吸氧劑處理對核桃仁品質的影響

馬雪梅， 羅淑芬， 胡花麗， 李鵬霞，3

(1.南京農業大學食品科技學院，江蘇南京 210095； 2.江蘇省農業科學院農產品加工研究所，江蘇南京 210014；3.江蘇省園藝作物遺傳改良重點實驗室，江蘇南京 210014)

核桃(JuglansregiaL.)，別稱羌桃和胡桃，屬于胡桃科植物，與扁桃、腰果、榛子并稱為世界四大干果。核桃中含有大量的必需脂肪酸以及豐富的營養物質，被稱為天然腦白金，具有極高的食用和藥用價值[1]。核桃的含油率基本在60%以上，其中90%以上是不飽和脂肪酸，正因如此，核桃在采后貯藏過程中極易氧化酸敗，不僅產生異味且口感品質降低，甚至出現哈敗、霉變等現象，產生對人體有害的物質，造成其營養價值及商品價值喪失[2-3]。

影響核桃仁貯藏的主要因素有環境中的氧氣、光照、溫濕度等[4-6]，其中氧氣含量是核桃仁貯藏過程中最關鍵的影響因素之一[7]，因此對核桃仁的貯藏研究尤為重要。李鵬霞等對核桃仁進行常溫氣調包裝研究，通過氣調包裝方式改變微環境中氣體比例來延長核桃仁的貯藏期[8]；楊曦等利用塑料袋抽真空的方式貯藏核桃仁[9]；張文濤通過真空包裝方式降低核桃仁貯藏環境的氧氣，從而延緩核桃仁脂肪酸的氧化[10]。

吸氧劑的主要作用是通過降低環境中的氧氣，防止食品發生腐爛、變質、發霉等理化性質變化[11]。為降低板栗貯藏環境中的氧氣含量，李亞娜等用吸氧劑結合真空包裝對其進行處理，發現吸氧劑處理對板栗有很好的保鮮效果[12]。而目前有關將吸氧劑應用于核桃仁貯藏的研究較少。基于此，本研究利用吸氧劑結合包裝盒處理核桃仁，以期為核桃仁在淮河以南流域梅雨季節高溫、高濕條件下的銷售提供技術支持，為進一步研究核桃仁的貯藏保鮮提供參考。

1　材料與方法

1.1　材料

從市場上購買風干的185薄皮核桃(含水量5.00%±0.10%)，運至江蘇省農業科學院農產品加工研究所樣品處理實驗室。將核桃去殼，取果仁，均勻切分成1/2核桃仁，剔除病蟲果和霉爛果，挑選新鮮、大小基本一致的果仁作為試驗材料；吸氧劑(市售)。

1.2　儀器與設備

MAP-YHH360復合氣調包裝機(蘇州亞和保鮮科技有限公司)；pH計[梅特勒-托利多集團]；TU-1810紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)；Danbell氣體分析儀(丹麥DANSENSOR公司)。

1.3　試驗方法

1.3.1包裝中吸氧劑用量的篩選以100 g核桃仁為單位，將不同質量比例(3%、5%、7%、9%)的吸氧劑分別放入聚丙烯(polypropylene，簡稱PP)材質的食品包裝盒[(21.00 cm×14.50 cm×8.00 cm)，O2滲透系數112.38 cm3/(m2·d)，CO2滲透系數42.88 cm3/(m2·d)]后，立即用氣調包裝機進行封口包裝(防止吸氧劑吸收空氣中的氧氣)，盒內為空氣，設置3個平行處理。對照1(CK1)于氣調包裝機上直接進行封口包裝，盒內為空氣；對照2(CK2)在封口包裝后，于盒兩側各打孔4個，孔徑1～2 mm。處理組于0 h時放入吸氧劑，立即包裝，盒內為空氣，24 h后，用氣體分析儀測定盒中O2含量，分別確定盒中含氧量約為15%、10%、5%、0%，它們對應的吸氧劑用量分別為3%、5%、7%、9%。由此，以3%、5%、7%、9%吸氧劑放入包裝盒對核桃仁進行包裝。每個處理3個平行，每盒100 g核桃仁，于溫度為(35±1)℃、濕度為85%～90%的環境下貯藏40 d。

1.3.2吸氧劑對核桃仁貯藏品質的影響以篩選出的最佳質量百分比吸氧劑為處理組，每盒包裝100 g，設置3個平行處理。按照“1.3.1”節的方法同樣設置對照組CK1、CK2。于溫度為(35±1)℃，濕度為85%～90%的環境下貯藏40 d，每10 d取樣1次。

1.4　指標測定方法

1.4.1感官分析根據GB/T 20398—2006《核桃堅果質量等級》[13]，參照狄建兵的方法[14]并略加改動，采用感官評分法對核桃仁的氣味、外觀、口感等感官表現進行評價，其中感官品質的評分標準見表1。

