摘要: 本文以白芝麻为主要原料，生姜、大蒜、牛肉、辣椒及花椒等为辅料，开发了一款风味极佳、营养丰富的低脂芝麻复合酱。以感官质量作为评价指标，通过单因素试验，确定了芝麻的最佳焙烤温度与焙烤时间。随后，以颗粒度和析油度为评价指标，确定了芝麻酱的研磨时间。最后在上述实验的基础进行L18(36)正交试验，优化低脂芝麻酱的制作工艺，其结果为：烘烤温度200℃、烘烤时间25 min、研磨时间15 min、芝麻酱100 g、生姜30 g、大蒜40 g、辣椒40 g、牛肉50 g及花椒2 g。最后，对产品理化指标进行检测，发现产品中粗脂肪含量比市售芝麻酱低22.29%，粗蛋白含量及总糖含量比市售芝麻酱高8.41%和7.27%，降低脂肪含量的同时有更高的营养价值。本研究结果将为低脂芝麻酱的产业化开发提供技术支持。
Abstract:
White sesame as the main raw material, ginger, garlic, beef, pepper and Chinese prickly ash as auxiliary materials, a low-fat sesame compound sauce with ex-cellent flavor and rich nutrition was developed. Taking sensory quality as evaluation index, the op-timum roasting temperature and roasting time of sesame seeds were determined by single factor experiment. Then, the grinding time of sesame paste was determined by taking granularity and oil extraction degree as evaluation indexes. Finally, L18(36) orthogonal test was carried out on the basis of the above experiments to optimize the production process of low-fat sesame paste. The results were as follows: Baking temperature 200˚C, baking time 25 min, grinding time 15 min, sesame paste 100 g, ginger 30 g, garlic 40 g, pepper 40 g, beef 50 g and Chinese prickly ash 2 g. Finally, the physical and chemical indexes of the product were tested, and it was found that the crude fat con-tent of the product was 22.29% lower than that of the commercially available sesame paste, and the crude protein content and total sugar content of the product were 8.41% and 7.27% higher than that of the commercially available sesame paste, which had higher nutritional value while reducing the fat content. The results of this study will provide technical support for the industrialization de-velopment of low-fat sesame paste.
