仇記紅，侯利霞,*，張釗國，汪學德，曾國展

（1.河南工業(yè)大學糧油食品學院，河南 鄭州 450001；2.河南工業(yè)大學國際教育學院，河南 鄭州 450001；3.河南駐馬店頂志油脂有限公司，河南 駐馬店 463000）

芝麻又稱脂麻，為一年生胡麻科草本植物，是我國重要的傳統(tǒng)油料作物之一，具有較高的食用和藥用價值。芝麻醬由芝麻經(jīng)過焙炒磨制而成，含有豐富的蛋白質、鈣及人體所必需的脂肪酸等營養(yǎng)物質，具有特殊的濃郁香味，是深受消費者喜歡的調味品，具有較好的商業(yè)市場。

發(fā)芽的種子如綠豆芽、黃豆芽、芝麻芽等，富含各種營養(yǎng)和生物活性成分，是亞洲一些國家主要的食用蔬菜品種之一，如今，它們在美國和歐洲也越來越受歡迎[1-3]。芝麻醬在其制作過程中，要經(jīng)歷約15～20 min左右的芝麻浸泡、淘洗步驟。有研究報道浸泡可以減少植酸、蛋白酶抑制劑及胃脹氣因子的含量[4-5]，也有研究者指出浸泡可影響種子的萌芽率[6-8]。朱轉等的研究表明浸泡大米可以降低米飯中抗性淀粉的含量，提高米飯的消化特性[9]，但是浸泡對芝麻及芝麻醬組成及品質的影響尚鮮見報道。

萌動是種子萌發(fā)的第2階段，也是生物中最有活力的階段，即種子在吸脹后，種胚細胞體積擴大伸展，胚根尖端突破種皮外伸開始顯現(xiàn)[10-12]。有研究者研究了萌動對芝麻品質及芝麻醬風味的影響，結果表明，萌動可使種子的基本組分發(fā)生變化，從而改善其營養(yǎng)價值，萌動后芝麻中粗脂肪含量逐漸降低，粗蛋白含量呈波動變化，芝麻油中過氧化值逐漸升高，酸價呈波動變化，VE含量增加[13-15]。然而，芝麻在不同浸泡和萌動期的組分質量分數(shù)變化以及萌動處理芝麻磨制而成的芝麻醬的品質變化尚鮮有詳細的研究報道。本研究通過分析測定不同浸泡和萌動處理的芝麻主要組分質量分數(shù)，以及芝麻醬的基本組分質量分數(shù)、功能性成分、礦物質含量和脂肪酸組成，研究芝麻萌動對芝麻醬品質的影響，同時利用主成分分析篩選出與萌動時間相關的特征性成分，以期為萌動處理芝麻醬的開發(fā)、生產提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白芝麻取自河南鄭州農科院種植產業(yè)區(qū)；甲醇、正己烷均為色譜純，購于美國Fisher公司；其他試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

JM-L80型膠體磨 溫州市龍灣華威機械廠；WS250II型恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上海樹立儀器儀表有限公司；e2695型高效液相色譜儀 美國Waters公司；Fibertec 2010全自動粗纖維儀、8400全自動凱氏定氮儀 丹麥FOSS公司。

1.3 方法

1.3.1 芝麻萌動處理

稱取1 kg左右芝麻過篩除雜，將經(jīng)過挑選的芝麻置于干凈干燥的盆中，用蒸餾水清洗3 次，然后于蒸餾水中分別浸泡20 min和2、5 h（每克芝麻浸泡于2 mL 28 ℃蒸餾水中），每隔30 min攪動一次。將浸泡后的芝麻均勻平鋪于紗布始終被清水浸潤的托盤中，放于28 ℃恒溫恒濕箱中進行萌發(fā)，每隔2 h補充一定量水分，并及時去掉發(fā)霉腐敗種子，分別放置萌發(fā)0、4、14、24 h。對照組為沒有經(jīng)過浸泡與萌動處理的芝麻及其制得的芝麻醬。從每份萌動的芝麻樣品中隨機取出3 份小樣，每份小樣的芝麻總數(shù)在50 粒左右，計算萌動處理芝麻粒占全部芝麻粒的比例，即萌動率[16-18]。

