不同凍藏溫度對去青皮鮮核桃采后生理及貯藏品質的影響

景鑫鑫，頡敏華,2*，吳小華，陳柏，于江，王學喜，虎云青

1(甘肅農業大學 園藝學院，甘肅 蘭州，730070)2(甘肅省農業科學院農產品貯藏加工研究所，甘肅 蘭州，730070) 3(甘肅省果蔬貯藏加工技術創新中心，甘肅 蘭州，730070)4(隴南市經濟林研究院核桃研究所，甘肅 武都，746000)

核桃(JuglansregiaL.)，核桃屬胡桃科胡桃屬植物，又稱胡桃、羌桃，與扁桃、腰果、榛子并稱為世界著名的“四大干果”[1]。核桃營養價值豐富，油酸、亞油酸和亞麻酸等不飽和脂肪酸和蛋白質含量高，被稱為“天然腦黃金”[2]。核桃目前主要以干果形式貯藏、銷售，但近年來鮮核桃以其獨特品質和風味漸受人們親睞。有研究表明鮮核桃含水量高，脂肪含量相對較低，維生素含量高，營養價值高于干核桃[3]。目前對鮮食核桃的貯藏條件的研究主要集中于青皮核桃，但青皮核桃呼吸強度大、含水量高，采后貯藏期青皮易褐變腐爛，果仁易出現失水、哈敗、霉變等不良現象，一般條件下難以長時間貯藏[4]。將青皮核桃去青皮后進行低溫貯藏保鮮可以避免上述問題的發生，有研究表明，在0～-2 ℃貯藏的去青皮鮮核桃經過保鮮劑處理能貯藏90 d[5]。本研究以去青皮鮮核桃為研究材料，通過研究去青皮鮮核桃在不同凍藏溫度下其貯藏期間感官品質和營養品質的變化規律，闡明去青皮鮮核桃冷凍貯藏期的生理變化特性，并篩選出最適宜的凍藏溫度，以期為鮮食核桃的周年供應和后續研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試材：試驗用核桃于2017年9月4日采自甘肅省隴南市成縣核桃科技服務中心示范種植園，品種為‘清香’。采摘時選取成熟度一致，大小均一，顏色相對一致，無病蟲害和機械傷的果實，采收后進行脫皮、清洗、晾干表面水分，在 0～-2 ℃條件下預冷 24 h后運輸回甘肅省農科院，裝入國家核桃保鮮中心核桃保鮮袋，于冷庫進行冷凍貯藏。

主要試劑：油酸甲酯、亞油酸甲酯、亞麻酸甲酯、棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯(色譜純)，上海源葉生物科技有限公司；60～90 ℃石油醚、冰乙酸、三氯甲烷、無水乙醇(分析純)，成都科隆化學品有限公司；ICl(分析純)，國藥集團。

1.2 儀器與設備

TGL-16M臺式高速冷凍離心機，湖南湘儀離心機儀器有限公司；Cary-100型紫外可見分光光度計，美國瓦里安中國有限公司；SP-3420型氣相色譜儀，北京北分瑞利分析儀器有限責任公司。

1.3 試驗處理

試驗設定4個處理溫度，處理Ⅰ：0～-2 ℃，做為對照；處理Ⅱ：-2～-4 ℃，處理Ⅲ：-5～-7 ℃，處理Ⅳ：-10～-12 ℃。于貯藏0、2、4、6、8個月時進行感官品質和核仁營養品質、核仁酸敗指標測定，每次測定每次處理取核桃2 kg，3次重復。

1.4 試驗方法

1.4.1 感官品質測定

感官品質：種殼色澤、種皮色澤、剝皮難易程度、種皮褐變指數和種仁風味等指標。參照孫雯[6]的方法，按核桃、核仁感官品質評價指標與評分標準對種殼色澤進行評分，詳見表1，表2。種皮褐變指數如公式(1)所示。

(1)

表1 核桃核仁感官品質評價指標與評分標準Table 1 Sensory quality evaluation index and scoring criteria of walnut kernel