表1　感官品質評分標準

1.4.2粗脂肪粗脂肪含量參照GB/T 5009.6—2003[15]測定。

1.4.3油樣的提取將核桃仁充分研碎，取25 g放入三角瓶中，加入30 mL乙醚后密封避光浸提，12 h后過濾，再加 30 mL 乙醚進行二次浸提，使無水乙醚自然風干得油樣。該方法提取的核桃仁油用以酸價、碘價、過氧化值的測定。其中酸價參照GB/T 5530—2005[16](熱乙醇測定法)進行測定；碘價參照GB/T 5532—2005[17]，采用Na2S2O3滴定法測定；過氧化值參照GB/T 5538—2005[18]進行測定。

1.4.4脂肪氧合酶活性測定按照張群等的方法[19]并略加修改測定脂肪氧合酶(lipoxygenase，簡稱LOX)活性。取2 g核桃仁粉末樣品，加入0.1 mol/L Tris-HCl磷酸緩沖液(pH值 8.0，含0.05 mol/L巰基乙醇)8 mL，混合均勻后，于4 ℃、10 000 r/min條件下離心20 min，上清液即為待測的粗酶液。反應液包括：pH值6.0的0.1 mol/L磷酸鈉緩沖液 2.70 mL、10 mmol/L亞油酸鈉50 μL、酶液0.25 mL；空白對照為pH值6.0的0.1 mol/L磷酸鈉緩沖液2.95 mL、10 mmol/L 亞油酸鈉50 μL，于30 ℃條件下進行反應，在 234 nm 下測定吸光度。酶活性單位為U/g，表示以反應體系1 min增加吸光度0.01為1個活力單位。

1.4.5可溶性糖含量測定參照韓雅珊的方法[20]并略加改動測定可溶性糖含量。稱取1 g樣品，加80%乙醇溶液 5 mL，研磨、勻漿后于80 ℃條件下水浴浸提10 min，冷卻后于12 000 r/min的轉速下離心20 min，重復浸提1次，合并上清液，用80%乙醇溶液定容至25 mL，即為可溶性糖待測液。采用蒽酮比色法測定吸光度，計算可溶性糖含量。

1.4.9可溶性蛋白質含量測定采用李合生的方法[21]并略加改動測定可溶性蛋白質含量。稱取2 g樣品，加 0.1 mol/L 磷酸緩沖液10 mL(pH值 7.2)，研磨、勻漿后，于 12 000 r/min 轉速下離心20 min，上清液即為可溶性蛋白質待測液。采用考馬斯亮藍G-250法測定吸光度，計算可溶性蛋白質含量。

1.5　數據分析

2　結果與分析

2.1　包裝中吸氧劑用量的篩選

2.1.1不同質量百分比吸氧劑處理對核桃仁感官品質的影響由表2可知，貯藏0 d時，核桃仁呈淺棕色、無哈喇味、無澀味、質地較脆、品質較好。貯藏40 d時，CK1、CK2組均出現嚴重的品質劣變，外觀局部變黑，質地較軟，帶有嚴重澀味、稍有哈喇味；而吸氧劑處理組核桃仁的感官品質明顯優于CK1、CK2組。其中以7%、9%吸氧劑處理的核桃仁感官品質較好，口感仍較脆、無哈喇味、無澀味，顏色變化不明顯，且這2個組之間無顯著差異。

表2　不同質量百分比吸氧劑處理對核桃仁感官品質的影響

注：同列數據后不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

2.1.2不同質量百分比吸氧劑處理對核桃仁粗脂肪含量的影響核桃仁中富含大量不飽和脂肪酸[22]，是人體所需的重要營養物質[23]。由圖1可知，在貯藏40 d時，核桃仁中的粗脂肪含量隨著吸氧劑質量百分比的增加而增加。與 0 d 相比，3%、5%、7%、9%吸氧劑處理的核桃仁粗脂肪含量在貯藏40 d時分別下降6.98、5.98、2.13、1.94百分點。7%、9%吸氧劑處理的核桃仁粗脂肪含量顯著高于CK1、CK2組(P<0.05)，而3%、5%吸氧劑處理的核桃仁粗脂肪含量與CK1、CK2組無明顯差異。由此說明，7%、9%吸氧劑處理能有效保持較高的粗脂肪含量。綜合感官評定及粗脂肪含量的測定結果，并從經濟角度考慮，宜選用7%吸氧劑對核桃仁進行貯藏。

