不同氣調(diào)包裝對核桃仁貯藏品質(zhì)的影響

張文濤，蔣林惠，陳 琛，肖紅梅*，邱良焱

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)業(yè)部農(nóng)畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210095)

不同氣調(diào)包裝對核桃仁貯藏品質(zhì)的影響

張文濤，蔣林惠，陳 琛，肖紅梅*，邱良焱

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)業(yè)部農(nóng)畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210095)

將生核桃仁原料分別采用低O2高CO2的聚乙烯(PE)及復(fù)合材料(KNY17//CPE80)材料包裝密封后，置于(2±1)℃冷庫貯藏；以普通聚乙烯(PE)包裝為對照，通過定期檢測相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)，研究不同氣調(diào)方法對核桃仁的影響。結(jié)果表明：納米包裝和低O2高CO2的PE包裝保鮮效果最好，兩者均能顯著抑制核桃仁過氧化值、酸價(jià)升高，保持良好外觀品質(zhì)，而且兩種方法貯藏的生核桃仁加工成琥珀核桃仁后，經(jīng)高溫加速貯藏試驗(yàn)，過氧化值、酸價(jià)、羰基價(jià)都顯著低于對照組。

核桃仁；氣調(diào)貯藏；包裝材料；貯藏品質(zhì)；琥珀核桃仁

核桃(Juglans regiaL.)別名普通核桃、胡桃、羌桃、萬歲子[1]，屬胡桃科胡桃屬植物。核桃是我國主要經(jīng)濟(jì)樹種之一，栽培歷史悠久，資源極為豐富。核桃仁自古以來都被認(rèn)為是一種優(yōu)質(zhì)的健腦食品，諸多成分能夠改善大腦的代謝平衡，改善神經(jīng)細(xì)胞的生物膜功能，降低血液黏稠度，有清除自由基、抗衰老作用，抑制機(jī)體的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)[2-4]。核桃中的植物化學(xué)物質(zhì)，尤其是多酚類物質(zhì)被認(rèn)為是對人體健康有益的主要生物活性化合物，具有抗氧化和抗增生作用[5-8]。由于核桃仁中脂肪酸含量比較高，在貯藏過程中容易發(fā)生氧化，降低其貯藏品質(zhì)。核桃仁的氧化酸敗是開發(fā)核桃產(chǎn)品的一個(gè)突出問題，直接影響核桃貯藏品質(zhì)及產(chǎn)品貨架期。核桃仁由于直接裸露于空氣中，貯藏比較困難，容易發(fā)生油脂氧化酸敗，導(dǎo)致其品質(zhì)下降。目前，核桃貯藏一般有室內(nèi)貯藏、低溫貯藏、薄膜帳密封貯藏、輻照處理、涂膜保鮮貯藏等方式。氣調(diào)包裝是借助農(nóng)產(chǎn)品的呼吸代謝和薄膜滲氣調(diào)節(jié)氣體平衡，在包裝袋內(nèi)形成高CO2、低O2體積分?jǐn)?shù)的微環(huán)境，從而降低呼吸作用與水分蒸騰，減少營養(yǎng)損耗，延長貯藏壽命[9]。納米材料具有優(yōu)異的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和量子效應(yīng)[10]，作為包裝材料，其性能體現(xiàn)在具有抗菌表面、低透氧率、低透濕率和阻隔二氧化碳等方面[11]，具備一定氣調(diào)功能。本實(shí)驗(yàn)研究了不同氣調(diào)包裝對冷藏核桃仁品質(zhì)的影響，以探索核桃仁適宜的氣調(diào)貯藏方法；同時(shí)通過琥珀核桃仁加速貯藏試驗(yàn)，進(jìn)一步研究氣調(diào)貯藏原料加工成品后的品質(zhì)變化，為核桃仁貯藏技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用提供更全面的技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料及預(yù)處理

生核桃仁2℃預(yù)冷2 h，挑取大小、形狀均勻一致、無種皮損傷或損傷輕微、無病蟲害的核桃仁作為試驗(yàn)材料。

聚乙烯(PE)、復(fù)合材料(KNY17//CPE80) 南京含羞草食品有限公司；納米包裝材料是21%納米母粒(母粒由納米銀、納米二氧化鈦、聚乙烯、凹凸棒土、偶聯(lián)劑等經(jīng)高速混勻捏合擠出冷卻而成)加入聚乙烯(PE)后經(jīng)吹制而成[12]。

