焙炒對紫蘇籽油理化性質及化學組成的影響

郭 旭，張 東，孫曉麗，田榮榮

(1.北京城市學院 生物醫藥學部，北京 100094； 2.國家糧食和物資儲備局科學研究院，北京 100037)

紫蘇〔Perillafrutescens(L.) Britt.〕是唇形科一年生草本植物，在我國至少有2 000年的種植歷史[1]。由于經濟價值和使用價值的不斷提升，紫蘇受到越來越多的關注[2]。紫蘇籽油來源于紫蘇籽，含有豐富的生物活性物質，同時，紫蘇籽油還含有豐富的α-亞麻酸，而α-亞麻酸具有抗動脈粥樣硬化[3]、改善記憶和學習能力[4]、改善視覺功能[5]、抗老年癡呆[6-7]、抗菌消炎[8-9]、抗抑郁[10]等功效。

壓榨前對油料進行焙炒是我國傳統的制油加工方式。焙炒可以提高油料的出油率，賦予油脂特殊的風味和香氣，同時使油脂的理化性質和化學成分發生不同程度的變化。Suri等[11]研究了微波焙炒對亞麻籽油的影響，發現隨著微波功率的增加和輻射時間的延長，亞麻籽油的色澤逐漸加深，總酚、葉綠素和類胡蘿卜素含量增加；Zhang等[12]研究發現,焙炒改變了辣椒籽的主要糖類組成和氨基酸組成，同時提高了辣椒籽油的氧化穩定性；姚宏燕等[13]研究表明，隨著焙炒時間的延長和焙炒溫度的升高，奇亞籽油的色澤加深，酸值、過氧化值、共軛二烯含量及共軛三烯含量升高。

目前，關于紫蘇籽油的研究多集中于提取工藝的優化[14]，不同品種[15]、不同產地[16]和不同精煉程度[17]對紫蘇籽油理化性質和化學成分的影響。有關焙炒對紫蘇籽油品質尤其是作為主要組分的甘油三酯的影響研究較少。因此，本文以紫蘇籽為原料，對其進行不同程度的焙炒預處理，分析不同焙炒條件對紫蘇籽油理化性質和化學組成的影響，以期為紫蘇籽油適度加工和品質提升提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 原料與試劑

紫蘇籽(來自黑龍江省黑河市愛輝區)，市售。

氫氧化鉀、可溶性淀粉、硫代硫酸鈉、硫酸氫鈉、異辛烷、碘化鉀、三氯甲烷、石油醚、冰乙酸，分析純；α-、β-、γ-、δ-生育酚標準品，西格瑪奧德里奇(上海)貿易有限公司；乙腈、異丙醇、正己烷、四氫呋喃、正庚烷，色譜純，賽默飛世爾科技(中國)有限公司；實驗用水為超純水。

1.1.2 儀器與設備

DHG-9070A型電熱恒溫鼓風干燥箱；電子天平；FE-100型高速萬能粉碎機；H3-18KR型臺式高速冷凍離心機；R100型旋轉蒸發儀，瑞士Buchi公司；FD-1A-50型凍干機；移液槍；6890N型氣相色譜儀、1290型高效液相色譜(HPLC)-6545型飛行時間質譜(MS)聯用儀，美國Agilent公司；KQ-500DE型數控超聲波清洗器；Vorten-Genie27型旋渦混合器，美國Scientific Industries公司；分光測色儀；P9型紫外-可見分光光度計；E2695型液相色譜儀(配2424型蒸發光散射檢測器)，美國Waters公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 紫蘇籽油的制備

稱取200 g紫蘇籽樣品，平鋪在烤盤上，放入電熱恒溫鼓風干燥箱中進行焙炒預處理，分別在140、160、180℃下焙炒10、20、30 min，然后冷卻至室溫，用粉碎機粉碎成粉末后放于錐形瓶中，加入150 mL石油醚(沸程30～60℃)，完全將紫蘇籽粉浸沒，放置于超聲波清洗器中超聲20 min，取上清液，沉淀再重復上述操作，合并兩次上清液，于4 000 r/min離心10 min，將上層液體經旋轉蒸發濃縮，冷凍干燥，即得紫蘇籽油。以未焙炒的紫蘇籽重復上述提取操作，得到對照樣品。

1.2.2 理化性質的測定

采用色差儀對紫蘇籽油的色澤進行測定，其中，L*為明暗度，a*為紅綠度，b*為黃藍度；酸值測定參考 GB 5009.229—2016；過氧化值測定參考 GB 5009.227—2016；共軛二烯含量(K232)和共軛三烯含量(K268)的測定參考GB/T 22500—2008。

1.2.3 脂肪酸組成的測定

采用氣相色譜法測定紫蘇籽油的脂肪酸組成。樣品前處理參考GB 5009.168—2016。

氣相色譜條件：VF-23MS毛細管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)，柱升溫程序為初始溫度110℃，保持3 min，然后以4℃/min升溫至220℃，保持15 min；載氣(高純氮氣)流速1.8 mL/min；分流比100∶1；進樣量1 μL；進樣口溫度和檢測器溫度均為260℃；氫氣流速40 mL/min，空氣流速450 mL/min。

