奇亚籽油的品质评价及其在魔芋糕中对小鼠血糖调节作用的影响

邱晓东，陶宁萍

(上海海洋大学 食品学院，上海，2013061)

奇亚(Chia)为一年生草本植物，属于唇形科，鼠尾草属，学名芡欧鼠尾草，主要存在于墨西哥以及美洲地区[1]。奇亚的种子为奇亚籽，从奇亚籽中可提取奇亚籽油，2014年我国将奇亚籽油作为新型食品配料[2]。奇亚籽油中多不饱和脂肪酸的比例占总脂肪酸的80.4%[3]，显著高于亚麻和紫苏。奇亚籽油富含ω-3系列多不饱和脂肪酸，其中主要为α-亚麻酸，α-亚麻酸通过人体代谢能够生成EPA和DHA，EPA主要有预防心脑血管疾病，抑制癌细胞转移以及预防肿瘤等作用[4]；DHA则主要有抗炎作用，促进脑部神经发育的作用[5]，故DHA有“脑黄金”之称。因此α-亚麻酸能够对于大脑和神经系统正常运转，在预防心血管疾病、降低血脂、防癌防肿瘤等方面有重要作用[6]。为丰富奇亚籽油的利用形式，首先通过理化性质与脂肪酸组成与市售亚麻籽油进行比较(目前国内暂无奇亚籽油的质量标准，大多结合亚麻油质量标准[7])，对奇亚籽油进行品质评价。通过对奇亚籽油魔芋糕质构及感官评定评价出奇亚籽油的添加量。并研究奇亚籽油对奇亚籽油魔芋糕的降血糖作用的影响，以期为奇亚籽油新型制品提供经验或参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

奇亚籽样品，由上海中福集团有限公司提供，产地澳洲，经WDV55/11 D101LA4型螺旋冷榨机于实验室制备得到奇亚籽油；橄榄油，特级初榨，市售；亚麻籽油，国标一级，冷榨，市售；火麻油，市售；酪朊酸钠，福建绿麟食品公司；奇亚籽，购于上海中福公司，经螺旋压榨后制得奇亚籽油。

1.2 实验试剂及设备

冰乙酸、无水乙醇、KOH、Na2S2O3、HCl、异辛烷、KI等(分析纯)，购自国药集团化学试剂公司；正己烷(色谱级)、37 种脂肪酸甲酯标准品、十一烷酸甲酯(C11∶0)标准品等，购自上海安谱实验科技股份有限公司；Thermo TRACE GC ULTRA气相色谱仪检测器，安捷伦科技(上海)有限公司；DHG-9140A型电热鼓风干燥箱，上海慧泰仪器制造有限公司； SK3310HP型超声波清洗器，上海科导超声仪器有限公司；精制魔芋粉，购于湖北强森魔芋公司；果胶，购于法国迪吉福公司；k-卡拉胶，购于福建绿麟食品胶体有限公司；酪朊酸钠，购于亿鑫生物科技有限公司；蔗糖(食品级)；WMTL-ZYJ-H榨油机，中山市唯美天丽电器有限公司；Knifetec粉碎机，FOSS公司；RT10高效10点电磁加热搅拌器，德国IKA公司； TA.XTplus物性测试仪，英国Stable Micro System有限公司； DHG-9140A型鼓风干燥箱，上海跃进医疗器械有限公司；PL2001-L电子天平，梅特勒-托利多公司；DHR-2动态流变仪，美国TA公司。