1. 引言
芝麻，又名脂麻、胡麻，一年生直立草本植物，是中国主要油料作物之一。芝麻中油脂、不饱和脂肪酸和蛋白质含量较高，还有芝麻素、芝麻酚、维生素A、维生素E、卵磷脂、钙、铁、铬等营养成分。芝麻常被加工成芝麻油、芝麻糊、芝麻酱等产品，其中芝麻酱因其浓香醇厚的独特风味而深受消费者喜爱。芝麻酱作为一种调味品，不仅拥有着独特的香味，还充当着人们日常生活中不可或缺的火锅伴侣，可拌凉菜，可佐食，对于厨房烹饪的用途也极为广泛 [1]。芝麻酱中含有丰富的蛋白质，不仅有人体必需的各种必需氨基酸，还有多种微量元素，具有极高的保健作用。其中钙含量丰富，在日常吃饭中适量地食用芝麻酱，会对人体骨骼的发育和牙齿的生长有着正向的促进作用 [2]。此外，由于芝麻酱中含有极其丰富的卵磷脂，这使得芝麻酱具有可以预防人体头发变白和脱发的功效 [3]。在保健行业中有着广泛的应用。
近年来随着人们对健康膳食观念的重新认识和深刻理解，对市场上的芝麻酱的健康性也提出了比较高的要求，市场上现有的芝麻酱油脂高，纯芝麻酱的脂肪含量在55%以上，不适宜肥胖人群和高血脂人群食用，更是与人们日益增长的健康饮食观念所冲突 [4] [5]。此外，芝麻酱在生产过程中，因需要研磨芝麻导致芝麻的细胞组织被破坏，导致所生产出来的芝麻酱其油脂均匀的分散在芝麻酱中 [6] [7]。这样的存在形式会使得芝麻酱更易氧化变质，大大降低了货架期，此外，也更加容易出现油酱分离的现象，极大地影响食用口感 [8] [9]。所以研发一种低脂的芝麻酱并且可以商业化生产的生产线迫在眉睫。
低脂芝麻酱的研究不仅符合药食同源理念，更是顺应发展不断推动着我国芝麻酱行业的发展与变革，不断地为其注入新鲜的活力，使之完成蜕变和转型 [10]。并且也为人们的健康做出贡献，我们力求在健康安全的基础上，通过优化芝麻的焙烤时间和温度，通过复合大蒜、生姜、辣椒、牛肉及花椒等辅料研发出一款具有极香风味的芝麻复合酱 [11] [12] [13]。
2. 材料和方法
2.1. 试验材料及试剂
高品质的白芝麻(源自安徽达园粮油有限公司)，大蒜、生姜、干辣椒、花椒、盐、食用油及糖等(购于合肥大润发超市)，新鲜牛肉(购于合肥工业大学民族食堂)，对羟基苯甲酸(购于济南元素化工有限公司，赤藓糖醇(购于上海诗丹德标准技术服务有限公司)，双乙酸钠(购于连云港诺信食品配料有限公司)。
2.2. 实验仪器
FA1604B电子分析天平：上海精密科学仪器有限公司；JC-FW-400A粉碎机：青岛聚创嘉恒分析仪器有限公司；SC-3614高速冷冻离心机：安徽中科中佳科学仪器有限公司；C22-IJ59E电磁炉：成都拓普壹科技有限公司；101电热鼓风干燥箱：上海跃进医疗器械厂；ZG-YM1701破壁机：广东志高有限公司；HH-2数显恒温水浴锅：金坛市天瑞仪器有限公司。LDZX-30K高压灭菌锅：上海申安医疗器械厂；JML-100胶体磨：宁波骏丰伟业机械有限公司。
2.3. 低脂芝麻酱制备的工艺
2.3.1. 低脂芝麻酱制备的工艺流程
低脂芝麻酱工艺如图1所示。
Figure 1. Technological process of low fat sesame paste
图1. 低脂芝麻酱的工艺流程
2.3.2. 操作要点
1) 芝麻的筛选、清理
取足量的生芝麻筛选后去除杂质、干瘪粒以及有破损、发霉、劣质的芝麻。将筛选后的芝麻放入清洗容器中用蒸馏水清洗3次，去除其表面尘土。
2) 芝麻的脱皮及烘干
将筛选洗净后的芝麻倒入与芝麻重量比1:2的清水中，静置浸泡30 min后，捞出进行脱皮处理。随后，将芝麻放入清水中，洗去褪去的外壳 [14]。再将脱皮好的芝麻放入烘干机，在45℃烘干12 h至水分含量 ≤ 2%。
