香甜味沙拉酱脂肪酸差异与品质相关性研究

尹明雨1,2,柳泽琢也2,松冈亮辅2,奚印慈1,2,王锡昌1*

1(上海海洋大学 食品学院,上海,201306)2(上海海洋大学,食品科学技术研究室,上海,201306)

摘 要 该文以6种香甜味沙拉酱(BL、HS、HM、QB、KF、WM)为研究对象,对沙拉酱脂肪含量以及其脂肪酸组成进行鉴定与分析,并构建评价品质模型。结果显示,不同沙拉酱脂肪含量存在显著差异。QB和HS组沙拉酱脂肪含量显著高于BL、HM、KF、WM组(P<0.05);沙拉酱中不饱和脂肪酸含量较高,主要以油酸(C18∶1 N9C)和亚油酸甲酯(C18∶2 N6C)为主,通过心血管健康指数表明,沙拉酱能够软化血管、抑制血栓形成;主成分分析法共提取5个主成分,其累计贡献率为71.41%,层次聚类分析的结果表明5个主成分可以对沙拉酱进行有效品质评价。6种沙拉酱中QB品质最佳,BL的品质最差。主成分分析结合层次聚类分析综合评价方法可为不同沙拉酱的脂质品质评价提供参考,并为沙拉酱的新品开发与工业生产提供理论依据。

关键词 沙拉酱;脂质;脂肪酸;主成分;层次聚类

沙拉酱,又名美乃滋,是一种口感润滑、可口的调味酱料。新时代年轻人以及儿童已经接受沙拉酱这一引入食品,倾向于在食用或者烹饪菜肴时添加沙拉酱[1]。据《中国沙拉酱行业监测与投资前景研究报告(2018版)》显示:2017年我国沙拉酱行业生产企业数量约几十家,企业主要集中在我国东部经济发达地区。2017年我国沙拉酱行业产量约14.2万t,同比2013年的11.1万t增长了约27.9%[2]。相对而言,我国的沙拉酱产量还处于发展初期,应用范围和食用人群也相对比较固定,这意味着我国沙拉酱的发展将有更大的市场空间[3]

沙拉酱以食用油、蛋黄和食醋为主要原料制备而成,具有多种营养物质。蛋黄是一种高度复杂的乳化蛋白质-脂质复合物系统并且是鸡蛋中营养价值最丰富的部分[4], 富含脂类物质(脂肪酰、磷脂)、脂溶性维生素(维生素A、维生素E)、二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)、二十碳四烯酸(eicosatetraenoic acid,ARA)等。而食用油脂能够提供能量,食醋可以延长沙拉酱的货架期[5]。独特的制作工艺以及蛋黄磷脂的乳化特性,使得沙拉酱能够以稳定的半固体形式稳定保存6个月以上。但是由于酱体大量油脂的存在以及人们无限制的食用,会造成脂肪的过度摄入,给机体造成过量的脂质堆积进而造成糖脂代谢紊乱,因此对沙拉酱的营养品质及食用特性进行深入研究是非常有必要的[6]

目前国内外关于沙拉酱的研究主要集中在对沙拉酱乳化体系[7]、脂肪氧化稳定性[8]及风味产品开发等方面,而对于沙拉酱脂类物质成分分析的研究较少,对于沙拉酱品质评价体系的建立则更少。本文以市售香甜味沙拉酱作为研究对象,分析评价其脂肪含量及其脂质组成,采用主成分分析与层次聚类分析建立沙拉酱品质评价模型,以期为不同沙拉酱的脂质品质评价提供参考,并为沙拉酱的新品开发与工业生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与方法

2020年5月,6种品牌香甜味沙拉酱购于农工商超市(上海临港新城店),样品从超市货架随机选取4瓶,并编码(BL、HS、HM、QB、KF、WM),立即送入实验室4 ℃冰箱储存。

NaOH(分析纯),国药集团化学试剂有限公司;37种脂肪酸甲酯混合标准品、C19∶0脂肪酸标准品、C19∶0 脂肪酸甲酯标准品,上海源叶生物有限公司;140 g/L的三氟化硼-甲醇溶液,上海安普化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

FJ200-SH数显高速分散均质机,上海标本模型厂;超低温冰箱,艾本德(上海)国际贸易有限公司;H2050R高速冷冻离心机,长沙湘仪有限公司;RACE GC ULTRA气相色谱仪,美国Thermo Fisher 公司;HWS-24电热恒温水浴锅,上海恒科学仪器有限公司;旋转蒸发仪,德国IKA 集团。