1.3 实验方法

1.3.1 理化指标测定

折光指数：根据GB/T 5527—2010 动植物油脂折光指数的方法测定。

碘值：根据GB/T 5532—2008 动植物油脂碘值的方法测定。

皂化值：根据GB/T 5534—2008 动植物油脂皂化值的方法测定。

过氧化值：根据GB 5009.227—2016 食品安全国家标准食品中过氧化值的方法测定。

不皂化物：根据GB/T 5535.2—2008 动植物油脂不皂化物方法测定。

水分及挥发物含量：根据GB 5009.236—2016 动植物油脂水分及挥发物的方法测定。

不溶性杂质：根据GB/T 15688—2008 动植物油脂不溶性杂质含量的方法测定。

酸值：根据LS/T 6107—2012 动植物油脂酸值和酸度测定自动滴定分析仪法测定。

1.3.2 脂肪酸组成分析

根据GB/T 17377—1998 动植物油脂脂肪酸甲酯的气相色谱分析。

1.3.3 乳化性能的测定

参考林金莺等[8-9]方法并稍作修改制备乳化剂溶液5 mL与5 mL奇亚籽油混合后，搅拌30 min(1 000 r/min)，取出倒入10 mL离心管中，离心15 min(10 000 r/min) 后测量油层的体积记为V0，乳化性能的测定计算公式(1)如下[9-10]：

(1)

式中：V0，离心后油层体积，mL。

1.3.4 奇亚籽油魔芋糕基本配方

奇亚籽油魔芋糕基本配方如表1所示。

表1 奇亚籽油魔芋糕基本配方

1.3.5 奇亚籽油魔芋糕制备工艺流程

图1 奇亚籽油魔芋糕制备工艺流程Fig.1 Preparation process of konjak cake containing chia seed oil

1.3.6 奇亚籽油魔芋糕的感官评价

选择10名经培训的感官员，采用综合感官评分法对奇亚籽油魔芋糕的组织形态、色泽、风味、黏牙度等进行评价，感官评分标准见表2。

表2 奇亚籽油魔芋糕感官评价标准Table 2 The sensory scoring standard of konjak cake containing chia seed oil

1.3.7 质构分析

将样品制成2 cm×2 cm×2 cm的正方体块。

测定参数：探头，P/0.5；测试前速度，1.0 mm/s；触发力，5.0 g；测试速度，1.00 m/s；测试距离，20.0 mm； 返回速度，5.0 mm/s；测试循环次数，2；每个样品进行6次实验[12]。

1.3.8 奇亚籽油包埋效果的测定

根据奇亚籽油魔芋糕生产工艺流程进行小样制备，通过产品含油量与产品表面含油率的变化关系，得出产品表面含油率出现上升拐点时产品含油量，该点为临界点，通过临界点计算该条件下最大载油量的多少。表面含油率的测定方法参照姚翾等[13]表面含油率的测定方法。

1.3.9 奇亚籽油魔芋制品、不含奇亚籽油魔芋制品制备

奇亚籽油魔芋制品,按照本实验方法制备样品；不含奇亚籽油魔芋制品,不改变其他基本配方及实验条件，将等量超纯水代替奇亚籽油。

1.3.10 动物实验

将40只清洁级BALB/C型10周龄雄性小鼠适应性饲喂2周后，挑选出较为健康的32只小鼠随机分为4组：(1)对照组，提供实验小鼠正常饲料，定时灌胃生理盐水；(2)模型组，只提供高糖高脂饲料，定时灌胃生理盐水；(3)奇亚籽油魔芋制品组，提供高糖高脂饲料，定时灌胃奇亚籽油魔芋糕制品；(4)不含奇亚籽油魔芋制品组，提供高糖高脂饲料，定时灌胃不添加奇亚籽油魔芋制品。

饲喂30 d后，禁食12 h，断尾取血，分离血清，-20 ℃ 保存备用。(3)、(4)组灌胃0.6 mL经添加1倍体积水稀释后的制品，(1)、(2)组灌胃0.6 mL生理盐水。

1.3.11 生化指标

(1)空腹血糖(FBG)

采用自动血糖仪和血糖试纸检测血糖，以mmol/L为单位。

(2)血清MDA、SOD活性的测定

超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒、脂质过氧化物丙二醛(MDA)试剂盒，南京建成生物科技公司。

1.3.12 数据统计分析

数据使用Excel 2010 和SPSS 22.0 软件对数据进行分析，结果以平均值±标准偏差表示，分析图均用OringePro 8.5 统计分析软件进行绘制。

2 结果与分析

2.1 奇亚籽油的理化性质与其他3种植物油的比较

奇亚籽油理化指标测定结果见表3。

表3 市售3种植物油的理化指标测定结果Table 3 Experiment results on physical and chemical propertiesof three kinds of vegetable oil commercially available

