萌芽对芝麻品质及芝麻酱风味的影响

张丽霞，芦　鑫，宋国辉，黄纪念，王静博(河南省农科院农副产品加工研究所，郑州　450002)



萌芽对芝麻品质及芝麻酱风味的影响

张丽霞，芦鑫，宋国辉，黄纪念，王静博
(河南省农科院农副产品加工研究所，郑州450002)

摘要:对芝麻进行萌芽处理，研究萌芽发育程度对芝麻理化指标的影响和对芝麻制品芝麻酱风味的影响。结果表明:随萌芽程度的增加，芝麻中水分和灰分含量变化不显著(P＞0.05)，粗蛋白含量先减小后增加，粗脂肪含量逐渐减少;硬脂酸和油酸变化不显著(P＞0.05)，棕榈酸含量有轻微的降低，而亚油酸和亚麻酸含量都随萌芽程度的增加先增多后降低;芝麻酱中易挥发性成分主要为吡嗪类、醛类、烷烃、烯烃、酚类、醇类、吡咯类等，随萌芽程度的增加，芝麻制品芝麻酱的风味物质数目增多，尤其是吡嗪类物质的数目由未萌芽芝麻酱的5种增加到10种。

关键词:芝麻;萌芽;脂肪酸;芝麻酱

芝麻是一年生胡麻科草本植物，具较高的食用和药用价值，是我国传统的油料作物之一［1］。芝麻含油量高达50%以上，并含有多种生物活性物质如芝麻木脂素和天然维生素E，具有重要的营养和药用价值，在食品、医药等行业有巨大的应用前景［2］。芝麻酱是以炒制芝麻直接磨制而成的，不但含有丰富的蛋白质、铁、钙、磷、核黄素等物质，而且具有特殊的浓郁风味［3］。风味是评价食品的重要指标之一，风味物质可分为非挥发性物质(滋味物质)和挥发性物质(香味物质)，其中挥发性风味物质对芝麻酱整体风味起着重要作用［4］。

萌动是一种生命现象，是生命发展的最初阶段，也是生物中最有活力的阶段。植物种子萌芽过程中会发生许多生理代谢变化［5-7］，主要体现在酶的活化生成、细胞生理活性的恢复，同时也伴随着复杂的生化代谢，使种子的主要成分发生显著变化，从而改善营养价值［8，9］。萌芽作为一种改善营养价值和食品应用的天然操作方法，有可观的利用价值和应用前景［10，11］。目前市场上已经出现催芽芝麻粉、催芽芝麻油、催芽芝麻酱等产品。

本文研究不同萌芽程度对芝麻主要理化指标的影响以及萌芽对芝麻制品芝麻酱风味的影响，从而为萌芽在芝麻系列制品中的应用提供理论参考。

1　材料与方法

1.1主要材料

白芝麻(驻芝14号)，平舆康博汇鑫油脂有限公司提供;正己烷(气相色谱纯)，美国迪马公司;其他试剂均为分析纯。

1.2主要仪器与设备

7890A GC-5975C MSD气相色谱-质谱联用仪(GCMS)，美国安捷伦科技有限公司; Lyovac GT1真空冷冻干燥机，德国SRK系统技术有限公司; KDN-08消化炉，杭州托普仪器有限公司; ZDDN-II全自动凯氏定氮仪，杭州托普仪器有限公司; XS205DU分析天平，梅特勒-托利多仪器有限公司; RE-3000真空旋转蒸发仪，上海亚荣生化设备厂; AJ-L80型胶体磨，温州市龙湾华威机械厂; HH-4电热恒温水浴锅，河南智诚科技有限公司; P型陶瓷纤维马弗炉，北京盈安美诚科学有限公司; DFY-1000高速万能粉碎机，上海佳胜实验设备有限公司; DHG-9031-电热恒温干燥箱，深圳市澳德玛电子科技有限公司。

1.3试验方法

1.3.1芝麻萌芽

芝麻过筛除杂，挑选籽粒饱满、没有破碎的芝麻用1%的次氯酸钠溶液浸泡30min后用清水清洗3遍。将清洗的芝麻平铺于清水浸润的纱布上，再用两层纱布盖于其上，放于36℃恒温箱中，分别放置萌芽0、4、8、12h(样品分别记为萌0、萌4、萌8、萌12)，进行冷冻干燥备用。

1.3.2芝麻油中脂肪酸组成的测定

用有机溶剂浸提法分别对四种芝麻样品进行提油。依据国标GB/T 17376-2008，利用三氟化硼-乙醚法对芝麻油中脂肪酸进行甲酯化。根据脂肪酸甲酯标样的保留时间确定未知油样中脂肪酸组成，利用峰面积归一化法得到芝麻油中不同脂肪酸的相对含量。

