秦晓鹏 黄沙沙 聂成镇 禹 晓 邓乾春 相启森 朱莹莹

(1.郑州轻工业大学 食品与生物工程学院/河南省冷链食品质量安全控制重点实验室/食品生产与安全河南省协同创新中心, 河南 郑州 450002；2.中国农业科学院 油料作物研究所/油料脂质化学与营养湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430062)

亚麻籽是一种功能型食品原料,极具营养价值和开发利用潜力。 亚麻籽油中α-亚麻酸(α-linolenic acid, ALA)含量高达60%,具有改善我国居民膳食n - 3 多不饱和脂肪酸摄入严重不足的潜力[1-2]。 然而,因高度不饱和特性,加工和贮藏过程中亚麻籽油的脂质过氧化会进一步加剧ALA 在胃肠道消化吸收过程中的氧化程度[3]。 在真实胃肠道消化过程中,胃液低pH 值及共摄入食物在胃部消化时产生的血红素铁、氢过氧化物、活性氮等构成了促ALA 氧化的微环境；而小肠阶段甘油三酯型ALA 被彻底脂解为游离型和甘一酯型ALA,则更容易被氧化,不但降低了ALA 生物利用率,生成的氢过氧化物、烯醛类、环氧化物等还可能诱导机体炎症反应[4-5]。 因此,提升亚麻籽油在加工、贮藏过程中的氧化稳定性将有利于改善其胃肠道氧化易感性和最大限度地增加ALA 生物利用率。

目前,烘烤、空气爆破、微波等被应用于亚麻籽热预处理,以去除生氰糖苷等抗营养组分,改善亚麻籽相关产品风味,提高油脂得率,但对油脂氧化稳定性以及酚类化合物油相迁移研究则存在不一致性。已有研究表明,烘烤处理(160 ℃,8 min)能够使亚麻籽中总酚、木酚素和游离态酚酸含量略微增加,而短时间沙焙(270 ℃,30 s)和微波处理(900 W,120 s)则降低了亚麻籽中总酚含量[6-7]。 热预处理条件下亚麻籽中酚类化合物含量变化可能与酚类化合物存在形态和丰度的改变有关,并可能影响亚麻籽油压榨制取过程中的油相迁移、抗氧化活性和氧化稳定性[8-9]。 相比其他热处理方式,微波处理对亚麻籽油中酚类化合物富集、抗氧化活性的正向影响则具有更大的潜力[10]。 水分是决定微波能转化成内热源的关键。 因此,适度萌动不仅有望增加亚麻籽酚类物质内源性合成,也能提高微波热传质效率。 亚麻籽中酚类化合物主要包括木酚素开环异落叶松树脂酚二葡萄糖苷(secoisolariciesinol diglucoside, SDG)、对香豆素酸糖苷(p-coumaric acid glycoside,p-CouAG)和阿魏酸糖苷(ferulic acid glycoside, FeAG),以及结合态和游离态没食子酸、对香豆素酸、阿魏酸等[11]。 亚麻籽中结合态酚酸与细胞壁组分之间形成共价交联,而游离酚酸则与胞浆内油脂体或蛋白体膜蛋白之间形成非共价交互作用[12-13]。 本研究拟对水分子引导下的微波热传质过程是否涉及木酚素大分子解聚、酚类化合物释放以及油相迁移规律的改变进行探讨,希望为亚麻籽油提质增效提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

亚麻籽(陇亚11#),甘肃省农科院作物研究所；DPPH、三吡啶基三嗪(tripyridyltriazine, TPTZ),上海碧云天生物技术有限公司；福林酚、没食子酸,索莱宝生物科技有限公司；SDG、p-CouAG、阿魏酸、没食子酸、丁香酸、香兰素、对香豆酸、肉桂酸、香豆素,质量分数≥98%,上海源叶生物科技有限公司；过氧化氢异丙苯、1,1,3,3-四乙氧基丙烷,上海麦克林生化科技有限公司；37 种脂肪酸甲酯混合标准品(GLC-37),美国NU-CHEK 公司；乙醇、甲醇、丁醇、丙酮、2-硫代巴比妥酸等,国产分析纯,国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