表2 種皮褐變指數評分標準Table 2 Grading criteria of seed coat browning index

1.4.2 核仁營養品質指標測定

試樣的制備：各處理核桃取30個，去殼去種皮，剁碎裝入自封袋備用。

1.4.2.1 核仁含水量

稱量去種皮核仁的鮮重與核仁烘干后的干重，如公式(2)所示。

(2)

1.4.2.2 可溶性蛋白含量

考馬斯亮藍G-250法[7]。

1.4.2.3 總脂肪含量

參照GB/T14488.1—2008的方法。

1.4.2.4 脂肪酸的測定

脂肪酸甲酯制備：稱取0.3 g磨碎去皮核仁樣品于帶塞試管中，加入苯和30～60 ℃石油醚1∶1(質量比)混合液2 mL，振蕩1 min，靜止20 min后，加入2 mL 0.4 mol/L 氫氧化鉀-甲醇溶液，振蕩30 s后靜置至澄清分層，若分層不明顯可加少量無水乙醇，有明顯分層后取上清液進行GC分析。

GC分析條件：DB-WAX毛細管色譜柱(60 m×0.53 mm×1 μm);FID檢測器；柱溫程序升溫；初溫120 ℃保持5 min，升溫速率5 ℃/min，終溫220 ℃，保持5 min；進樣口溫度250 ℃；檢測器溫度280 ℃；分流進樣量1 μL。

1.4.3 核仁油脂酸敗指標測定

核桃油的制備：將核桃仁去殼去種皮、搗碎，用沸程60～90 ℃石油醚于500 mL三角瓶中浸提24 h， 將提取液于60 ℃水浴中脫除溶劑，得到核桃油樣品。

1.4.3.1 脂肪酶活動度

參照GB/T5523—2008的方法。

1.4.3.2 酸價

采用滴定法，參照GB/T5009.229—2016的方法。

1.4.3.3 過氧化值

采用滴定法，參照GB/T5009.227—2016的方法。

1.4.3.4 碘值

采用滴定法，參照GB/T5532—2008的方法。

1.4.3.5 皂化值

采用滴定法，參照GB/T5534—2008的方法。

1.5 數據處理

試驗數據用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0統計軟件對測定的參數進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同貯藏溫度對鮮核桃感官品質變化的影響

鮮核桃的感官品質一定程度反映核桃的氧化、酸敗程度，影響其商品和食用價值。貯藏4個月時，處理Ⅰ核桃種殼表面開始發霉，至貯藏8個月時種殼及種仁霉變嚴重，完全失去食用價值；處理Ⅱ在貯藏6個月時少量核桃種殼輕微發霉。由圖1-a知，各處理鮮核桃種殼色澤貯藏前期下降迅速，后期下降平緩，至貯藏8個月時，各處理種殼色澤分別為64.44、76.52、 78.44和81.19，各處理間差異性顯著(P<0.05)。 如圖1-b、圖1-c所示，貯藏4個月時處理Ⅰ種皮色澤開始迅速下降，至貯藏后期均顯著低于其他處理(P<0.05)；處理Ⅲ、Ⅳ貯藏期間種皮褐變程度低于處理Ⅰ和處理Ⅱ，至貯藏8個月時，各處理種皮褐變指數分別為0.75、0.27、0.12 和 0.06，處理Ⅳ顯著低于處理Ⅰ和處理Ⅱ(P<0.05)，與處理Ⅲ差異不顯著(P>0.05)。如圖1-d所示，各處理鮮核桃剝皮難易程度隨著貯藏期延長由易變難，貯藏8個月時，處理Ⅲ和處理Ⅳ剝皮難易程度保持最好，較處理Ⅰ分別提高48.48%和52.37%，差異極顯著(P<0.01)。如圖1-e所示，貯藏4個月后處理Ⅰ風味較其他處理顯著下降(P<0.05)，貯藏8個月后各處理鮮核桃種仁風味由分別為63.28、76.75、84.78和78.78，處理Ⅲ種仁風味最好，與處理Ⅱ和處理Ⅳ差異顯著(P<0.05)，與處理Ⅰ差異極顯著(P<0.01)。

