張雅娜,郭麗,蘇悅,李曉東
(綏化學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院,黑龍江綏化152061)
芝麻含油量高,有油料作物“皇后”之美譽(yù),屬小品種油料作物中的大品種[1]。芝麻油是世界衛(wèi)生組織公布的三大最佳食用油之一,不僅具有較高的營養(yǎng)價(jià)值,同時(shí)還具有藥用價(jià)值,被列入中國、美國、日本等國藥典,因此被稱為“油中之王”[1-2]。芝麻油中富含不飽和脂肪酸,且脂肪酸組成合理,其中油酸含量為36.9%~50.5%,亞油酸含量為36.9%~49.1%,對降低膽固醇、軟化血管,防止因血管硬化引起的疾病非常有益;更重要的是含有獨(dú)特的營養(yǎng)成分——芝麻木酚素,芝麻木酚素類物質(zhì)具有抗衰老、促進(jìn)肝臟解毒、抑制誘發(fā)癌癥、增強(qiáng)免疫力、預(yù)防心血管疾病、防止中風(fēng)等功效[3]。
目前芝麻油的傳統(tǒng)制取方法主要有水代法、機(jī)械壓榨法等。水酶法是近年來新興的一種環(huán)保提油技術(shù),油脂科學(xué)界將水酶法提油技術(shù)稱為“一種油料資源的全利用技術(shù)”。與芝麻油傳統(tǒng)制取技術(shù)相比,水酶法制備芝麻油特點(diǎn)是可以同時(shí)得到芝麻油和蛋白質(zhì),縮短工藝路線;操作條件溫和、低耗能、低投資、產(chǎn)油率高;不使用有機(jī)溶劑,低碳安全環(huán)保[4]。在制油工藝中,預(yù)處理工藝對于油脂的提取起著至關(guān)重要的作用,預(yù)處理效果好壞,直接影響油脂提取率的高低。油脂存在于油料的完整細(xì)胞內(nèi),且油脂的存在形式為兩種,一種是游離油,一種是油脂與其他物質(zhì)的復(fù)合形式。預(yù)處理的主要作用,一方面是破壞細(xì)胞的完整結(jié)構(gòu);另一方面是破壞油脂與其他物質(zhì)的復(fù)合形式,從而有利于油脂的充分釋放,以提高油脂得率。
水酶法常用的預(yù)處理方式有機(jī)械粉碎法、超聲波法、擠壓膨化法、熱處理法等,用于水酶法提取芝麻油的預(yù)處理方法中,機(jī)械粉碎法是利用最多的預(yù)處理方法[5],而冷凍-微波解凍和超聲波預(yù)處理技術(shù)則研究的較少。冷凍分為速凍和緩凍,冷凍-微波解凍預(yù)處理主要采用的是緩凍,其原理是緩凍過程中能夠形成大而少的冰晶,這些銳利的冰晶可以刺破細(xì)胞組織,破壞細(xì)胞的完整結(jié)構(gòu),使細(xì)胞內(nèi)容物(包括油脂)釋放,因此緩凍能夠強(qiáng)化油脂的提取,提高細(xì)胞的破碎度,從而提高油脂的提取率。微波技術(shù)是一項(xiàng)新型食品解凍技術(shù),具有加熱速度快、解凍時(shí)間短、節(jié)能高效、安全無害、容易瞬時(shí)控制、選擇性和穿透性好等特點(diǎn),符合現(xiàn)代社會和生產(chǎn)企業(yè)的需求[6]。超聲波輔助水酶法提取技術(shù)是一種新興的提取分離技術(shù),能夠強(qiáng)化植物中油脂的提取、加速傳熱和傳質(zhì)過程[5]。在超聲波作用下,產(chǎn)生的空泡在爆裂時(shí)可以產(chǎn)生巨大的剪切力,因此可以有效的破壞油料的細(xì)胞壁,并使細(xì)胞壁內(nèi)的物質(zhì)得到釋放[7]。
本試驗(yàn)對超聲波、冷凍-微波解凍兩種預(yù)處理輔助水酶法提取芝麻油進(jìn)行研究,在單因素的基礎(chǔ)上選出最佳的超聲波、冷凍-微波解凍預(yù)處理?xiàng)l件,再利用正交試驗(yàn)法進(jìn)行優(yōu)化,并對兩種預(yù)處理得到的芝麻油與成品芝麻油進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)的對比分析,為全面理解水酶法芝麻油的性質(zhì),水酶法油脂精煉以及工業(yè)應(yīng)用提供一定的研究基礎(chǔ)。
脫皮白芝麻:安徽省渦陽縣;壓榨芝麻油:安徽省鳳陽縣御膳油脂有限公司;Alcalase 2.4L(酶活2.4 AU/g):丹麥 novo 公司。