3) 压榨法制备低脂芝麻粕
称取1500 g左右的芝麻，放在已经折叠完成、形状尺寸适合的纱布上，系紧后放入干净的液压压榨油机内，用20~30 Mpa的压力来压榨芝麻一次，静置30 min后取出 [15]。
4) 芝麻的烘烤及扬烟
将压榨过的芝麻在温度为200℃的烘烤机中烘烤25 min，烘烤过程中不断搅拌，随后取出扬烟。
5) 磨酱
将烘烤过的芝麻先用磨酱机粗磨后，再使用胶体磨研磨15 min完成磨酱。
6) 牛肉的处理
选取500 g瘦牛肉，去掉表面筋膜和多余肥油，使用组织破碎机破碎5 min成牛肉蓉。
7) 其余辅料的制备
在锅中加入50 ml调和油，点火加热，使油温快速上升至220℃~230℃，调小火焰，倒入质量比为1:1:1的灯笼椒、板椒和秦椒共40 g，炸5 s钟后，依次向锅中加入30 g生姜、40 g大蒜、2花椒，小火炒3 min后倒出备用。
8) 复合芝麻酱的熬煮
在锅中加入50 ml调和油，点火加热。取50 g牛肉蓉，先大火爆炒3 min，后转文火依次加入炒制好的辅料(计量)，100 g胶体磨研磨后的芝麻酱和50 g水，翻炒至浓稠，使各种原辅料充分混合、渗透和熟化，制得的成品酱中水分含量：≤ 20%。
2.4. 试验方法
2.4.1. 单因素实验
1) 烘烤温度对低脂复合芝麻酱感官品质的影响
固定烘烤时间为25 min，将五份压榨过的芝麻分别在焙烤温度为180℃、190℃、200℃、210℃及220℃的条件下烘烤，随后磨酱30 min。以芝麻酱的色香味为评价指标确定最优的焙烤温度。改变烘烤时间，分别固定15及35 min重复上述试验。
2) 最佳烘烤时间的确定
固定烘烤温度为200℃，将五份压榨过的芝麻分别在焙烤时间为15、20、25、30及35 min的条件下焙烤，随后磨酱30 min。以芝麻酱的色香味为评价指标确定最优的焙烤时间。改变烘烤温度，分别固定180℃及220℃重复上述试验 [16]。
2.4.2. 芝麻酱的物化性质测量
1) 颗粒度测量
将处理好的芝麻放入200℃的烤箱中焙烤25 min，先用磨酱机粗磨10 min，后在研磨时间分别为0、5、10、15及20 min的胶体磨中研磨。对得到的这五种芝麻酱进行颗粒度的测定并分析其结果 [17]。
2) 离心析油率的测定
取在200℃，25 min条件下烘烤、胶体磨研磨时间分别为0、5、10、15及20 min的芝麻酱各约30 g，将其放入50 ml的离心管中，以8000 r/min离心20 min后，由于上清油的质量不好测定，去除上清油，测量剩余样品的质量。按照公式(1)计算离心析油率(Y)。
(公式1)
式中：
m为芝麻酱样品的质量(g)；
m0为离心管的质量(g)；
m1为剩余样品加离心管的质量(g)。
2.4.3. 正交试验
在单因素试验结果的基础上，对芝麻酱、生姜、大蒜、辣椒、牛肉、花椒这五个影响低脂复合芝麻酱的因素，进行L18(36)正交试验，以色泽、口感、组织形态、香气和滋味为评价指标，根据感官质量，确定芝麻酱、生姜、大蒜、辣椒、牛肉和花椒对低脂复合芝麻酱感官质量影响的主次顺序和最优组合 [18]。
因素水平表如表1所示。
Table 1. Orthogonal experimental factor level table of seasoning formula
表1. 配方正交实验因素水平表
2.4.4. 感官评价
本次试验的感官评价团队由严格挑选的5位具有不同饮食风格且有食品科学专业知识背景的人员组成。本次评分采用百分制，最终取平均值，具体评分标准见表2。
2.4.5. 产品理化参数测定
以表1正交试验的结果作为最终产品的配方，调配出最佳配比的低脂芝麻复合酱，再对产品进行粗脂肪含量、总糖含量、酸价以及粗蛋白含量的测定。
