充CO2 氣調(diào)包裝對芝麻原料品質(zhì)的影響

周巾英，祝水蘭，歐陽玲花，羅 晶，馮健雄

（江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江西 南昌 330200）

0 引言

【研究意義】芝麻含油量較高，粒小皮薄，堆積空隙小，通透性差，易吸濕返潮[1]，儲藏過程中易產(chǎn)生發(fā)熱、生霉、變質(zhì)等現(xiàn)象，是一種較難儲藏的農(nóng)產(chǎn)品。隨著食品安全和衛(wèi)生營養(yǎng)品質(zhì)越來越受到重視，糧油儲藏方式逐漸向綠色儲糧方向發(fā)展[2]。因此，探索一種綠色、經(jīng)濟(jì)、安全有效的芝麻儲藏方式具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】前人對芝麻的研究集中在種質(zhì)資源[3]、遺傳育種[4]、病害防控[5]、耕作栽培[6]、產(chǎn)品加工等方面[7-8]，有關(guān)儲藏保鮮技術(shù)方面的研究報道較少[9-11]。朱慶賀等[9]研究表明，低含水量和低溫儲藏條件下能較好地保持芝麻的生理活性；孫強(qiáng)等[10]研究表明，氣調(diào)密閉儲藏技術(shù)能基本保持芝麻的原有品質(zhì)；蔣春燕[12]研究表明，CO2氣調(diào)儲藏技術(shù)能延緩稻谷脂肪酸值和脂肪氧化酶活性升高，有利于保持稻谷的品質(zhì)；祝水蘭等[13]研究表明，花生種子氣調(diào)儲藏的效果優(yōu)于常規(guī)儲藏；周巾英[14]、幸勝平[15]等研究表明，氣調(diào)儲藏能較好地保持油菜籽的儲藏品質(zhì)，延緩其品質(zhì)劣變?！颈狙芯壳腥朦c】目前，芝麻的儲藏大多采用編織袋裝袋室內(nèi)堆放的方式，在真空儲藏、充氮儲藏、充純CO2儲藏等方面也有研究報道[9-10]，但尚未見不同比例的CO2氣調(diào)包裝對芝麻儲藏品質(zhì)影響的相關(guān)研究報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】采用不同比例的CO2充氣儲藏芝麻原料，研究儲藏期間芝麻的酸價、過氧化值、碘值、粗脂肪含量和粗蛋白質(zhì)含量的變化規(guī)律，旨在找到一種經(jīng)濟(jì)、有效、便捷的芝麻儲藏方式，為實際應(yīng)用提供科學(xué)數(shù)據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

芝麻原料（含水率5.37%），購于南昌市洪城大市場；鋁箔包袋（厚度為 90～100 μm），江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所；CO2氣體（純度99.99%）和空氣，上海熙樂化工有限公司；石油醚（沸點30～60 ℃）、濃鹽酸、苯酚、檸檬酸鈉、氫氧化鈉、乙醇、三氯甲烷、氫氧化鉀、鄰苯二甲酸、重鉻酸鉀、冰醋酸、碘化鉀、磷酸鹽等試劑均為分析純，隴西化工股份有限公司；硫代硫酸鈉（標(biāo)準(zhǔn)品），阿拉丁試劑有限公司。

1.2 試驗儀器

QHZ-5 型氣體混合設(shè)備，上海青葩食品機(jī)械設(shè)備有限公司；外抽式真空包裝機(jī)，東莞市紅州機(jī)電科技有限公司；HB43-S 型水分測定儀，梅特勒-托利多（瑞士）公司；XL-200A 型多功能高速粉碎機(jī)，上海潤實電器有限公司；TP-214 型電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；B-260 型恒溫水浴鍋和RE52CS-1 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠；KDY-9 820 型凱氏定氮儀，北京市通潤源機(jī)電技術(shù)有限責(zé)任公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 儲藏試驗 將芝麻用鋁箔袋包裝，包裝袋的厚度為90～100 μm，每袋約裝1 000 g，采用抽真空包裝機(jī)抽真空后充氣的方式進(jìn)行密閉室溫儲藏試驗，充入的氣體為不同比例的CO2與空氣，10% CO2和90%空氣（簡稱：C/A 1∶9）、20% CO2和80%空氣（簡稱：C/A 2∶8）、30% CO2和70%空氣（簡稱：C/A 3∶7），以此類推直至100% CO2（簡稱：C/A 10∶0）。對照組（簡稱：CK 組）為芝麻裝袋后直接封口室溫儲藏，不抽真空不充氣體。儲藏試驗為期1 年，從2017 年9 月開始，間隔2 個月取樣1 次，共取樣7 次，重復(fù)3 次。