圖1 鮮核桃貯藏期間感官品質的變化Fig.1 Changes of sensory quality of fresh walnut during storage

綜上所述，處理Ⅲ、處理Ⅳ對核桃種殼色澤、種皮色澤、剝皮難易程度保持較好，優于處理Ⅰ、處理Ⅱ，但處理Ⅳ貯藏溫度過低，導致貯藏后期種仁風味變差，故處理Ⅲ對凍藏期間鮮核桃的感官和風味保持效果最好。

2.2 不同貯藏溫度對核仁營養品質變化的影響

2.2.1 不同貯藏溫度對核仁含水率、可溶性蛋白含量的影響

核仁含水量是影響鮮核桃貯藏品質的一個重要因素，含水量的高低與核仁風味、營養品質等有直接關系。由圖2-a看出，隨著貯藏時間的延長，各處理鮮核桃含水率均呈現下降趨勢，處理Ⅰ貯藏期間含水率較其他處理下降平緩。采收至貯藏2個月處理Ⅱ、處理Ⅲ和處理Ⅳ下降迅速，后期下降平緩。貯藏8個月時，處理Ⅰ至Ⅳ含水率分別為30.19%、25.67%、25.32% 和23.01%，處理Ⅰ與其他處理差異極顯著(P<0.01)。低溫冷凍使鮮核桃內部出現結晶，解凍后汁液外流出現脫水現象，導致較低溫度下貯藏的鮮核桃失水更嚴重。

由圖2-b看出，去青皮鮮核桃可溶性蛋白含量在貯藏期間總體呈小幅上升趨勢。處理Ⅰ的可溶性蛋白含量上升幅度小，貯藏至8個月時，處理Ⅳ的核仁可溶性蛋白含量最高，為4.84 mg/g，與處理Ⅰ差異顯著(P<0.05)，與處理Ⅱ和處理Ⅲ差異不顯著(P>0.05)。

圖2 鮮核桃貯藏期間含水率、可溶性蛋白含量的變化Fig.2 Changes of moisture content and soluble protein content in fresh walnut during storage

2.2.2 不同貯藏溫度對核仁總脂肪含量的影響

核桃仁油脂含量豐富，營養價值高[8]，與種仁風味關系密切。圖3所示，貯藏期間核桃油脂含量總體呈現下降趨勢。貯藏2個月時，處理Ⅰ、處理Ⅲ和處理Ⅳ脂肪含量迅速下降，各處理間差異不顯著(P>0.05)。貯藏8個 月時，各處理核仁脂肪含量分別為45.04%、48.94%、 51.64%和52.06%，處理Ⅰ含量顯著低于處理Ⅲ、處理Ⅳ(P<0.05)，與處理Ⅱ無顯著差異(P>0.05)。 說明低溫冷凍可以抑制核仁脂肪的降解。

圖3 鮮核桃貯藏期間總脂肪含量的變化Fig.3 Changes of total fat content in fresh walnut during storage

2.2.3 不同貯藏溫度對核仁脂肪酸變化的影響

2.2.3.1 不同貯藏溫度對核仁飽和脂肪酸變化的影響

如圖4-a所示，鮮核桃貯藏期間核仁棕櫚酸含量有小幅的上下波動。貯藏2個月時，處理Ⅰ、處理Ⅱ棕櫚酸含量降低，處理Ⅲ、處理Ⅳ的核仁棕櫚酸含量升高，依次為5.737%、6.296%、7.125%和6.985%，各處理間差異極顯著(P<0.01)。貯藏8個月時，各處理核仁棕櫚酸含量分別為6.305%、6.326%、6.123% 和6.479%，各處理間差異不顯著(P>0.05)。