1.2 試劑與儀器

石油醚、碘化鉀、氫氧化鉀、硫代硫酸鈉、焦性沒食子酸、冰醋酸、三氯甲烷、乙醚、乙醇、草酸、氫氧化鈉、濃硫酸、硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、苯、三氯乙酸、可溶性淀粉均為分析純。

冷庫 南京吉良制冷設(shè)備有限公司；QF190奧式氣體分析儀 上海建強(qiáng)玻璃儀器有限公司；SF-B1400型快速腳踏封口機(jī) 上海阿依包裝機(jī)械有限公司；電熱恒溫干燥箱 上海一恒科技有限公司；便攜式色差儀 上海漢譜光電科技有限公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司；JH-722S紫外-可見分光光度計(jì) 北京萊博泰科儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 核桃仁貯藏處理

將聚乙烯(PE)材料(80μm)與復(fù)合材料(KNY17//CPE80，100μm)制成大小為60cm×80cm的包裝袋并設(shè)有調(diào)氣口，裝入5.0kg生核桃仁后熱封封口，置于紙箱內(nèi)，通過調(diào)氣口充入氮?dú)饧岸趸颊{(diào)節(jié)袋內(nèi)氧氣體積分?jǐn)?shù)為3%，二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為20%，放置(2±1)℃冷庫貯藏。定期測定包裝袋內(nèi)氧氣和二氧化碳體積分?jǐn)?shù)，并對袋內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)做相應(yīng)調(diào)節(jié)，使其維持在設(shè)定的濃度范圍內(nèi)。納米(Nano)材料(80μm)制成60cm×80cm的包裝袋，將5.0kg生核桃仁，熱封封口，置于紙箱后冷庫冷藏。對照組(CK)：將5.0kg生核桃仁置于60cm×80cm的聚乙烯(PE)包裝袋，熱封封口，放置紙箱后冷庫貯藏。每個(gè)處理重復(fù)3次。貯藏期間每30d定期取樣進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測定。貯藏時(shí)間由2010年3月至2010年9月。

琥珀核桃仁貯藏試驗(yàn)：將貯藏180d后的生核桃仁加工成琥珀核桃仁，用20cm×40cm聚乙烯(PE)薄膜袋(80μm)包裝密封后，于37℃恒溫培養(yǎng)箱中放置30d，每袋1.0kg，定期測定相關(guān)指標(biāo)。試驗(yàn)自2010年10月8日至11月7日。

1.3.2 指標(biāo)測定

1.3.2.1 核桃仁含水量測定

取碾碎的核桃仁2.00g左右，在恒溫干燥箱中85℃溫度烘4 h，冷卻后稱量。并計(jì)算含水量。

式中：m0為稱量瓶的質(zhì)量/g；m1為烘前試樣和稱量瓶的質(zhì)量/g；m2為烘干后試樣和稱量瓶的質(zhì)量/g。

1.3.2.2 粗脂肪的測定

采用索氏抽提法[13]。

1.3.2.3 粗蛋白的測定

采用凱氏定氮法[13]。

1.3.2.4 貯藏環(huán)境中氣體成分的測定

CO2和O2濃度采用奧氏氣體分析儀分析法，以KOH溶液吸收CO2，以焦性沒食子酸堿性溶液吸收O2，氣體成分含量計(jì)算見下式：

1.3.2.5 色差測定及感官評價(jià)

色差用色差儀測定。L表示亮度，a正值表示偏紅，負(fù)值表示偏綠；b正值表示偏黃，負(fù)值表示偏藍(lán)。測定結(jié)果與貯藏初始時(shí)核桃仁種皮顏色進(jìn)行比較，以ΔE表示核桃仁的色差變化，其中：

