

2.1.1 不同工藝對油莎豆油色澤的影響 色澤是評價油脂品質的重要指標之一，不同工藝對油莎豆油色澤的影響如圖1 所示。L*、a*、b*分別表示色度值中的亮度、紅綠和黃藍值。不同工藝油莎豆油L*和a*值變化均不顯著（P＞0.05），而b*值具有顯著性差異（P＜0.05），其中物理壓榨法所得油莎豆油與熱榨法所得油莎豆油的b*值顯著增加（P＜0.05），分別為55.50±4.23 和47.82±5.31。造成這一現象的原因可能是高溫與機械熱致使壓榨過程中蛋白質與碳水化合物發生美拉德反應產生了深棕色物質[20]。

圖1 不同制備工藝對油莎豆油色澤的影響Fig.1 Effects of different pressing processes on the color of tiger nut oil

2.1.2 不同工藝對油莎豆油氧化指標的影響 如圖2所示，不同工藝的油莎豆油的氧化指標差異較大。油酸價范圍為0.07～3.20 mg KOH/g。其中熱榨工藝油莎豆油樣品酸價最高，其次為物理壓榨與高壓冷榨工藝油莎豆油。冷榨工藝油莎豆油酸價最低，為0.07±0.02 mg KOH/g。冷榨工藝與亞臨界萃取工藝均對油莎豆油酸價無顯著差異（P＞0.05）。不同工藝油莎豆油的過氧化值可以反映初級氧化產物氫過氧化物的含量，進而反映油脂的氧化程度[21]。由圖2 可知，物理壓榨工藝油莎豆油的過氧化值最高（0.148 g/100 g），冷榨工藝所得油莎豆油過氧化值最低（0.079 g/100 g），表明物理壓榨工藝所得油莎豆油初級氧化產物含量較高，較其他工藝相比氧化程度更高，與其他工藝相比具有顯著差異（P＜0.05），這可能是由于物理壓榨工藝中產生的熱量導致油脂氧化較強。p-茴香胺值可以反映油脂氧化過程中次級氧化產物含量的變化，進而反映油脂的理化品質[22]。如圖2 所示，物理壓榨工藝與熱榨工藝所得油莎豆油具有更高的p-茴香胺值，分別為4.20±0.12 和4.86±0.15，而高壓冷榨工藝所得油莎豆油的p-茴香胺值最低（1.35±0.13），這可能是由于熱榨工藝中高溫與物理壓榨法中擠壓的剪切應力、壓力等作用力產生的熱量，促使油莎豆油中氫過氧化物分解，導致醛、酮、酸等次級氧化產物生成，進而影響p-茴香胺值的不同。而高壓冷榨工藝和冷榨工藝所得油莎豆油p-茴香胺值顯著性差異（P＜0.05），但是這兩種工藝所得油莎豆油氧化程度仍處于較低水平，表明高壓可能對油脂氧化有一定影響。

圖2 不同工藝對油莎豆油氧化指標的影響Fig.2 Effects of different processes on oxidation index of tiger nut oil

2.2 不同工藝對油莎豆油揮發性風味物質的影響

2.2.1 不同工藝油莎豆油GC-IMS 地勢圖與俯視圖分析 采用GC-IMS 技術分析不同工藝油莎豆油中揮發性化合物的差異，地勢圖如圖3a 所示，x 軸為離子遷移時間（ms），y 軸為保留時間（s），z 軸為離子峰強度。可以看出，三維地勢圖中分布的離子峰表示不同工藝油莎豆油樣品的揮發性化合物，分布規律較為相似，但是位置與峰強度差異較大。

圖3 不同工藝油莎豆油揮發性物質的3D 地勢圖（a）和俯視圖（b）Fig.3 3D topography (a) and top view (b) of volatile substances in tiger nut oil with different processes

不同工藝油莎豆油的俯視圖如圖3b 所示。GCIMS 俯視圖譜是通過對離子遷移時間和反應離子峰（Reaction Ion Peak，RIP）位置進行歸一化處理得到。整個圖譜以藍色為背景，橫坐標表示離子遷移時間（ms），縱坐標表示保留時間（s），橫坐標于1.0 處的紅色豎線為RIP 峰。在GC-IMS 中檢測到的單個揮發性物質，單獨分布在反應離子峰右側。離子峰的強度用圖中點顏色的深淺表示，白色表示強度較低，紅色表示強度較高，顏色越深表示離子峰強度越高。可以看出，不同工藝油莎豆油揮發性有機物在俯視圖中由于保留時間、漂移時間和離子峰強度的不同，導致所形成的點位置與顏色深淺不同，不同工藝油莎豆油中揮發性有機物成分差異顯著。

