花生酱制备工艺、品质分析及安全性评价研究进展

巩阿娜,刘红芝,刘 丽,石爱民,王 强*

(中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农产品加工综合性重点实验室,北京 1001 93)

摘 要:花生酱含有丰富的蛋白质、维生素和矿物质等,营养丰富,风味独特。 本文在文献统计基础上,重点阐述了花生酱制备工艺、品质分析及 安 全 性评价的研究进展。其制备工艺的流程为烘烤、冷却、去皮、一次碾磨、搅拌、二次碾磨和装罐;品质分析包括食用品质(色泽、质构与风味物质)、理化品质(粗蛋白、粗脂肪等)、稳定性分析(货架期和油分离);安全性评价包括黄曲 霉毒素、沙门氏菌等。最后对花生酱制备工艺、品质分析及安全性评价研究中存在的问题和重点方向进行了总结和展望。

关键词:花生酱;制备工艺;品质分析;安全性评价

花生酱含有丰富的蛋白质、维生素和矿物质等,其营养丰富、风味独特,是很好的佐餐和调味品 [1]。我国目前对花生酱的重视程度不断提高,其占我国食用花生消费37% [2],且经联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)数据统计2011年我国花生酱的进出口总量分别由2010年的2 887 t和132 t增加到6 607 t和1 256 t [3]。在美国,花生酱的研究起步较早,目前主要研究添加花生红衣等富含多酚类物质以提高花生酱的抗氧化能力等 [4]。而花生原料对花生酱品质影响方面的报道较少,Dhamsaniya等 [5]研究不同花生品种制备的花生酱品质特性,筛选出适宜加工花生酱的花生品种。Riveros等 [6]通过对高油酸和普通油酸花生制备花生酱的贮藏性进行比较,结果表明高油酸花生制备花生酱的贮藏稳定性显著高于普通花生。然而,近年来尽管我国花生酱的进出口量不断增加,但对花生酱品质方面的研究进展缓慢,尤其是在提高花生酱稳定性方面的研究较少,而对于不同品种花生对酱体品质影响方面的研究尚属空白。因此,本文对国内外花生酱制备工艺、品质分析和安全性评价的相关研究进展进行分析,归纳和总结目前国内外在上述三方面的研究情况和存在问题,并对本领域研究方向与重点进行了综述,旨在为花生酱产业的发展奠定基础,为花生酱研究中重要问题的解决提供理论依据。

1 花生酱研究相关文献统计分析

以花生酱为主题词,通过Science Direct、Spring Link、CNKI系列数据库对国内外相关文献进行统计,结果见表1。在花生酱研究中,国外侧重于品质分析方面,而国内侧重于制备工艺方面,目前,我国花生酱生产工艺已日趋成熟。在花生酱品质分析方面研究的相对较少,与国外有一定的差距,因此,在花生酱品质方面仍需加强研究。花生酱安全性问题国内外学者研究最多的是黄曲霉毒素和沙门氏菌。尽管采取的方法不尽相同,但都能将其控制在安全范围内。国内外研究的重点仍是如何改善花生酱的品质,其中包括如何延长花生酱的货架期、防止油脂分离和花生原料对酱体品质影响等品质问题,目前开展这些方面的相关研究仍是国内外花生学者研究的重点方向。

表1 花生酱研究相关文献统计
Table1 Literature analysis for peanut butter from 2000 to 2013

注:表中数据为中文文献总数/英文文献总数;—.无统计数据。

年份制备/篇品质分析/篇安全性评价/篇专利/篇总计2000—2003—4/81/00/45/12 20042/00/1—0/32/4 20051/013/11/10/55/7 20062/01/21/0—4/2 20072/01/1—0/13/2 20082/0—1/05/18/1 20101/11/41/04/17/6 20112/02/13/15/212/4 20120/12/41/510/113/11 20131/13/20/39/113/7合计13/317/249/1033/1972/56