感官評價(jià)參照狄建兵[14]的方法，由5人組成評分小組對核桃仁顏色(種皮色、種仁色)和風(fēng)味進(jìn)行評價(jià)及評分，綜合評分為5人評分結(jié)果的平均值。其評分標(biāo)準(zhǔn)為：10～8分表示種皮色淺黃，種仁色白黃，風(fēng)味濃郁；8～6分表示種皮色黃色，種仁色有少量白點(diǎn)，風(fēng)味正常；6～4分表示種皮色深黃，種仁色黃白點(diǎn)較多，風(fēng)味淡；4～2分表示種皮色深黃有黑點(diǎn)，種仁色褐黃，微有哈味；2～0表示種皮褐色，種仁黑色，哈喇味重。

1.3.2.6 核桃仁油脂提取

稱取充分研碎的核桃仁50.0～60.0g，置于廣口瓶內(nèi)，加入沸程為30～60℃石油醚浸提過夜。浸提結(jié)束后，濾紙過濾并將混合液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，回收石油醚。提取的核桃油進(jìn)行過氧化值、酸價(jià)、羰基價(jià)測定。

1.3.2.7 過氧化值(peroxide value，POV)、酸價(jià)(acid value，AV)、羰基價(jià)的測定

按照GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理用Origin 8.0分析作圖，并采用SAS 8.2軟件進(jìn)行Duncan,s差異分析(P＝0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏生核桃仁的品質(zhì)指標(biāo)

表1 原料生核桃仁的營養(yǎng)指標(biāo)Table 1 Nutritional indices of walnut kernels %

含水量是影響核桃仁貯藏品質(zhì)的一個(gè)重要因素[15]，水分含量增高，其自然氧化速度明顯加快。由表1可知，原料生核桃仁的含水量在安全范圍(一般為3.5%～8%)[16]之內(nèi)；核桃仁的脂肪含量很高，達(dá)到70.76%，因此，在貯藏過程中特別容易發(fā)生脂肪氧化酸?。坏鞍缀恳脖容^多，營養(yǎng)價(jià)值高。

2.2 氣調(diào)貯藏對生核桃仁感官品質(zhì)的影響

圖1 不同氣調(diào)包裝對冷藏核桃仁色差的影響Fig.1 Effect of different packaging treatments on color difference of walnut kernels during cold storage

色澤是感官評定核桃仁的一個(gè)重要因素，在一定程度上反映了核桃仁的氧化程度和品質(zhì)變化情況。核桃仁種皮顏色隨著貯藏時(shí)間的延長，其色澤會(huì)發(fā)黑、褐變，影響外觀品質(zhì)，進(jìn)而影響到核桃仁的商品價(jià)值。如圖1所示，相對于貯藏初始(0d)，前90d各組的色差升高幅度較大，后90d變化不顯著，其中納米包裝袋處理的色差變化最小，顯著優(yōu)于其他各組(P＜0.05)，說明納米材料包裝對核桃仁的種皮褐變有明顯的抑制作用。

表2 不同氣調(diào)包裝對冷藏核桃仁感官品質(zhì)的影響Table 2 Effect of different packaging treatments on sensory quality of walnut kernels during cold storage

如表2所示，在貯藏期間內(nèi)，納米袋氣調(diào)包裝處理的核桃仁種皮色、種仁色、風(fēng)味優(yōu)于其他各組，核桃仁種皮色由淺黃變成淺琥珀色，種仁色淺黃，口感無哈喇味；對照組的感官評分低于4，品質(zhì)較差?？芍{米氣調(diào)包裝對核桃仁感官品質(zhì)保持有良好的效果。

2.3 氣調(diào)貯藏對生核桃仁過氧化值的影響

圖2 不同氣調(diào)包裝對冷藏核桃仁過氧化值的影響Fig.2 Effect of different packaging treatments on peroxide value of walnut kernels during cold storage

過氧化值是衡量核桃仁氧化酸敗的重要指標(biāo)，表明脂肪受到氧化的初級(jí)程度[17]。如圖2所示，對照組與復(fù)合材料(KNY17//CPE80)氣調(diào)組的核桃仁過氧化值一直處于增加的趨勢，貯藏結(jié)束時(shí)分別達(dá)到0.068、0.047g/100g；而其他試驗(yàn)組在貯藏前90d內(nèi)升高較快，貯藏后期的過氧化值變化不明顯，略有下降，可能是由于過氧化物的分解[18]。與對照相比，3個(gè)試驗(yàn)組對過氧化值的抑制作用顯著(P＜0.05)；低O2高CO2條件下，PE材料的保鮮效果顯著優(yōu)于KNY17//CPE80材料(P＜0.05)；低O2高CO2的PE包裝和納米包裝的保鮮效果最好，且兩者之間無顯著差異。