從圖3b 可以看出，大部分揮發性化合物的信號處于保留時間100～600 s 之間，但是個別揮發性化合物信號保留時間處于500～1200 s 之間，這可能是由于這些化合物具有更低的極性，導致這些揮發性成分在非極性柱上保留時間比極性化合物長[23]。GC-IMS俯視圖從俯視角度直觀地觀測到五種樣品在俯視圖中離子峰形成的光斑具有一定差異性。物理壓榨法與熱榨工藝所得油莎豆油風味物質較為豐富，這是由于在物理壓榨與熱榨工藝制備的油莎豆油誘導醛、酮、酸等其他次級氧化產物的產生，與周靖等[24]熱榨工藝番茄籽油具有較高含量揮發性化合物的結果相似。

2.2.2 不同工藝油莎豆油揮發性物質指紋圖譜分析不同工藝油莎豆油樣品中揮發性物質指紋圖譜如圖4 所示。由圖4 可知，在不同工藝油莎豆油樣品中，通過GC-IMS 共檢測到96 種揮發性有機物，其中76 種被鑒定，包括酯類12 種、醇類16 種、醛類29 種、酮類9 種、酸類5 種、呋喃類3 種、吡嗪類1 種、硫類1 種。

圖4 不同工藝油莎豆油揮發性物質指紋圖譜Fig.4 Fingerprint of volatile compounds in tiger nut oil with different processes

結果表明，不同工藝油莎豆油樣品被直觀地區分（圖中所示A、B、C、D、E 區域），而F 區為五種不同工藝油莎豆油揮發性物質離子峰強度均處于較高水平的區域。圖4 中A、B、C、D、E 分別表示物理壓榨、熱榨、亞臨界萃取、高壓冷榨和冷榨工藝制得油莎豆油各自揮發性物質離子峰強度較為突出的區域。其中，熱榨（B）與冷榨（E）工藝所得油莎豆油的揮發性有機物更為豐富，熱榨油莎豆油中（E,E）-2,4-庚二烯醛、（E）-2-辛烯醛、壬醛、2-十一烯醛、（E）-2-壬烯醛、（E）-2-己烯醛、（E）-2-庚烯醛、（E）-2-庚二烯醛、（E）-2-戊烯醛、3-甲基丁醛、庚醛、3-戊酮、2-乙酰呋喃、甲基吡嗪、2-甲基乙酸丙酯、乙酸丁酯、3-乙酸甲酯、己酸乙酯、糠醛、苯乙醛、戊基呋喃、庚基呋喃、2-丁酮、1-烯-3-辛醇、3-甲基-1-丁醇和苯甲酸甲酯的離子峰強度呈現出較強的信號，而冷榨油莎豆油中3-辛酮、2-戊酮、二甲基二硫、苯乙醇、丁內脂、乙酸乙酯、丁醛、戊醛呈現出較強的離子峰強度信號。重疊部分F 表示五種不同工藝樣品共有揮發性物質離子峰強度相對顯著的區域，主要有苯甲醛、乙酸、2-丙酮和正己醛。

2.2.3 不同工藝油莎豆油揮發性成分分析 不同工藝油莎豆油揮發性化合物及其相對含量如表2 所示。醛類是樣品中種類最豐富的揮發性化合物，五種不同工藝油莎豆油中醛類物質共計29 種，大多數醛類對植物油的風味起到了積極的作用[2]。其中，壬醛一般被認為是亞油酸的氧化分解產物，而苯甲醛一般被認為是苯丙氨酸的降解產物，二者為油莎豆油提供油膩、柑橘、杏仁和焦糖風味[25]。己醛是油脂中的一種重要的風味化合物，然而，它產生了一種令人不快的草味[26]。己醛和2,4-庚二烯醛的相對含量較高，這可能是由于在油莎豆油的生產過程中，油莎豆油中的亞油酸和亞麻酸水解導致[27]。由表2 可知，物理壓榨法與熱榨法所制得油莎豆油具有相對含量較高的醛類物質（54.01%、53.50%），這是由于物理壓榨過程中局部熱效應與溫度所致。亞臨界萃取和冷榨法所得油莎豆油中醛類物質相對含量分別為35.32%和42.86%，同處于相對較低的水平，而高壓冷榨法由于工藝的不同其醛類物質相對含量為51.89%，與冷榨法相比醛類物相對含量顯著提高，這表明高壓可能促進壓榨過程中醛類物質的生成。