1.3.2 芝麻醬的磨制

將萌發(fā)一定時間的芝麻烘至水分質量分數(shù)為20%～25%，每批烘炒約40 min，然后迅速揚煙冷卻3 次，用膠體磨磨制芝麻醬，裝瓶。

1.3.3 萌動處理芝麻及芝麻醬基本組分質量分數(shù)的測定

水分質量分數(shù)、灰分質量分數(shù)分別參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》、GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》方法測定；粗脂肪質量分數(shù)、粗蛋白質量分數(shù)、粗纖維質量分數(shù)分別參照GB 2906—1982《谷類、油料作物種子粗脂肪測定方法》、GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》、GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》方法測定；總糖質量分數(shù)采用苯酚-硫酸法測定[19]。

1.3.4 萌動處理芝麻醬功能性成分含量的測定

VE含量參照GB/T 17812—2008《飼料中維生素E的測定 高效液相色譜法》方法測定；甾醇含量采用分光光度法測定[20]。芝麻酚、芝麻素和芝麻林素含量的測定參照NY/T 1595—2008《芝麻中芝麻素含量的測定 高效液相色譜法》和文獻[21]中方法，取1.0～2.0 g芝麻醬樣品于錐形瓶中，加入10 mL甲醇，50 ℃超聲30 min，取出靜置2 h，過濾，旋轉蒸發(fā)，真空干燥后用甲醇定容至10 mL，過0.22 μm濾膜，待測。高效液相色譜測定后根據(jù)木酚素標準曲線計算芝麻酚、芝麻素和芝麻林素含量。

1.3.5 萌動處理芝麻醬酸價和草酸質量分數(shù)的測定

酸價的測定參照GB 5009.229—2016《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》及文獻[22]方法，用索氏抽提法提取芝麻醬中粗脂肪，酸價以中和每克芝麻醬所需的KOH的質量表示；草酸質量分數(shù)的測定采用高錳酸鉀滴定法[23]。

1.3.6 萌動處理芝麻醬礦物質含量及脂肪酸組成的測定

礦物質含量的測定采用微波消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[24]；脂肪酸組成及含量的測定參照《油料油脂檢驗與分析》[25]中方法。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

實驗做3 次平行，使用Excel 2003、Origin 8.5軟件對數(shù)據(jù)進行處理，采用SPSS 20.0軟件做獨立樣本t檢驗和方差分析，進行數(shù)據(jù)間的描述性統(tǒng)計分析（P＜0.05表示差異顯著）及主成分分析。

2 結果與分析

2.1 浸泡及萌動處理對芝麻基本組分質量分數(shù)的影響

經(jīng)過不同浸泡與萌動處理的芝麻，隨著其萌動程度不同，一些基本組分會發(fā)生不同程度的分解以合成新物質，為芝麻萌動提供營養(yǎng)物質。

表1 浸泡和萌動時間對芝麻基本組分質量分數(shù)的影響Table1 Effect of soaking and germination time on proximate composition of sesame seeds

從表1可以看出，與對照組相比，未經(jīng)萌動處理的芝麻浸泡20 min時粗脂肪、粗蛋白質量分數(shù)無顯著差異（P＞0.05），延長浸泡時間分別至2、5 h，其粗脂肪、粗蛋白質量分數(shù)降低；不同浸泡時間其灰分質量分數(shù)均有所降低，粗纖維質量分數(shù)增加（P＜0.05）。

浸泡相同時間時，隨著萌動時間的延長，芝麻中粗脂肪質量分數(shù)逐漸降低（P＜0.05），浸泡20 min、萌動24 h時其質量分數(shù)最低（43.11%），比對照組降低13.03%；粗蛋白質量分數(shù)在浸泡20 min、萌動24 h時取得最大值（21.33%），比對照組增加了11.21%，該結果與張麗霞等的研究結果[13]一致，推測原因可能是脂肪、蛋白質分別在萌動過程中形成的脂肪酶、蛋白酶的作用下分解成能源或其他小分子作為新芽的成分[26]。不同浸泡時間條件下，總糖質量分數(shù)均呈現(xiàn)先增高后降低趨勢，萌動4 h時總糖質量分數(shù)均達最大值；粗纖維質量分數(shù)變化趨勢比較平緩，在萌動14 h時均達到最高值。

2.2 萌動對芝麻醬基本組分、草酸質量分數(shù)及酸價的影響

表2 萌動處理對芝麻醬基本組分、草酸質量分數(shù)及酸價的影響Table2 Effect of germination on the contents of major components,oxalic acid mass fraction and acid value in sesame butter