2.4 氣調(diào)貯藏對生核桃仁酸價(jià)的影響

圖3 不同氣調(diào)包裝對冷藏核桃仁酸價(jià)的影響Fig.3 Effect of different packaging treatments on acid value of walnut kernels during cold storage

在光、熱或脂肪酶的作用下，脂類分子被水解釋放出游離的脂肪酸，這些脂肪酸可以影響油脂的穩(wěn)定性[17]，酸價(jià)可以用來表示油脂水解酸敗的程度。由圖3可看出，核桃仁的酸價(jià)隨著貯藏時(shí)間的增加而不斷上升，對照組酸價(jià)升高速度很快，在貯藏180d后達(dá)到1.48mg/g；3個(gè)試驗(yàn)組的酸價(jià)在貯藏后的30d內(nèi)迅速升高，隨后酸價(jià)的變化趨于穩(wěn)定，180d后酸價(jià)均顯著低于對照組(P＜0.05)，但各試驗(yàn)組之間無顯著性差異?？梢钥闯?，低O2高CO2氣調(diào)和納米包裝氣調(diào)可有效抑制酸價(jià)的增加。

2.5 氣調(diào)對琥珀核桃仁品質(zhì)的影響

過氧化值是反映加工品琥珀核桃仁品質(zhì)變化的重要指標(biāo)，測定油脂過氧化值，可判定氧化變質(zhì)的程度[19]。由表3可知，對照組及復(fù)合材料(KNY17//CPE80)氣調(diào)組琥珀核桃仁的過氧化值均高于其他兩組，且差異性顯著(P＜0.05)；針對低O2高CO2氣調(diào)貯藏而言，PE材料的保鮮效果明顯優(yōu)于KNY17//CPE80材料，高溫加速貯藏試驗(yàn)結(jié)束后，琥珀核桃仁的過氧化值仍在國標(biāo)(≤0.25g/100g)范圍內(nèi)。

試驗(yàn)中的琥珀核桃仁酸價(jià)均遠(yuǎn)低于國標(biāo)規(guī)定的要求(≤3mg/g)；不同方法貯藏的生核桃仁原料，經(jīng)加工成琥珀核桃仁后酸價(jià)變化不大，37℃貯藏30d后，酸價(jià)也無顯著性的變化。

所有組的羰基價(jià)均遠(yuǎn)低于國標(biāo)(≤20meq/kg)，其中PE+20% CO2+3% O2、Nano試驗(yàn)組的羰基價(jià)較低，且顯著低于對照組(P＜0.05)；采用納米材料包裝及低O2高CO2的PE包裝處理核桃仁，對琥珀核桃仁產(chǎn)品羰基價(jià)的升高有一定的抑制作用。

表3 琥珀核桃仁品質(zhì)的變化情況Table 3 Quality change of amber walnuts from raw walnut kernels with different pre-storage treatments during storage at 37 ℃

3 討 論

根據(jù)生核桃及琥珀核桃仁貯藏試驗(yàn)結(jié)果可以看出，納米材料包裝及低O2高CO2聚乙烯包裝的貯藏效果最佳，可以抑制生核桃仁的脂肪氧化作用，減輕核桃仁外觀品質(zhì)的劣變，保持良好品質(zhì)。

李艷青[20]認(rèn)為核桃可耐受高二氧化碳，在20%～50%CO2的環(huán)境下可以抑制霉菌的生長，從成本考慮，本實(shí)驗(yàn)采用20%CO2條件；低氧條件的選擇，主要依據(jù)氧氣是核桃仁酸敗的主要因素之一，由于薄膜包裝材料的透氣性，體積分?jǐn)?shù)3%O2是能控制的比較適宜的低體積分?jǐn)?shù)。我國對需要進(jìn)行貯藏的核桃仁含水量一般要求在6%～8%[16]，試驗(yàn)所用生核桃仁含水量偏低，可能與果農(nóng)的過分晾曬有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，含水量偏低的核桃仁，采用氣調(diào)貯藏方法后，與王克建等[21]的研究結(jié)果相比較，其貯藏品質(zhì)較好。