CA59G 型螺旋压榨机,德国Komet 公司；Rancimat743 型氧化诱导仪,瑞士万通公司；G70D20CNIPD2(S0)型微波炉,广东格兰仕微波炉电器制造有限公司；WSC-80 型全自动色差计,北京北光世纪仪器有限公司；H-7650E 型透射电子显微镜,日本Hitachi 公司；STA449F3 型同步热分析仪,德国Netzsch公司；6890N 型气相色谱仪、1290 型超高效液相色谱,美国Agilent 公司；Multiskan GO 型全波长酶标仪,美国Thermo 公司；Q100 型差示扫描量热仪,美国TA 公司；4000 Q-Trap 型液相色谱-质谱联用仪,美国Sciex 公司。

1.3 实验方法

1.3.1 亚麻籽萌动、微波处理和萌动亚麻籽油冷压榨制取

使用微酸性电解水将150 g 亚麻籽的水质量分数从6%调至35%,平铺在托盘中置于恒温恒湿培养箱(25℃±2 ℃,75% ±5%)中萌动24 h,再置于直径为85 mm 玻璃培养皿中(20 g/皿),采用密闭式微波炉在微波功率700 W 条件下分别处理0、1、3、5 min,记为G +MV-0、G +MV-1、G + MV-3、G+MV-5 组,而未经萌动和微波处理的亚麻籽样品为Ct 组。 使用螺旋压榨机制得毛油(螺旋速度40 r/min,出料口内径3 mm, 榨头温度40 ～50 ℃),再经6500 r/min 离心10 min 得到上层澄清油脂,置于-20 ℃冰箱待用。

1.3.2 萌动亚麻籽油得率和色泽测定及亚麻籽油脂体和脱脂粕微观结构观察

考虑到亚麻籽油加工的产业化应用情况,实验采用直接冷压榨法获得亚麻籽油,并依次计算得率,即湿质量中油脂的质量分数。 亚麻籽油的色泽使用色度仪进行测定,结果以L*、a*、b*表示。 参照Yu等[14]方法,将亚麻籽和脱脂粕切块进行戊二醛固定、反复漂洗、梯度乙醇(体积分数50% ～90%)和丙酮(体积分数80% ～100%)脱水、环氧树脂包埋、切片、醋酸铀染色处理后,借助透射电子显微镜在加速电压80 kV 条件下观察亚麻籽油脂体和脱脂粕微观结构变化。

1.3.3 萌动亚麻籽油主要脂肪酸组成、脂质构型和结晶熔融特性测定

亚麻籽油主要脂肪酸组成分析参考Deng 等[15]方法,采用0.5 mol/L 甲醇钠进行甲酯化反应,采用气相色谱仪、FID 检测器和HP-INNOWAX 型毛细管柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm)对脂肪酸甲酯进行分离,并用峰面积归一化法确定各脂肪酸成分的相对定量。 甘油三酯和磷脂构型分析参考Xie 等[16]方法,采用液相色谱-质谱联用仪,结合Phenomenex Kinete C18柱(100 mm×2.1 mm,2.6 μm)进行分离；质谱条件:电喷雾电离源(ESI)的正模式,选择性反应监测(SRM)扫描,4000 Q 陷阱质谱仪。 MS1 和MS2 四极均维持在单位分辨率。 利用每个标记分子的单个选择性反应监测离子通道的质谱峰下面积进行定量。 亚麻籽油的结晶熔融特性采用差示扫描量热(DSC)法测定,准确称取4 ～5 mg(精确到0.0001 g)亚麻籽油于铝盒中,以空铝盒为空白组。 测定条件:初始温度为60 ℃保持5 min,降温速率为2 ℃/min,最低温度为-80 ℃,保持1 min 后升温至60 ℃,氮气为保护气,流量为30 mL/min。

