多不饱和脂肪酸均衡红花籽油调和油的制备及其化学、感官与营养特性研究

《Food Chemistry: X》：Preparation and study of chemical, sensory, and nutritional values of balanced polyunsaturated fatty acid safflower seed oil blended oil

本研究针对食用油脂中n-6/n-3多不饱和脂肪酸（PUFAs）比例失衡问题，通过微波辅助混合冷压（BCP）技术开发了红花籽油与亚麻籽油调和油。研究确定了最佳原料配比（1.66–2.60:1）及工艺参数（64°C压榨温度、6.7%水分含量、1.5分钟微波处理），使油脂得率达19.83%。结果表明，BCP油（BCPO）具有更优的氧化稳定性、更丰富的挥发性风味物质（醛类、醇类、吡嗪类）及均衡的PUFAs比例（4–6:1），感官评价显示其植物香、烘烤香突出。该研究为功能性食用油脂开发提供了新策略。

　　

在追求健康饮食的今天，食用油脂的营养价值日益受到关注。多不饱和脂肪酸（PUFAs），尤其是n-3和n-6系列，作为人体必需营养素，在调节血脂代谢和增强免疫功能方面发挥着关键作用。然而，现代饮食中普遍存在n-3 PUFAs摄入不足而n-6 PUFAs摄入过量的问题，导致膳食n-6/n-3 PUFAs比例远高于中国膳食营养素参考摄入量（Chinese DRIs）推荐的4:1至6:1。过高的比例会促进促炎细胞因子（如白介素-1）的产生，加剧炎症反应，对健康产生负面影响。植物油是人类摄入PUFAs的主要来源之一。红花籽油（SO）因其高多不饱和特性（富含亚油酸LA，一种n-6 PUFA）而广泛应用于食品领域，但其n-6/n-3 PUFAs比例过高，不符合膳食推荐。亚麻籽油（FO）则富含α-亚麻酸（ALA，一种n-3 PUFA），是调整n-6/n-3 PUFAs比例的理想配料。传统的油脂调配方法多为压榨后再混合，可能导致油脂和抗氧化物质的损失。因此，开发一种能够在压榨前混合油籽、一步成型制备PUFAs均衡油脂的新工艺，具有重要的理论价值和实践意义。为此，郑晓春、张高谦等研究人员在《Food Chemistry: X》上发表了他们的最新研究成果，系统探讨了通过混合冷压（BCP）工艺制备PUFAs均衡的红花籽油调和油。

本研究主要运用了几项关键技术方法：首先，通过单因素实验和响应面法（RSM）优化了微波辅助混合冷压（BCP）的工艺参数（微波时间、压榨温度、油籽水分含量）。其次，利用气相色谱（GC）分析了油脂的脂肪酸组成（FAs）。第三，采用顶空气相色谱-质谱联用（HS-GC-MS）对油脂中的挥发性风味物质进行了定性和定量分析。第四，通过测定酸价（AV）、过氧化值（POV）、硫代巴比妥酸值（TBA）、对茴香胺值（p-AV）等指标评估了油脂的氧化稳定性（包括Schaal烘箱加速氧化实验）。第五，通过高效液相色谱（HPLC）测定了生育酚（Tocopherols）和植物甾醇（Phytosterols）含量。第六，组织了经过培训的感官评价小组对油脂的香气属性进行了描述性分析。所有实验均重复三次，数据以均值±标准差表示，并使用SPSS等软件进行统计分析。研究所用的红花籽和亚麻籽购自本地市场。

3.1. 油籽混合比例的确定与分析

研究人员首先评估了不同压榨工艺（冷压CP、微波冷压MV-CP、热压HP）对红花籽和亚麻籽出油率（OY）的影响。结果显示，微波预处理（800W, 2分钟）显著提高了两种油籽的冷压出油率（SO: 19.56%; FO: 20.69%），且与热压工艺无显著差异，表明微波冷压是一种高效可行的提取方法。通过对MV-CP工艺下SO和FO的脂肪酸组成分析，确认SO富含LA（78.21%），FO富含ALA（53.67%）。随后，通过质量比法和脂肪酸比例法，结合膳食推荐摄入量，确定了制备n-6/n-3 PUFAs比例在4:1至6:1之间的调和油所需的红花籽与亚麻籽质量比（Ws/Wf）范围为1.66–2.60:1。验证实验表明，该比例范围计算值与实验值拟合良好，可靠性高。为便于后续实验，将Ws/Wf设定为2.0。