1.3 实验方法

1.3.1 全脂的测定

称取沙拉酱1.50 g(精确到0.001 g)参照GB 5009.6—2016方法并稍作修改。

1.3.2 脂肪酸组成分析

称取沙拉酱2 g按照FOLCH等[9]方法提取总脂。提取的总脂0.1 g(精确到0.001 g)加入5 mL 0.5 mol/L NaOH-CH3OH、100 μL 10 mg/mL 十九烷酸,振摇均匀。100 ℃水浴振摇10 min;加入3 mL 140 g/L的三氟化硼-甲醇溶液,100 ℃水浴振摇5 min;加入2 mL正己烷,100 ℃水浴振摇2 min;迅速加入10 mL饱和NaCl 溶液,充分振荡,分层澄清后吸取上清液,用0.22 μm 有机相滤膜过滤于进样瓶,待气相色谱分析。

气相色谱条件:色谱柱为Agilent SP-2560 毛细管柱(100 m×0.25 mm×0.2 μm),升温程序起始70 ℃,以50 ℃/min 升至140 ℃保持1 min,4 ℃/min 升至180 ℃,保持1 min,3 ℃/min 升至225 ℃,保持30 min;进样口温度260 ℃;进样量1 μL,分流比45∶1,柱流量1 mL/min,载气为氮气。

定性定量分析:采用37种脂肪酸甲酯混合标准品与样品对比保留时间进行定性分析,内标法定量分析。

1.3.3 心血管指数评分

根据相关文献[10-12],按公式(1)~(3)分别计算高胆固醇血症指数(hypercholesterolemic index,HI)、致动脉粥样化指数(index of atherogenic,AI)和血栓形成指数(index of thrombogenic,TI),用于评估沙拉酱脂肪酸对人类心血管疾病发生的影响。

HI=C4∶0+C6∶0

(1)

(2)

(3)

式中:MUFA为单不饱和脂肪酸 (monounsaturated fatty acids,MUFA);PUFA为多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids)。

1.3.4 主成分的计算

采用Z-Score法对原始数据进行无量纲化[13],主成分分析提取因子,计算各脂肪酸成分的初始特征值和方差贡献率。采用因子所对应的方差贡献率作为权重,最后将因子得分和对应的权重系数进行加权求和,计算得到各沙拉酱脂质品质的综合得分。

采用公式(4)对沙拉酱的 37种脂肪酸数据进行标准化处理,获得第i个沙拉酱第j种脂肪酸(Xij)的标准化值Z-Score (Xij),其中Xj为全部沙拉酱第j项脂肪酸的平均值,σj为第j项脂肪酸含量的标准差。

(4)

采用公式(5)建立前5个主成分的线性回归方程Fk,最后通过公式(6)计算第i个沙拉酱脂质品质综合评价得分Fm

(5)

(6)

1.4 数据统计分析

本实验中数据采用 SPSS 19.0 软件进行统计与主成分分析,方差分析采用 ANOVA 分析,数据进行正态分布检验,符合正态分布的多重比较采用 Duncan′s 法,差异显著性为P<0.05。将数据进行标准化后。采用TBtools 1.05进行层次聚类分析与绘图。

2 结果与分析

2.1 沙拉酱脂肪含量

脂肪含量是影响沙拉酱整体口感的重要因素[14]。沙拉酱的脂质含量结果见图1。QB和HS组沙拉酱脂肪含量均高于60 g/100g,显著高于BL、HM、KF、WM组(P<0.05),BL组脂肪含量显著低于另外5组(P<0.05)。实验结果中沙拉酱的主要成分为油脂,实验样品脂质含量存在显著性差异。通过油脂组成对沙拉酱进行品质评价较为必要。

图1 不同沙拉酱粗脂肪的含量
Fig.1 Crude fat content of different salad dressings
注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)

2.2 沙拉酱脂肪酸组成、含量及营养评价

脂肪酸是胞体的重要组成部分,脂肪酸的不饱和度越高,其所具有的抗氧化和抗衰老能力就越强,保护血管、维持血管通透性的作用越明显[15-16]。由表1可知,6组沙拉酱中共检测出37种脂肪酸,包括17种饱和脂肪酸(saturated fatty acids,SFA)、9种MUFA和11种PUFA。从脂肪酸组成上看,HS组PUFA含量高于另外5组(P>0.05),KF组MUFA含量显著高于其他组(P<0.05);6组沙拉酱中饱和脂肪酸仅占总脂肪酸的8%~14%,说明沙拉酱中不饱和脂质丰富,食用具有一定的保健意义[17]