脂肪酸分析的检测条件: Agilent HP-88 (60m× 250μm×0.2μm)毛细管石英色谱柱，氢火焰离子化检测器(FID)，氮气流速1mL/min，H2流速40mL/min，空气流速40mL/min。进样口温度250℃，检测器温度270℃。柱温采用程序升温:初始温度120℃，保持1min;以10℃/min升至175℃，保持10min;再以5℃/ min升至210℃，保持5min;再以10℃/min升温到230℃，保持5min。进样量为1μL，分流比100∶1。

1.3.3芝麻酱的制备

将4种不同萌芽程度的芝麻样品在200℃导热油炒锅中焙炒30min，然后用150目胶体磨制出芝麻酱。1.3.4芝麻酱风味成分的测定

(1)芝麻酱中挥发性风味成分的萃取。采用顶空-固相微萃取(HS-SPME)进行芝麻酱中挥发性风味成分的富集:取2g芝麻酱于10mL萃取瓶中，在60℃水浴中吸附平衡20min，插入活化的萃取头吸附30min，240℃不分流模式下解析5min进行检测。

(2)气相色谱条件。色谱柱: Agilent HP-5MS Phenyl Methyl Silox (30m×250μm，0.25μm)弹性石英毛细管柱。程序升温:初始温度35℃，保持2min;以5℃/ min升温至230℃，保持8min。进样口温度240℃;载气为高纯He，载气流速1mL/min;不分流进样。

(3)质谱条件。电离方式电子电离(electron ionization，EI) ;电子能量70eV;四级杆温度150℃，离子阱温度230℃，穿梭线温度250℃，扫描范围m/z 30～550。

(4)数据处理。参照NIST 08.LIB谱库对检测到的匹配度高于80的风味成分进行分析，根据各风味成分峰面积占总挥发性成分峰面积的百分比进行相对定量［12］。

1.3.5其他指标的测定

灰分含量的测定，GB/T 5009.4-2010;粗蛋白含量的测定，GB/T 5009.5-2010;粗脂肪含量的测定，GB/T 1477.2-2008;水分及易挥发物含量的测定，GB/T 5009.3-2010。

2　结果与分析

2.1萌芽程度对芝麻主要成分的影响

芝麻萌芽后，其水分和灰分含量变化不显著(P＞0.05)，粗蛋白含量先减小后增大，粗脂肪含量随着发芽程度的增加逐渐减少。这主要是因为芝麻发芽过程中形成的酶类除淀粉酶和蛋白酶外，还有脂肪酶等，在这些酶的作用下，蛋白质和脂肪纤维素等贮藏性大分子物质部分水解成可能作为能源或分解成小分子作为其新芽的成分［13］。由于发芽前的浸泡，种子中的可溶性氮溶于水中也会造成蛋白的减少、形成发芽种子中的新氨基酸，导致辞种子氨基酸的种类不同，氨基酸的比例以及蛋白的组成发生变化，使发芽种子的营养价值可能有别于萌发以前的干种子，使其营养价值得以大幅提高。发芽一段时间后酶的活性增强，在脂肪酶的作用下，脂肪分解成为脂肪酸及甘油，为新的生长部分所利用［14］，所以粗脂肪含量随着发芽程度的增加逐渐减少(表1)。

表1　不同萌芽芝麻主要成分组成及含量　单位: %

2.2萌芽程度对芝麻油脂肪酸含量的影响

由2.1可知，萌芽对芝麻中脂肪含量有影响，脂肪酸是脂肪的重要组成部分。萌芽程度对芝麻油中脂肪酸组成的影响见表2，未萌芽芝麻油脂脂肪酸组成见图1。

图1　未萌芽芝麻油脂肪酸气相色谱图

由图1可知，芝麻油脂中主要的脂肪酸为油酸和亚油酸，含量在80%以上，其次为棕榈酸、硬脂酸和亚麻酸［15］。由表2可知，随着萌芽时间的延长，长链脂肪酸显示明显变化。硬脂酸和油酸变化不显著(P＞0.05)，棕榈酸含量有轻微的降低，而亚油酸和亚麻酸含量都随萌芽程度的增加先增多后降低。主要原因为萌芽过程中，为了萌芽能量需要，脂肪发生水解生成脂肪酸和甘油，水解过程中游离脂肪酸增加，油酸通过油体膜上的12-去饱和酶的作用，将酯化的油酸转化为亚油酸，进一步转化为亚麻酸，从而亚油酸和亚麻酸含量增加［16-18］。但随着萌芽程度的增加，首先利用不饱和的亚油酸、亚麻酸氧化为生成能量所需要的二氧化碳和水，被新的生长部分所利用，使得含量下降。

表2　不同萌芽芝麻油中脂肪酸的相对含量(%)

2.3萌芽程度对芝麻酱风味成分的影响

芝麻酱是芝麻的主要制品之一，不同萌芽程度的芝麻酱样品中挥发性风味成分分析结果见表3及图2。

表3　萌芽程度对芝麻酱中挥发性成分含量的影响

(续)