采用峰面積歸一化法定量。

1.2.4 生育酚含量的測定

參考文獻[18]的方法，將0.25 g紫蘇籽油轉移到容量瓶中，用25 mL正己烷溶解并定容，然后用旋渦混合器混合。溶液通過0.45 μm聚四氟乙烯膜過濾，待液相色譜分析。

液相色譜條件：Lichrospher Diol色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；熒光檢測器，激發波長295 nm，發射波長330 nm；流動相為四氫呋喃-正庚烷(體積比40∶1 000)，流速 1 mL/min；進樣量5 μL。

采用外標法定量。

1.2.5 甘油三酯含量的測定

參考文獻[19]的方法，稱取100 mg紫蘇籽油于100 mL容量瓶中，加入異丙醇溶解并定容，經0.2 μm尼龍過濾膜過濾后，進高效液相色譜-飛行時間質譜聯用儀待測。

HPLC條件：Symmetry C18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；柱溫45℃；流動相A為異丙醇，流動相B為乙腈，流速0.6 mL/min；梯度洗脫程序為0～14.0 min 20% A，14.0～27.0 min 20%～30% A，27.0～35.0 min 30% A，35.0～35.1 min 30%～20% A，35.1～42.0 min 20% A；進樣量5 μL。

MS條件：采集模式APCI+，掃描范圍(m/z)100～1 000；干燥氣溫度300℃；干燥氣流速4 L/min；汽化室溫度350℃；毛細管電壓3 kV；電暈電流4 μA。

采用APCI質譜圖中各種碎片離子峰的強度以及質量數定性，液相色譜峰面積歸一化法定量。

1.2.6 數據分析

采用 Excel 2019、Origin 2019b處理數據并作圖；采用SPSS 26.0軟件進行顯著性差異分析，p<0.05表示差異顯著。

2 結果與討論

2.1 焙炒條件對紫蘇籽油理化性質的影響

2.1.1 色澤

色澤是最直觀反映油脂品質的因素之一。焙炒溫度和焙炒時間對紫蘇籽油色澤的影響如表1所示。

表1 焙炒溫度和焙炒時間對紫蘇籽油色澤的影響

由表1可知，在各焙炒溫度下，隨焙炒時間延長，L*值逐漸減小，紫蘇籽油的色澤逐漸變深，其中在180℃下焙炒20 min和30 min后紫蘇籽油已呈棕褐色。隨著焙炒程度加深，a*值整體逐漸增大，這是因為紫蘇籽的焙炒預處理會使紫蘇籽油中的葉綠素發生降解，油脂紅色值增加。隨著焙炒溫度的升高和焙炒時間的延長，b*值整體逐漸減小。推測紫蘇籽油的色澤逐漸加深是由于焙炒預處理使紫蘇籽的水分減少，同時發生了化學反應(包括美拉德反應)，促進了色素物質的生成。美拉德反應是導致含有還原糖和游離氨基的食品褐變的原因[20]。高溫焙炒時，美拉德反應加劇，產生類黑精、還原酮類等揮發性雜環化合物[21]，從而對紫蘇籽油的色澤產生較大影響。

2.1.2 酸值和過氧化值

焙炒條件對紫蘇籽油酸值和過氧化值的影響分別見圖1、圖2。

圖1 焙炒條件對紫蘇籽油酸值的影響

圖2 焙炒條件對紫蘇籽油過氧化值的影響

由圖1可知，紫蘇籽經過焙炒后制取的紫蘇籽油酸值(KOH)在1.02～2.24 mg/g之間，在國家食用油衛生安全標準范圍之內(3 mg/g)。在焙炒溫度140℃時，隨焙炒時間延長(10～30 min)，紫蘇籽油的酸值降低，可能是由于焙炒過程中脂肪酶或脂氧合酶失活[22]導致。在焙炒溫度160、180℃時，隨焙炒時間延長(10～30 min)，紫蘇籽油的酸值有升高的趨勢，但均低于未焙炒預處理的。在焙炒溫度160、180℃下，發生氧化酶失活的同時，紫蘇籽油中的磷脂也發生降解，從而導致紫蘇籽油的酸值呈現上升趨勢。但總體來說，適度的焙炒降低了紫蘇籽油的酸值。

由圖2可知，紫蘇籽經焙炒后制取的紫蘇籽油的過氧化值在0.04～0.25 mmol/kg之間。焙炒溫度140、160℃時各焙炒時間下的過氧化值變化不明顯，推測焙炒溫度較低時，在一定焙炒時間范圍內對紫蘇籽油的過氧化值影響不大；而在焙炒溫度180℃時，隨焙炒時間延長，紫蘇籽油的過氧化值先增加后減少，這是因為在油脂氧化的初期形成的過氧化物是不穩定的，易分解生成次級氧化產物[23]。焙炒溫度升高或焙炒時間延長在不同程度上均促進了紫蘇籽油中多不飽和脂肪酸的氧化分解，焙炒溫度越高，氧化分解速率越快，過氧化值就越高，故在制備紫蘇籽油的過程中應控制好紫蘇籽的焙炒條件。