1.3.4 萌动亚麻籽油脂质氧化程度、抗氧化活性和氧化稳定性测定

亚麻籽油中初级和次级氧化产物脂质过氧化物(lipid peroxide, LPO)和硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substance, TBARS)含量测定参照Homma 等[17]和Cheng 等[18]方法,使用过氧化氢异丙苯和1,1,3,3-四乙氧基丙烷进行外标法定量,结果以mmol/kg 表示。 金属离子(铜和铁)含量测定方法参照GB 5009.268—2016《食品中多元素的测定》中电感耦合等离子体质谱法。 使用氧化诱导仪测定亚麻籽油热氧化稳定性,以诱导期(induction period,IP)值表示,即曲线拐点出现的时间。 使用体积分数80%甲醇-水溶液提取亚麻籽油中抗氧化组分,准确称取0.3 g 样品(精确到0.001 g),加入5 mL 提取液,室温下漩涡提取10 min,超声辅助提取5 min 后离心(7000 r/min)取上层清液,重复提取操作2 次,-20 ℃避光保存。 采用DPPH、ABTS+自由基清除能力方法测定,具体参照Deng 等[15]方法,结果以trolox 当量表示,单位为mg/100 g。

1.3.5 萌动亚麻籽、亚麻籽油和脱脂粕中酚类化合物组成和含量测定

使用体积分数80%甲醇-水溶液分别对亚麻籽、亚麻籽油和脱脂粕中抗氧化组分进行提取。 福林酚比色法和硝酸铝比色法分别对甲醇-水提取物中总酚和黄酮含量进行定量分析,结果分别以没食子酸(gallic acid equivalent, GAE)和芦丁当量(rutin equivalent, RE)表示,单位为mg/100 g。 木酚素含量测定参考Deng 等[15]方法,将甲醇-水提取物及其碱水解液进行超高效液相色谱仪分析,结合C18色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm)分析。 其中,SDG 和p-CouAG 采用外标法进行定量,而FeAG 则以FeA当量表示。 甲醇-水提取物中游离酚酸测定参考Cong 等[19]方法,使用配备PDA 检测器的超高效液相色谱仪和Acquity UPLC BEH Shield RP18 色谱柱(100 mm×2.1 mm, 1.7 μm)对甲醇水提取物中游离酚酸进行分离,外标法定量,单位为μg/g。

1.4 数据处理

所有实验均重复3 次,结果以平均值±标准差表示。 利用SPSS 软件进行数据统计分析,Tukey 法进行两两比较,P＜0.05 认为数据差异显著,具有统计学意义。

2 结果与讨论

2.1 微波处理对萌动亚麻籽油得率和色泽以及亚麻籽油脂体形态的影响

表1 为微波处理和冷榨后不同组亚麻籽油的得率和色泽变化结果。 由表1 可知,未处理亚麻籽油得率为24.22%,经24 h 萌动后亚麻籽油得率较未处理组降低了7.39%；进一步微波处理后,亚麻籽油得率逐渐增加,在微波处理5 min 时达到最大值,为31.32%,较未处理组提高了29.31% (P＜0.05)。 未处理亚麻籽油L*(明暗)、a*(红绿)、b*(黄蓝)值分别为80.73、8.43 和202.47。 经萌动和微波处理后,亚麻籽油a*值升高,而L*值和b*值则不同程度的降低,结果与亚麻籽油外观观察结果(图1)一致。 这可能是油籽经微波处理后热敏性叶绿素和类胡萝卜素受热分解导致。 同时,油籽在微波处理过程中生成的美拉德反应产物等经压榨过程迁移到油相中,进而影响油脂色泽[20]。

图1 微波处理对萌动亚麻籽油外观的影响Fig.1 Effect of microwave treatments on appearance of germinated flaxseed oil

表1 微波处理对萌动亚麻籽油得率和色泽的影响Tab.1 Effect of microwave treatments on yield and color of germinated flaxseed oil