2.2　吸氧劑處理對核桃仁貯藏品質的影響

2.2.1吸氧劑處理對核桃仁油脂酸價的影響酸價是油脂中游離脂肪酸含量的標志，反映油脂酸敗程度，酸價越高，油脂酸敗越嚴重[24]。由圖2可知，在貯藏的前30 d，各組的酸價上升幅度均較小，且無明顯差異。貯藏至40 d時，CK1、CK2組的酸價大幅度增加，分別為0 d時的1.84、2.35倍，其中CK2組顯著高于CK1組(P<0.05)；與對照組相比，7%吸氧劑處理組的酸價增加得不明顯，為0 d時的1.52倍，顯著低于CK1、CK2組(P<0.05)。表明CK2組較CK1組更易發生油脂酸敗，而7%吸氧劑處理可進一步抑制核桃仁油脂酸價的升高。

2.2.2吸氧劑處理對核桃仁油脂碘價的影響碘價是鑒別油脂不飽和脂肪酸的重要參數，油脂中亞麻酸、亞油酸等不飽和脂肪酸含量的高低決定油脂碘價的高低[25]。由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，各組碘價均下降，其中對照組的下降幅度較大。貯藏至20 d時，7%吸氧劑處理組核桃仁油脂的碘價顯著高于CK1、CK2組(P<0.05)；30 d時，CK2組的碘價顯著低于7%吸氧劑處理組與CK1組(P<0.05)；40 d時，7%吸氧劑處理組核桃仁油脂的碘價為134.53 g/100 g，顯著高于CK1組(134.46 g/100 g)、CK2組(134.32 g/100 g)(P<0.05)，且CK1組高于CK2組。由此可知，對核桃仁進行密封可在一定程度上延緩核桃仁油脂碘價的下降，而7%吸氧劑處理可進一步延緩核桃仁油脂碘價的下降。

2.2.3吸氧劑處理對核桃仁油脂過氧化值的影響過氧化值是衡量核桃仁酸敗的重要標志[26]。由圖4可知，各組核桃仁油脂過氧化值均隨時間的延長呈上升的趨勢。貯藏前 20 d，各組過氧化值變化均不明顯；貯藏至30～40 d時，CK1、CK2組的過氧化值大幅上升，而7%吸氧劑處理組的過氧化值上升幅度較小，且顯著低于CK1、CK2組(P<0.05)。貯藏40 d，7%吸氧劑處理組的過氧化值最低，僅為0 d的2.13倍，而此時CK1、CK2組的過氧化值分別為0 d的4.13、4.49倍。由此可知，7%吸氧劑處理可顯著緩解核桃仁油脂過氧化值的上升。

2.2.4吸氧劑處理對核桃仁脂肪氧合酶活性的影響脂肪氧合酶廣泛存在于需氧的機體中，可催化油脂中的不飽和脂肪酸(主要是亞油酸和亞麻酸及酯類)發生過氧化反應，產生一系列的醛、酮類等化合物，從而影響油脂的品質[27]。由圖5可知，各組核桃仁脂肪氧合酶活性均隨時間的延長呈先上升后下降的趨勢。貯藏前20 d，各組脂肪氧合酶活性均上升，且CK1、CK2組的上升幅度高于7%吸氧劑處理組；在貯藏至 20 d 時，CK1、CK2組的脂肪氧合酶活性出現峰值，顯著高于7%吸氧劑處理組(P<0.05)；貯藏至30 d時，7%吸氧劑處理組的脂肪氧合酶活性出現峰值。貯藏至30～40 d時，CK1、CK2組的脂肪氧合酶活性較7%吸氧劑處理組下降得快。由此可知，7%吸氧劑處理可顯著抑制核桃仁脂肪氧合酶活性的上升，并延遲其峰值的出現。

2.2.5吸氧劑處理對核桃仁可溶性糖含量的影響核桃仁中的糖含量并不是很高，但可溶性糖仍是核桃仁中比較重要的營養品質，對口感也有一定的影響[28]。由圖6可知，在整個貯藏期間，各組核桃仁的可溶性糖含量均隨時間的延長呈下降趨勢。貯藏至20 d時，7%吸氧劑處理組的可溶性糖含量顯著高于對照組(P<0.05)，而CK1組與CK2組之間的可溶性糖含量無明顯差異。貯藏至40 d時，7%吸氧劑處理組的可溶性糖含量仍為貯藏0 d時的82.88%，而CK1、CK2組分別為0 d的34.70%、28.96%，且CK1組高于CK2組。由此可知，與對照組相比，7%吸氧劑處理能有效地減緩核桃仁可溶性糖含量的下降。

2.2.6吸氧劑處理對核桃仁可溶性蛋白質含量的影響蛋白質是核桃仁中重要的營養成分。由圖7可以看出，在貯藏過程中，各處理組的可溶性蛋白質含量均隨時間的延長呈下降趨勢。貯藏前20 d，各組核桃仁中的可溶性蛋白質含量無明顯差異；貯藏至30 d時，7%吸氧劑處理組的可溶性蛋白質含量顯著高于CK1、CK2組(P<0.05)。貯藏至40 d時，7%吸氧劑處理組的可溶性蛋白質含量仍為原來的87.91%，而對照組CK1、CK2組分別下降為原來的 58.78%、53.52%，且CK1組略高于CK2組。由此可得，7%吸氧劑處理能有效減緩核桃仁中可溶性蛋白質含量的下降。