ESJ205-4 電子分析天平:普利賽斯國際貿(mào)易有限公司;ZH-25B-B11 多功能食品加工機(jī):河南新飛電器集團(tuán)有限公司;JY92-IIN 型超聲波細(xì)胞粉碎機(jī):北京泰亞賽福科技發(fā)展有限責(zé)任公司;DW-86L386 立式超低溫保存箱:青島海爾特種電器有限公司;GL-16G-II 高速冷凍離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠;HZS-H 水浴振蕩器:哈爾濱市東聯(lián)電子開發(fā)有限公司;PHS-3C 型pH 計(jì):杭州齊威儀器有限公司;JOYN-H1C1 微波化學(xué)實(shí)驗(yàn)爐:上海喬躍電子有限公司;KDN-103F 自動(dòng)定氮儀、HYP-10404 十孔消化爐:上海纖檢儀器有限公司;SCT-02 索氏抽提器:天津玻璃儀器廠;SX-4-10 箱式電阻爐:天津市泰斯特儀器有限公司;WSL-2 羅維朋比色計(jì):浙江托普儀器有限公司。
1.2.1 試驗(yàn)工藝流程
1.2.2 芝麻主要成分的測定
水分:GB 5009.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》[8];粗脂肪:GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定》[9];粗蛋白:GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》[10];灰分:GB 5009.4-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測定》[11]。
1.2.3 水酶法芝麻油提取
超聲波預(yù)處理:將50 g 芝麻采用多功能食品加工機(jī)I 檔進(jìn)行粉碎得芝麻粉,按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行水分調(diào)節(jié),水分調(diào)節(jié)后將燒杯轉(zhuǎn)移至超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中進(jìn)行超聲處理。
冷凍-微波解凍預(yù)處理:將50 g 芝麻采用多功能食品加工機(jī)I 檔進(jìn)行粉碎得芝麻粉,按照芝麻粉∶水=1 ∶6(g/mL)進(jìn)行水分調(diào)節(jié),水分調(diào)節(jié)后進(jìn)行冷凍處理,將冷凍后的芝麻物料,采用微波化學(xué)實(shí)驗(yàn)爐進(jìn)行微波解凍處理。
水酶法步驟:本試驗(yàn)酶解所用的酶制劑為水解蛋白酶Alcalase 2.4L[3,12],加酶量為2%(脫皮白芝麻粉質(zhì)量的2%),酶解溫度55 ℃,酶解時(shí)間3 h,酶解pH 值為9.0,酶解過程用2 mol/L 的NaOH 溶液調(diào)整酶解過程的pH 值。酶解結(jié)束后進(jìn)行離心操作(轉(zhuǎn)速10 000 r/min、時(shí)間 20 min、溫度 4 ℃),離心后分為 4 層(游離油、乳狀液、水解液、殘?jiān)?,取出乳狀液再次進(jìn)行冷凍、微波解凍處理,進(jìn)行二次離心,得到游離油2,最后將兩次得到的游離油稱量計(jì)數(shù)。芝麻油提取率計(jì)算公式如下:
1.2.4 超聲波預(yù)處理試驗(yàn)
1.2.4.1 超聲波預(yù)處理單因素試驗(yàn)
分別以料液比 [1 ∶3、1 ∶4、1 ∶5、1 ∶6、1 ∶7(g/mL)],超聲時(shí)間(10、20、30、40、50 min),超聲功率(30 %、40 %、50 %、60 %、70 %),超聲溫度(10、20、30、40、50 ℃)為單因素,考察各因素對芝麻油提取率的影響。
1.2.4.2 超聲波預(yù)處理正交試驗(yàn)
在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,根據(jù)結(jié)果確定正交試驗(yàn)條件范圍,以料液比、超聲時(shí)間、超聲功率和超聲溫度為因素,以芝麻油提取率為指標(biāo),進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn),確定最佳預(yù)處理?xiàng)l件。超聲波預(yù)處理正交試驗(yàn)因素與水平表見表1。
表1 超聲波預(yù)處理正交因素水平表Table 1 Factors and levels of the orthogonal test for ultrasound pretreatment