图2 为微波处理对萌动亚麻籽油脂体形态的影响。 未处理亚麻籽子叶细胞内,油脂体大小不一(0.2 ～2.0 μm),呈球形或不规则球形紧密排列,且几乎充斥整个细胞。 因油脂体膜蛋白的空间位阻效应以及与磷脂之间静电交互作用,油脂体能够以完整形态稳定存在于胞浆中,并能够耐受脱水干燥和吸水膨胀[21-22]。 亚麻籽经24 h 萌动处理后,紧邻蛋白体的油脂体粒径明显增加,粒径分布为2.5 ～4.0 μm。 微波处理1 min 就足以完全破坏油脂体膜结构的完整性,导致膜内中性脂质释放和融合,并伴随着膜碎片的集聚。 当微波处理时间为3 min 时,溢出的脂滴和油脂体膜碎片逐步被蛋白体分散,表现出一定的再乳化现象。 当微波处理时间为5 min时,可以明显观察到细胞间隙内脂滴的存在,这可能是因为细胞壁结构完整性也遭到破坏,导致细胞壁孔隙度和微孔直径增加。 这与Yu 等[14]的研究结果类似,说明微波处理对亚麻籽油脂体的破坏效应不依赖于亚麻籽的品种,进一步证实了微波处理对亚麻籽油得率的提升效应[23]。

图2 微波处理对萌动亚麻籽油脂体微观形态的影响Fig.2 Effect of microwave treatments on micromorphology of oil bodies in germinated flaxseed

2.2 微波处理对萌动亚麻籽油脂质构型和结晶熔融特性的影响

图3 为微波处理对萌动亚麻籽油脂质构型的影响。 由图3(a)可知,未处理亚麻籽油中C18∶3ω3主要存在于甘油骨架sn-2,3(OLnLn,20.76%；LLnLn,9.29%)、sn-1,2,3(LnLnLn,17.02%)、sn-3(OOLn,12.86%；OLLn,10.48%)上。 经单一萌动处理后,亚麻籽油中LnLnLn 和OLnLn 比例分别下降2.23%和3.95%,表明当甘油骨架sn-1 被C18∶1ω9取代时,C18∶3ω3更容易作为能量物质被消耗。 与单一萌动处理组相比,经微波处理1 min 后LnLnLn 占比降低了3.43%,进一步延长微波处理时间至5 min 时,其占比则呈增加趋势,增加了5.05%。 然而,微波处理5 min导致了甘油骨架sn-3(OOLn)、sn-3(SOLn)和sn-2,3 (OLnLn)中C18∶3比G + MV-1 组降低了9.12%、9.89%和2.55%。 由图3(b)可知,未处理亚麻籽油中总磷脂质量摩尔浓度为477.67 nmol/g,主要由磷脂酸(PA)、磷脂酰乙醇胺(PE)组成。 单一萌动处理显著降低了亚麻籽油中磷脂质量摩尔浓度,与未处理组相比降低了84.80%(P＜0.05)。 其中,除PA(18 ∶1-18 ∶2、18 ∶2-18 ∶2)比例显著降低(53.85%、26.13%,P＜0.05) 外,其余PA 组分(16∶0-18∶1、16∶0-18∶2、16∶0-18∶3、18∶1ω9-18∶1、18∶2-18∶3、18∶3-18∶3)表现出不同程度增加的趋势(86.92%、 34.18%、 25.54%、 13.77%、 13.11%、30.98%,P＜0.05),同时PE、磷脂酰甘油(PG)、磷脂酰肌醇(PI)组分比例分别增加了0.40、1.91、1.85 倍。 经微波处理1 min 后,亚麻籽油中总磷脂质量摩尔浓度基本不变,但PA 比例比单一萌动处理组明显降低了18.53%(P＜0.05),而PE、PG、PI组分比例持续增加(1.19、0.46、3.63 倍,P＜0.05)。进一步延长微波处理时间至5 min 时,亚麻籽油中总磷脂质量摩尔浓度比单一萌动处理组显著增加了3.48 倍(P＜0.05)；其中,PA 组分占比持续降低,降低了66.61%(P＜0.05),而PE、PG、PI 组分占比持续增加(3.20、1.57、11.46 倍,P＜0.05),此时后者成为亚麻籽油中主要磷脂组分。

图3 微波处理对萌动亚麻籽油脂质组成的影响Fig.3 Effect of microwave treatments on lipid composition of germinated flaxseed oil