表2 不同工藝油莎豆油揮發性成分分析Table 2 Analysis of volatile components in tiger nut oil with different processes

酯類主要由有機酸和醇類酯化生成，具有怡人的果香[28]。樣品中檢測了5-羥基癸酸-δ-內酯、苯甲酸甲酯、己酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸乙酯、4-羥基丁酸內酯等12 種酯類化合物。5-羥基癸酸-δ-內酯能夠為油莎豆油提供濃郁的牛奶、堅果和水果味[29]，其在熱榨油莎豆油中相對含量（2.32%±0.07%）顯著高于冷榨油（0.55%±0.03%）（P＜0.05），這表明溫度可能對δ-十內酯的產生有具有一定的促進作用。

雜環化合物，包括呋喃類、吡嗪類和噻唑類，被認為是美拉德反應和Strecker 降解反應的產物，可以導致食品的烘焙味和堅果味[30]。呋喃是油料作物加工工藝中常見的揮發性有機化合物，在油脂的風味中發揮著重要作用，為油脂提供焦糖、甜味和烘烤的風味[31]。物理壓榨、熱榨、亞臨界萃取、高壓冷榨、冷榨工藝所制油莎豆油呋喃類物質含量分別為1.63%、5.39%、2.91%、1.94%、1.83%，其中，熱榨法與亞臨界萃取制得油莎豆油中呋喃類物質相對含量相較于其他工藝顯著較高。共在五種不同工藝油莎豆油中檢測出2-庚基呋喃、2-正戊基呋喃、2-乙酰基呋喃三種呋喃類，熱榨油中2-庚基呋喃、2-正戊基呋喃和2-乙酰基呋喃相對含量分別為2.98%±0.08%、1.21%±0.06%、1.20%±0.07%，顯著高于其他工藝組（P＜0.05），這可能是由于熱榨工藝中較高的加工溫度導致美拉德反應與Strecker 降解反應所致。

不同工藝油莎豆油中共檢測出16 種醇類、9 種酮類和5 種酸類物質。醇類是長鏈酯類化合物的重要前體物質，不飽和醇類中的1-烯-3-辛醇（表3）具有較低的閾值（0.001），更易被感知，呈蘑菇香味，對油莎豆油整體風味貢獻較為顯著。乙醇對油脂風味具有一定的消極作用[32]，雖然亞臨界萃取工藝所得的油莎豆油乙醇含量相對較高（5.38%±0.11%），但其乙醇含量仍處于較低的范圍，對亞臨界萃取油莎豆油的整體風味起到修飾作用。大部分酮類物質具有較高的香氣閾值，不易被人們所感知，在五種不同工藝制得的油莎豆油中相對含量較為相似，亞臨界提取制得的油莎豆油酮類物質相對含量處于較高的水平（23.59%）。酮類物質與酸類物質都是油脂的氧化產物之一，主要通過脂質氧化、美拉德反應和醇類氧化產生[25]。物理壓榨、熱榨、亞臨界萃取、高壓冷榨、冷榨工藝所制油莎豆油酮類含量分別為17.81%、14.38%、23.59%、14.61%、18.02%，酸類含量分別為7.08%、3.52%、13.09%、8.62%、6.19%，亞臨界萃取油莎豆油中醛類與酸類物質相對含量最高。其中丙酮、2-丁酮與乙酸含量處于較高水平，所有樣品中均檢測到較強的丙酮和乙酸信號（圖4F），這可能與油脂加工過程中的氧化有關。

表3 不同工藝油莎豆油揮發性有機化合物的ROAV 值結果Table 3 Results of ROAV values of volatile organic compounds in different processes of tiger nut oil