2 花生酱的制备工艺

目前,国内外花生酱的制备工艺已较为成熟。国外起步较早,Thaler等 [7]报道通过去壳、烘烤、去红衣、一次碾磨、添加配料和二次碾磨等步骤进行花生酱的制备,该工艺适用于实验室和产业 化生产。Totlani [8]和Lee [9]等均采用上述工艺制备花生酱,所得花生酱用于品质特性的研究。我国花生酱加工产业起步较晚,但目前已经开发出一种低氧精磨生产花生酱的工艺,利用氮气取代国外通过充入二氧化碳低氧技术,解决了因充二氧化碳所带来的成本高问题 [10]。杨庆利 [11]和王云业 [12]等采用上述方法进行花生酱的制备,其所得花生酱口感细腻、香味纯正、稳定性好、不产生酱体和油脂分离现象,具有保质期长、涂抹性好等优点,同时该方法较简单、生产成本低,适合于工业化生产。

3 花生酱品质评价研究

3.1 食用品质

3.1.1 色泽

Dhamsaniya等 [5]通过科学的感官评价方法对7 个品种花生酱的色泽进行评价,以标准手册中花生酱的色码为基准,目测样品花生酱的色码,结果表明只要与标准手册规定的色码一致即可。Sanders等 [13]将添加花生红衣的花生酱采用L*、a*和b*方法进行测定,结果表明不同红衣添加量的花生酱的色泽具有一定差异,当花生红衣添加量为5%时,酱体的色泽与风味较好。Abegaz [14]通过色差计检测花生酱随水分添加后的颜色变化,结果表明:所有处理在贮藏期间亮度(L*)值、色彩角(h°)和透明度(C)均有增加,由此可见,添加水分含量会使花生酱的颜色发生变化。色泽对花生酱产品的外观和消费者总体可接受性具有一定的影响,Riveros等 [6]报道花生酱色泽的L*值在50±1时,其酱体的颜色较好。因此,制备花生酱过程中保持酱体在一定的色泽范围内是必要的。

3.1.2 质构特性

花生酱的质构可通过质构剖面分析(texture profile analysis,TPA)实验来测定,相关指标包括硬度、脆性、黏结性、黏性、弹性、内聚性、回复性、胶黏性和耐嚼性 [15]。其目的是为了解决食品的组织结构特性,并研究其加工过程中所发生的物性变化以及提高产品的品质和嗜好特性,同时,明确食品物性的仪器测定和感官检验的关系。Dhamsaniya等 [5]采用物性测试仪,将45°的锥形有机玻璃探针探入花生酱样品14 mm处,其延展性和硬度是依据探针插入和撤回过程中所需的最大黏合力表示的,结果表明:Somnath花生品种制备的花生酱所需的黏合力最低,说明该样品的延展性与硬度较好。Abegaz [14]研究不同添加量的水、蔗糖、抗氧化剂(叔丁基对苯二酚)的花生酱对花生糖果的影响,结果表明随着水分的添加,花生酱明显具有较高的硬度、胶黏性、咀嚼性和黏性,而黏结性与弹性较低(P<0.05),说明水分对花生酱的延展性与硬度等具有一定的影响。

3.1.3 风味物质

花生酱的挥发性风味成分是其感官品质的重要指标,研究和分析其风味物质的组成和变化规律对评价花生酱的感官品质及进一步改进其加工工艺具有十分重要的意义。目前,挥发性风味成分的方法包括蒸馏萃取法、固相微萃取法、溶剂萃取、溶剂辅助蒸发法、动态顶空提取法等 [16]。花生酱中挥发性风味成分的测定大多采用的是顶空固相微萃取方法。楼飞等 [17]采用顶空固相微萃取方法,结合气相色谱-质谱联用技术对提取的挥发性风味物质进行分离鉴定,再采用电子鼻法对花生酱中的挥发性风味物质进行主成分分析,结果显示,从花生酱A和B中分别鉴定出62 种和42 种化合物,其中吡嗪类化合物含量在两种酱中均最高;由此可见,根据以上测定方法可从机理上研究花生酱风味的组成和来源,了解到风味中吡嗪类化合物含量最高。

3.2 理化营养品质

理化营养品质主要包括6 个方面:蛋白质、脂肪、酸价、过氧化值、水分和灰分,理化营养品质能够影响花生酱的加工品质特性。Chun [18]研究加工过程中,花生与花生制品营养品质的变化规律,结果见表2,生花生在制备花生酱的过程中,其理化营养品质指标之间变化较小。Dhamsaniya等 [5]采用印度7 种不同品种花生来制备花生酱,并研究其营养品质:油含量范围为45.6%~51.1%,蛋白质含量范围为19.5%~24.2%,水分含量范围为0.54%~0.74%,☒zcan等 [19]通过分析COM与NC-7两个品种花生和花生酱的理化营养品质与脂肪酸组成,发现COM与NC-7两个品种均含有丰富的粗脂肪、蛋白质、油酸/亚油酸与矿物质,油酸/亚油酸比值 和生育酚含量的增加有助于其油的稳定,从在营养角度方面考虑,花生酱的营养价值等同于花生仁。由此可见,不同品种花生的营养品质不同,其制备的花生酱的品质也不尽相同。