2.1.3 共軛二烯含量和共軛三烯含量

高溫會使紫蘇籽油中不飽和脂肪酸的非共軛雙鍵氧化生成過氧化氫后發生重排，生成共軛二烯和共軛三烯，二者分別在232 nm和268 nm處有明顯的吸收峰[24]。焙炒條件對紫蘇籽油共軛二烯含量和共軛三烯含量的影響分別見圖3和圖4。

圖3 焙炒條件對紫蘇籽油共軛二烯含量的影響

圖4 焙炒條件對紫蘇籽油共軛三烯含量的影響

由圖3、圖4可知，140℃和160℃下焙炒紫蘇籽時，不同焙炒時間的紫蘇籽油K232、K268的變化不大，但在180℃下焙炒紫蘇籽時，隨焙炒時間的延長紫蘇籽油的K232和K268增加較大。對照組樣品的K232和K268分別為0.81、0.30，與140～180℃焙烤10 min的紫蘇籽油的差異不顯著，與Hashemi等[25]研究發現在微波加熱早期階段油脂的共軛二烯和共軛三烯含量變化不顯著的結果基本一致。

2.2 焙炒條件對脂肪酸組成及含量的影響(見表2)

表2 焙炒溫度和焙炒時間對紫蘇籽油脂肪酸組成及含量的影響

由表2可知，紫蘇籽油的主要脂肪酸為油酸、亞油酸、亞麻酸，這與許春芳等[16]的研究結果一致。紫蘇籽油(未焙炒)中脂肪酸組成為：棕櫚酸5.54%，棕櫚油酸0.19%，硬脂酸1.45%，油酸10.01%，亞油酸11.89%，亞麻酸70.86%，山崳酸0.05%，不飽和脂肪酸含量為92.95%。與未焙炒紫蘇籽油比較，在140～180℃焙炒10～30 min，紫蘇籽油脂肪酸組成及含量無顯著變化，與Kaseke等[26]對石榴籽進行微波焙炒發現焙炒條件對其脂肪酸組成和含量影響不大的結果一致。

2.3 焙炒條件對生育酚組成及含量的影響(見表3)

表3 焙炒溫度和焙炒時間對紫蘇籽油生育酚組成及含量的影響

生育酚是一種天然抗氧化劑，具有很高的抗氧化能力。由表3可知，不同焙炒條件下(包括未焙炒)紫蘇籽油中總生育酚含量在813.35～930.92 mg/kg，主要是γ-生育酚(787.69～902.41 mg/kg)，α-、β-、δ-生育酚含量較少。在140℃下焙炒10～30 min，總生育酚含量降低，但與未焙炒紫蘇籽油比較無顯著差異；在160℃焙炒，隨焙炒時間延長，總生育酚含量降低，其中焙炒10～20 min 的紫蘇籽油總生育酚含量高于未焙炒紫蘇籽油；在180℃焙炒10～30 min，紫蘇籽油總生育酚含量顯著低于未焙炒和140、160℃焙炒的。紫蘇籽經長時間高溫焙炒后，由于熱降解，生育酚被氧化成生育醌，導致生育酚含量下降[23]。為了保持紫蘇籽油的營養特性和穩定性，應該控制焙炒溫度和焙炒時間，最大限度地減少對生育酚的破壞。

2.4 焙炒條件對甘油三酯組成及含量的影響(見表4)

表4 焙炒溫度和焙炒時間對紫蘇籽油甘油三酯含量的影響

由表4可知，未焙炒紫蘇籽油中甘油三酯含量分別為LnLnLn 38.05%、LLnLn 15.65%、LLLn+OLnLn 16.03%、PLnLn 12.15%、LLL+OLLn 4.87%、PLLn 6.07%、OLL+PLL+OOLn 4.63%、POLn 2.57%，其中LnLnLn、LLnLn、PLnLn為主要甘油三酯。經不同條件焙炒，紫蘇籽油的甘油三酯組成及含量無顯著變化。

3 結 論

通過在140～180℃焙炒紫蘇籽10～30 min，考察不同焙炒條件對紫蘇籽油理化性質和化學成分的影響。結果發現，在140～180℃焙炒條件下，隨焙炒時間延長，紫蘇籽油酸值整體低于未焙炒的，過氧化值在140、160℃下變化不明顯，在180℃則先升高后下降，共軛二烯和共軛三烯含量在140、160℃下變化不明顯，在180℃增加較大，而生育酚在180℃下發生了明顯降解，脂肪酸和甘油三酯的組成和含量未發生顯著變化。綜上，在焙炒溫度140～160℃和焙炒時間10～20 min下焙炒紫蘇籽制取的紫蘇籽油的品質良好。為了獲得理想的紫蘇籽油品質，對于紫蘇籽的焙炒預處理，嚴格控制焙炒時間和焙炒溫度是非常有必要的。