1.3.2 芝麻油脂的提取 用粉碎機(jī)將芝麻原料粉碎，加入無水石油醚，石油醚與芝麻比例為1 mL∶5 g，磁力攪拌1 h，靜置過夜浸提、過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀去除石油醚溶劑，即得到芝麻的油樣。

1.3.3 測定方法 芝麻樣品酸價采用GB 5009.229—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價的測定》[16]方法；過氧化值采用GB 5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》[17]方法；粗脂肪值采用GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》[18]方法；粗蛋白質(zhì)含量采用GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》[19]方法；碘值采用GB/T 5532—2008《動植物油脂 碘值的測定》[20]方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用Origin 軟件作圖，數(shù)據(jù)分析采用SPSS 分析軟件進(jìn)行Duncan’s 多重比較法（a=0.05）進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 CO2 氣體比例對酸價的影響

在儲藏過程中，脂肪易在脂肪酶作用下發(fā)生水解反應(yīng)，生成游離脂肪酸，使酸價升高[21]。由表1可知，在一年儲藏期內(nèi)，芝麻的酸價隨儲藏時間延長，整體呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。在儲藏時間相同的情況下，不同配比的CO2氣體樣品組之間的酸價變化不大。儲藏6 個月，芝麻的酸價由原樣的0.195 0 meq·kg-1升 高 至0.700 0 meq·kg-1以 上；儲 藏12 個月，CK 組的酸價與氣調(diào)組的酸價存在明顯差異，且袋內(nèi)CO2氣體比例超過50%的各處理間，酸價變化無顯著差異（P＞0.05）。通常糧油作物中游離脂肪酸含量與其自身的脂肪含量、水分、儲藏溫度、儲藏方式和儲藏時間有關(guān)[21]。本研究采用的鋁箔袋具有良好的阻水和阻氣性能，包裝袋內(nèi)部與外界水分和空氣交換較少[15]，袋內(nèi)的芝麻水分含量變化不大。從表1 看出，各氣調(diào)組和對照組芝麻樣品的酸價在儲藏4～6 個月期間，即1～3 月份時，均表現(xiàn)出顯著增加，平均增加236.77%，之后呈平穩(wěn)微增的趨勢。這可能與1～3 月份總體上氣溫變化較大有關(guān)，隨著儲藏環(huán)境溫度的升高，酸價上升較快；之后環(huán)境溫度雖有變化，但總體趨于平穩(wěn)，故酸價上升緩慢。

表1 不同CO2 氣體比例下芝麻酸價的變化Table 1 Acid value of stored sesame in bags with different CO2 concentrations

2.2 CO2 氣體比例對過氧化值的影響

芝麻含有80%以上的不飽和脂肪酸，在加工、儲藏及使用過程中極易氧化劣變，產(chǎn)生一些過氧化物，如醛類、酮類等物質(zhì)，造成油脂的氧化酸敗。過氧化值主要用于評價油脂中過氧化物的含量，是油脂氧化初期衡量油脂氧化程度的重要指標(biāo)，主要與儲藏溫度、氧氣含量等有關(guān)[22-23]。本試驗結(jié)果表明，在一年儲藏期內(nèi)芝麻的過氧化值隨儲藏時間延長而逐漸升高（表2）。對照組的芝麻過氧化值升高最多，由 原 樣 的1.694 0 meq·kg-1升 高 至2.614 0 meq·kg-1，增加54.31%；氣調(diào)組的芝麻過氧化值變化情況與充入的CO2氣體比例有關(guān)，CO2比例越高，芝麻過氧化值升高越緩慢；CO2比例越低，芝麻過氧化值升高越快。表2 表明，充入純CO2氣體的芝麻樣品的過氧化值與初始值的差異較小，由1.694 0 meq·kg-1升高至1.858 0 meq·kg-1，增幅為9.68%。在整個儲藏期中，CK 組與氣調(diào)組芝麻的過氧化值存在明顯差異，且隨著儲藏時間和CO2氣體比例的增加，各氣調(diào)組間的過氧化值差異越來越不顯著。

2.3 CO2 氣體比例對碘值的影響

碘值是衡量油脂不飽和度的重要指標(biāo)之一，主要與油脂的不飽和度有關(guān)，油脂的不飽和度越高，其碘值越大。從表3 可以看出，在一年儲藏期內(nèi)，隨著儲藏時間的延長，各氣調(diào)組的芝麻碘值變化不大，呈現(xiàn)略微下降趨勢，基本上在每百克104～112 g范圍內(nèi)波動，各氣調(diào)組的芝麻碘值差異不顯著。說明CO2氣體比例對芝麻碘值的影響不大。