3.2. 微波辅助混合冷压工艺优化

通过单因素实验考察了微波时间、油籽水分含量、冷压温度和冷压时间对混合油籽出油率的影响。发现微波时间、水分含量和压榨温度对出油率有显著影响，而压榨时间影响较小。在此基础上，采用响应面法（RSM）中的Box-Behnken设计（BBD）对三个关键因素（X1:微波时间，X2:冷压温度，X3:水分含量）进行优化。建立的二次多项式模型显著（p < 0.0001），且拟合良好（R2 = 0.9820）。方差分析显示，各因素对出油率的影响大小为：微波时间 > 水分含量 > 冷压温度。模型优化得到的最佳工艺条件为：微波时间1.5分钟（800W），冷压温度64°C，水分含量6.7%。在此条件下，预测出油率为19.95%，验证实验值为19.83%±0.21%，与预测值接近，证明模型可靠。

3.3. 油脂的理化指标

对在最佳工艺下制备的三种油脂：混合冷压油（BCPO）、冷压后混合油（BO）和单一红花籽油（SO）的理化性质进行了比较。BCPO在初级氧化指标（AV, POV）、次级氧化指标（TBA, p-AV）和总氧化值（TOV）上均显著低于BO（p < 0.05），与SO无显著差异，但BCPO的碘值（反映不饱和度）显著高于SO，表明BCP工艺在延缓油脂氧化的同时，提高了产品的不饱和程度。氧化稳定性测试（Rancimat法和Schaal烘箱法）进一步证实，BCPO的氧化诱导时间（OSI）长于BO，在加速氧化过程中其POV和p-AV的增长也慢于BO，显示出更优的氧化稳定性。SO因ALA含量低、不饱和度相对较低而具有最高的氧化稳定性。

3.4. 脂肪酸、生育酚和植物甾醇组成

营养成分分析显示，BCPO和BO的n-6/n-3 PUFAs比例分别为4.69:1和4.59:1，均符合膳食推荐范围，成功实现了PUFAs均衡的目标。两种调和油的脂肪酸组成相似，不饱和脂肪酸总量超过85%（PUFAs >73%）。在生育酚方面，BCPO和BO的各组分（α-, β-, γ-, δ-生育酚）含量无显著差异，但均比SO含有更多的γ-和β-生育酚，这得益于FO的加入。在植物甾醇含量上，BCPO（280.2 mg/100g）和BO（276.4 mg/100g）显著高于SO（228.8 mg/100g），表明添加FO提升了调和油的植物甾醇水平。

3.5. 挥发性香气成分谱

采用HS-GC-MS从三种油脂中共鉴定出137种挥发性化合物。BCPO中鉴定出79种，以醛类（41.8%）、醇类（43.5%）和吡嗪类（4.7%）为主；而BO中醛类占主导（79.3%），醇类（11.2%）和吡嗪类（<1%）较少。BCPO中特有的关键香气成分包括3-甲基丁醛、顺-6-壬烯醛以及多种吡嗪类化合物（如2-甲基吡嗪、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪）。主成分分析（PCA）清晰地将三种油脂的香气谱区分开。气味活性值（OAV）分析表明，BCPO有17种关键香气物质（OAV≥1），多于BO（15种）和SO（13种），其中(E)-2-庚烯醛、2-戊基呋喃、己醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛等对油脂的草本、油脂、青香、脂肪香等风味贡献最大。BCPO中特有的1-辛烯-3-酮、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪等物质为其带来了独特的烘烤和蔬菜香气。

3.6. 感官评价

感官评价结果显示，BCPO在烘烤香（7.9）、焦糊味（6.5）和整体风味（8.7）上得分最高；SO在青草味（8.6）、清新感（7.3）上领先；BO在油润感（7.9）和酸味（3.8）上得分较高。BCPO的油润感（7.8）与BO接近，但青草味（6.0）显著低于SO和BO，表明BCP工艺改变了SO的青草风味特征，形成了以烘烤香为主的独特风味 profile。

本研究成功开发了一种通过微波辅助混合冷压（BCP）一步法制备多不饱和脂肪酸（PUFAs）均衡的红花籽油调和油的工艺。该工艺不仅确定了最优的油籽配比（红花籽:亚麻籽 = 1.66–2.60:1）和提取参数（64°C, 6.7%水分, 1.5分钟微波），获得了较高的出油率（19.83%），更重要的是，所制备的BCP油（BCPO）在氧化稳定性、营养功能（均衡的PUFAs比例、较高的生育酚和植物甾醇）和风味特性（更丰富的醇类、吡嗪类等挥发性物质，突出的烘烤香和整体风味）方面均优于传统的冷压后混合油（BO）。该研究为解决当前食用油脂中n-6/n-3 PUFAs比例失衡问题提供了有效的技术方案，建立的BCP工艺为生产具有均衡营养和良好风味的功能性食用油脂奠定了理论基础，对推动油脂加工业的技术创新和满足消费者对健康油脂的需求具有重要意义。