侯利霞，陈丽燕，孙小美，汪学德

(河南工业大学 粮油食品学院，郑州 450001)

黑芝麻(SesamumindicumL.)是中国传统的油料作物，最早记载在《神农本草经》，又称胡麻、脂麻、巨胜等，是脂麻科(胡麻科)脂麻属植物，具有养肝脏、生发、延缓衰老等作用[1]，富含蛋白质、脂类、维生素、矿物质等营养成分[2]。芝麻酱是由芝麻经过除杂、热加工后磨制而成的。食品的滋味与营养、健康、安全共同决定着食品的品质。良好或独特口感的食品，受到越来越多消费者的追捧，目前人们对食品风味的要求在不断提高，国内外研究者对不同食品中滋味物质的研究也愈加深入，如发酵食品[3-5]、调味品[6-7]、绿叶蔬菜和水果[8-9]等。

微波是将电磁能转化为热能，引起物料温度升高，具有操作方便、高效低耗、节能环保、加热均匀和适于工业化生产等优点，在食品领域以及油菜籽、花生等油料干燥中已经有所应用[10]，但是目前对微波时间-功率组合与传统的加热方式对芝麻酱滋味方面影响的差异研究尚少，因此，本实验采用微波和焙炒两种处理方式对缅甸和中国江西的黑芝麻进行热处理，通过测定总糖、还原糖、草酸、游离氨基酸、滋味活度值以及对感官品质和消费者的可接受度进行分析，旨在寻求一种更优的芝麻酱加工方法，为芝麻酱滋味的研究提供一定参考。

1 材料和方法

1.1 材料

缅甸黑芝麻和国产江西黑芝麻：购于河南郑州农科院。

1.2 试剂

葡萄糖标准品、3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid，DNS)、无水碳酸钠、盐酸、高锰酸钾：均为分析纯，购于阿拉丁生物化学科技有限公司。

1.3 主要仪器与设备

UV-1100紫外可见分光光度计 上海美谱达仪器有限公司；D2KW-D-4电热恒温水浴锅 北京市永光明医疗仪器厂；LD5-10低速离心机 北京京立离心机有限公司；MVS-1涡旋振荡器 北京金北德工贸有限公司；JM-L80胶体磨 温州市龙湾华威机械厂。

1.4 方法

1.4.1 黑芝麻酱样品的制备

1.4.1.1 焙炒处理

称取黑芝麻，清洗去杂后放入提前预热过的炒籽机中，采用170 ℃/16 min或200 ℃/8 min 两种热处理方式至芝麻变脆，香味溢出。

1.4.1.2 微波处理

每次黑芝麻清洗去杂后均匀铺放在烤盘上，采用600 W/7 min或800 W/4 min两种方式进行处理，至芝麻变脆，香味溢出。

热处理后，迅速冷却到室温，之后用胶体磨进行碾磨，至芝麻呈酱状，且颗粒细小，酱体均匀，流动性较好，磨制后将黑芝麻酱装入瓶中，低温存储。

1.4.2 总糖和还原糖含量的测定

1.4.2.1 总糖含量的测定

总糖含量的测定采用苯酚-硫酸法，根据杨津利等[11]的测定方法，做出一些修改，每个样品平行3次，结果取平均值。根据葡萄糖标准溶液的浓度计算样品的总糖含量。总糖含量计算公式如下：

式中：C为在标准曲线上查得的糖含量(μg)；V总为提取液总体积(mL)，此处取值为25；V测为测定时取用的体积(mL)，此处取值为1；D为提取液稀释倍数，此处取值为250；W为样品质量(g)；M为试样含水量(g)；106为样品重量单位，由g换算成μg的倍数。