表2 為各個化合物相對含量，根據相對應閾值計算出不同工藝油莎豆油揮發性有機物的ROAV值，不同工藝油莎豆油風味物質的ROAV 值結果如表3 所示。

由表3 可知，不同工藝下油莎豆油的關鍵揮發性香氣成分差異顯著，物理壓榨法T-1 的關鍵揮發性香氣成分為：1-烯-3-辛醇、壬醛、（E）-2-辛烯醛、己醛；熱榨法T-2 的關鍵揮發性香氣成分為：1-烯-3-辛醇、壬醛、（E）-2-辛烯醛、（E）-2,4-庚二烯醛、己醛、苯乙醛；亞臨界萃取T-3 的關鍵揮發性香氣成分為：1-烯-3-辛醇、壬醛、（E）-2-辛烯醛、（E）-2,4-庚二烯醛、正辛醛、正庚醛、己醛、（E）-2-戊烯醛、戊醛、苯乙醛；高壓冷榨法T-4 關鍵揮發性香氣成分為：1-烯-3-辛醇、壬醛、（E）-2-辛烯醛、己醛；冷榨法T-5 關鍵揮發性香氣成分為：1-烯-3-辛醇、壬醛、（E）-2-辛烯醛、己醛、戊醛、苯乙醛。不同工藝ROAV 差異主要來源于醛類物質（（E）-2,4-庚二烯醛、正辛醛、正庚醛、（E）-2-戊烯醛、戊醛、苯乙醛）。熱榨工藝油莎豆油中的（E）-2,4-庚二烯醛是其關鍵揮發性風味物質之一（ROAV=1.67），其ROAV 值明顯高于高壓冷榨工藝（ROAV=0.31）與冷榨工藝（ROAV=0.25）。熱榨工藝制得的油莎豆油中2-戊基呋喃雖然不是關鍵揮發性香氣物質（ROAV=0.95），但是對油莎豆油整體風味構成具有修飾作用，不同工藝之間仍具有一定差異，其ROAV 值顯著高于（P＜0.05）高壓冷榨工藝（ROAV=0.24）與冷榨工藝（ROAV=0.70）。油莎豆油中共有四種主體揮發性香氣成分（ROAV≥1），分別是1-烯-3-辛醇、壬醛、（E）-2-辛烯醛和己醛，這歸因于這些揮發性化合物較低的感覺閾值和較高的相對含量，剩余的揮發性化合物起修飾作用（0.1≤ROAV＜1）。

綜上，成功構建市售不同工藝油莎豆油的指紋圖譜（圖4），可以清晰、直觀地觀察到不同油莎豆油揮發性化合物組成的差異性，可將五種不同工藝有效區分。市售不同工藝油莎豆油風味物質種類與含量差異較大，物理壓榨工藝與熱榨工藝中檢測出含量較高的醛類物質（54.01%、53.5%），并且熱榨工藝中酯類（13.05%）與呋喃類物質（5.39%）的相對含量較高，亞臨界萃取工藝生產的油莎豆油醛類物質相對含量較少（35.32%），酸類物質相對含量較多（13.09%）。通過ROAV 值確定了不同工藝油莎豆油的關鍵風味物質為1-烯-3-辛醇、壬醛、（E）-2-辛烯醛和己醛。

2.3 不同工藝油莎豆油揮發性成分主成分分析

主成分分析是一種典型的特征提取和數據分析技術，已被廣泛應用于多學科的多元統計分析[34]。主成分分析法通過確定幾個主成分因子來呈現原始樣本中復雜且難以發現的變量，然后根據不同樣本間主成分的貢獻率來評價樣本間的規律性和差異性。不同工藝油莎豆油揮發性物質的主成分分析結果如圖5a 所示。

圖5 不同工藝油莎豆油揮發性成分的主成分分析（a）與最近鄰指紋分析（b）Fig.5 Principal component analysis (a) and nearest neighbor fingerprint analysis (b) of tiger nut oil using different extraction methods

由圖5a 可知，PC1 與PC2 的分別為48.7%和30.1%累積貢獻率達78.8%，這說明通過主成分分析能夠獲取表征樣品揮發性成分中的大部分信息。PCA 結果表明，不同工藝油莎豆油在圖中占據了相對獨立的空間，不同工藝油莎豆油揮發性成分差異顯著。由于油莎豆油制備工藝中溫度參數的不同，圖中的各組數據沿縱坐標方向得到了完全的分離。最近鄰指紋分析結果顯示（圖5b），不同工藝油莎豆油樣品之間都具有一定歐氏距離，說明揮發性化合物各組分之間差異顯著。但是物理壓榨和熱榨工藝之間、高壓冷榨和冷榨工藝之間仍具有一定的歐式距離，造成這一結果的原因可能是市售油莎豆油的壓榨工藝的不同[35]。