1.2.5 冷凍-微波解凍預(yù)處理試驗(yàn)
1.2.5.1 冷凍-微波解凍預(yù)處理單因素試驗(yàn)
分別以粉碎時(shí)間(12、16、20、24、28 s),冷凍時(shí)間(8、12、16、20、24 h),冷凍溫度(-10、-20、-30、-40、-50 ℃),微波解凍時(shí)間(6、8、10、12、14 min)為單因素,考察各因素對芝麻油提取率的影響。
1.2.5.2 冷凍-微波解凍預(yù)處理正交試驗(yàn)
冷凍-微波解凍預(yù)處理正交試驗(yàn)因素與水平表見表2。
表2 冷凍-微波解凍預(yù)處理正交試驗(yàn)因素與水平表Table 2 Factors and levels of the orthogonal test for freezemicrowave thawing pretreatment
1.2.6 芝麻油品質(zhì)指標(biāo)測定
GB/T 5525-2008《植物油脂透明度、氣味、滋味鑒定法》[13];GB/T 22460-2008 《動(dòng)植物油脂羅維朋色澤的測定》[14];GB 5009.229-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價(jià)的測定》[15];GB 5009.227-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中過氧化值的測定》[16]。
1.2.7 分析方法
所有的試驗(yàn)至少進(jìn)行3 次,利用Origin 8.0 軟件進(jìn)行作圖。
芝麻的主要成分見表3。
表3 芝麻的主要成分Table 3 Main components of the sesame
由表3 所示,本試驗(yàn)的脫皮白芝麻主要成分為:水分約為4.07 %,粗脂肪約為65.73 %,粗蛋白約為22.40%,灰分約為2.85%。
2.2.1 超聲波預(yù)處理單因素試驗(yàn)結(jié)果
2.2.1.1 料液比對芝麻油提取率的影響
料液比對芝麻油提取率的影響見圖1。
圖1 料液比對芝麻油提取率的影響Fig.1 Effects of ratio of material on sesame oil yield
由圖1 可知,當(dāng)料液比未達(dá)到 1 ∶6(g/mL)時(shí),隨著溶劑體積增加,芝麻油的提取率逐漸增加;當(dāng)料液比為1 ∶6(g/mL)時(shí),芝麻油提取率最高,為 71.23%,當(dāng)料液比在1 ∶6(g/mL)以后,芝麻油提取率出現(xiàn)下降趨勢。當(dāng)溶劑體積較小時(shí),體系黏度較大,不利于酶分子的遷移和油分子的游離,而當(dāng)溶劑體積較大時(shí),酶與底物發(fā)生碰撞的幾率降低,不利于油脂的提取[17],因此,最佳料液比為 1 ∶6(g/mL)。
2.2.1.2 超聲時(shí)間對芝麻油提取率的影響
超聲時(shí)間對芝麻油提取率的影響見圖2。
圖2 超聲時(shí)間對芝麻油提取率的影響Fig.2 Effect of ultrasonic time on sesame oil yield
由圖2 可知,當(dāng)超聲時(shí)間小于40 min 時(shí),隨著超聲時(shí)間的延長,芝麻油提取率逐漸增加,這是由于在超聲作用的初始階段細(xì)胞膜的破碎相對較大,內(nèi)容物不斷釋放,使得芝麻油提取率不斷增加;當(dāng)超聲時(shí)間為40 min 時(shí),芝麻油提取率最高,為72.43%;超聲時(shí)間在40 min 以后,芝麻油提取率略有下降,其原因是一方面由于超聲波從芝麻外部向內(nèi)部擴(kuò)散,擴(kuò)散區(qū)域減小,距離增大,擴(kuò)散率相應(yīng)減小[18];另一方面超聲時(shí)間長會使體系溫度急劇升高,導(dǎo)致油分解或揮發(fā),使得芝麻油提取率下降[19]。因此,最佳超聲時(shí)間為40 min。
2.2.1.3 超聲功率對芝麻油提取率的影響
超聲功率對芝麻油提取率的影響見圖3。
圖3 超聲功率對芝麻油提取率的影響Fig.3 Effect of ultrasonic power on sesame oil yield