如圖4-b所示，鮮核桃貯藏期核仁硬脂酸含量總體呈現下降的趨勢。貯藏4個月時各處理核仁硬脂酸含量下降，處理Ⅰ極顯著低于其他處理(P<0.01)， 處理Ⅲ顯著低于處理Ⅳ(P<0.05)。貯藏6個月時，處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ較貯藏4個月時有一定程度的上升，處理Ⅳ的硬脂酸含量顯著低于其他處理(P<0.05)。在貯藏8個月時，各處理核仁硬脂酸含量分別為2.30%、1.88%、1.72%和2.03%，處理Ⅲ顯著低于處理Ⅰ(P<0.05)。

圖4 鮮核桃貯藏期間核仁飽和脂肪酸含量變化Fig.4 Changes of saturated fatty acid content in fresh walnut during storage注:不同小寫字母表示差異達P<0.05顯著水平。

2.2.3.2 不同貯藏溫度對核仁不飽和脂肪酸變化的影響

如圖5-a所示，鮮核桃貯藏期間核仁油酸含量總體呈下降趨勢。貯藏前期各處理核仁油酸含量迅速下降，后期則波動平緩。貯藏8個月時，各處理核仁油酸含量分別為14.29%、13.13%、14.01%和12.93%，較初始值23.80%分別下降了9.51%、10.67%、9.79%和10.87%，且處理Ⅰ、處理Ⅲ核仁油酸分別顯著高于處理Ⅱ、處理Ⅳ(P<0.05)。

如圖5-b所示，鮮核桃貯藏期間核仁亞油酸含量總體呈上升趨勢。貯藏前2個月上升較快，后期各處理均上升緩慢。

圖5 鮮核桃貯藏期間核仁不飽和脂肪酸含量變化Fig.5 Changes of unsaturated fatty acid content in fresh walnut during storage注:不同小寫字母表示差異達P<0.05顯著水平。

貯藏8個月時，各處理核仁亞油酸含量分別為67.18%、 68.72%、68.90%和69.57%，比初始值57.82%分別上升了9.36%、10.90%、11.08%和11.75%，但各處理間差異不顯著(P>0.05)。

如圖5-c所示，鮮核桃貯藏期間核仁亞麻酸含量總體呈先升后降的變化趨勢。

貯藏2個月時，各處理核仁亞麻酸含量分別為9.92%、9.40%、9.01%和10.04%，各處理間差異極顯著(P<0.01)。貯藏4個月時處理Ⅱ亞麻酸含量達到最高為12.24%，較其他處理差異顯著(P<0.05)。 在貯藏8個月時，各處理核仁亞麻酸含量較初始值8.832%分別上升了1.10%、 1.17%、0.41%和0.76%，處理Ⅰ、處理Ⅱ亞麻酸含量分別顯著高于處理Ⅲ、處理Ⅳ(P<0.05)。

綜上所述，鮮核桃在貯藏期間不飽和脂肪酸含量整體呈下降趨勢，其中油酸含量下降，亞油酸和亞麻酸含量上升，可能是脂肪酸除氧化之外還存在合成代謝或轉化過程，且核桃中含有如VE、酚類等其他抗氧化成分，部分抗氧化物質可以有效清除自由基，抑制亞油酸的氧化。

2.3 不同貯藏溫度對核仁油脂品質變化的影響

2.3.1 不同貯藏溫度對核仁脂肪酶活動度的影響

如圖6所示，貯藏期間核仁脂肪酶活動度整體呈先升后降的變化趨勢。貯藏2個月時，各處理脂肪酶活動度分別為4.15、3.47、2.97、2.88 mg/g，處理Ⅳ與處理Ⅰ、處理Ⅱ差異顯著(P<0.05)，與處理Ⅲ差異不顯著(P>0.05)。至貯藏8個月時，處理Ⅲ和處理Ⅳ脂肪酶活動度為0.52 mg/g和0.57 mg/g，較處理Ⅰ分別低59.06%和55.12%，但各處理間差異不顯著(P>0.05)。 說明低溫冷凍可以一定程度地抑制脂肪酶活性，減緩鮮核桃脂肪的降解，保持核桃營養品質。

圖6 鮮核桃貯藏期間脂肪酶活動度的變化Fig.6 Changes of lipase activity in fresh walnut during storage