适宜微波处理在不明显影响甘油三酯构型尤其是C18∶3ω3质量分数的同时,重塑了亚麻籽油中磷脂组成和丰度。 在亚麻籽中,单分子层磷脂组分主要与油脂体膜蛋白通过静电交互作用,共同构成包裹甘油三酯的油脂体膜结构[24]。 亚麻籽吸水萌动过程中,油脂体膜磷脂的轻度脂解可能改变了与膜蛋白之间的交互作用,导致其更不容易通过压榨制取迁移到油相中。 微波处理则彻底破坏了油脂体膜结构完整性,导致膜蛋白分子结构和空间构象的改变,削弱了与膜磷脂组分之间的静电交互作用,从而使更多的膜磷脂组分通过压榨制取过程迁移到油相中[25]。

图4 为不同处理组亚麻籽油的结晶熔融曲线。由图4 可知,亚麻籽油冷却结晶后在DSC 结晶曲线上显示有3 个结晶放热峰区域,β 结晶区( -70 ～-50 ℃)、β′结晶区( -40 ～-30 ℃)和α 结晶区( -20 ～-10 ℃)。 萌动和微波处理后制得的亚麻籽油脂肪酸组成的变化并未明显影响油脂的冷却结晶行为。 然而,经萌动和微波处理过后,亚麻籽油的β 晶体峰值温度都出现了向较高温度的偏移,各处理组亚麻籽油熔融曲线中吸热峰峰值温度则无明显差异,其中,-28 ℃的主峰和肩峰主要是由于甘油三酯的α 不稳定结晶的熔融和α 结晶的亚稳态转变[26]。

图4 微波处理对萌动亚麻籽油结晶熔融行为的影响Fig.4 Effect of microwave treatments on crystallizationmelting behavior of germinated flaxseed oil

2.3 微波处理对萌动亚麻籽油脂质氧化稳定性和抗氧化活性的影响

图5 为微波处理对萌动亚麻籽油脂质氧化稳定性和抗氧化活性的影响。 由图5(a)可知,未处理亚麻籽油中初级和次级氧化产物LPO 质量摩尔浓度和TBARS 值分别为1.18、71.27 μmol/kg。 经单一萌动处理后,亚麻籽油中LPO 质量摩尔浓度和TBARS 值比未处理组分别下降了25.42% 和17.79% (P＜0.05)。 经微波处理1 min 后,萌动亚麻籽油中LPO 质量摩尔浓度较单一萌动处理组升高了27.27% (P＜0.05),这可能是由于微波处理介导的热效应,以及油脂体膜结构的破坏、油滴外溢和融合增加了C18∶3ω3的氧化易感性。 进一步延长微波处理时间至5 min 时,亚麻籽油中LPO 质量摩尔浓度持续降低,达到最小值0.60 mmol/kg。 微波处理1 ～5 min 过程中,亚麻籽油中TBARS 值呈现先降低后显著升高趋势,原因可能是短时间微波处理介导的干燥效应带走了一部分易挥发的次级氧化产物,导致TBARS 值降低,但微波处理时间的进一步延长则会加剧初级氧化产物降解产生羰基类次级氧化产物(醛、酮等),导致TBARS 值增加[10]。 由图5(b)可知,未处理亚麻籽油中Fe 和Cu 质量比分别为3.03、0.04 mg/kg。 经单一萌动处理后,亚麻籽油中Fe 和Cu 质量比都大幅降低,微波处理后(1 ～5 min),两者质量比仍显著低于未处理组(P＜0.05)。 因此,萌动和微波处理对Fe 和Cu 油相迁移有抑制效应,降低了亚麻籽油在贮藏和加工过程中的氧化易感性。