表2 生花生、烘烤花生与花生酱的主要成分及含量 [18]
Table2 Main composition analysis of raw, roasted peanut and peanut butter [18]

营养成分生花生干烘花生花生酱基本营养成分含量/(g/100 g)粗蛋白25.8023.6825.21粗脂肪49.2449.6651.03灰分2.333.603.25碳水化合物19.2821.5119.28粗纤维8.58.05.9钙矿物质含量/(mg/100 g)925438镁168176159磷376358369钾705658669维生素含量/(mg/100 g)尼克酸12.06613.52513.403泛酸1.7671.3950.806 VE9.1307.41010.000叶酸24014574

3.3 稳定性分析

花生酱是一种多相分散体系,由固相(蛋白质等)和液相(水、油)组成,是一种多相热力学不稳定体系,花生仁经碾磨后,酱体的主要成分为油脂和固形物,在贮藏期间易产生析油现象,导致油脂分离 [20]。另外,花生酱在贮藏过程中,油相体系极易发生脂质氧化反应,从而缩短花生酱的货架期,花生酱的稳定性分析指标主要包括油脂分离和货架期。

3.3.1 油脂分离

油脂分离是根据花生酱分层程度来判断。李凌峰等 [21]根据小麦纤维对油脂具有很强的吸附固定能力,将3 份添加了小麦纤维的花生酱分别在不同温度和不同时间下观察其是否有析油、析水、分层等不稳定现象同时测定其离心乳析率,结果与纯花生酱相比添加小麦纤维的花生酱具有更好的贮藏稳定性,从而提高花生酱的货架期。Aryana [22]和Gills [23]等研究表明花生酱中添加一定量的棕榈油可降低油脂分离程度,同时不影响花生酱的硬度和黏性等特征。由此可知,在花生酱的油脂分离程度方面,前人已经做了大量的工作,均是通过添加具有一定稳定作用的物质来阻止油脂分离,而花生品种本身性质对阻止油脂分离是否有一定的影响,即不同品种花生制备花生酱的油脂分离是否具有显著差异,目前还没有相关报道,因此,可以从不同品种花生制备花生酱的品质特性方面研究花生酱的油脂分离情况。

3.3.2 货架期

货架期主要由稳定性指数O/L值决定。目前,在如何延长花生制品货架期方面,高油酸品种花生是国内外研究的热点。Savage [24]和Lopez [25]等研究表明O/L值大小是衡量花生原料及其制品耐贮性的一个重要指标,该比值越高,油质越稳定。Gorbet等 [26]选育出sunOleic 95R和sun Oleic 97R两个兰娜型品种,O/L值分别达到15.8和27.0,其加工产品的货架期比普通品种长3~15 倍左右。Riveros等 [6]对阿根廷的高油酸花生(GO-P)和普通花生(T-P)制备花生酱的稳定性进行研究,在4、23、40 ℃的贮藏条件下GO-P的货架期分别是T-P货架期的4、2、3 倍。说明高油酸品种制备的花生酱具有较长的货架期。Ma [27]和Hathorn [28]等研究表明添加一定量的花生红衣可有效地延长花生酱的货架期,提高抗氧化能力,增加花生酱的营养价值。而我国,高油酸品种花生的研究多集中在育种方面 [29-31],在其品种品质对制品的影响方面研究的相对较少,花生酱方面属于空白,因此,利用高油酸花生品种的独有特性,可研究我国不同品种花生间品质特性差异或研究其制品品质特性。