1.4.2.2 还原糖含量的测定

采用3,5-二硝基水杨酸比色法[12]对还原糖含量进行测定，称取一定量的样品，在540 nm处测量吸光度值。按照下式计算还原糖含量：

式中：m还原糖为还原糖毫克数；m为样品质量；V样液为测定用样液体积；V样液总为样液总体积。

1.4.3 草酸含量的测定

草酸含量的测定方法根据文献[8]，做出适当的修改，首先进行高锰酸钾的配制与标定，之后称取样品，经过多次洗涤过滤至滤液呈中性，用高锰酸钾标准溶液进行滴定。按照下式计算草酸含量：

X(%)=4.5×N×V/W。

式中：X为草酸百分含量；N为高锰酸钾当量浓度；V为高锰酸钾消耗量；W为样品重量(g)；4.5为测定换算系数。

1.4.4 游离氨基酸含量的测定

采用德国S433D全自动氨基酸分析仪对黑芝麻酱样品中游离氨基酸含量进行测定，具体参考文献[13]的方法。取0.3 g样品，加入15 mL 6 mol/L盐酸溶液，之后于110 ℃水解22 h，冷却至室温后将水解液过滤并定容至25 mL，取1 mL溶液于旋转蒸发仪上减压干燥，随即加入柠檬酸钠缓冲溶液溶解，经混匀后用0.22 μm的滤膜过滤，即得待测液。高效液相色谱测定条件：进样量为20 μL，样品温度控制范围是5～70 ℃；氨基酸色谱柱(4.6 mm×150 mm×7 μm)，检测波长：570 nm和440 nm；洗脱液流量：0.4 mL/min；反应液流量：0.35 mL/min；分析时间：水解50 min，每个样品测定3次。

1.4.5 滋味活性值的计算

研究中通常用滋味活性值来评估单个呈味物质对味觉的影响。滋味活度值(taste active value，TAV)表示食物基质中各个呈味物质的含量与其相应的味觉阈值之比[14]。TAV的计算公式为：

TAV值反映单个呈味物质对食品整体滋味的贡献度，若TAV值≤1，表示该呈味物质对整体滋味的贡献不明显；若TAV≥1，则表示该呈味物质对整体滋味有重要贡献，且其值越大，贡献作用越大[15]。通过TAV分析计算黑芝麻酱中各个游离氨基酸的滋味活性值(TAV)。

1.4.6 感官评价

食品中的非挥发性风味物质是食品的重要感官质量指标之一，这类物质挥发性强，通过刺激人的嗅觉感受器使人感觉到它们的风味。采用定量描述法进行黑芝麻酱的感官品质评价，参考文献[16-17]描述的方法，由10名从事食品研究领域的专业人员组成感官评价小组，包括5名男性和5名女性，年龄在22～50周岁之间，并按照ISO 8589-2007标准进行培训。确定了黑芝麻酱的评价指标，其中包含气味、滋味、口感、质地和整体风味描述词，采用10分制打分(1分为强度最弱，10分为强度最强)。评价过程中禁止互相讨论，评定完一个样品后用清水漱口，打分结束后进行统计分析。

1.4.7 数据处理

实验数据的处理采用Excel 2017和SPSS 20.0软件完成，图谱绘制分析采用Origin 2019完成。

2 结果与分析

2.1 不同热处理条件下黑芝麻酱中还原糖及总糖的分析

表1 不同热处理条件下黑芝麻酱中总糖和还原糖含量Table 1 The content of total sugar and reducing sugar in black sesame paste under different heat treatment conditions g/100 g

