不同包裝材料和密閉儲藏處理對油菜籽品質的影響

幸勝平，付曉記*，付江凡，閔華，陳智輝，熊慧薇，劉光憲，周巾英，王森

1(江西省農業科學院農產品加工研究所，江西 南昌，330200) 2(江西省農業科學院農業經濟與信息研究所，江西 南昌，330200)3(重慶德莊農產品開發有限公司，重慶,400000)

油菜是中國重要的油料作物之一，播種面積大，是保障中國食用油安全供給的重要油料之一[1-3]。長江流域油菜種植面積和產量約占全國的70%，是中國油菜主產區。但此區域油菜籽收獲后和儲藏期都要經歷南方濕熱氣候，此外，油菜籽顆粒小，儲藏時空隙小，不利通風透濕儲藏，極易引起發熱、霉變、氧化酸敗，影響油菜籽的儲藏品質[4-8]。油菜籽的品質直接關系到制取的油脂品質，為了獲得符合標準的菜籽油，保障食用油供給安全，必須重視油菜籽的儲藏安全[9]。

中國長江流域油菜產區主要采取房式倉裝袋碼包儲藏，根據油菜籽水分的不同，采取不同的堆高，儲藏方法比較粗放[10]。在南方濕熱的儲藏氣候條件下，這種粗放的儲藏方式，每年都會給油菜產業帶來較大的經濟損失。低溫儲藏可以有效保持農產品儲藏品質，但是低溫冷庫的建設投入和運營成本較高，不適合油菜籽的長期儲藏[11-12]。密閉儲藏是氣調儲藏技術的一種，即把原料裝入密閉倉體中，改變儲藏環境氣體成分的組成，創造不利于蟲害、霉菌生長發育的生態環境，實現殺蟲抑菌，降低糧食呼吸作用，保持原料貯藏品質[13-15]。周巾英等[5]發現，使用真空袋包裝能延長油菜籽保藏期，萬忠民等[16]的研究也指出，密閉儲藏對油菜籽品質的保持具有改善作用。油菜籽富含蛋白，儲藏期間容易吸水，引起油菜籽發熱和酸敗，因此維持儲藏期間低水分，對長期儲藏十分重要[17-18]。但密閉儲藏結合吸水儲藏劑效應在油菜儲藏中很少涉及。密閉儲藏一般以高濃度CO2或者高濃度N2來實現低氧。周巾英[5]和王彥超[19]分別研究了充CO2和N2儲藏條件對油菜籽品質的影響，發現2者都具有較好的儲藏效果。而目前相關的密閉儲藏研究、通過包裝材料的影響實現低氧的不同密閉儲藏方式討論較少，而實際上要真正實現低氧儲藏，包裝材料是必須要考慮的一個因素。

因此，本試驗研究了常溫儲藏條件下不同包裝材料、不同干燥儲藏劑濃度和不同降氧方式對油菜籽儲藏品質的影響，以期得到一種能較好地抑制油菜籽原料氧化酸敗，較好地保持其品質的密閉儲藏方式及配套包裝材料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

油菜籽原料，江西省農業科學院作物研究所；編織袋、聚乙烯袋(厚度7.5絲)、PE/PA(聚乙烯尼龍)復合袋(厚度9絲)、鋁箔袋(厚度9.9絲)，江西省農業科學院農產品加工研究所；石油醚、乙醇、三氯甲烷、鄰苯二甲酸、冰醋酸、K2Cr2O7、KOH、KI等試劑(分析純)，西隴化工股份有限公司; Na2S2O3(標準品)，阿丁拉試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

酸式滴定管、堿式滴定管、HB43-S水分測定儀，瑞士梅特勒-托利多公司；B-260 型恒溫水浴鍋、RE52CS-1型旋轉蒸發器，上海亞榮生化儀器廠；TP-214 型電子天平,北京賽多利斯儀器系統有限公司；XL-200A 型多功能高速粉碎機,上海潤實電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 儲藏處理方法

試驗分為3個部分：(1)油菜籽包裝材料的選擇。將油菜籽用編織袋、聚乙烯袋、復合膜袋和鋁箔袋包裝，包裝尺寸為50 cm × 80 cm，每袋油菜籽質量約 5 kg，通過比較不同包裝材料儲藏效果，選擇儲藏效果較好的2種包裝材料進行后續試驗；(2)密閉包裝時不同濃度的儲藏干燥劑。選用復合膜袋和鋁箔袋，分別放入0.5%、1%、2%和4%儲藏干燥劑，研究不同處理對油菜籽儲藏品質的影響；(3)密閉儲藏時不同處理方式對油菜籽品質影響。對選擇的2種包裝材料進行密閉自然降氧(對照)、干燥劑+自然降氧、CO2充氣(2%)、脫氧劑(0.2%)處理4種處理方式，然后室溫儲藏。每一種處理 3次重復，儲藏12個月之后取樣檢測油菜籽的過氧化值、酸價。