從表2可以看出，萌動處理芝麻醬中粗脂肪質量分數(shù)、總糖質量分數(shù)和粗纖維質量分數(shù)與芝麻中的變化趨勢一致。隨萌動時間延長，粗脂肪質量分數(shù)呈逐漸降低趨勢，浸泡5 h、萌動24 h的芝麻醬中粗脂肪質量分數(shù)最低（53.14%），比對照組降低了4.54%；粗蛋白質量分數(shù)呈先減后增趨勢，浸泡5 h、萌動14 h時出現(xiàn)最低值（18.74%），比對照降低了4.63%；總糖、粗纖維質量分數(shù)呈現(xiàn)先增后減趨勢。草酸是引起苦味的一個重要指標，在3 個浸泡時間下，隨萌動時間的延長，草酸質量分數(shù)逐漸降低，浸泡2 h、萌動24 h時出現(xiàn)最低值（0.57%），比對照組降低了57.14%；酸價呈現(xiàn)波動變化（0.40～1.20 mg/g），但均符合LS/T 3220—2017《芝麻醬》中規(guī)定的芝麻醬商業(yè)標準（≤4.0 mg/g）。

2.3 萌動處理對芝麻醬功能性成分含量的影響

由表3可知，萌動處理后的芝麻醬中VE含量均高于對照組芝麻醬，在浸泡20 min、萌動14 h時VE含量達到最大值，為49.96 mg/100 g，比對照組增加49.36%；同一浸泡時間下，隨著萌動時間的延長，甾醇含量呈逐漸增加趨勢，浸泡5 h、萌動24 h時，甾醇含量達到270.80 mg/100 g，比對照組增加77%；萌動過程中芝麻木酚素（包括芝麻素、芝麻林素、芝麻酚）含量發(fā)生不同程度的變化，當萌動時間為24 h時，芝麻醬中芝麻酚的含量均明顯高于未經(jīng)萌動處理芝麻醬；萌動2、5 h時，芝麻素含量先增加后降低，芝麻林素含量逐漸升高。木脂素是一類特異的內源抗氧化物質，使得芝麻醬耐貯藏、不易變質，同時還具有降血脂、降血壓、抗血栓、緩解動脈粥樣硬化等作用，萌動處理芝麻醬中較高的芝麻酚含量表明，適當萌動的芝麻可以作為天然抗氧化劑的豐富來源。

表3 萌動處理對芝麻醬中功能性成分含量的影響Table3 Contents of functional components in germinated sesame butter

2.4 萌動處理對芝麻醬中礦物質含量的影響

表4 萌動處理對芝麻醬中礦物質含量的影響Table4 Mineral contents in germinated sesame butter mg/100 g

由表4分析可知，萌動處理芝麻醬中含量較多的礦物質元素為Ca、K、Mg，萌動處理后芝麻醬中的Ca含量明顯增加，在浸泡20 min、萌動24 h時達到1 334.21 mg/100 g，比對照組增加了106.58%，這與Hahm等的研究結果[27]一致，因此，萌動處理芝麻醬可以作為一個很好的鈣源。萌動處理芝麻醬中K含量下降，Yahya的研究表明Na的存在降低了K和Ca的吸收[28]；Fe、Mg、Zn、Cu、Mn含量略有波動，但變化不明顯。

2.5 浸泡和萌動處理芝麻醬的主成分分析結果

13 種不同浸泡和萌動處理的芝麻醬樣品的粗脂肪質量分數(shù)等21 種指標數(shù)量過多，雖提供豐富信息，但分析時復雜性增加，因此有必要將考察指標重新分類整理，用較少的獨立指標代替原來的多個指標，綜合反映原指標信息。本研究將13 種不同浸泡和萌動處理的芝麻醬的21 種指標進行主成分分析，結果如表5所示。

表5 主成分分析解釋的總方差Table5 Total variance explained in principal component analysis

由表5可知，第1主成分的特征值為7.87，方差貢獻率為37.49%，第2主成分的特征值為4.73，方差貢獻率為22.50%，第3、4、5主成分的特征值分別為2.25、1.72、1.19，方差貢獻率分別為10.71%、8.19%、5.68%，前5 個主成分解釋了總變異的84.57%。

表6 主成分分析旋轉后的成分載荷矩陣Table6 Rotated component matrix of principal component analysis