粗脂肪用索氏提取法测定 [19]；酸价用碱性滴定法测定 [20]；总糖含量用菲林试剂法测定 [21]；粗蛋白采用凯式定氮法测定 [22]。
2.4.6. 统计分析
所有试验重复三次。采用ORIGIN 2022软件处理数据，结果以平均值 ± 标准差表示。
3. 结果与分析
3.1. 单因素试验
3.1.1. 焙烤时间对芝麻酱感官质量的影响
焙烤时间对芝麻酱感官质量的影响由表3所示，在焙烤时间是25 min时，随着焙烤温度的增加，芝麻酱的品质逐渐提升，但是当焙烤温度超过25 min时，芝麻酱品质开始呈现降低。这个结果可能是由于，当焙烤时间 < 25 min时，芝麻熟化不完全，芝麻内的油脂及芳香物质未挥发出来，所制的芝麻酱色香味不足；当时间 > 25 min时，芝麻出现焦化，表皮成深褐色，糊味出现，影响了芝麻酱的色香味。焙烤时间为15 min及35 min时，随温度的上升芝麻酱品质却分别出现一直提升和一直降低。可能是由于焙烤时间为15 min时，时间太短，使之出现未熟以及生涩味，焙烤时间为35 min时，时间太长，使之出现焦化以及糊味，影响了芝麻酱的品质。综上在焙烤温度为200℃时为最佳。
Table 3. Effect of baking temperature on sensory quality of sesame paste
表3. 焙烤时间对芝麻酱感官质量的影响
其中，小写字母(a、b、c、d和e)为时间的显著性差异分析，大写字母(A、B和C)为温度的显著性差异分析。
3.1.2. 焙烤温度对芝麻酱感官质量的影
焙烤温度对芝麻酱感官质量的影响由表4所示，在焙烤温度时200℃时，随着焙烤时间的增加芝麻酱的品质逐渐提升，但是当焙烤时间超过25 min时，芝麻酱的品质开始出现降低。整个变化过程可以分析如下：当焙烤温度较低时，芝麻熟化不完全，芝麻内的油脂及芳香物质未挥发出来，所制的芝麻酱颜色较浅且香味不足；当温度过高时，芝麻出现焦化，表皮成深褐色，出现焦糊味，影响了芝麻酱的感官质量。焙烤温度为180℃及220℃时，随时间的增加芝麻酱品质却分别出现一直提升和一直降低。可能是由于180℃时，焙烤温度太低，使之出现未熟以及生涩味。220℃时，焙烤温度太高，使之出现焦化以及糊味，影响了芝麻酱的品质。综上在焙烤温度为25 min时为最佳。
Table 4. Effect of baking time on sensory quality of sesame paste
表4. 焙烤温度对芝麻酱感官质量的影响
其中，小写字母(a、b、c、d和e)为温度的显著性差异分析，大写字母(A、B和C)为时间的显著性差异分析。
3.2. 不同研磨时间对芝麻酱理化性质的影响
3.2.1. 研磨时间对芝麻酱颗粒度的影响
不同研磨时间下芝麻酱的感官评价如表5所示，芝麻酱的颗粒度随着研磨时间的增大而变小，流动性随着研磨时间的增大而变更易流动。研磨过程中随着时间的推移，芝麻颗粒被研磨的越来越细，一些不易变的细碎的部分也开始被磨细，芝麻中含有的油脂被释放出来，颗粒度变细的同时，流动性也得到了增强。
Table 5. Sensory evaluation of sesame paste with different grinding time
表5. 不同研磨时间下芝麻酱的感官评价
研磨时间对芝麻酱颗粒度的影响由图2可知，芝麻酱的平均粒径D [4.3]和中位径D50随着研磨时间的增大，先呈现下降后趋于平稳，在0~5 min中内下降剧烈，在5~15 min缓慢下降，后再20 min处趋于平缓。未研磨之前芝麻酱的粒径比较大，研磨之后的芝麻酱粒径变化较大，但当研磨时间过长，这种变化就不太明显了。这说明胶体磨研磨对芝麻酱的粒径有比较显著的影响，可以使芝麻酱的粒径变得很细小，而这种改变对芝麻酱感官品质的提升有着显著作用。