表1 沙拉酱中脂质的脂肪酸组成与评分(x±sn=3) 单位:mg/g

Table 1 Fatty acid composition and score of lipid in salad dressing(x±s, n=3)

BLHSHMQBKFKFC4∶00.26±0.130.19±0.070.09±0.070.13±0.120.13±0.040.09±0.08C14∶00.57±0.030.59±0.070.60±0.260.67±0.020.81±0.220.61±0.15C16∶040.59±1.2943.46±4.3353.95±39.5445.68±0.2353.5±13.4343.93±4.70C16∶10.81±0.060.78±0.121.04±0.441.06±0.040.97±0.241.07±0.11C17∶00.76±0.030.78±0.071.16±0.810.80±0.030.97±0.300.86±0.08C17∶10.29±0.200.35±0.010.42±0.220.37±0.010.46±0.080.44±0.09C18∶037.86±1.2633.72±3.7249.30±41.0833.82±0.8045.06±12.0537.99±2.93C18∶1 N9C184.39±7.52b170.43±30.94b154.62±67.86b192.35±4.92b268.96±72.65a183.74±15.79bC18∶2 N6C383.52±16.84359.17±45.52378.57±165.40413.98±13.32491.22±129.64440.06±37.77C20∶03.55±0.103.66±0.644.40±3.943.10±0.124.65±1.163.06±0.26C18∶3 N62.92±0.29bc5.11 ±0.97ab0.63±0.59c7.19±0.13a6.38±1.48a6.74±0.39aC20∶12.33±0.52b1.66±1.44b1.70±1.20b6.16±2.98a1.93±1.68b5.05±2.80abC18∶3 N347.09±1.9628.05±24.5435.05±34.5438.92±1.4426.15±22.8550.50±4.18C20∶20.22±0.150.43±0.050.34±0.200.48±0.340.58±0.200.50±0.04C22∶04.10±0.084.64±0.645.48±5.283.59±0.265.72±1.593.23±0.14C22∶1 N90.02±0.02c0.30±0.08b0.02±0.02c0.02±0.03c0.09±0.06c1.42±0.11aC20∶4N6(ARA)0.37±0.020.47±0.020.58±0.590.36±0.040.64±0.200.33±0.05C24∶01.45±0.241.69±0.051.96±1.911.21±0.092.32±0.821.17±0.10C20∶5(EPA)0.02±0.020.03±0.060.03±0.040.01±0.01N.D.0.03±0.04C24∶10.02±0.04b0.08±0.10b0.18±0.19ab0.07±0.11b0.39±0.17a0.23±0.10abC22∶6 NS (DHA)N.D.0.03±0.04bN.D.0.31±0.53aN.D.0.01±0.01bEPA+DHA0.02±0.02b0.06±0.10b0.03±0.04b0.32±0.52aN.D.0.04±0.04bn-3系脂肪酸47.11±1.9528.12±24.4335.09±34.5738.94±1.4326.47±22.3250.55±4.17n-6系脂肪酸386.85±17.12681.81±518.55379.78±166.53421.67±13.43498.42±131.32447.28±38.28n-9系脂肪酸184.44±7.55b170.58±30.87b154.66±67.80b192.46±4.80b268.96±72.64a183.89±16.04bn-3/n-60.12±0.000.07±0.060.12±0.100.09±0.000.06±0.050.11±0.00ΣSFA89.43±1.9289.53±9.3598.02±61.1289.45±1.27113.65±29.5891.76±8.08ΣMUFA187.91±7.93b173.89±32.16b158.15±69.93b200.20±2.44b273.03±71.72a192.18±18.61bΣPUFA434.19±19.05710.37±494.57415.22±153.61461.08±15.20525.48±110.79498.33±42.44ΣUFA622.1±26.95884.25±467.39573.37±222.34661.28±16.92798.51±182.44690.52±61.03ΣFA711.53±27.62973.78±460.17671.39±280.58750.73±17.76912.16±211.97782.28±69.11

