提取工艺对辣椒籽油品质及香气成分的影响

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  【摘  要】辣椒籽营养全面,含有丰富的油脂、蛋白质、矿物质、维生素和粗纤维等营养成分。辣椒籽中蛋白质的含量因品种不同而存在较大差异,约8%~20%左右,主要是谷蛋白和清蛋白,且含有丰富的必需氨基酸,除色氨酸外,其余氨基酸比较齐全,是一种优质的植物蛋白资源,可开发成蛋白质营养强化剂。辣椒籽油脂含量达26.6%辣椒籽油生产企业提取辣椒油后的饼粕中仍含有丰富的优质蛋白质,但长期以来它们大多被作为饲料,甚至被当成残余物废弃,造成蛋白质资源的极大浪费。
  【关键词】辣椒籽油;油脂品质;挥发性物质
  【中图分类号】TS201     【文献标识码】A
  引言
  辣椒籽粕是采用优质辣椒籽,经过烘干、粉碎、提取辣椒籽油后下游产物。它富含不溶性膳食纤维(60%左右)、粗蛋白(16%左右,其中清蛋白或谷蛋白含量最高,其次是球蛋白、醇溶蛋白)、氨基酸(9%~15%左右,且种类齐全,其中必需氨基酸占总氨基酸30%~40%)等。具有健胃、促进消化等保健功能。吉林省辣椒种植面保守估计达60万亩,产量达24万t,辣椒资源丰富,辣椒深加工行业发展形势好,潜力大。基于这种背景下,该研究以企业下游产物辣椒籽粕为原料,对其中的蛋白质的提取工艺进行了研究。
  1 材料与方法
  1.1 材料与设备
  辣椒籽:新一代朝天椒辣椒籽,含水量8%,产地河南;市售辣椒油:天津市鸿禄有限公司;氢氧化钠、甲醇、三氟化硼、异辛烷、氯化钠、无水硫酸钠、己烷:色谱纯,天津市光复科技发展有限公司;气质联用仪:Agilent7890A5975C型,美国安捷伦公司;分光色差仪:CM-5型,柯尼卡美达公司;电子分析天平:FA2204B型,上海佑科仪器仪表有限公司;旋轉蒸发器:RE-2000型,上海亚荣生化仪器厂;高效液相色谱仪:Agilent1200型,安捷伦科技有限公司。
  1.2 实验方法
  1.2.1 辣椒籽粕脱脂
  称取辣椒籽粕5g,用滤纸包紧,置于索氏提取器中,加入石油醚(30-60)150mL,50℃回流7h,取出滤纸包,打开烘干。
  1.2.2 辣椒素含量的测定
  (1)准确称取辣椒籽油2.50g于100mL烧杯中,加入四氢呋喃和甲醇(11)混合液20mL,用塑料膜封口后,使用超声波清洗器提取30min;过滤收集,将滤渣连同滤纸重新加入20mL有机混合液,继续超声10min,重复2次。将3次滤液合并后浓缩(50℃旋转蒸发),然后用混合液定容至50mL,经0.45μm滤膜过滤后进行色谱分析。(2)色谱条件:色谱柱ECOSILC18(4.6mm×250mm×5μm);流动相为体积比8020的甲醇-水溶液,流速1.0mL/min,柱温37℃,紫外检测器波长280nm,进样量10μL,结果按照王燕等的方法计算。
  1.2.3 香气成分分析
  采用同时蒸馏萃取法结合GC-MS对香气成分进行分析。同时蒸馏条件:取10 mL辣椒籽油置于250 mL圆底烧瓶中,加入50 mL蒸馏水和少许沸石,置于同时蒸馏萃取装置的一端,用电热套在103℃下恒温加热,同时蒸馏萃取仪的另一端连接装有30 mL二氯甲烷的50 mL烧瓶,该装置在63℃下恒温水浴加热,同时蒸馏萃取2 h。所得萃取液用无水硫酸钠干燥之后,经旋转蒸发仪旋转蒸发至1.5 mL,然后利用气相色谱质谱仪分析。色谱条件:HP-5色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25μm);程序升温:起始温度40℃,保留2 min,以5℃/min升至160℃,无保留,再以10℃/min升至250℃,保持20 min。