1.3.2 包裝材料透氧率和透水率測定

透氧率測定：采用GB/T 1038—2000 塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法中壓差法測定。

透水率測定：采用GB/T 26253—2010 塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定方法測定。

1.3.3 水分含量測定

樣品用粉碎機粉碎，稱取0.5 g用水分測定儀測定。

1.3.4 油菜籽油脂的提取

油菜籽樣品先用超微粉碎機粉碎，再向粉碎后的油菜籽樣品中加入無水石油醚[無水石油醚與油菜籽樣品的混合比例為1∶5 (mL∶g)]，磁力攪拌1 h后靜置12 h浸提，過濾，濾液用旋轉蒸發儀去除石油醚溶劑，得到油菜籽的油樣。

1.3.5 測定方法

酸價：按GB 5009.229—2016《食品安全國家標準食品中酸價的測定》進行測定。

過氧化值(以KOH計)：按GB 5009.227—2016《食品安全國家標準食品中過氧化值的測定》進行測定。

1.3.6 油菜籽發芽率測定

采用GB/T 3543.4—1995提供方法測定。

1.4 數據處理

獲得數據采用MS Excel分析軟件進行整理與分析。

2 結果與分析

油菜籽儲藏過程中品質劣變主要是原料中油脂的氧化酸敗引起的，通常用酸價和過氧化值指標來衡量。酸價是決定菜籽油質量優劣的重要指標之一，其結果直接影響菜籽油的等級。酸價越高，表明油脂因水解產生的游離脂肪酸越多[20]。過氧化值是衡量不飽和脂肪酸的氧化程度的指標[21]。因此儲藏方式能否保持油菜籽品質,可以通過測定菜籽油酸價和過氧化值來判定。

2.1 包裝材料特性對油菜籽品質的影響

包裝材料的特性決定著原料密閉貯藏效果[22-24]。由表1可知，4種包裝材料透性差別很大，對氧氣和水汽的阻隔性由強到弱排序為：鋁箔膜袋、復合膜袋、聚乙烯膜袋、編織袋。鋁箔膜袋阻水和阻氣性能優秀，透氧率和透水率分別只有2.0 cm2/(m2·d)和1.0 g/(m2·d)，可見經其包裝后與外界水分和氧氣交換極少。復合膜袋阻隔性能良好，聚乙烯膜袋阻水性能良好，但是透氧率非常高，達600 cm2/(m2·d)。

表1 不同包裝材料的透氧率和透水率Table 1 The oxygen transmission rate and permeable rate of different packaging materials

使用不同包裝材料儲藏油菜籽，儲藏12個月后，編織袋中油菜品質下降較多，酸價和過氧化值都處于較高水平，達到1.8 mg/g和0.064 g/100 g；鋁箔膜袋、復合膜袋的儲藏效果良好，酸價和過氧化值處于較低水平；鋁箔袋儲藏品質保持最好,酸價和過氧化值只有0.45 mg/g和0.027 g/100 g(圖1，圖2)。對照表1不同包裝材料的特性可以看出，安全水分的油菜籽，放置于透氧率和透水率相對較低的包裝材料中，品質的保持也相對較好，與付曉記[25]、郝梅梅[26]、謝雅茜[27]分別在花生、大豆和大米上的研究結論一致。

圖1 不同包裝材料儲藏油菜籽的酸價Fig.1 The acid value of different packaging materials

圖2 不同包裝材料儲藏油菜籽的過氧化值Fig.2 The peroxide value of different packaging materials

2.2 干燥儲藏劑對密閉儲藏的油菜籽品質的影響

油菜籽在儲藏過程中容易因原料自身含水量過高或者吸收環境中水分導致呼吸旺盛，引起品質下降和活力喪失[2]；利用試驗獲得的復合膜袋和鋁箔膜袋包裝油菜籽，并在袋中放入不同濃度的干燥儲藏劑，研究不同濃度干燥儲藏劑處理對油菜籽品質的影響，結果見圖3。

圖3 不同濃度儲藏劑對油菜籽貯藏期水分影響Fig.3 Effect of different desiccant on rapeseed moisture

由圖3可以看出，對照組水分和初始水分幾乎沒有變化，一直保持在9.30%左右，說明復合膜袋和鋁箔膜袋2種包裝材料都具有較好的阻隔性能，能有效阻隔環境中的水汽進入袋中，保持袋中水分不變。在外界水汽不能進入密閉包裝袋時，儲藏劑會奪取油菜籽中的水分，直到達到平衡狀態。包裝袋中油菜籽含水率和儲藏劑濃度關系密切。隨著干燥儲藏劑濃度增加含水率明顯降低，4.0%儲藏劑處理相較于對照組水分至少降低了1.3%以上。