低O2高CO2氣體環(huán)境下，聚乙烯(PE)材料包裝比復(fù)合材料(KNY17//CPE80)對核桃仁的保鮮效果好，可能與材料本身的顯微構(gòu)造有關(guān)聯(lián)，需做一步研究；納米包裝對核桃仁的感官品質(zhì)有很好的保持作用，尤其是對抑制核桃仁種皮的褐變效果明顯，其機(jī)理也尚待更深入探索。

琥珀核桃仁是重要的核桃產(chǎn)品之一，加速貯藏試驗(yàn)的進(jìn)行主要是為了證實(shí)經(jīng)氣調(diào)貯藏的生核桃仁原料，加工成品后，其品質(zhì)是否有顯著改善，進(jìn)一步驗(yàn)證貯藏技術(shù)的效果及意義。另外，貯藏結(jié)束后的生核桃仁經(jīng)加工成琥珀核桃仁，過氧化值會(huì)出現(xiàn)一定程度降低，這可能是由于油炸過程中，一部分含有抗氧化劑(TBHQ等)的新鮮油脂黏附于琥珀核桃仁上，從而導(dǎo)致測得的過氧化值降低。

納米材料包裝屬于自發(fā)氣調(diào)包裝，本研究所采用的納米包裝材料是按照邊曉琳等[12]的方法制作而成，可以維持低O2高CO2的氣體環(huán)境，在包裝材料中添加了納米銀、納米的二氧化鈦，具有一定的抗菌、抑菌作用。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，納米材料的保鮮效果顯著優(yōu)于對照組，與低O2高CO2的聚乙烯氣調(diào)包裝一致。說明納米材料包裝可能通過特殊的氣體選擇性，進(jìn)而改變貯藏環(huán)境中不同氣體的濃度，使袋內(nèi)維持在適宜的O2和CO2體積分?jǐn)?shù)環(huán)境，保持包裝袋內(nèi)相對的低氧環(huán)境[22]，延緩核桃仁的氧化酸敗、延長貯藏期。本實(shí)驗(yàn)只研究了不同氣調(diào)包裝對核桃仁品質(zhì)的影響，對于核桃仁內(nèi)部的抗氧化物質(zhì)和一些相關(guān)酶(脂肪酶、脂氧合酶、過氧化氫酶等)活性的變化還需要做更深入的探討，以期找到氣調(diào)貯藏抑制核桃仁氧化酸敗的機(jī)理，為商業(yè)化貯藏提供理論上的依據(jù)。

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Effect of Different Modified Atmosphere Packaging on Storage Quality of Walnut Kernels

ZHANG Wen-tao，JIANG Lin-hui，CHEN Chen，XIAO Hong-mei*，QIU Liang-yan
(Key Laboratory of Agricultural and Animal Products Processing and Quality Control, Ministry of Agriculture,Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

Walnut kernels were sealed in polyethylene (PE) or KNY17//CPE80 (a composite material) bags for low-oxygen, highcarbon dioxide modified atmosphere packaging (MAP) and then stored at (2 ± 1) ℃ for 180 days. The control samples were packaged in PE bags under normal atmospheric conditions. Meanwhile, non-MAP nano-material packaging was also studied.Relevant quality indicators were measured periodically during the storage period to investigate the effect of different modified atmosphere packaging on the quality of walnut kernels. The results showed that nano-material packaging and low-oxygen, highcarbon dioxide PE MAP had the best preservative effect on walnut kernels, significantly inhibited the increase of peroxide value(POV) and acid value (AV) in walnut kernels and maintained the good appearance of walnut kernels. Moreover, the POV, AV and carbonyl group value of amber walnuts from raw walnut kernels with both pre-storage treatments were significantly lower than those from the control group as demonstrated by high temperature accelerated storage tests.

walnut kernels；modified atmosphere storage；packaging material；storage quality；amber walnuts

TS205.9

A

1002-6630(2012)16-0297-05

2011-08-23

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)SRT科研項(xiàng)目(1008A07)

張文濤(1987—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)椴珊笊飳W(xué)。E-mail：zwt0223@126.com

*通信作者：肖紅梅(1970—)，女，副教授，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏加工與質(zhì)量安全控制。E-mail：xhm@njau.edu.cn