2.3.2 不同貯藏溫度對核仁油脂酸價、過氧化值、碘值、皂化值變化的影響

核桃仁油脂含量豐富，在貯藏期極易氧化、酸敗。測定核桃仁油脂酸價、過氧化值、碘值、皂化值可在一定程度上反映貯藏期鮮核桃核仁的油脂品質。如圖7-a所示，剛采收時，去皮鮮核桃核仁酸價為0.22 mg/g。貯藏過程中各處理酸價均呈上升趨勢，其中處理Ⅰ核仁油脂酸價貯藏期間顯著高于其他處理(P<0.05)。至貯藏8個月時，處理Ⅰ至Ⅳ的核仁油脂酸價分別為0.67、0.65、0.45、0.44 mg/g，處理Ⅲ和處理Ⅳ核仁油脂酸價顯著低于其他處理(P<0.05)，處理Ⅲ和處理Ⅳ之間差異不顯著(P>0.05)。說明低溫冷凍可以抑制酸價的升高，防止核桃酸敗變質。

過氧化值指標反映油脂的酸敗程度，過氧化值升高是油脂酸敗的早期指標。如圖7-b所示，過氧化值在鮮核桃貯藏期間呈上升趨勢。貯藏前期各處理核仁油脂過氧化值迅速上升，后期上升平緩。

圖7 鮮核桃貯藏期間核仁油脂酸價、過氧化值、碘值、皂化值的變化Fig.7 Changes of acid value, peroxide value, iodine value and saponification value of nucleolus oil in fresh walnut during storage

貯藏8個月時，各處理過氧化值分別為2.47、2.38、 1.99、1.84 mg/g，分別是初始值(0.59 mg/g)的4.19、4.03、3.37、3.12倍，處理Ⅳ過氧化值顯著低于處理Ⅰ、處理Ⅱ(P<0.05)，與處理Ⅲ差異不顯著(P>0.05)。 說明低溫冷凍可以抑制油脂過氧化值的升高，防止核桃氧化酸敗。

碘價是反映油脂不飽和程度的重要指標。碘值下降說明隨著貯藏時間延長，油脂不飽和程度降低。如圖7-c所示，各處理鮮核桃貯藏期間碘值總體呈下降趨勢，且各處理間差異不顯著(P>0.05)。貯藏前期各處理的核仁油脂碘值下降較快，后期下降緩慢。貯藏8個月時，各處理碘值分別為108.26、112.32、113.82、115.72 g/100 g。

皂化值是反映油脂分子質量大小的標志。皂化值越高，則脂肪酸分子質量越小，親水性較強，油脂特性降低。如圖7-d所示，貯藏前期各處理核仁油脂皂化值上升迅速，后期上升平緩。貯藏8個月時各處理皂化值上升至最大，處理Ⅰ至Ⅳ的皂化值由初始值112.55 mg/g分別上升至169.70、165.90、157.41、158.11 mg/g，處理Ⅲ、處理Ⅳ顯著低于處理Ⅰ、處理Ⅱ(P<0.05)， 但處理Ⅲ、Ⅳ之間差異不顯著(P>0.05)。說明低溫冷凍可以一定程度抑制皂化值的升高，抑制核仁油脂氧化水解，減緩核仁變質。