从折光指数来看，奇亚籽油1.481 0，亚麻籽油1.479 5，符合压榨亚麻籽油一级国家标准；碘值可以在一定程度上反映出油脂的不饱和度以及判定油脂的干性程度[14]，碘值越高，则不饱和双键越多，就越容易被氧化而引发油脂的酸败变质[15]。奇亚籽油碘值较高，表明奇亚籽油中含有大量的不饱和脂肪酸；酸值是衡量油脂的品质以及后期精炼程度重要指标之一，酸值越高，则表明油脂精炼程度越低，其品质则越低劣[16]。结果表明奇亚籽油的酸值较低，都符合标准要求，通过酸值的测定表明了奇亚籽油的精炼程度较高，品质较好。过氧化值便可以评估油脂氧化过程中的不稳定中间产物——氢氧化物的含量，从而来判断油脂酸败程度以及对油脂的品质进行评价，过氧化值越高，油脂酸败越厉害，品质则越差[17]。由实验结果得出，奇亚籽油符合质量要求。

2.2 奇亚籽油的脂肪酸组成分析

奇亚籽油脂肪酸含量如表4所示。

表4 奇亚籽油脂肪酸含量(n=3) 单位：g/100g

注：N D表示未检出。P/S表示多不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值。PUFA，多不饱和自放蒜，下同。

我国引进奇亚籽油时间较晚，国内与奇亚籽油的相关标准尚未出台，奇亚籽油的特点是富含ω-3系列多不饱和脂肪酸α-亚麻酸，这一点与亚麻籽油的特点相近。由表4的实验结果可知，螺旋压榨法制备的奇亚籽油的理化指标满足GB/T 8235—2008 《亚麻籽油》中压榨成品亚麻籽油质量指标一级标准，所以本研究参考亚麻籽油的标准，对4种油脂进行脂肪酸检测分析其脂肪酸含量。奇亚籽油脂肪酸含量和组成如表5所示。

表5 奇亚籽油主要脂肪酸含量及组成 单位：%

注：SFA，饱和脂肪酸；MUFA，单不饱和脂肪酸。

可得奇亚籽油中脂肪酸含量最高的是α-亚麻酸，为59.35%，其次为亚油酸19.59%，再次为油酸9.31%、棕榈酸7.16%、硬脂酸3.48%，而棕榈一烯酸、十七烷酸、花生酸、花生一烯酸等含量均不超过0.2%；这个实验结果与MARINELI等[18]的研究报道较为一致。肪酸性质评价中，多不饱和脂肪酸(PUFA) 与饱和脂肪酸(SFA) 相对含量的比值(PUFA/SFA) 是一个重要的指标。有实验表明，当PUFA/SFA>2时，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显[19]。奇亚籽油中PUFA/SFA为7.07。由此可得，奇亚籽油有较好的降血脂作用。本实验选择奇亚籽油制备奇亚籽油糕，为此选择合适的乳化剂并对其乳化特性进行研究。

2.3 奇亚籽油添加量对奇亚籽油魔芋糕品质的影响

奇亚籽油添加量对奇亚籽油糕质构及感官评分的影响结果如表6所示。

表6 奇亚籽油添加量对奇亚籽油糕质构及感官评分的影响Table 6 Effect of chia seed oil content on texture and sensory score ofkonjak cake containing chia seed oil

注:同一列各组无相同字母表示显著(P<0.05)。下同。

得出一定随奇亚籽油添加量的增加奇亚籽油魔芋糕的综合感官评分呈上升趋势，主要是由于油脂的加入会导致产品的口感由粗糙变得嫩滑[19]，当奇亚籽油添加量超10.0 g/100 g时产品的油腻感增加，综合感官评分开始下降。所以确定亚籽油添加量10.0 g/100 g。该点的奇亚籽油魔芋糕主要质构质构数据为：硬度(231.15±8.84 g)、黏着性(-58.80±4.80)g·s、弹性(0.97±0.01)mm、咀嚼性(217.01±9.12)mJ。