由表1可知，黑芝麻酱样品经过微波和焙炒处理后，还原糖含量出现了明显下降的现象。未经处理的黑芝麻酱还原糖含量最高,达到4.23 g/100 g，经过热处理后，尤其焙炒处理，还原糖下降至最低,为0.70 g/100 g。两个地区的黑芝麻酱在800 W/4 min处理时，总糖含量均大于600 W/7 min，对于缅甸的样品在微波大功率短时间处理后还原糖含量达到2.33 g/100 g，含量最高，是170 ℃/16 min焙炒时的3倍，在200 ℃/8 min处理下还原糖的含量均多于170 ℃/16 min。黑芝麻酱经微波和焙炒处理后总糖含量均增加，可能是黑芝麻酱在热处理时发生美拉德反应，极大地丰富了黑芝麻酱的口感和滋味。不同热处理方法和时间下制备的黑芝麻酱样品中总糖和还原糖的含量有一定的差异，焙炒200 ℃/8 min和微波800 W/4 min处理时总糖含量均大于170 ℃/16 min和600 W/7 min。由还原糖和总糖的数据可以得出微波短时大功率和焙炒高温短时黑芝麻酱的口感更佳。

2.2 不同热处理条件下草酸含量的分析

由表2可知，经过热处理后，样品中草酸含量增加。缅甸样品中草酸的含量显著大于江西的样品，推测原因可能是缅甸的黑芝麻籽粒比较大，种皮比较厚，可能会导致草酸的含量较多，中国江西的黑芝麻种子较小，皮薄，籽粒比较饱满，草酸含量相对较低。经过微波和焙炒处理后，发现相比焙炒，微波处理后草酸含量更低，为1.50%，焙炒处理后草酸含量可高达2.27%，草酸呈现苦涩味，会影响芝麻酱的口感，此外，草酸还会与钙结合，影响人体对钙的吸收，因此，与焙炒相比,微波可能是一种更好的热处理方式。

表2不同热处理条件黑芝麻酱中草酸含量Table 2 The content of oxalic acid in black sesame paste under different heat treatment conditions

2.3 不同制备条件下黑芝麻酱样品中游离氨基酸含量分析

游离氨基酸是重要的呈味化合物，由于各个游离氨基酸所带的R基不同，与人体口腔中不同部位味觉受体的作用不同，故而呈现出不同的滋味[18]。不同热处理方法下制备的黑芝麻酱样品的游离氨基酸的种类及含量见表3。

表3 不同热处理条件下黑芝麻酱中游离氨基酸的种类及含量Table 3 The types and content of free amino acids in black sesame paste under different heat treatment conditions mg/100 g

续 表 mg/100 g

由表3可知，在2个地区10个黑芝麻酱样品中共检测到18种游离氨基酸，不同地区不同热处理条件下黑芝麻酱样品中游离氨基酸的种类和含量有所差异。与未处理的样品相比，热处理后黑芝麻酱样品中游离氨基酸的含量大部分都下降了，可能是游离氨基酸参加了一系列反应，生成各种挥发性风味化合物从而使其含量明显下降[19]。

其中变化最大的是天冬氨酸、苯丙氨酸和丝氨酸。未经热处理的黑芝麻酱中谷氨酸、丝氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬氨酸有较高的含量，经过热处理后它们的含量发生了变化，其中变化最大的是谷氨酸，170 ℃/16 min(缅甸)焙炒时，谷氨酸的含量从118.07 mg/100 g变为47.95 mg/100 g。在中国江西的样品中，丝氨酸含量变化最大，从161.97 mg/100 g变为47.21 mg/100 g。黑芝麻酱样品中游离氨基酸总含量最高的是未经热处理的黑芝麻酱，其中缅甸样品的含量达到738.03 mg/100 g，中国江西样品的含量为648.13 mg/100 g。在微波热800 W/4 min处理时总氨基酸的含量均多于600 W/7 min；在焙炒处理的条件下，170 ℃/16 min时缅甸样品中的总氨基酸含量小于200 ℃/8 min。在黑芝麻酱样品中共有7种必需氨基酸，经过热处理后，必需氨基酸中含量最高的是缅甸的样品，其中，800 W/4 min(137.75 mg/100 g)>600 W/7 min(126.94 mg/100 g)>200 ℃/8 min(91.42 mg/100 g)>170 ℃/16 min(76.59 mg/100 g)，中国江西的样品，800 W/4 min(111.35 mg/100 g)>600 W/7 min(90.89 mg/100 g)>170 ℃/16 min(88.82 mg/100 g)>200 ℃/8 min(56.65 mg/100 g)，总含量最低的是在200 ℃/8 min处理时中国江西的黑芝麻，为56.65 mg/100 g，比缅甸的原料相比降低了约3.2倍。

