芝麻油脂及其热分解产物对炒制美拉德反应产香的作用机理

Sesame is one of the four major oil resources in China. The oil content of sesame is as high as 45-50%. In China, more than 80% of the sesame seed was used to produce aroma sesame oil. Distinctive flavor of aroma sesame oil is generally considered as the integration of results from Maillard reaction, thermal degradation of fat and thiamine, which occurred from fried sesame flavor producing process.It is mainly from Maillard reaction. But there are few reports discussing about the contribution of high content sesame oil to fried sesame flavor, or about the role of sesame oil and its heat-degradation products in fried flavor producing by Maillard reaction. When sesame seed is fried, lipid oxidation increases peroxide value of oil and cut down oil storage term. So research in the action mechanism of fat thermal cracking on the flavor formation of roasting sesame from Maillard reaction, has important theoretical significance of aroma-producing parameters controlling in sesame roasting technology and sesame oil production. This project is to analyze the main sesame aroma components by headspace absorption-gas chromatography-mass spectrometry, to establish Maillard reaction model, so that to study the relationship between sesame oil and fried sesame flavor, especially discuss the effect and mechanism of sesame oil and its heat-degradation products on Maillard reaction to produce the fried sesame flavor.

芝麻是我国四大油料之一，芝麻含油量高达45-50%，我国80%以上的芝麻被用来生产具有浓郁芝麻香气的芝麻香油。芝麻香油中独特的香味成分，被认为是来源于芝麻炒制产香过程中加热时发生的美拉德反应、脂肪热降解、硫胺素热降解等结果综合所致，其主要香味成分来自于美拉德反应。脂质是芝麻中含量最高的物质，但未见关于对芝麻炒制产香贡献大的报道，也没有芝麻油脂及其热降解产物在炒制产香的美拉德反应中的作用的报道。芝麻炒制时油脂氧化会增加香油的过氧化值，降低油脂的耐储存性。因此研究油脂热降解在芝麻炒制产香的美拉德反应中作用机理，对芝麻炒制产香参数的控制和芝麻油生产都具有重要的理论意义。本项目采用顶空吸附-气相色谱-质谱联用技术，分析芝麻香气主要呈香物质，并建立美拉德反应产香模型，着重探讨芝麻油脂主要脂肪成分及其降解产物对美拉德反应产香的作用机理，研究芝麻油脂与香气的关系。

在我国80%以上的芝麻被用来榨取芝麻香油。探讨脂肪热裂解在芝麻炒制产香的美拉德反应中作用机理，对芝麻炒制产香参数的控制和芝麻油生产都具有重要的理论意义。本项目主要内容与结果如下。1优化了芝麻油香气物质的GC-MS分析条件，比较了SDE和SPME萃取效果，选用SPME提取法来萃取芝麻油香气成分；从不同品牌芝麻油中共分离鉴定出56种化合物，吡嗪类物质是主要挥发性成分，2-乙基-5-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪的香气强度值最大。2利用气质联用，通过响应面优化得到芝麻最佳焙炒产香条件为焙炒时间19.5min、焙炒温度180℃、芝麻水分含量15%。3经120℃加热15min控制热氧化后冷榨芝麻油中亚油酸及总不饱和脂肪酸的含量显著降低，棕榈酸、硬脂酸、油酸和总饱和脂肪酸的含量升高；烃类、醛类、醇类是构成冷榨芝麻油香气的主要成分，以柠檬烯和罗勒烯的贡献最大；醛类、醇类、烯烃类和杂环类化合物是控制氧化后冷榨芝麻油脂的主要挥发性成分，其中3-甲基丁醛、癸醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛是关键风味物质。4与脱脂芝麻粕热反应体系相比，芝麻油-脱脂芝麻粕体系出现了大量脂肪氧化降解成分，脂肪族化合物种类增加将近一倍，新生成一些长链烷基取代的含O、S、N杂环化合物，一般的Maillard反应产物含量减少，烷基吡嗪、烷基吡啶和吡咯甲醛等杂环化合物含量增加，且脂肪降解生成的醛类和醇类占脂肪族化合物的主要部分；与芝麻油体系相比，则脂肪氧化降解生成的醛类、酸类、醇类和酯类化合物的种类数有所减少，含量大幅降低。5对5种主要脂肪酸热解产物进行研究发现，软脂酸性质较为稳定，其氧化降解产物最少，硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸均会产生新的挥发性物质；在它们分别与脱脂芝麻粕共热体系中检测到的来自于脂肪酸氧化与Maillard反应相互作用的化合物种类最多的是亚油酸-脱脂芝麻粕体系（7种），其次是硬脂酸-脱脂芝麻粕体系（5种）。6优化了葡萄糖和甘氨酸进行美拉德反应的Amadori产物合成工艺，并检测了其抗氧化性。