随着研磨时间的逐渐延长，芝麻酱的比表面积先是增大后降低。在一定的研磨时间范围内，总体上呈现一个正相关。比表面积在研磨时间0~15 min内是出现了一个比较快的增大，在15 min处达到最大，之后开始减小。比表面积越大，说明物质的粒径越细小。所以在适当的研磨时间范围内，胶体磨研磨对芝麻酱的粒径变小和变的更加均匀起着正向作用。图中当研磨时间超过15 min时，芝麻酱的比表面积开始变小，分析得可能由于研磨时间过长，使芝麻酱体系中出现了团聚现象，一些分散的颗粒有重新聚集了起来，导致了比表面积的减小。比较图中数据，平均粒径大于中位径，说明芝麻酱的中值粒径是大于中位径D50的微粒占据优势，研磨时间越长，磨酱就会更细，从而出现了团聚现象，使得15 min后的比表面积开始减小。
Figure 2. Effect of grinding time on the granularity of sesame paste
图2. 研磨时间对芝麻酱颗粒度的影响
3.2.2. 不同研磨时间对芝麻酱析油度的影响
由图3可知，随着研磨时间的增加，芝麻酱的析油度呈稳步上升趋势。在一定的研磨时间范围内，总体上呈现一个正相关。在0 min时析油度最小，分析得研磨时间过短芝麻酱的粒径不够细，导致芝麻酱中油脂释放并不彻底。随着研磨时间的增加，芝麻酱的粒径不断变细，使之芝麻酱中的油脂不断释放，最终呈现出析油度随着研磨时间的增加而上升。知15~20 min时芝麻酱析油度的增加逐步趋于平缓，分析知当芝麻酱粒径小到一定程度时，芝麻酱中的油脂逐步趋于释放完全，所以呈现出最终曲线趋于平缓。
Figure 3. Effect of grinding time on oil separation degree of sesame paste
图3. 研磨时间对芝麻酱析油度的影响
3.3. 低脂芝麻酱复配的正交试验结果分析
芝麻酱复配正交试验结果如表6所示，对低脂芝麻酱复配后感官质量的影响大小为芝麻酱 > 辣椒 > 牛肉 > 大蒜 > 花椒 > 生姜。通过极差分析，确定了六个因素的最佳组合A1D3E3C3F2B2，最佳的原辅料配比为：芝麻酱100 g、生姜30 g、大蒜40 g、辣椒40 g、牛肉50 g及花椒2 g。并在此条件下，进行3次平行验证试验，验证值与预测值的误差在允许误差5%内，说明该模型合理可靠。
Table 6. Orthogonal test results of sesame paste
表6. 芝麻酱复配正交试验结果
3.4. 产品理化参数分析
芝麻酱产品理化参数由表7所示，产品中粗脂肪含量比市售芝麻酱低了近22.29%，粗蛋白含量比市售芝麻酱高了8.41%，总糖含量市售芝麻酱高了7.27%，酸价也明显低于市售芝麻酱。综上，此款芝麻酱营养价值更高，且由于其酸价低，更有利于贮藏期间的品质稳定，不易氧化哈败。
Table 7. Physical and chemical parameters of sesame paste
表7. 低脂芝麻酱产品理化参数
4. 结论
本文以白芝麻为主要原料，辅以大蒜、生姜、牛肉、辣椒、花椒等辅料，感官质量、颗粒度和析油度为指标，依次通过单因素和L18(36)正交试验，得到一种风味极佳，营养健康的低脂复合芝麻酱。产品的最佳制作工艺为：烘烤温度200℃、烘烤时间25 min、研磨时间15 min、芝麻酱100 g、生姜30 g、大蒜40 g、辣椒40 g、牛肉50 g及花椒2 g。此制作工艺所得的低脂芝麻酱既有芝麻的醇香，又有大蒜、生姜等辅料的香辣。同时，由于油脂含量与普通芝麻酱相比降低了近20%，其口感更加清爽。通过检测产品理化指标，发现产品中粗脂肪含量比市售芝麻酱低22.29%，粗蛋白含量及总糖含量比市售芝麻酱高8.41%和7.27%，酸价也明显低于市售芝麻酱。本研究可为芝麻酱产品进一步的开发与利用提供理论依据。
NOTES
*通讯作者。