表2 不同CO2 氣體比例下芝麻過氧化值的變化Table 2 Changes on peroxide value of sesame stored in bags with different CO2 concentrations

表3 不同二氧化碳?xì)怏w比例下芝麻碘值的變化Table 3 Changes on iodine value of sesame stored in bags with different CO2 concentrations

2.4 CO2 氣體比例對粗脂肪含量的影響

由圖1 可知，在一年儲藏期內(nèi)，所有芝麻樣品的粗脂肪含量都隨著儲藏時間的延長不同程度地降低，其中CK 組的粗脂肪含量降低最多，降幅3.05%。CO2氣體比例越大，芝麻粗脂肪含量損失量越低，充入純CO2氣體的氣調(diào)組的粗脂肪含量變化最小，從初始值的46.3 g·hg-1降至45.9 g·hg-1，降幅為0.91%，遠(yuǎn)低于CK 組。在整個儲藏期，充入純CO2樣品組的粗脂肪含量與CK 組差異顯著，CO2氣體比例低于50%的樣品組間差異不顯著。

2.5 CO2 氣體比例對粗蛋白含量的影響

圖1 二氧化碳?xì)怏w比例對芝麻粗脂肪含量的影響Fig.1 Changes on crude fat content of sesame stored in bags with different CO2 concentrations

由圖2 可知，在一年儲藏期內(nèi)，芝麻粗蛋白含量均隨著儲藏時間的延長而逐漸降低，但CO2氣體比例越高，芝麻粗蛋白含量下降越緩慢。CO2氣體比例大于50%的樣品組與CO2氣體比例低于50%的樣品組差異顯著（P＜0.05）；CO2氣體比例大于50%的樣品組間存在一定的差異，但差異不顯著；CO2氣體比例小于50%的氣調(diào)組之間存在較明顯的差異。圖2 表示，CK 組的粗蛋白含量降低最多，由初始值的17.9g·hg-1降低至15.2 g·hg-1，降低15.08%；其次是C/A 1∶9 組，降幅為13.18%；變化最少的是C/A 10∶0 組，降幅為1.56%。

圖2 二氧化碳?xì)怏w比例對芝麻粗蛋白含量的影響Fig.2 Changes on crude protein content of sesame stored in bags with different CO2 concentrations

3 討論與結(jié)論

儲藏環(huán)境溫度、儲藏時間和氧氣濃度是影響芝麻儲藏品質(zhì)的主要因素。本研究結(jié)果表明，在相同儲藏時間內(nèi)，CO2氣體比例不同，芝麻儲藏品質(zhì)的變化也不同，芝麻酸價整體呈上升趨勢，但在第4～6 個月酸價增幅較大。這可能與水分含量和溫度變化對酸價影響較大有關(guān)[22,24]，由于溫度升高會加快油脂的氧化反應(yīng)速度，增強(qiáng)脂肪酶活性，促進(jìn)微生物活動，使得酸敗過程加快，酸價升高。由于本研究的供試材料芝麻初始水分含量不高，以及包裝袋的阻水性和阻氣性能好。因此，相同處理芝麻酸價的變化與其水分含量和CO2氣體比例無太大關(guān)系，而與儲藏溫度有較密切關(guān)系。隨著儲藏時間的延長，芝麻的過氧化值呈上升趨勢，碘值變化不大，粗脂肪含量和粗蛋白含量均呈下降趨勢；隨著CO2氣體比例的增高，酸價、過氧化值、粗脂肪含量、粗蛋白含量等的變化均趨向變緩，這可能與氧在油脂氧化酸敗過程中的作用和儲藏過程中作物的微生物、蟲卵生長等因素有關(guān)。前人的研究結(jié)果[10-11,24]也表明，CO2含量越高，氧含量越低，油脂氧化酸敗程度越低，微生物及蟲卵產(chǎn)生幾率越低，故降低氧含量能有效延緩油脂氧化反應(yīng)，延緩脂肪的氧化酸敗進(jìn)程，延長安全儲藏期限，保障油料作物的儲藏品質(zhì)?？傊?，氣調(diào)儲藏能有效延緩芝麻的氧化酸敗進(jìn)程，尤其是高濃度的CO2氣體更能有效保持芝麻的原有品質(zhì)。

本試驗結(jié)果表明，氣體成分對芝麻的儲藏品質(zhì)影響較大。包裝袋內(nèi)的CO2氣體比例大于50%時，隨儲藏時間延長的芝麻酸價和過氧化值增加量延緩，粗脂肪和粗蛋白質(zhì)含量降低也明顯延緩，從而延緩其氧化酸敗進(jìn)程；在室溫條件下采用純CO2氣體密閉儲藏方式，一年內(nèi)基本能保持芝麻的原有品質(zhì)。