由圖4和圖5可以看到，與對照相比，復合袋中使用儲藏劑處理對油菜籽酸價沒有顯著(P>0.05)。鋁箔袋包裝油菜籽，儲藏劑處理與對照比較有顯著性差異(P<0.05)，儲藏劑不同水平之間沒有顯著性差異(P>0.05)。復合膜袋包裝的油菜籽處理組間過氧化值變化雖然達到顯著水平(P<0.05)，但也僅只是4.0%儲藏劑處理和其他處理差異顯著；鋁箔袋各個處理組間過氧化值沒有達到顯著差異(P>0.05)。

圖4 不同儲藏劑用量對油菜籽酸價影響Fig.4 Effect of different desiccant on rapeseed acid value

圖5 不同儲藏劑用量對油菜籽過氧化值的影響Fig.5 Effect of different desiccant on rapeseed peroxide value

結果表明，當油菜籽達到安全水分后，隨著水分含量繼續降低，酸價和過氧化值并不會隨之變低；但是對比2種包裝材料發現，使用氧氣阻隔性能更好的鋁箔膜袋儲藏的油菜籽的酸價和過氧化值整體上要低于復合膜袋。對比2種包裝材料的性能，阻水性能相差不多，鋁箔袋相對復合膜袋阻氧性能更好，可見油菜籽在安全水分下，相比于水分含量，氧氣含量是一個更重要的因素。對儲藏油菜籽進行了發芽率測定(圖6)，發現儲藏劑處理雖對酸價沒有顯著影響(P>0.05)，卻對儲藏期內種子發芽率的保持具有極顯著作用(P<0.01)，且隨儲藏劑用量增加，發芽率也隨著升高，用量達到2.0%時，使用復合膜袋儲藏油菜籽12個月后，發芽率高達93%以上。

圖6 不同儲藏劑用量對油菜籽發芽率的影響Fig.6 Effect of different desiccant on rapeseed germination rate

2.3 密閉儲藏不同處理對油菜品質的影響

密閉儲藏能為油菜籽提供一個相對獨立的密閉環境，其中的氧氣含量變化是影響油菜籽密閉儲藏效果的重要因素。采用4種密閉降氧方式，研究不同處理方式對油菜籽品質的影響，結果見圖7、圖8。

圖7 密閉儲藏不同處理對油菜籽酸價的影響Fig.7 Effect of airtight ways on acid value of rapeseed

圖8 密閉儲藏不同處理對油菜籽發芽率影響Fig.8 Effect of airtight ways on peroxide value of rapeseed

經過12個月的儲藏，儲藏油菜籽的酸價為1.8 mg/g(圖1)，由圖7、圖8可知，2種包裝材料對照處理儲藏的油菜籽酸價分別是1.0和0.8 mg/g，比編織袋儲藏分別降低了44%和56%；編織袋處理的過氧化值為0.064 g/100 g(圖2)，密閉儲藏對照處理的過氧化值分別為0.042和0.027 g/100 g，分別降低了34%和58%。不同處理方式的密閉儲藏酸價和過氧化值也有不同，其中脫氧劑處理酸價和過氧化值在4種密閉儲藏處理中相對較低，其次是CO2處理，然后是干燥密閉處理，最后是對照處理；但鋁箔膜袋儲藏優于復合膜袋儲藏。總體來看，密閉儲藏能較好地保持油菜籽品質，密閉儲藏處理不同效果也不同，其中以脫氧劑處理效果最優，但考慮到應用成本，采用CO2充氣和鋁箔膜袋自然降氧是生產應用上較好的選擇。

3 結論

本試驗對油菜籽密閉儲藏包裝材料和不同儲藏方式進行了研究，結果表明：

(1)不同包裝材料儲藏安全水分的油菜籽，油菜籽酸價和過氧化值差別很大，使用透氧率和透水率越低的包裝材料，品質保持相對越好，其中復合膜袋和鋁箔膜袋是比較理想的密閉儲藏包裝材料。

(2)干燥儲藏劑的使用對儲藏安全水分的油菜籽酸價和過氧化值沒有明顯改善作用。在油菜籽安全水分下，相比于水分含量，氧氣含量是一個更重要的因素。比較密閉儲藏不同處理方式對油菜籽酸價和過氧化值的影響時發現，脫氧劑處理時酸價和過氧化值相對較低，其次是CO2，然后是干燥密閉處理。

(3)本研究對密閉儲藏不同處理方式儲藏油菜籽進行了初步研究，得到的結論對油菜籽包裝材料、處理方式的選擇具有應用意義。但是對于不同處理方式包裝袋中氣體成分動態變化需要進一步研究。