2.4 不同工藝油莎豆油理化品質與關鍵風味物質Pearson 相關性分析

在油脂的風味物質中，醛類物質是最為重要的組成成分，其產生途徑主要為脂肪酸的氧化，而不同的榨油工藝導致油料在壓榨過程中油脂所受溫度、氧氣、光照等因素不同，進而使得產品油脂氧化程度、色澤和風味各具差異，同時致使關鍵性風味物質相對含量存在較大的差異性。為了探究不同工藝下油莎豆油理化品質與關鍵風味物質之間的關系，進行Pearson 相關性分析，結果如圖6 所示。

圖6 不同工藝油莎豆油理化品質與關鍵風味物質Pearson 相關性圖Fig.6 Pearson correlation between physical and chemical quality of tiger nut oil and key flavor substances in different processes

由相關性分析結果可知，酸價、過氧化值和p-茴香胺值與b*之間呈顯著正相關（r=0.69，r=0.87，r=0.88，P＜0.05），說明有不同工藝油莎豆油的氧化程度對油脂的色澤影響顯著，油莎豆油的b*越高，氧化程度也隨之增加。過氧化值與風味物質正己醛呈顯著負相關（r=-0.84，P＜0.05），表明隨著工藝溫度的提高，油莎豆油中亞油酸的水解，己醛不斷積累，與此同時隨著工藝溫度的提高，油莎豆油中過氧化物進一步分解而導致過氧化值的降低。己醛與其他三種特征揮發性物質呈正相關（0.16＜r＜0.69），與L*值呈正相關。氧化指標之間互呈正相關（0.39＜r＜0.77），1-烯-3-辛醇、壬醛、（E）-2-辛烯醛和己醛互呈正相關（0.21＜r＜0.68），這是可能是由于隨工藝溫度變化而導致的油脂氧化，致使油莎豆油氧化指標、黃藍值b*和關鍵風味物質之間呈現出不同程度的正相關性。挖掘不同工藝油莎豆油理化品質與風味物質之間的內在聯系有助于更深層次地理解油莎豆油風味物質的形成與油脂氧化的關系，為油莎豆油的工業化生產及其風味的理論化研究提供一定參考依據。

3 結論

本研究采用GC-IMS 技術探究了五種不同工藝油莎豆油理化指標與風味之間的差異性，理化指標結果顯示，物理壓榨與熱榨油莎豆油的色度值b*（55.5±4.23 和47.82±5.31）顯著高于（P＜0.05）其他工藝油莎豆油，物理壓榨工藝油莎豆油的過氧化值最高（0.148 g/100 g），冷榨工藝所得油莎豆油過氧化值最低（0.079 g/100 g）氧化程度也顯著高于其他工藝油莎豆油，而亞臨界萃取油莎豆油的氧化程度最低；物理壓榨工藝與熱榨工藝所得油莎豆油具有更高的p-茴香胺值（4.20±0.12、4.86±0.15），而高壓冷榨工藝所得油莎豆油的p-茴香胺值最低（1.35±0.13）。GC-IMS 結果表明不同工藝油莎豆油風味物質種類與含量差異較大，物理壓榨工藝與熱榨工藝中檢測出含量較高的醛類物質（54.01%、53.5%），并且熱榨工藝中酯類（13.05%）與呋喃類物質（5.39%）的相對含量較高，亞臨界萃取工藝生產的油莎豆油醛類物質相對含量較少（35.32%），酸類物質相對含量較多（13.09%）。通過ROAV 值確定了不同工藝油莎豆油的關鍵風味物質為1-烯-3-辛醇、壬醛、（E）-2-辛烯醛和己醛。主成分分析結果表明，累計差異貢獻率為78.8%（PC1和PC2 分別為48.7%、30.1%），能夠在一定程度上基于揮發性化合物將不同工藝油莎豆油進行良好區分。通過對比ROAV 值篩選出油莎豆油中四種關鍵風味物質為1-烯-3-辛醇、壬醛、（E）-2-辛烯醛和己醛（ROAV≥1）。Pearson 相關性分析結果表明b*與氧化指標和1-烯-3-辛醇之間呈顯著正相關性（P＜0.05）。本研究結果對市售油莎豆油生產加工、風味研究和質量檢測等領域具有一定參考價值。