由圖3 可知,當(dāng)超聲功率小于60%時(shí),隨著超聲功率的增加,芝麻油提取率逐漸增加,這是因?yàn)榇罅康某暡ㄍㄟ^溶液產(chǎn)生大量氣泡,氣泡瞬間破裂形成局部瞬時(shí)壓力,產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊作用破壞細(xì)胞壁,從而提高出油率[20];當(dāng)超聲功率為60%時(shí),芝麻油提取率最高,為73.34%;超聲功率在60%以后,芝麻油提取率反而下降,這可能是由于產(chǎn)生了自由基導(dǎo)致油降解[21]。因此,最佳超聲功率為60%。
2.2.1.4 超聲溫度對芝麻油提取率的影響
超聲溫度對芝麻油提取率的影響見圖4。
圖4 超聲溫度對芝麻油提取率的影響Fig.4 Effect of ultrasonic temperature on sesame oil yield
由圖4 可知,當(dāng)超聲溫度小于40 ℃時(shí),隨著超聲溫度的增加,芝麻油提取率逐漸增加,這可能是由于小分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和油料空化不足所致,從而降低了提油率;當(dāng)超聲溫度為40 ℃時(shí),芝麻油提取率最高,為71.98%;超聲溫度在40 ℃以后,芝麻油提取率逐漸下降,這可能是由于溫度過高導(dǎo)致物料輕微糊化及變性,不利于油脂的釋放,繼而使得提油率降低[22]。因此,最佳超聲溫度為40 ℃。
2.2.2 超聲波預(yù)處理正交試驗(yàn)結(jié)果
超聲波預(yù)處理正交試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析見表4。
由表4 可知,由正交試驗(yàn)結(jié)果分析最優(yōu)水平為4號組合,即A2B1C2D3;按照極差R 值的大小確定各因素的主次順序?yàn)镽A>RB>RD>RC,即影響芝麻油提取率因素的主次關(guān)系依次是料液比、超聲時(shí)間、超聲溫度、超聲功率;再根據(jù)k 值分析得出的最佳水平組合為A3B1C2D3未出現(xiàn)在9 組試驗(yàn)中,因此增加驗(yàn)證試驗(yàn),結(jié)果見表5。
表4 超聲預(yù)處理正交試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析Table 4 The orthogonal experiment results and data analysis of ultrasound pretreatment
表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Experiment results of verification
由表5 可知,A2B1C2D3組合更優(yōu)于A3B1C2D3組合,因此得到超聲預(yù)處理最佳條件:料液比1 ∶6(g/mL)、超聲時(shí)間為30 min、超聲功率為60%、超聲溫度為50 ℃,此條件下芝麻油提取率最高,為81.32%。
2.3.1 冷凍-微波解凍預(yù)處理單因素試驗(yàn)結(jié)果
2.3.1.1 粉碎時(shí)間對芝麻油提取率的影響
粉碎時(shí)間對芝麻油提取率的影響見圖5。
圖5 粉碎時(shí)間對芝麻油提取率的影響Fig.5 Effect of crushing time on sesame oil yield
在水酶法工藝中,油料的粉碎程度對提高油料有效成分的得率起著重要作用,采用機(jī)械粉碎,最大程度破壞油料細(xì)胞,作為水酶法預(yù)處理工藝十分關(guān)鍵。由圖5 可知,當(dāng)粉碎時(shí)間在12 s~24 s 時(shí),芝麻油提取率隨著粉碎時(shí)間的延長而增加,其原因是芝麻比表面積逐漸變大,酶可作用的面積相應(yīng)增大,因此芝麻油提取率也相應(yīng)的提高[23]。當(dāng)粉碎時(shí)間為24 s 時(shí),芝麻油提取率最高,其原因可能是芝麻粉碎24 s 時(shí)其粒度大小較適宜,芝麻細(xì)胞破壁較完全,油脂充分釋放,芝麻油提取率最高。粉碎時(shí)間在24 s 以后,芝麻油提取率反而降低,其原因是一方面粉碎時(shí)間較長時(shí),部分油脂被粉碎出來,芝麻粘結(jié)成塊,導(dǎo)致油脂部分損失,使得芝麻油提取率降低;另一方面隨粉碎時(shí)間延長,破乳難度提高了,導(dǎo)致芝麻油提取率降低[24]。因此,選擇粉碎時(shí)間為24 s。
2.3.1.2 冷凍時(shí)間對芝麻油提取率的影響
冷凍時(shí)間對芝麻油提取率的影響見圖6。