进样口的温度:250℃;载气为氦气;分流比为10∶1。质谱条件:接口温度240℃,离子源温度为200℃,电离方式为EI,电子能量为70 eV,溶剂延迟从8 min开始全谱扫描,扫描质谱范围为45~550 u。化合物鉴定:采用Xcalibu软件系统对未知化合物进行分离鉴定,同时将未知化合物与NIST谱库和Wiley谱库相匹配,并采用峰面积归一化法计算相对含量。
  2 结果与分析
  2.1 制备工艺对辣椒籽油理化指标的影响
  常温浸提法和酶解-乙醇辅助结合法制备的辣椒籽油基本呈橙黄色,压榨法辣椒籽油颜色较深,呈红色,可能与浸提条件下辣椒中脂溶性色素溶出较少有关。与市售辣椒油相比,各工艺辣椒籽油L*值基本差别不大。DB51/T492—2005标准建议辣椒油的酸值≤4.0mg/g,过氧化值≤12meq/kg。可见各工艺辣椒籽油的酸价和过氧化值均在范围内,且酶解-乙醇辅助法制备的辣椒籽油过氧化值低于其他工艺,但酸价相对较高,说明辣椒籽油的游离脂肪酸较高,有优化必要;过氧化值较低,说明初期辣椒籽油的氧化不严重。
  2.2 不同工艺辣椒籽油中辣椒素含量
  制备工艺对辣椒籽油总辣椒素含量的影响极显著(P<0.01),酶解-乙醇辅助法有助于辣椒素的释放,使辣椒籽油中辣椒素含量升高,其辣椒素达到1.46mg/g,利用斯科维尔指数法(SHU)表示辣度为22653,辣度级别达到7级。而常温浸提法制备的辣椒籽油辣椒素达到0.54mg/g,辣度达到6级,均高于市售辣椒油的辣度值。可能由于酶解使得辣椒籽细胞中的辣椒素有效溶出,并且酶解时的温度高于30℃;而常温浸出法对细胞内的物质溶出性差,使辣椒素溶出量变少。可见合适的制备工艺对辣椒籽油辣椒素的释放有积极影响,这对辣椒籽油的利用有参考价值。
  2.3 炒制温度对挥发性香气成分的影响
  为了研究不同的炒制温度对辣椒籽油中的挥发性香气成分的影响,分别在5 min的条件下对辣椒籽进行了5种不同温度的炒制处理,并分别进行了检测分析,5种不同炒制温度下制备的辣椒籽、油的挥发性化合物共35种,包括9种醛类化合物、8种醇类化合物、2种苯类化合物、3种吡嗪类化合物、3种烯类化合物、2种酸类化合物、4种烷类化合物和其他一些化合物。其中醛类化合物的总量在180℃条件下最高为55.53%,在140℃条件下最低为20.52%,整体呈不规则变化趋势。醇类化合物的总量随着温度的升高,整体呈下降趋势,在120℃的条件下最高为11.49%,在180℃条件下未检出。烯类化合物的总量随着温度的升高,呈逐渐下降趋势,其质量分数分别为28.88%、15.57%、6.18%、1.67%和0%(未检出)。3种吡嗪类化合物中,2,5-二甲基吡嗪和2,6-二甲基吡嗪在200℃时,其质量分数分别是2.02%和3.16%。2,3,5,6-甲基四吡嗪的含量随着温度的升高,整体呈增加趋势,在180℃条件下质量分数最高为14.20%。
  结束语
  经鉴定,酶解-乙醇辅助法提取的辣椒籽油中挥发性物质鉴定出了56种,与常温浸提法52种和市售辣椒油42种相比,鉴定物质较多。综上,制备工艺对辣椒籽油的理化指标、脂肪酸含量及挥发性物质均有影响,适宜的工艺制备辣椒籽油对辣椒籽附加值的提高有积极作用,但本研究未深入阐述不同工艺对辣椒籽油品质影响的机理,工艺对辣椒素物质的溶出将是下一步的研究方向。
  参考文献:
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