3 討論

對需長期貯藏的果蔬來說，貯藏溫度是影響果蔬保鮮效果的重要因素之一[12-13]。低溫凍藏可使果蔬中大部分甚至全部水分形成冰晶體，從而減少游離水，使微生物生長受到抑制，適當低溫和凍結速度還會促使微生物死亡，大大降低酶活力，減緩脂肪酸敗，減緩腐敗，使果實保持優秀品質[14]。張友青等[15]研究不同溫度條件下臨安山核桃的貯藏品質變化發現，結合耗能和技術等因素，山核桃短期貯藏以4 ℃冷藏為宜，5個月以上以-18 ℃冷凍貯藏為最佳。本試驗中，經-5～-7 ℃、-10～-12 ℃凍藏的去青皮鮮核桃感官品質和可溶性蛋白、脂肪含量等營養品質的保持均明顯優于-2～-4 ℃、0～-2 ℃條件，說明適宜的低溫能有效地減緩鮮核桃營養物質的流失。但試驗發現-10～-12 ℃核桃鮮果在貯藏過程中出現凍害，具體表現為種殼內產生大量冰晶，核仁呈半透明狀、有脫水現象，解凍后汁液外流，伴隨乙醇等異味產生。此結果表明，過低的溫度會造成凍害，不利于鮮核桃的保鮮貯藏，可能與鮮核桃的冰點有關。果蔬的冰點溫度是確定其適宜貯藏溫度的主要參考條件之一，測定冰點有助于確定果蔬適宜的貯運溫度及凍結[16]。目前對于核桃冰點的相關研究暫時空白，后續試驗研究可以測定核桃鮮果的冰點，通過維持貯藏溫度稍高于冰點來貯藏相應的核桃鮮果，以期達到更好的貯藏效果。

不飽和脂肪酸是核桃所含的最重要功能性成分，是評價核仁品質好壞的有效指標。馬艷萍等[17]研究結果顯示，貯藏期間不飽和脂肪酸總量及油酸都呈現先增大后減少的趨勢。本試驗在鮮食核桃仁中共檢測了5種脂肪酸：棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸、油酸、亞麻酸，其中不飽和脂肪酸中的亞油酸、油酸總含量在80%以上，是核桃脂肪酸中含量最多的兩種，與前人研究一致[18]。有研究表明，核桃不飽和脂肪酸的氧化穩定性與核桃中抗氧化功能成分種類和含量有顯著性的關系[19-20]。本試驗研究發現，在貯藏過程中，核仁油酸含量下降，亞油酸、亞麻酸含量上升，與部分學者研究不一致[17-18]。可能是在采后貯藏期鮮核桃脂肪酸存在較為復雜的變化，除了氧化和代謝轉化損失外，抗氧化物質與不飽和脂肪酸之間可能存在一定的抗氧化互補作用。鮮核桃低溫貯藏期的脂肪酸代謝轉化及穩定性還需后續深入研究，且目前對于核桃脂肪酸含量的變化多用歸一法測定，用內標法或外標法對核桃中各脂肪酸具體含量變化的研究鮮見報道，因此，有必要進一步詳細研究鮮核桃中各脂肪酸的具體含量變化，為保持核桃在貯藏過程中的優良營養品質提供一定的理論依據。

核桃含油量較高，極易被氧化，溫度對核桃油脂氧化影響較大，不同溫度貯藏對核桃營養品質的影響不同。本試驗中鮮核桃隨著貯藏時間的延長，油脂碘值降低，而酸價、過氧化值和皂化值升高，與脂肪含量變化和脂肪酶活性變化基本符合，與前人研究結果基本一致[15，21]。0～-2 ℃貯藏的核桃在貯藏2個月各指標變化較其他處理明顯，可能是核桃貯藏于0～-2 ℃ 在降溫過程中生理活性較高，而其他處理由于溫度更低易于速凍導致生理活性較低。說明低溫冷凍能有效抑制鮮核桃油脂發生氧化水解，保持油脂品質，減緩核仁酸敗變質。

4 結論

本試驗中，去青皮鮮核桃在0～-2 ℃貯藏4個月時種殼表面發霉，種仁內部輕微發霉，失去商品價值；-2～-4 ℃貯藏6個月后種殼出現發霉。-5～-7 ℃與-10～-12 ℃去青皮鮮核桃能貯藏8個月以上，可溶性蛋白、脂肪等營養品質含量較高，抑制了酸價、過氧化值、皂化值等的上升，飽和脂肪酸含量下降，不飽和脂肪酸含量上升，但二者差異不顯著(P>0.05)。-5～-7 ℃的核仁風味口感優于-10～-12 ℃ 的核仁，且綜合節能等因素，確定-5～-7 ℃為‘清香’脫青皮鮮食核桃的最佳貯藏溫度。