注:∑UFA表示不饱和脂肪酸总含量;∑FA表示脂肪酸总含量;表中仅列出含量大于10 μg/g的脂肪酸;N.D.表示未检出

6种沙拉酱中主要脂肪酸为油酸(C18∶1 N9C)和亚油酸甲酯(C18∶2 N6C),这2种脂肪酸为n-6系和n-9系典型代表脂肪酸,亚油酸及亚油酸酯类是一种必需脂肪酸,亚油酸能降低血液胆固醇,预防动脉粥样硬化;油酸除了供给人体所需的大量热能外,还能调整人体血浆中高、低密度脂蛋白胆固醇的浓度比例[18-21]。从结果来看沙拉酱中的脂质能够显著调节/改善心脑血管疾病。作为动物源脂肪酸的DHA在QB组和HS组沙拉酱中被检出,这意味着QB和HS香甜味沙拉酱添加了蛋黄或者动物油脂增加了沙拉酱的特殊营养特性。

如图2所示,通过比较AI、TI以及HI发现,AI值低于0.1,远低于家禽肉类(0.50~1.30);TI值低于0.23,也远低于猪肉(0.96);HI值也远远低于大部分植物油类(0.40~0.92),沙拉酱的AI与TI值小于低冠心病发病率爱斯基摩人饮食(AI=0.39,TI=0.28)。QB组和KF组引起心脑血管疾病风险更低,对血管的伤害作用更小[22]

a-AI;b-TI;c-HI
图2 不同沙拉酱健康指数分析
Fig.2 Analysis of the health index of different salad dressings

2.3 品质综合评价及模型构建

将6种沙拉酱的37种脂肪酸构成6×37的矩阵,利用 SPSS 19.0 软件对其进行主成分分析。图3各主成分特征值碎石图显示提取前5个主成分较为合理,能够代表沙拉酱整体脂质品质信息[23]

图3 各主成分的特征值碎石图
Fig.3 Crushed stone diagram of eigenvalues of each principal component

由表2可知,前5个主成分的累计方差贡献率达到 71.41%,基本解释37个变量中的大部分信息。第1主成分解释了总变异信息的30.172%,特征值为11.16,主要综合了棕榈酸甲酯(C16∶0)、硬脂酸甲酯(C18∶0)、油酸甲酯(C18∶1 N9C)、γ-亚麻酸甲酯(C18∶3 N6)及α-亚麻酸甲酯(C18∶3 N3)的信息,这些是影响沙拉酱油脂味和滋味的重要因素,前面已经说明油酸甲酯、γ-亚麻酸甲酯及α-亚麻酸甲酯是沙拉酱不饱和脂肪酸的主要成分,对于评估沙拉酱对于人体心血管健康影响有重要影响,因此将其定义为“不饱和因子”。第2主成分包含了原始信息的14.257%,特征值为5.28,其大小主要由己酸甲酯(C6∶0)、十二烷酸甲酯(C12∶0)、榆树酸甲酯(C22∶0)和木蜡酸甲酯(C22∶0)决定, 这类脂肪酸为饱和脂质,反映了沙拉酱的饱和度, 因此将其定义为“饱和因子”。

表2 各主成分的特征向量和方差贡献率
Table 2 The feature vector and variance contribution rate of principal components

利用1.3.4预测模型分别计算出6种沙拉酱品质综合评价得分(Fm)和各主成分得分(Fk),对各沙拉酱脂质品质进行综合评价分析(表3)。结合主成分因子得分公式并以各主成分方差贡献率为权重[24]

表3 沙拉酱品质评价因子得分与综合得分
Table 3 Quality evaluation factor score and comprehensive score of salad dressing

产品编号模型评价主成分1得分(F1)主成分2得分(F2)主成分3得分(F3)主成分4得分(F4)主成分5得分(F5)综合得分(Fm)BL-0.4350.044-0.8730.606-1.825-29.100HS-1.107-1.2543.2811.9882.08016.221HM-0.339-1.8360.6132.159-0.406-12.781QB-0.3241.799-0.746-0.0811.26216.781KF0.4310.617-0.635-0.3700.59516.209WM-1.3622.1380.690-0.530-1.767-21.551

