烘烤条件对奇亚籽油理化性质及脂肪酸组成的影响

姚宏燕，杨 成，沈晓芳

(江南大学 食品学院，江苏 无锡 214122)

奇亚籽是薄荷类植物芡欧鼠尾草的种子，源于墨西哥高海拔沙漠地区，早在古阿兹特克时代，奇亚籽就因营养和抗饿特性被用作主食，以保证士兵的长途行军[1]。奇亚籽含油量在20%以上，油中脂肪酸主要为α-亚麻酸和亚油酸等不饱和脂肪酸，是ω-3脂肪酸和ω-6脂肪酸的良好来源。烘烤是油籽预处理的一种方式，油籽经烘烤后，分布在油籽内的超显微油滴聚集成大油滴，可使压榨时更易出油[2]；另外该过程涉及高温，油料中的油脂、糖类、蛋白和其他生理活性物质因高温和氧气的作用会发生一系列化学变化，未经烘烤直接压榨的奇亚籽油色泽清浅，而烘烤等热处理虽然造成油脂颜色加深，但增添了浓郁的风味成分。目前有关奇亚籽预处理方式对油脂品质影响的研究还处于空白阶段，亟待理论研究的支持。本文以奇亚籽为原料，对其进行不同程度的烘烤预处理，并对各条件下奇亚籽油的理化性质、脂肪酸组成及含量进行比较测定，以期对烘焙行业、油脂行业和消费者在应用和使用奇亚籽时的注意事项提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 原料与试剂

奇亚籽，原产地墨西哥(Naturkost De Mexico)。

异丙醇、乙醚、95%乙醇、酚酞指示剂、无水硫酸钠、冰乙酸、三氯甲烷、碘化钾、硫代硫酸钠、可溶性淀粉、无水甲醇、氢氧化钠、氢氧化钾、乙酸乙酯、碳酸钠、正己烷等，均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司；Supelco 37种脂肪酸甲酯混标，购自美国Sigma公司；三氟化硼-甲醇溶液，购自Sigma-Aldrich；十一烷酸标准品(纯度>99%)，购自上海斯信生物科技有限公司(Nu-chek-prep)；色谱级正己烷、甲醇，购自赛默飞世尔科技(中国)有限公司；纯净水。

1.1.2 仪器与设备

三柱A型液压榨油机，天津市伺达机械制造有限公司；BSA124S型电子天平，赛多利斯公司；84-1磁力搅拌控温电热套，山东鄄城华鲁电热仪器有限公司；DHG-系列电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；多功能台式离心机，Eppendorf中国有限公司；KQ-100DB 型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；UV-3600Plus型紫外-可见分光光度计，日本岛津公司；Lovibond PFX 880 Tintometer比色计，上海山富科学仪器有限公司；GC-2030 气相色谱仪，日本岛津公司。

1.2 实验方法

1.2.1 奇亚籽基本组成成分分析

水分含量测定，GB/T 14489.1—2008《油料 水分及挥发物含量测定》；粗脂肪含量测定，GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》；粗蛋白质含量测定，GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》；膳食纤维含量测定，GB 5009.88—2014《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》；灰分测定，GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》。

1.2.2 奇亚籽油的制备

工艺流程：奇亚籽→清理→烘烤→液压法压榨→出油→除杂(离心分离)→奇亚籽油。

具体流程：每批次称取1.00 kg奇亚籽，平铺在不锈钢托盘上，保持1 cm左右厚度，采用电热鼓风干燥箱进行烘烤预处理，以烘烤温度和时间为单因素，设定烘烤温度分别为60、100、140、180℃，各温度下分别设置烘烤时间为10、30、50、70、90 min，烘烤好取出后于干燥器中自然冷却至室温，再次称重，而后进入液压榨油机压榨制油，离心分离得到奇亚籽油。

1.2.3 奇亚籽油理化性质的测定

酸价参考GB 5009.229—2016《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》；过氧化值参考GB 5009.227—2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》；色泽参考GB/T 22460—2008《动植物油脂 罗维朋色泽的测定》，结果以(R+Y/10)/2值表示[3]；油脂紫外吸光度参考GB/T 22500—2008《动植物油脂 紫外吸光度的测定》，再根据相应的吸光度计算出Kλ(Kλ表示波长为λ时油脂的K值)[4]。

1.2.4 奇亚籽油脂肪酸组成的测定

甲酯化：参照Timilsena 等[5]方法。

气相色谱条件参考GB 5009.168—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》并略有改动：SPTM-2560毛细管色谱柱(100 m×0.25 mm×0.2 μm)；进样量1 μL；分流比20∶1；进样口温度280℃；FID检测器温度250℃。以37种脂肪酸甲酯的保留时间定性，采用内标法对油样中的脂肪酸进行定量。

2 结果与讨论

2.1 奇亚籽基本组成成分(见表1)

表1 奇亚籽的基本组成成分 %

由表1 可知，奇亚籽水分含量在5%～7%之间，在安全水分含量范围内[6]。奇亚籽含油率较高，粗蛋白质含量高于传统谷物(小麦 14%，玉米 14%，大米 8.5%，燕麦 15.3%，大麦 9.2%)，主要是球蛋白，具有较好的热稳定性[7-8]。另外奇亚籽还富含膳食纤维，研究证明当奇亚籽粉与小麦粉混合时，可使面团吸水率提高，延展性降低[9]，具有较好的水合作用。因此，作为一种新兴的油料来源，奇亚籽具有较大的开发应用价值。