4 花生酱的安全性评价

花生酱的安全性评价主要包括黄曲霉毒素、沙门氏菌、大肠杆菌和菌落总数等。出口花生中黄曲霉毒素和有毒有害物质残留是一个重要检测标准,如欧盟要求直接食用的花生中黄曲霉毒素B 1的限量值为2.0 μg/kg,日本要求不得检出,而我国食品中黄曲霉毒素B 1的限量标准为20 μg/kg [32]。而国内外对花生酱中黄曲霉毒素的检测标准也不相同,国内标准为≤5 μg/kg;欧盟等一些国家要求不得检出。目前,在我国通过一种控制花生酱中黄曲霉毒素与沙门氏菌的生产工艺,可使花生酱中黄曲霉毒素与沙门氏菌的含量明显减少,达到国际标准水平。El-Rawas等 [33]通过电子束照射(一种有效非热能方法)减少沙门氏菌对花生酱的污染,此方法有效地降低了沙门氏菌的感染,但是尚不清楚此方法是否对花生酱的货架期有影响。对巴基斯坦、海地与肯尼亚、苏丹市场或零售的花生酱进行检测时发现,黄曲霉毒素污染较严重,严重危害着人们的健康 [34-36]

5 结 语

虽然我国在加工花生酱工艺方面已经逐渐成熟,但是并没有对不同品种花生制备的花生酱进行分析研究;尽管在花生酱的食用品质、理化品质和稳定品质等方面有所研究,但没有对不同品种花生酱的以上品质等进行系统比较,尚不清楚不同品种制备的花生酱的性质是否不同。同时不同地域的花生品质对制备花生酱有何影响尚不清楚,高油酸花生制备花生酱与普通油酸花生制备花生酱的营养品质有何不同,对于我国花生研究来说均属未知。

花生酱是一种多相分散体系,有固相(蛋白质等)与液相(水、油),是多相热力学不稳定体系。因此,在贮藏过程中极易出现析油现象,油脂上浮而非油脂部分自然沉降形成坚硬的固形物。其中上浮的油脂极易氧化、酸败,导致产品变质使货架期缩短。而对于不同品种花生制备花生酱的油脂分离程度和货架期是否不同,哪些品种制备的花生酱油脂分离程度和货架期相对较好均需进一步的研究。

针对我国加工花生酱用花生专用品种筛选方面的空白,对花生科研及企业应用带来了诸多不便。为此提出对加工花生酱用花生品种研究的重点方向是:1)通过对花生品种的筛选,从而提高花生酱的食用品质、理化性质及稳定性,重点研究花生酱的稳定性即油脂分离和货架期情况,从而为花生行业带来便利和提高经济价值。2)通过建立花生酱用花生品质评价模型,可避免企业盲目选择生产花生酱的花生品种,增加企业效益,也为我国花生酱行业提供便利,促进国民经济的发展。同时,恰当地将花生品种分类,将具有不同利用价值的花生品种统计、归类和整合,然后达到相关资料的数据共享,网络共享,可为花生加工业提供参考。

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Recent Process in Peanut Butter Preparation, Quality Analysis and Safety Evaluation

GONG Ana, LIU Hongzhi, LIU Li, SHI Aimin, WANG Qiang*
(Key Laboratory of Agro-products Processing, Ministry of Agriculture, Institute of Food Science and Technology,Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)

Abstract:Peanut butter contains a lot of proteins, vitamins and minerals, which is rich in nutrients and characterized by unique flavor. Based on an extensive literature review, this paper aims to summarize recent progress in peanut butter preparation, quality analysis and safety evaluation. The preparation process of peanut butter involves roasting, cooling, peeli ng, first grinding, mixing, second grinding and canning. The described quality characteristics of peanut butter include eating quality (sensory, texture and flavor compounds), nutritional quality (crude protein, crude fat and other materials) and stability(shelf life and oil separation). The safety evaluation is based on afflation, Salmonella, etc. Moreover, existing problems in these three respects and future development trends are also proposed.

Key words:peanut butter; preparation; quality analysis; safety evaluation

中图分类号:TS201.2

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2015)13-0272-04

doi:10.7506/spkx1002-6630-201513050

收稿日期:2014-09-18

基金项目:公益性行业(农业)科研专项(200903043);中国农业科学院科技创新工程资助项目

作者简介:巩阿娜(1987—),女,硕士研究生,主要从事粮油加工及功能食品研究。E-mail:gongana@sina.cn

*通信作者:王强(1965—),男,研究员,博士,主要从事粮油加工与功能食品研究。E-mail:wangqiang365@263.net