得到综合评分公式Fm= 30.17F1+14.26F2+10.20F3+9.43 F4+7.35 F5,据综合评价得分函数可计算出不同沙拉酱的综合得分及其排序,其中Fm值越大,表明该种沙拉酱的综合脂质品质越好。针对6种沙拉酱综合品质排名的顺序而言,QB组的综合品质得分最高,即其综合品质最佳,其次为HS、KF、HM、WM、BL。其中HM、WM、BL沙拉酱的综合得分均为负值,其得分在-29.100~-12.781范围内,排名靠后,表明这 3种沙拉酱品质特性较差,其中BL的综合品质得分最低,故品质最差。

2.4 沙拉酱脂质脂肪酸的层次聚类分析

聚类分析法可将受试样本划分为不同类群进行评价分析,其结果具有综合性、客观性和科学性。本试验利用TBtools 软件[25-26],对6种沙拉酱的 37 种脂肪酸采用层次聚类分析法进行层次聚类,聚类结果如图4所示,6种沙拉酱在类距离为11时,分为三类,主要以不饱和态的C18类脂肪酸、不饱和类脂肪酸和饱和态脂肪酸3类,通过层次聚类可以看出,QB、HS、KF分为一类,HM、WM为一类,BL为一类,这与上述通过脂质脂肪酸品质综合评分得到的结果高度一致。

图4 沙拉酱脂质脂肪酸层次聚类分析热图
Fig.4 Heat map of the hierarchical cluster analysis of lipid fatty acid

3 结论

本研究对国内6种香甜味沙拉酱的脂肪含量及其脂肪酸成分进行了鉴定和分析,并利用主成分分析法建立沙拉酱脂质品质评价模型。通过比较发现,不同沙拉酱脂肪含量存在显著差异。QB和HS组沙拉酱脂肪含量显著高于BL、HM、KF、WM组;沙拉酱中的脂肪酸多为不饱和脂肪酸,MUFA、PUFA 总含量大于75%,比其他酱类调味品脂质丰富;沙拉酱的致动脉粥样硬化指数、血栓形成指数以及高胆固醇血症指数远低于禽畜肉类及其加工制品,有助于降低血脂、软化血管、抑制冠心病和血栓的形成,降低心血管疾病发生的风险。利用主成分分析法得到综合评价沙拉酱的评分模型Fm=30.17F1+14.26F2+10.20F3+9.43F4+7.35F5,且层次聚类分析的结果与模型结果相似。本研究可为沙拉酱品质评价以及沙拉酱食用指南提供理论支持。

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Correlation between fatty acid and quality of sweet salad dressing

YIN Mingyu1,2,TAKUYA Yanagisawa2,RYOSUKE Matsuoka2,XI Yinci1,2,WANG Xichang1*

1(College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China) 2(Food Science and Technology Laboratory, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

ABSTRACT In this study, the sweet salad dressings were taken as the object to identify and analyze the fat content and its fatty acid composition for the building a quality evaluation model. The results showed that there were significant differences in fat content in different salad dressings. The fat content of salad dressing in QB and HS group were significantly higher than that in BL, HM, KF, WM group (P<0.05). The content of unsaturated fatty acid in salad dressing was higher which mainly was oleic acid (C18∶1 N9C) and methyl linoleate (C18∶2 N6C). Besides, the cardiovascular health index showed that salad dressing could soften blood vessels and inhibit thrombosis. And the principal component analysis method extracts 5 principal components which contribution rate was 71.41%, could be used effectively to evaluate the quality of salad dressings. Among the 6 salad dressings, QB had the best quality, while BL had the worst quality. The comprehensive evaluation method of principal component analysis combined with hierarchical cluster analysis can provide a reference for the lipid quality evaluation of different salad dressings, thus provide a theoretical basis for the development and industrial production of new salad dressings.

Key words salad dressing;lipid;fatty acid;principal components;hierarchical clustering

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.026111

引用格式:尹明雨,柳泽琢也,松冈亮辅,等.香甜味沙拉酱脂肪酸差异与品质相关性研究[J].食品与发酵工业,2021,47(14):70-75.YIN Mingyu,TAKUYA Yanagisawa,RYOSUKE Matsuoka, et al.Correlation between fatty acid and quality of sweet salad dressing[J].Food and Fermentation Industries,2021,47(14):70-75.

第一作者:博士研究生(王锡昌为通讯作者,E-mail:xcwang@shou.edu.cn)

基金项目:上海市现代农业产业技术体系(D-8004-16-0179A-1);固态复合调味料鲜美指数预报智慧平台(D-8006-19-0079)

收稿日期:2020-11-08,改回日期:2020-12-08