图2　萌芽对芝麻酱挥发性风味组成的影响

由表3可以看出，不同萌芽程度的芝麻酱样品中的易挥发风味物质为吡嗪类、醛类等7类物质。吡嗪类含量最多，占59.87%～74.24%;醛类物质含量次之，为23.78%～38.0%，然后依次为烷烃、烯烃，还含有少量的酚类、醇类和吡咯物质。萌芽后芝麻酱中吡嗪物质的种类增多，且萌12样品含量最高，由未发芽芝麻酱样品(萌0)的5种增加到10种;而萌8样品醛类物质含量最大，且不同萌芽状态下的吡嗪类和醛类的具体物质含量有所差别;烷烃类、烯烃类物质随着萌芽程度的增加其含量逐渐减少，而且不经过萌芽的芝麻酱(萌0)中含有4-乙烯基-2-甲氧基苯酚，萌芽后此物质未检测到。只有芝麻萌芽到一定状态下(萌8和萌12)的芝麻酱风味物质中才含有吡咯物质。

吡嗪类化合物的阈值低，风味透散性好，主要呈现烘烤味、坚果味、咖啡味、肉香味等风味特征，是由胺(包括氨基酸)与还原糖发生美拉德反应产生的［19］。在芝麻萌芽过程中，淀粉酶活性增加迅速，导致芝麻中多糖成分的快速分解，促使还原糖大量生成;因此随着萌芽程度加深，美拉德反应越彻底，致使吡嗪类风味物质的含量逐渐增多［20］。吡咯类成分也是芝麻制品的重要风味物质，该物质具有烧烤风味，1分子糖至少需要和5分子甚至更多的碳发生美拉德反应才能形成吡咯。酚类化合物呈现烟熏香和焦香，对芝麻酱香味丰满起作用;醇类等化合物由于本身的风味弱且含量较低［21，22］，对芝麻酱香味的贡献较小;所以芝麻酱的香味不是由一种或几种物质来体现，而是由多种成分协同作用的结果。

3　结论

芝麻萌芽后，其水分和灰分含量变化不显著(P＞0.05)，粗蛋白含量先减小后增大，粗脂肪含量随着发芽程度的增加逐渐减少;随着萌芽时间的延长，硬脂酸和油酸变化不显著(P＞0.05)，棕榈酸含量有轻微的降低，而亚油酸和亚麻酸含量都随萌芽程度的增加先增多后降低;不同萌芽程度的芝麻酱样品中的易挥发风味物质为吡嗪类、醛类等7类物质，吡嗪类含量最多占59.87%～74.24%，醛类物质含量为23.78%～38.0%，然后依次为烷烃、烯烃，还可能含有少量的酚类、醇类和吡咯物质。萌芽后芝麻酱中吡嗪物质的种类增多，且萌芽程度强的样品中吡嗪含量最高，由未发芽芝麻酱样品的5种增加到10种;而萌芽8h的样品醛类物质含量最大，且不同萌芽状态下的吡嗪类和醛类的具体物质含量有所差别;烷烃类、烯烃类物质随着萌芽程度的增加其含量逐渐减少，未萌芽的芝麻酱(萌0)中含有4-乙烯基-2-甲氧基苯酚，萌芽后此物质未检测到。只有芝麻萌芽程度大的(萌芽8h和萌芽12h)的芝麻酱风味物质中才含有吡咯物质。萌芽对于芝麻制品营养价值的影响还需要进一步深入的研究，以期为开发高附加值芝麻产品提供理论指导与数据支持。

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(责任编辑李燕妮)

Effects of Germination on Physico-chemical Properties of Sesame Seeds and Volatile Components of Sesame Paste

ZHANG Li-xia，LU Xin，SONG Guo-hui，HUANG Ji-nian，WANG Jing-bo
(Institute of Agricultural Products Processing，Henan Academy of Agriculture Sciences，Zhengzhou 450002，China)

Abstract:Sesame seeds were sprouted at various times to elucidate the effects of germination on main physico-chemical properties of sesame seeds and the flavor of sesame paste.The results showed there was no significant difference in moisture and ash content (P＞0.05) and remarkable decrease in crude protein content during germination，while the crude fatty content gradually decreased as the development of germination.Analyzing the composition of fatty acid，it was shown that relative percentages of stearic acid and oleic acid are stable，linoleic acid and linolenic acid contents fluctuate，palmitic acid content increase in the whole germination.The volatile components in the germinated sesame paste were pyrazines，aldehydes，alkanes，alkene，phenols，alcohols，pyrrole，etc.The volatile components species increased during germination，especially the number of pyrazines increased from 5 to 10 kinds.

Keywords:sesame seed; germination; fatty acid; sesame paste

通讯作者:黄纪念(1971—)，男，博士，研究员，研究方向:油料油脂加工利用。

作者简介:张丽霞(1978—)，女，博士，副研究员，研究方向:油脂加工及其副产物综合利用。

基金项目:国家农业科技成果转化资金项目(项目编号: 2013GB2D000292) ;公益性行业(农业)科研专项(项目编号: 201303072) ;河南省农业科学院科研发展专项资金(项目编号: 20137923)。