由图5(c) 可知,未处理亚麻籽油IP 值为3.20 h,经单一萌动处理后亚麻籽油IP 值较未处理组升高了35.00% (P＜0.05)。 进一步微波处理1 ～5 min后,亚麻籽油IP 值呈现先降低后显著升高的趋势,达到最大值9.59 h,是未处理组的3.00 倍(P＜0.05)。 由图5(d)可知,未处理亚麻籽油DPPH 和ABTS+自由基清除力分别为2.26、60.82 mg/100 g,经单一萌动处理后分别升高了53.10%和6.05%(P＜0.05)。 进一步微波处理1 ～3 min时,亚麻籽油DPPH 和ABTS+自由基清除能力变化不显著；微波处理时间延长至5 min 时,亚麻籽油DPPH 和ABTS+自由基清除力则显著升高,分别是未处理组的3.20 倍和1.20 倍(P＜0.05)。 事实上,存在于亚麻籽油脂体膜上的游离酚酸在DPPH、ABTS+自由基清除、亚铁离子还原中都有较好的效果。 此外,位于亚麻籽外种皮中的木酚素则具有较好的热稳定性,高温下仍能稳定存在并发挥清除自由基能力。 在微波处理过程中,因油脂体膜结构塌陷导致的游离酚酸溶出释放和分子间转化,木酚素解聚产物及其在油相中的富集则能够发挥优于其原体的抗氧化活性[6,27]。 经单一萌动处理后,亚麻籽油的抗氧化能力和热氧化稳定性增加可能归因于木酚素和游离酚酸的内源性合成[28-29]。

图5 不同微波处理对萌动亚麻籽油脂质氧化稳定性和抗氧化活性的影响Fig.5 Effect of different microwave treatments on oxidation stability and antioxidant activity of germinated flaxseed oil

2.4 微波处理对萌动亚麻籽油中酚类化合物组成和质量比的影响

表2 为微波处理对萌动亚麻籽油中总酚、黄酮和游离酚酸质量比的影响。 由表2 可知,未处理亚麻籽油中总酚和黄酮质量比分别为2.72、1.83 mg/100 g,稍低于魏晓珊[30]和于坤等[31]的研究结果。 除了亚麻籽品种外,亚麻籽初始水分含量、螺旋榨油机的榨膛压力和温度、毛油离心力和离心时间等均是影响酚类化合物释放和油相迁移的重要参数。 经单一萌动处理后亚麻籽油中总酚和黄酮质量比都有所增加。 已有研究证实,亚麻籽萌动处理是实现酚类化合物富集的有效方法,并很大程度上依赖于亚麻籽调质的水分含量和萌动时间[24,29]。微波处理1 ～3 min后,亚麻籽油中总酚质量比略微增加之后明显降低,而黄酮质量比基本维持不变；延长微波处理时间至5 min 时,亚麻籽中总酚和黄酮质量比均显著增加(P＜0.05),达到最大值15.59、5.77 mg/100 g,分别是未处理组的5.73、3.15 倍(P＜0.05)。 未处理亚麻籽油中共鉴定出 4 种游离酚酸(24.63 μg/g),主要为阿魏酸、香兰素、对香豆酸和肉桂酸。 经单一萌动处理后亚麻籽油中对香豆酸、阿魏酸和肉桂酸质量比呈显著且不同程度增加趋势(P＜0.05)。 微波处理1 min 后,亚麻籽油中对香豆酸和香兰素质量比显著降低(P＜0.05),而阿魏酸和肉桂酸未被检出；延长微波处理时间至5 min时,亚麻籽油中对香豆酸、香兰素和阿魏酸质量比显著升高(P＜0.05),分别是未处理组的3.11、8.12、7.30 倍。

表2 微波处理对萌动亚麻籽油中总酚、黄酮和游离酚酸质量比的影响Tab.2 Effect of microwave treatments on total phenolics, flavonoids and free phenolic acids in germinated flaxseed oil