圖6 冷凍時(shí)間對芝麻油提取率的影響Fig.6 Effect of freezing time on sesame oil yield
由圖6 可知,當(dāng)冷凍時(shí)間小于16 h 時(shí),隨著冷凍時(shí)間的增加,芝麻油提取率逐漸增加;當(dāng)冷凍時(shí)間為16 h 時(shí),芝麻油提取率最高;冷凍時(shí)間在16 h 以后,芝麻油提取率趨于平穩(wěn)。這是由于冷凍16 h 前是冰晶形成且不斷長大的過程,對細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有一定程度的破壞,有利于提高芝麻油提取率[25];而冷凍超過16 h,冷凍時(shí)間過長,冰晶增加緩慢,破壞細(xì)胞組織的概率不再增加,使得芝麻油提取率變化不明顯,趨于平穩(wěn)。因此,從經(jīng)濟(jì)成本角度考慮,選擇冷凍時(shí)間為16 h。
2.3.1.3 冷凍溫度對芝麻油提取率的影響
冷凍溫度對芝麻油提取率的影響見圖7。
圖7 冷凍溫度對芝麻油提取率的影響Fig.7 Effect of freezing temperature on sesame oil yield
由圖7 可知,當(dāng)冷凍溫度在-10 ℃~-30 ℃時(shí),隨著冷凍溫度降低,芝麻油提取率逐漸增加。當(dāng)冷凍溫度達(dá)到-30 ℃時(shí),芝麻油提取率最高,有研究表明對于一定的冷凍溫度,有一相應(yīng)的最終冰晶尺寸[26],因此可能原因是在冷凍溫度為-30 ℃時(shí)形成的冰晶尺寸最大,破壞細(xì)胞程度大,油脂釋放充分,芝麻油提取率最高。繼續(xù)降溫,芝麻油提取率反而降低,其原因是冷凍介質(zhì)溫度越低,冰晶生長速度越快,導(dǎo)致形成的晶核數(shù)量多而不可能形成較大的冰晶[26],細(xì)胞破壞不充分,使得提油率降低。因此,選擇最適冷凍溫度為-30 ℃。
2.3.1.4 微波解凍時(shí)間對芝麻油提取率的影響
微波解時(shí)間對芝麻油提取率的影響見圖8。
圖8 微波解時(shí)間對芝麻油提取率的影響Fig.8 Effect of microwave thaw time on sesame oil yield
由圖8 可知,當(dāng)微波解凍時(shí)間小于12 min 時(shí),隨著微波解凍時(shí)間的延長,芝麻油提取率逐漸增加,是由于微波解凍時(shí)間不足,冰晶無法完全溶解。當(dāng)微波解凍時(shí)間為12 min 時(shí),芝麻油提取率最高;當(dāng)微波解凍時(shí)間在12 min 以后,芝麻油提取率反而降低,解凍時(shí)間過長,將導(dǎo)致芝麻物料中的水分蒸發(fā),可能使游離油與蛋白質(zhì)再度結(jié)合[27],降低芝麻油提取率,這與張濤等[25]研究的結(jié)論一致。因此,選擇最適微波解凍時(shí)間為12 min。
2.3.2 冷凍-微波解凍預(yù)處理正交試驗(yàn)結(jié)果
冷凍-微波解凍預(yù)處理正交試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析見表6。
表6 冷凍-微波解凍預(yù)處理正交試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析Table 6 The orthogonal experiment results and data analysis of freeze-microwave thawing pretreatment
由表6 可知,由正交試驗(yàn)結(jié)果分析最優(yōu)水平為6號組合,即A2B3C1D2;按照極差R 值的大小確定各因素的主次順序?yàn)镽D>RB>RA>RC,即影響芝麻油提取率因素的主次關(guān)系依次是微波解凍時(shí)間、冷凍時(shí)間、粉碎時(shí)間、冷凍溫度;再根據(jù)k 值分析得出的最佳水平組合為A2B3C3D2未出現(xiàn)在9 組試驗(yàn)中,因此增加驗(yàn)證試驗(yàn),結(jié)果見表7。
表7 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Experiment results of verification