游离氨基酸的含量对黑芝麻酱的口感起着至关重要的作用，根据其呈味特点的不同，将游离氨基酸分为3类，即鲜味、甜味和苦味。不同热处理条件下制备的黑芝麻酱中游离氨基酸呈味及相对质量分数见表4。

表4 不同制备条件下黑芝麻酱中游离氨基酸呈味及相对质量分数

续 表 %

由表4可知，10个黑芝麻酱样品中谷氨酸占鲜味氨基酸的比例高于天冬氨酸的含量，在200 ℃/8 min，天冬氨酸的含量占2.40%，而在缅甸的黑芝麻酱中在600 W/7 min的处理条件下，谷氨酸的含量占16.77%，表明在黑芝麻酱样品中谷氨酸对鲜味的贡献较大。另外，在未经热处理的黑芝麻酱样品中，甜味氨基酸的相对质量分数最高，分别为31.54%(缅甸)和37.94%(中国江西)，经过热处理后甜味氨基酸(丝氨酸、半胱氨酸)呈现一定程度的上升，而甘氨酸、苏氨酸下降了，在200 ℃/8 min的处理条件下脯氨酸的含量较未处理的条件下上升了。经过分析发现，与鲜味、甜味氨基酸相比，黑芝麻酱中苦味氨基酸含量最高，表明苦味占据黑芝麻酱的主要风味，在焙炒的条件下缅甸的黑芝麻酱中苦味氨基酸达到最大值，占氨基酸的51.52%。在所有的苦味氨基酸中精氨酸、色氨酸、组氨酸、苯丙氨酸对苦味氨基酸的贡献较大，焙炒处理比微波处理产生更多的苦味物质。

滋味成分对滋味的贡献大小不仅与其含量有关，更与其滋味阈值密切相关，通常用TAV值来评估滋味成分对味道的贡献。不同热处理条件下黑芝麻酱中游离氨基酸的TAV值见表5。

表5 不同热处理条件下黑芝麻酱中游离氨基酸呈味及相对质量分数Table 5 The flavor and relative mass fraction of free amino acids in black sesame paste under different heat treatment conditions %

续 表 %

由表5可知，谷氨酸、丙氨酸、组氨酸、精氨酸的阈值相对较大，经过热处理后鲜味氨基酸整体呈现下降的趋势。对鲜味有贡献的氨基酸有天冬氨酸和谷氨酸，它们本身呈现一种酸味，但是在钠盐存在的情况下它们就呈现类似味精的鲜味[20]，在缅甸样品中天冬氨酸的TAV值从0.09下降到0.02，中国江西的黑芝麻酱经过热处理后TAV值从0.12下降到0.02，焙炒处理后天冬氨酸和谷氨酸的含量下降明显，表明微波对滋味的破坏较小。在甜味氨基酸中丙氨酸和丝氨酸对滋味的贡献值较大，热处理后丝氨酸的TAV显著增加，在缅甸样品中丝氨酸的TAV值从0.09增加到0.10，中国江西的样品中微波处理对丝氨酸的滋味影响不太明显，焙炒处理后丝氨酸的含量下降了，表明焙炒处理对甜味的影响明显大于微波，在甜味氨基酸中脯氨酸、甘氨酸的变化较小，丙氨酸在焙炒时TAV值较未经处理的样品也增加，而微波处理后TAV值反而下降了。在18种氨基酸中呈现苦味的氨基酸有缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、色氨酸、赖氨酸、精氨酸、酪氨酸。其中精氨酸和组氨酸在苦味氨基酸中的贡献值最大，在缅甸的黑芝麻酱中精氨酸在170 ℃/16 min的处理条件下，TAV值达到最大，为0.46，在中国江西的黑芝麻酱在200 ℃/8 min最大，为0.45。组氨酸也是一种重要的苦味氨基酸，在焙炒的条件下产生的组氨酸的TAV值也略大于微波条件下，整体上在200 ℃/8 min苦味氨基酸的TAV值略低于170 ℃/16 min，个别氨基酸出现相反的现象，在微波处理的条件下，苦味氨基酸的TAV值变化并不明显。