2.2 烘烤条件对奇亚籽干燥失水率和出油率的影响

对奇亚籽进行烘烤处理不但可使油籽中的水分降到合适含量，破坏霉菌和细菌，同时可增加油的流动性，提高出油率。图1为奇亚籽在不同烘烤条件下干燥失水率和出油率的变化趋势。

从图1可以看出，干燥失水率均随着温度的升高和时间的延长呈现上升趋势。各烘烤温度下，前30 min内奇亚籽水分含量都迅速下降，60℃烘烤90 min与100℃烘烤10 min的干燥失水率相当且远低于140℃和180℃下的各值。随着烘烤温度升高和烘烤时间的延长，奇亚籽出油率呈现上升趋势，且180℃烘烤50 min及以上时，出油率均显著提高(p<0.05)，最高可达40%以上，但是可观察到有部分油脂溢出，奇亚籽产生了淡淡的焦糊味，影响油脂的感官效果。综合而言，各条件下奇亚籽出油率在35.37%～40.37%范围内。

注：图中不同字母表示具有显著性差异(p<0.05)。下同。

2.3 烘烤条件对奇亚籽油理化性质的影响

2.3.1 对奇亚籽油过氧化值和酸价的影响(见图2)

过氧化值代表油脂、脂肪酸等被氧化的程度。过氧化值越高，油脂氧化程度就越高，且会产生一些对人体有害的小分子物质。酸价代表油脂中游离脂肪酸的含量，酸价越高，油脂中游离脂肪酸的含量就越高，油的品质和质量就越差。故在油脂的生产加工过程中应严格控制导致油脂过氧化值和酸价上升的因素。

图2 烘烤条件对奇亚籽油过氧化值和酸价的影响

由图2可知，奇亚籽经过烘烤预处理后制取的奇亚籽油过氧化值在0.20～1.15 mmol/kg之间，酸价(KOH)在0.36～0.54 mg/g之间，远低于国家食用油卫生标准对植物原油(酸价(KOH)≤4 mg/g；过氧化值≤9.85 mmol/kg)的规定。其中，过氧化值整体变化趋势较酸价大，采用180℃烘烤50 min以上时，过氧化值和酸价均显著上升(p<0.05)。温度升高或时间延长在不同程度上均促进了奇亚籽油中多不饱和脂肪酸(PUFAs)的氧化分解，温度越高，氧化分解速率越快，过氧化值和酸价就越高，故在制备奇亚籽油的过程中应控制好烘烤条件。但是发现100℃各时间梯度下的过氧化值和酸价较60℃下的低，推测温度较低时，在一定时间范围内原料失水率较低，导致油中水分含量高，加速了油脂的氧化酸败，甘油三酯水解而产生游离脂肪酸，因此造成60℃各时间下的值较高，但因奇亚籽经烘烤后水分含量很低，再加上本身就是新鲜原料，故游离脂肪酸初始量低，因此酸价的变化范围较小。

2.3.2 对奇亚籽油K232和K268的影响(见图3)

图3 烘烤条件对奇亚籽油共轭二烯(K232)和共轭三烯(K268)的影响

油脂加热过程中产生的一级氧化产物不稳定，进一步降解会形成二级氧化产物如共轭二烯和共轭三烯，二者分别在232 nm和268 nm处有明显的吸收峰。由图3可知，60、100℃和140℃下烘烤奇亚籽时，K232、K268的变化范围不大，但当在180℃下烘烤50 min以上时，K232急剧上升，K232和K268较其他条件下均具有显著性差异(p<0.05)。

2.3.3 烘烤条件对奇亚籽油色泽的影响(见图4)

图4 烘烤条件对奇亚籽油色泽的影响

由图4可知，在60～140℃烘烤10～90 min，奇亚籽油色泽无显著变化。当180℃烘烤50 min以上时，奇亚籽油色泽发生了急剧变化，其中70、90 min下已呈现棕褐色。高温烘烤过程中会发生美拉德反应，该反应的初期产物不会对色泽产生影响，但随着温度的升高或时间的延长，会形成无氮或含氮的褐色可溶性化合物，最终生产类黑精色素等高分子色素[10]，从而对奇亚籽油的色泽产生较大影响。

2.4 烘烤条件对奇亚籽油脂肪酸组成及含量的影响(见表2)

表2 烘烤温度和时间对奇亚籽油脂肪酸组成及含量的影响

由表2可知：不同的烘烤条件对奇亚籽油脂肪酸组成无影响，对各脂肪酸含量影响不大，大多数组之间并无显著性差异(p>0.05)；各个烘烤预处理条件下，α-亚麻酸含量较高，均在60 g/100 g左右。

3 结 论

随着烘烤温度的升高和烘烤时间的延长，奇亚籽出油率整体呈现上升的趋势，且180℃烘烤50 min以上时，出油率均显著提高(p<0.05)，奇亚籽油过氧化值、酸价、K232、K268均相应上升；另外，随着烘烤温度升高或时间延长，奇亚籽油由最初淡淡的坚果香转变成浓郁的油香味，但180℃下烘烤50 min以上还会产生焦糊味，色泽加深。烘烤条件对奇亚籽油的脂肪酸组成无影响，且整体各组间脂肪酸含量无显著性差异，均有高含量的α-亚麻酸。为了满足消费者对油脂的感官和品质需求，不建议采用180℃直接烘烤；若采用180℃直接进行烘烤，则时间不应超过50 min，这对制备不同风味、不同感官体验且富含营养成分的高品质奇亚籽油具有重要意义。