由表7 可知,A2B3C1D2組合更優(yōu)于A2B3C3D2組合,因此得到冷凍-微波解凍預(yù)處理最佳條件:粉碎時(shí)間為24 s、冷凍時(shí)間為20 h、冷凍溫度為-20 ℃、微波解凍時(shí)間為12 min,此條件下芝麻油提取率最高,為85.23%。
芝麻油品質(zhì)特性比較見表8。
由表8 可知,兩種水酶法芝麻油未經(jīng)過任何精煉處理,屬于芝麻原油,從透明度以及不溶性雜質(zhì)來看,與成品芝麻油(壓榨芝麻油)相同。從氣味、滋味來看,兩種水酶法芝麻油無異味,具有清香味,較壓榨芝麻油清淡;從色澤來看,兩種水酶法芝麻油的色澤較淺,兩者相比超聲波預(yù)處理得到的芝麻油更淺,但均達(dá)到精煉一級油的標(biāo)準(zhǔn),而壓榨芝麻油的色澤較深,符合一級芝麻香油的標(biāo)準(zhǔn)[28],兩種油的顏色、氣味、滋味不同,主要是由于壓榨制油存在著高溫處理,溫度較高會發(fā)生美拉德反應(yīng),產(chǎn)生呈色呈味物質(zhì),因此壓榨法芝麻油香氣較濃,顏色較深,而水酶法整個(gè)過程溫度不超過60 ℃,溫度較低,因此水酶法芝麻油香氣較淡,顏色較淺。
表8 芝麻油品質(zhì)特性比較Table 8 The compare of quality characteristics of soybean oil
酸價(jià)主要體現(xiàn)油脂中游離脂肪酸含量的多少,通過酸價(jià)大小可以評價(jià)油脂品質(zhì)的好壞。3 種芝麻油的酸價(jià)存在著明顯差異,通過試驗(yàn)得到,兩種水酶法芝麻油的酸價(jià)低于壓榨芝麻油的酸價(jià),這是由于在水酶法酶解過程中,提取環(huán)境為堿性環(huán)境,中和了一部分游離脂肪酸的結(jié)果,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8233-2018《芝麻油》[28],兩種水酶法芝麻油能達(dá)到精煉一級油標(biāo)準(zhǔn),但兩者相比超聲波預(yù)處理得到的芝麻油酸價(jià)更小,品質(zhì)更好;而壓榨芝麻油酸價(jià)符合一級芝麻香油的標(biāo)準(zhǔn)。
過氧化值的大小代表油脂氧化初級產(chǎn)物過氧化物含量的高低,代表油脂氧化酸敗的程度,通過試驗(yàn)得到,兩種水酶法芝麻油的過氧化值低于壓榨芝麻油的過氧化值,其原因主要是壓榨法制油過程中存在高溫處理,導(dǎo)致油脂氧化,使油脂過氧化值較高,而水酶法提取條件溫和,溫度較低,抗氧化物質(zhì)損失較少,油脂氧化程度較低;另一個(gè)原因是脂類氧化速率會受多種因素影響,在水酶法提取過程中油滴存在于O/W 乳化體系中,氧必須擴(kuò)散到水相并通過油水界面才能接近油脂,從而減緩了氧化速率,同時(shí)酶可降解蛋白,產(chǎn)生的水解蛋白具有一定的抗氧化活性,也使油脂的氧化速率減慢[29]。兩種水酶法芝麻油過氧化值相比,冷凍-微波解凍預(yù)處理得到的芝麻油過氧化值更高,其原因可能是微波解凍過程中溫度較高導(dǎo)致油脂氧化。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8233-2018《芝麻油》[28],3 種芝麻油均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)[28],其中超聲預(yù)處理得到的芝麻油過氧化值最低,其品質(zhì)最好。
綜合芝麻油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),水酶法芝麻油符合精煉芝麻油的標(biāo)準(zhǔn),有文獻(xiàn)記載,水酶法油脂無需精煉處理可直接食用[30]。因此,水酶法芝麻油無精煉能耗,進(jìn)而減少了經(jīng)濟(jì)成本。
試驗(yàn)得到超聲波預(yù)處理?xiàng)l件為料液比1 ∶6(g/mL)、超聲時(shí)間30 min、超聲功率60%(總功率為500 W)、超聲溫度50 ℃,在此條件下芝麻油提取率為81.32%;冷凍-微波解凍預(yù)處理?xiàng)l件為粉碎時(shí)間為24 s、冷凍時(shí)間為20 h、冷凍溫度為-20 ℃、微波解凍時(shí)間為12 min,在此條件下芝麻油提取率為85.23%。通過比較芝麻油品質(zhì)指標(biāo),結(jié)果表明超聲波預(yù)處理得到的芝麻油品質(zhì)優(yōu)于冷冷凍-微波解凍預(yù)處理得到的芝麻油,且兩種芝麻油都能達(dá)到成品芝麻油的標(biāo)準(zhǔn)。