2.4 感官评价

按照1.4.6中的感官评价方法对不同热处理条件下制备的黑芝麻酱样品用雷达图进行感官评价和应用离散程度进行消费者的接受程度分析，结果见图1和图2。

图1 不同热处理条件下黑芝麻酱的感官雷达图

由图1可知，未经处理的1号和6号样品的感官评价得分最低，经过热处理后，黑芝麻酱的口感、风味和滋味得到了明显的改善。在所有的黑芝麻酱样品中哈喇味、陈味的得分比较低，表明无论是经过热处理还是未经热处理，黑芝麻酱本身这些异味含量较低，经过热处理后黑芝麻酱的细腻度、焦香味、余味、炒坚果味、炒芝麻味明显得到提高，在缅甸的黑芝麻酱样品中苦味和涩味略大于中国江西的黑芝麻酱。在余味、焦香味、油脂味和炒坚果味上中国江西的样品优于缅甸的样品；经过热处理，3号和8号样品的炒芝麻味、炒坚果味、焦香、甜香和细腻度评分优于2号和7号样品，在苦涩味和焦糊味上2号样品高于3号样品，7号样品的焦糊味、陈味和哈喇味大于8号样品，表明微波大功率短时间的效果优于低功率长时间。在170 ℃/16 min和200 ℃/8 min焙炒处理的条件下，无论是缅甸还是中国江西的样品中炒芝麻味、炒坚果味和焦香味200 ℃/8 min的评分较高，在苦味和涩味上170 ℃/16 min得分较高，其他指标略有变化。

图2 不同热处理条件下黑芝麻酱的感官接受度图Fig.2 The sensory acceptability of black sesame paste under different heat treatment conditions

由图2可知，经过热处理后黑芝麻酱样品的感官可接受度明显提高，对于缅甸的样品，微波800 W/4 min处理后消费者的可接受度明显高于600 W/7 min的处理，在170 ℃/16 min的焙炒处理条件下，消费者的可接受度低于200 ℃/8 min的热处理条件；对于中国江西的样品，800 W/4 min的微波处理后，消费者的可接受度略高于600 W/7 min的热处理条件，在200 ℃/8 min的焙炒处理条件下，消费者的认可度明显高于170 ℃/16 min的热处理条件。

3 结论

通过对10个黑芝麻酱样品研究发现，黑芝麻酱样品经过热处理后，还原糖的含量降低了，但总糖的含量上升了，在800 W/4 min 和200 ℃/8 min的处理条件下，总糖和还原糖的含量均高于在600 W/7 min和170 ℃/16 min条件下。游离氨基酸分析发现，热处理后黑芝麻酱中的苦味氨基酸含量较高，然后是甜味氨基酸，鲜味氨基酸的含量最低。经过热处理后，苦味氨基酸的总含量上升了，总甜味氨基酸在焙炒处理时含量呈现上升的趋势，但是微波处理后，含量与未经热处理的相比却下降了，其中600 W/7 min下降最明显。总的鲜味氨基酸只有在600 W/7 min时含量增加了，在其他条件下均下降了。草酸含量在热处理后，含量均上升了，尤其是在170 ℃/16 min条件下，草酸含量最大。从感官雷达图和消费者的总体接受度图中发现在800 W/4 min和200 ℃/8 min条件下样品的滋味、口感和总体消费者可接受度较好，该研究结果可为黑芝麻酱的生产提供一定的参考。