2.4 奇亚籽油包埋效果的测定

奇亚籽油包埋效果结果如图2所示。

图2 产品表面含油率Fig.2 Product surface oil content

可以得出产品含油添加量在1～3.5 g时产品表面含油率均维持在7.0%左右，计算得油脂添加量的质量分数为20%。随着油脂添加量超过3.5 g后，产品表面含油率迅速增加，说明该浓度下油脂最大质量分数为20%。添加过多的油脂会造成奇亚籽油的损失。故实验设计奇亚籽油的添加量为10%是合理的。

2.5 奇亚籽油魔芋糕对高糖高脂饲喂小鼠的血糖调节作用

2.5.1 小鼠不同饲喂条件下35 d后小鼠的体重变化

饲喂前后各组小鼠的体重变化如表7所示。

表7饲喂前后各组小鼠的体重变化Table 7 Changes in body weight of mice before and after feeding

可知饲喂35 d后，模型组小鼠体重显著高于其余各组(P<0.05)，表明经饲高糖高脂饲料饲喂的小鼠每天给与一定量奇亚籽油魔芋糕制品及魔芋糕制品后可延缓体重上升速率，一方面可能是由于魔芋中纤维含量较高，可延长小鼠胃排空时间[20]，减少小鼠饲料摄入量，另一方面可能是因为奇亚籽油中的α-亚麻酸经代谢生成的EPA及DHA可以调控脂肪代谢基因，重新分配脂肪代谢，抑制脂质合成[21]；比较奇亚籽油魔芋糕组与不含奇亚籽油魔芋糕，两者效果无显著性差异(P>0.05)，但是得出奇亚籽油魔芋组对控制小鼠体重的效果更好，可能该含量下的魔芋葡甘露聚糖的体重控制效果更好。

2.5.2 小鼠不同饲喂条件下35 d后的空腹血糖水平

饲喂前后各组小鼠的血糖变化如表8所示。得出模型组与各实验组小鼠血糖存在显著性差异(P<0.05)，一方面是由于魔芋葡甘露聚糖具有较大的吸水膨胀性，黏性较大可在肠道中吸水形成具有黏性的纤维素，延长胃排空时间[22]，另一方面是奇亚籽油中的α-亚麻酸能够降低人体胰岛素的敏感性，降低甘油三酯及脱辅基蛋白水平[23]，降低胰岛素受体的抵抗从而加速β-降细胞胰岛素的分泌作用来维持血糖的稳定[24]；奇亚籽油魔芋制品与不含奇亚籽油魔芋组比，维持血糖稳定的效果更好，且两者间存在显著性差异(P<0.05)，表明奇亚籽油添加到魔芋糕中能显著提高其对小鼠血糖水平的调节作用。

表8 饲喂前后各组小鼠的血糖变化Table 8 Changes in fasting blood glucose in mice before and after feeding

3 结论

本文对奇亚籽油理化性质及脂肪酸组成对比分析及评价,通过理化性质分析发现，奇亚籽油各项理化指标良好，符合亚麻籽油国家一级压榨油标准。对奇亚籽油的16种脂肪酸组成分析，饱和脂肪酸总量约为11.20%，以棕榈酸、硬脂酸、花生酸为主，其中不饱和脂肪酸总量约占88.79%，以油酸、亚油酸、α-亚麻酸为主，其中α-亚麻酸含量最高为59.35%。奇亚籽通过螺旋压榨技术可制成高品质营养油产品。

制备奇亚籽油魔芋糕颜色呈白色、有一定弹性、软硬适中、风味独特。通过小鼠实验可得，与不含奇亚籽油魔芋糕相比，奇亚籽油魔芋糕对小鼠延缓体重上升、维持血糖平衡的功能更好，可为奇亚籽油及魔芋提供新型的利用方式。但是对病理性小鼠降血糖效果未做研究，在后续的研究过程中可对此进行探讨。