高压脉冲电场(PEF)是一项新的食品加工技术,与热处理相比,具有处理温度低、时间短、能耗低且污染小等特点,而且还能避免由于升温给食品中营养素带来的破坏,得以较好地保留食品品质和营养特性。芝麻作为油料,也是最早使用的调味品。芝麻的加工主要集中在芝麻油的提取上,经水代法制取的油香浓郁持久,其香味需要经过高温焙炒制得,致使芝麻蛋白回收利用率低,变性程度大,所得芝麻粕往往被作为低价值副产品用作动物饲料,没有得到充分利用。本研究采用PEF直接对预调水分的白芝麻进行处理,以脉冲电压、处理时间、脉冲频率和脉冲宽度作为可变参数,以出油率为考察指标,了解PEF操作条件对油脂品质、芝麻蛋白功能性质以及芝麻油中木酚素的影响,为芝麻的水代工艺开发利用提供新的方法和思路。主要结果如下:(1)通过单因素实验分别考察水代法的制油过程中,提取温度、提取时间、pH、料液比和震荡速度对芝麻出油率的影响,并以此为指标,使用正交设计优化实验,得到对出油率影响因素的大小顺序为:pH值>温度>时间>料液比>震荡速度;水代法制取芝麻油的最佳工艺参数为:提取pH为11.0,提取时间1.0h,料液比1:7,提取温度70℃以及震荡速度200 r/min。在此条件下,芝麻出油率可达56.32%。(2)采用脉冲电场预处理芝麻可提高出油率。脉冲电压、处理时间时间、脉冲频率和脉冲宽度均对出油率有影响,且都呈增加趋势。应用响应面软件优化PEF辅助制油,根据预测模型修正的最佳工艺条件为:电压9 kV,脉冲处理时间3 min,脉冲频率520 Hz,脉冲宽度9μs。在此工艺下测得芝麻出油率为63.13%,与理论预测值间的相对误差为0.72%。(3)PEF处理芝麻后,酸价、皂化值、过氧化值和色泽均比对照组低,所制得芝麻油总体符合芝麻油国家一级标准,油脂色泽较浅,具有芝麻固有的清香气味和滋味,在加热试验中PEF处理和对照组中均无析出物。芝麻油中检测出六种主要脂肪酸,分别为:油酸、亚油酸、棕榈酸、亚麻酸、硬脂酸和花生酸。PEF处理后的芝麻油中脂肪酸种类没有发生变化,其中不饱和脂肪酸的相对百分含量增加,饱和脂肪酸的相对百分含量减少。(4)用甲醇提取芝麻油中的木脂素,由高效液相色谱法测定木脂素含量。对照组、PEF处理组和商品油组的芝麻素含量分别为296.31 mg/100 g、930.61 mg/100 g和413.68 mg/100 g;芝麻林素含量为 111.27 mg/100g、140.02 mg/100g 和 185.83 mg/100g;芝麻酚含量为78.04 mg/100 g、17.95 mg/100 g和21.78 mg/100 g。木脂素经PEF处理后的变化规律为:芝麻素和芝麻林素含量增加,芝麻酚含量降低,木脂素总含量增加。芝麻油对DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基均有清除作用。PEF预处理组的抗氧化效果均高于对照组,说明PEF处理可以显著增加油脂的抗氧化活性(P<0.05)。PEF处理可以显著增加芝麻油中Y-生育酚的含量(P<0.01)。烘箱老化法加速油脂氧化实验表明,随着储存天数的增加,芝麻油的酸价、过氧化值和p-茴香胺值均稳定升高,PEF组指标在储存后期均低于对照组。(5)采用碱溶酸沉法制备水代法水相蛋白和芝麻渣中分级蛋白,选取pH值12对芝麻蛋白进行提取,酸沉pH值为4.0。根据蛋白质溶解性的差异分级制得芝麻清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。PEF处理对芝麻蛋白功能特性(持水性、吸油性、乳化性和乳化稳定性、起泡性和泡沫稳定性)均有显著影响。经PEF处理后的芝麻水相蛋白和芝麻分级蛋白功能性质均优于对照组,且清蛋白的蛋白功能性质总体优于水相蛋白和球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白。