图6 为微波处理对萌动亚麻籽油中木酚素含量的影响。 由图6 可知,未处理亚麻籽油中无木酚素大分子(flaxseed lignan macromolecule, FLM)及其单体SDG 检出,进一步证实了FLM 这一存在形式更倾向于滞留在脱脂粕中。 经单一萌动处理后,亚麻籽油中被检出FLM,峰面积为29.45,但无SDG 检出。 这一结果表明:尽管亚麻籽萌动促进了SDG 从头合成,但仍快速聚合为大分子并迁移到油相中；亚麻籽吸胀可能改变了木酚素存在位点的细胞结构从而有利于压榨制取过程的释放和迁移[31-32]。 进一步微波处理1 ～3 min 后,亚麻籽油中FLM 峰面积显著下降(P＜0.05)；延长微波处理时间至5 min 时,亚麻籽油中FLM 峰面积显著增加,较单一萌动亚麻籽油增加近1 倍,同时该微波处理条件诱导了SDG的油相富集,油相中质量比为1.73 mg/kg。 因此,长时间微波处理能够诱导FLM 解聚和解聚单体SDG的生成,并可能因外种皮黏多糖解聚效应使FLM 和SDG 单体更容易迁移到油相中。

图6 微波处理对萌动亚麻籽油中木酚素含量的影响Fig.6 Effect of microwave treatments on content of lignans in germinated flaxseed oil

2.5 微波处理对萌动亚麻籽油压榨制取过程中木酚素和游离酚酸释放的影响

表3 为微波处理对萌动亚麻籽和脱脂粕中酚类化合物质量比的影响。 由表3 可知,未处理亚麻籽和脱脂粕中木酚素(以SDG 计)质量比分别为606.45、1195.10 mg/100 g；经单一萌动处理后SDG质量比均显著升高(P＜0.05)。 然而,李诗龙[23]研究表明,亚麻籽中木酚素含量在吸水萌动过程中呈现先降低(0 ～1 d)后增加(1 ～2 d)最后又持续降低(2 ～4 d)的趋势,这种不一致性可能归因于不同的亚麻籽品种和萌动条件。 进一步微波处理1 ～3 min 后,亚麻籽中SDG 质量比持续下降(P＜0.05),而脱脂粕中SDG 质量比呈不显著增加趋势；延长微波处理时间至5 min 时,亚麻籽中SDG 质量比相对于G+MV-3 组升高了19.78% (P＜0.05),而脱脂粕中SDG 质量比下降7.62% (P＜0.05)。未处理亚麻籽和脱脂粕中p-CouAG 质量比分别为156.87、299.70 mg/100 g；经单一萌动处理后,p-CouAG 质量比分别升高10.05% 和6.52% (P＜0.05)。 微波处理1 ～3 min 对亚麻籽中p-CouAG 质量比无明显影响,而脱脂粕中p-CouAG 质量比呈持续增加的趋势(P＜0.05)。 与G +MV-3 组相比,延长微波处理时间至5 min 时,亚麻籽中p-CouAG质量比显著增加15.97%(P＜0.05),而脱脂粕中p-CouAG质量比下降了5.04%。 未处理亚麻籽和脱脂粕中FeAG 质量比分别为55.37、109.60 mg/100 g。 经单一萌动处理后,亚麻籽和脱脂粕中FeAG 质量比显著升高(P＜0.05)。 微波处理1 ～3 min 对亚麻籽中FeAG 质量比无明显影响,而脱脂粕中FeAG 质量比呈持续增加的趋势(P＜0.05)；延长微波处理时间至5 min 时,相对于G+MV-3 组,亚麻籽中FeAG质量比增加14.36% (P＜0.05),而脱脂粕中FeAG质量比则明显下降了7.10%,这与SDG 质量比的动态变化一致。

表3 微波处理对萌动亚麻籽和脱脂粕中酚类化合物质量比的影响Tab.3 Effect of microwave treatments on contents of phenolic compounds in germinated flaxseed and defatted meals