由表6可知，第1主成分中載荷值較高的有水分質量分數(shù)、草酸質量分數(shù)、粗脂肪質量分數(shù)、Ca含量；第2主成分中載荷值較高的有總糖質量分數(shù)、VE含量、Mn含量，第3主成分中載荷值較高的有芝麻素含量、芝麻林素含量，第4、5主成分分別僅與原變量Zn含量、酸價關系密切，由SPSS 20.0軟件中主成分1（PC1）、主成分2（PC2）因子得分和旋轉成分矩陣作圖，結果見圖1。

圖1 13 種萌動處理芝麻醬指標主成分分析的得分圖（a）、載荷圖（b）Fig.1 Score (a) and loading (b) plots of principal component analysis for 13 germinated sesame butters

從圖1a、b可以看出，樣品1/3-0、1/3-4、2-4、5-4的主要特征指標為粗脂肪質量分數(shù)、粗蛋白質量分數(shù)、Mg含量、灰分質量分數(shù)，1/3-24、2-24的主要特征指標為甾醇含量、芝麻林素含量和水分質量分數(shù)。

由SPSS 20.0軟件得到13 種不同浸泡-萌動時間的芝麻醬樣品的主成分得分，在此基礎上對產品進行綜合評價。根據(jù)各主成分的特征根做權數(shù)，對每個主成分加權加和，得到各產品的綜合排序，結果見表7。

理化指標客觀地表達了芝麻醬的品質和營養(yǎng)價值，從主成分綜合得分排序結果可分析出：按照綜合排序來看，經(jīng)過浸泡-萌動處理的芝麻醬樣品的綜合品質均高于對照組，其中樣品1/3-14的品質和營養(yǎng)價值最高，其次是樣品2-24、5-14，對照組樣品綜合評分最低，這一結果可為企業(yè)生產及消費者選購產品提供一定的參考依據(jù)。

表7 萌動處理芝麻醬產品綜合排序Table7 Quality evaluation and ranking of germinated sesame butters

2.6 浸泡和萌動時間對芝麻醬脂肪酸組成的影響

表8 不同浸泡和萌動時間的芝麻醬主要脂肪酸組成及含量Table8 Major fatty acid composition in sesame butters with different soaking and germination times

從表8可以看出，芝麻醬中主要的脂肪酸為油酸（C18:1）和亞油酸（C18:2），二者總含量為84.71%～85.70%，其次為棕櫚酸（C16:0）、硬脂酸（C18:0）、亞麻酸（C18:3）和花生酸（C20:0）。隨萌動處理時間的延長，油酸和亞油酸含量呈先增加后減小趨勢，但都略大于對照組，這可能是由于芝麻萌動需要能量，因此脂肪發(fā)生水解，游離脂肪酸含量增加，酯化的油酸轉化成亞油酸，進而轉化為亞麻酸，因此亞油酸含量增加；隨著進一步萌動需要，亞油酸和亞麻酸被氧化為二氧化碳和水，被新的生長部分利用，因此含量降低[29-31]。萌動處理芝麻醬棕櫚酸含量高于對照組（浸泡20 min、萌動24 h除外），在3 個浸泡時間下，隨萌動時間延長，棕櫚酸含量稍有降低；硬脂酸含量均高于對照組（除浸泡20 min、萌動0 h外）。實驗中還發(fā)現(xiàn)對照組芝麻醬中花生酸含量為0.55%，而在經(jīng)過浸泡和萌動處理的芝麻醬中沒有檢測到花生酸的存在。

3 結 論

芝麻浸泡2、5 h時，粗脂肪、粗蛋白質量分數(shù)降低；不同浸泡時間芝麻中灰分質量分數(shù)均有所降低，粗纖維質量分數(shù)增加，總糖質量分數(shù)呈現(xiàn)先增加后降低趨勢。萌動處理芝麻醬中粗脂肪、總糖和粗纖維質量分數(shù)與芝麻中變化趨勢一致。隨萌動時間的延長，芝麻醬中粗脂肪質量分數(shù)呈逐漸降低趨勢，浸泡5 h、萌動24 h的芝麻醬中粗脂肪質量分數(shù)最低；萌動后的芝麻醬中VE含量均高于對照組，在浸泡20 min、萌動14 h時VE含量達到最大值，為49.96 mg/100 g，比對照組增加49.36%。結果表明，萌動使芝麻、芝麻醬的成分發(fā)生改變，萌動處理是制備低脂肪質量分數(shù)、高VE含量芝麻醬的一種新途徑。