3　結論與討論

核桃仁在高溫、高濕的條件下極易氧化，造成核桃仁油脂酸敗，從而導致其失去商品價值，其中氧氣是影響核桃貯藏過程中油脂酸敗的關鍵因素之一。有研究報道，利用真空處理以及鐵粉處理都能在一定程度上抑制核桃仁油脂的酸敗，且真空處理效果更好[1]。說明降低氧濃度可以較好地抑制核桃仁油脂的氧化，脫氧處理可在一定程度上抑制核桃仁的生理代謝和衰老。本研究發現，吸氧劑能降低貯藏環境中氧氣，形成相對低氧的氣體環境；在40 d的貯藏期內，不同質量百分比的吸氧劑處理均可保持核桃仁中較高的粗脂肪含量及較好的感官品質，其中7%、9%的吸氧劑處理效果尤為明顯。

核桃仁油含有大量的不飽和脂肪酸，油脂的酸價和過氧化值客觀反映了脂肪酸的氧化酸敗程度[29-30]，碘價則是鑒別不飽和脂肪酸的重要參數。油脂氧化酸敗主要是指不飽和脂肪酸在光照、氧氣、水分等因素的影響下，氧化成低分子脂肪酸，然后低分子脂肪酸進一步氧化產生有機酸，使酸價升高的過程[31-32]。另外，陶菲等研究發現，油脂發生氧化酸敗產生過氧化物，導致油脂過氧化值升高，而真空包裝能有效減緩山核桃過氧化值的升高[27]。本研究發現，7%吸氧劑處理可有效抑制核桃仁油脂酸價及過氧化值的升高及碘價的下降；不放吸氧劑的CK1組與漏氣包裝CK2組相比，具有較低的酸價及過氧化值，并具有較高的碘價，說明CK2組油脂氧化更嚴重，進一步驗證說明O2是核桃仁在貯藏中變質的重要影響因素，這與張文濤等的研究結果[33]一致。另一方面，王煒等研究發現，相對較高的氧氣濃度更能誘發脂肪酸的不穩定性，核桃仁中的油脂在貯藏過程中能夠產生游離基，而游離基對環境中基態氧的吸收可導致脂肪酸發生自動氧化，較高濃度的氧氣會加速游離基對O2的主動吸收，從而加快脂肪酸氧化酸敗的速率[34]。楊曦等的研究表明，核桃鮮果在貯藏環境中的O2含量越低，越能保持較高的核桃油脂品質[9]。本研究用吸氧劑對包裝盒內的氣體進行微調節，在一定程度上降低了貯藏環境中的可吸收氧濃度，減弱了油脂中游離基對氧的吸收，達到了抑制油脂氧化速率、保持核桃仁油脂貯藏品質的目的。

核桃仁中的脂肪氧合酶活性反映了核桃仁的衰老程度。在一定的貯藏時間內，其活性隨時間的延長呈現先增加后減少的趨勢，這與陶菲等的研究結果[27]一致。表明貯藏環境中氧含量的減少能夠在一定程度上抑制脂肪氧合酶活性的上升，從而延緩核桃的衰老。

核桃仁中除含有大量油脂外還含有豐富的營養物質，如可溶性糖、可溶性蛋白質[35]。果蔬中的可溶性糖、可溶性蛋白質主要與其生理生化代謝有關，它們也是果蔬品質和營養價值的重要評價指標[28，36]。在整個貯藏過程中，核桃仁呼吸代謝及其生理代謝可消耗大量營養物質，導致其組織可溶性糖和可溶性蛋白質含量降低。結果表明，7%吸氧劑處理能夠有效減緩可溶性糖、可溶性蛋白質含量的下降，這可能與吸氧劑處理使包裝盒內氧氣減少，抑制其呼吸作用，減少呼吸底物的消耗有關。另外，CK2組的營養物質含量較CK1組更易降低，主要由于漏氣包裝盒聯通外界空氣，具有充足的氧氣供核桃仁呼吸代謝。這與張文濤得出的氣調包裝有效保持了核桃仁可溶性糖及可溶性蛋白質含量的結果[10]一致。

綜上所述，7%吸氧劑處理可維持核桃仁較高的粗脂肪含量及良好的感官品質，有效延緩核桃仁中油脂的氧化酸敗，并可保持較好的營養品質，從而達到延長核桃仁貯藏期的目的。本研究可為核桃仁在貯藏、流通和銷售中的品質控制提供理論及技術支持。

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