未处理亚麻籽中共鉴定出7 种游离酚酸,总质量比为55.83 μg/g,分别为阿魏酸(37.45%)、没食子 酸(25.24%)、 丁 香 酸(14.74%)、 肉 桂 酸(6.91%)、对香豆酸(6.68%)、香兰素(5.77%)、香豆素(3.21%)。 经单一萌动处理后,亚麻籽中总游离酚酸质量比增加39.57% (P＜0.05),以对香豆酸、阿魏酸、没食子酸质量比的增加最为明显,肉桂酸和香豆素呈不明显增加的趋势,而丁香酸降低13.00% (P＜0.05),香兰素则未检出。 进一步微波处理1 ～5 min 后,没食子酸、香兰素、对香豆酸、阿魏酸质量比先显著降低后增加,且显著高于未处理组(P＜0.05)；相比G +MV-0 组,丁香酸和肉桂酸质量比则表现为持续降低趋势。 经单一萌动处理后,脱脂粕中游离酚酸质量比表现出与亚麻籽中类似的变化趋势；微波处理1 min 降低了脱脂粕中没食子酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸质量比,而增加了香兰素质量比(P＜0.05),因此整体表现为增加的油相迁移；延长微波处理时间至3 min 时,相比于G+MV-1 组,脱脂粕中没食子酸、香兰素、阿魏酸、香豆素质量比显著增加(P＜0.05),对香豆酸、丁香酸和肉桂酸质量比则基本不变,从而整体表现为降低的油相迁移；延长微波处理时间至5 min 时,除香兰素、对香豆酸、香豆素外,其余游离酚酸质量比均显著降低(P＜0.05),从而整体表现为增加的油相迁移。

图7 为微波处理对脱脂亚麻籽粕微观形态的影响。 由图7 可知,未处理亚麻籽经螺旋压榨后,细胞被挤压变形,形态趋于不规则,尽管细胞壁呈扭曲状但结构基本完整；单一萌动处理对亚麻籽压榨后的微观形态无明显的影响。 经微波处理1 min 后,细胞壁扭曲程度加剧,细胞的胞浆内蛋白体变得更为致密且被压成不规则条形结构,同时观察到集中分布的油脂体膜碎片；延长微波处理时间至5 min 时,细胞壁结构趋于不完整,油脂体膜碎片渗入到蛋白体组分中,蛋白体致密性增强。 因此,微波处理对亚麻籽油压榨制取过程中酚酸释放和油相迁移的影响可能与破坏细胞内油脂体和蛋白体结构完整性有关[6,14]。 短时间微波处理(1 ～3 min)可能使酚酸与蛋白质、蛋白质与胶多糖之间交互作用[33]增强而不易被释放和迁移到油相中,而长时间微波处理(5 min)则可能诱导亚麻籽蛋白空间构象过度伸展、亚基解聚,进而削弱了与游离酚酸之间的交互作用[14,29]。 总之,亚麻籽油中SDG 和游离酚酸质量比增加与脱脂粕中相对成分的减少紧密关联,图2 和图7 中亚麻籽经微波处理和冷榨前后细胞壁、胞浆中油脂体和蛋白体结构的改变,进一步证实了萌动联合微波处理过程对酚类化合物原位结构改性和油相迁移的促进作用[34-35]。

图7 微波处理对脱脂亚麻籽粕微观形态的影响Fig.7 Effect of microwave treatments on micromorphology of defatted flaxseed meals

3 结论

本研究分析了微波处理对萌动亚麻籽油得率和色泽、脂质构型和结晶熔融性、抗氧化活性和氧化稳定性的影响,并进一步聚焦亚麻籽微观结构和主要酚类化合物释放和油相迁移规律。 结果表明:单一萌动处理诱导了亚麻籽中油脂体的适度脂解,而微波处理1 min 足以破坏油脂体结构的完整性,导致膜内脂质外溢和融合,提高压榨亚麻籽油得率。 随着微波处理时间延长至5 min,亚麻籽油中以LnLnLn 构型存在的C18∶3ω3质量分数呈现明显增加趋势,同时总磷脂以及磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油和磷脂酰肌醇占比也显著增加,但对油脂的结晶行为和熔融特性无明显影响。 微波处理5 min 显著降低了初级和次级氧化产物本底质量摩尔浓度,改善了亚麻籽油的氧化稳定性和抗氧化活性,并促进了木酚素大分子及其解聚单体SDG、游离香兰素、香草酸和阿魏酸的油相迁移。 微波处理可能基于温度场和压力场耦合实现压榨亚麻籽油的提质制取,但具体机制仍待进一步深入研究。