生干黑芝麻酸價的影響因素及工藝優化研究

魏同偉，陳 強，胡小龍，袁小君，張 煉，劉明月

（1.華信普創（北京）技術咨詢有限公司，北京 100000；2.中研食安（廣州）檢測認證有限公司，廣東廣州 510000；3.深圳市錢大媽農產品有限公司，廣東深圳 518000；4.深圳市加寶米面制品有限公司，廣東深圳 518000；5.深圳市簕杜鵑食品有限公司，廣東深圳 518000；6.深圳市瑞利來實業有限公司，廣東深圳 518000）

芝麻屬于初級農產品，是常見的油料作物，在我國東北、華北、華南和西北地區均有大面積種植。其果實生干芝麻在人們日常生活中用途廣泛，可用來榨油、佐料、制作豆漿、用作食品原料等。脫殼芝麻屬于生干籽類，且油脂含量較高，極易發生酸敗，影響食用安全。而酸價是油脂變質程度的重要指標，是食用農產品生干芝麻的食品安全風險監測項目之一。

近年來，人們的生活水平不斷提高，國家對食品安全越來越重視。為保障食品安全，市場監管部門不斷加大對食用農產品生干黑芝麻的監督抽檢。芝麻的種植一般為小規模種植，面積不大、地塊不集中、產量不高且極易受到雨水和病蟲害的影響而減產。因芝麻屬于喜歡溫熱的植物，收割時間一般在夏季和秋季。結合對種植收割、生產加工環節的實地考察，并通過與種植農戶、經營商戶的交流和調研，分析其酸價超標的原因包括芝麻收獲時遇雨水、潮濕天氣易造成芝麻植株受潮、籽粒酸敗；芝麻收割時水分較大，未及時晾曬干燥會造成芝麻發霉變質，直到酸敗；目前芝麻的脫殼仍是自然脫落，在此過程中儲存環境差，儲存不當，芝麻易受到外部污染發生酸敗；黑芝麻表皮含有豐富的草酸，隨著儲存時間的延長會逐漸發生酸敗；黑芝麻籽仁脂肪含量高、水分足，極易引起酸敗。

本文按照《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》（GB 5009.229—2016）冷溶劑指示劑滴定法檢測生干黑芝麻的酸價，探究其酸價的影響因素[1]，進而制定降低生干黑芝麻酸價的對策和方案。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生干黑芝麻（倉庫自有，遼9817黑芝麻品種，批次若干）；異丙醇（分析純，西化）；乙醚（分析純，國藥）；石油醚（分析純，國藥）；95%乙醇（分析純，西化）；酚酞指示劑；氫氧化鉀標準溶液。

1.2 儀器與設備

10 mL微量滴定管；天平；恒溫水浴鍋；恒溫干燥箱；離心機；旋轉蒸發儀；索氏脂肪提取裝置；粉碎機。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品準備和試驗方案

（1）方案1。同批次生干黑芝麻樣品若干，分別置于60 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃和110 ℃的恒溫干燥箱烘干0 min、10 min、20 min、30min、40 min和50 min，冷卻備用，用于分析烘干時間和烘干溫度對酸價的影響。

（2）方案2。不同批次生干黑芝麻樣品若干，經水洗后自然晾干備用，用于分析經水洗后草酸含量變化對酸價的影響。

（3）方案3。不同批次生干黑芝麻樣品若干，經工藝優化，增加水洗、離心脫水、低溫烘干（90 ℃、40 min）處理步驟，同時以僅低溫烘干處理（90 ℃、40 min）的生干黑芝麻作為對照組，分析工藝優化對酸價的影響。

1.3.2 樣品前處理

先用粉碎機將上述生干黑芝麻粉碎成均勻的細顆粒，粒徑為0.8～3.0 mm，分成若干份，裝入索氏脂肪提取裝置中，再加入適量的提取溶劑石油醚，加熱并回流提取4 h。最后收集并合并所有的提取液于一個燒瓶中，置于水浴溫度不高于45 ℃的旋轉蒸發儀內，在0.08～0.10 MPa負壓條件下，將其中的溶劑徹底旋轉蒸干，取殘留的液體油脂作為試樣進行酸價測定[2]。

1.3.3 酸價的測定

稱取10.0 g提取出的油脂置于錐形瓶中，加入60 mL乙醚-異丙醇混合液和3滴酚酞指示劑，充分振搖溶解試樣。用標準氫氧化鉀滴定溶液對試樣溶液進行滴定，當待測溶液初現微紅色，且15 s內無明顯褪色時，為滴定的終點。記錄滴定消耗的標準滴定溶液的體積[1]。同時，做空白試驗。

1.3.4 酸價的計算

酸價的計算公式為

式中：X為酸價，mg·g-1；V為試樣測定所消耗的標準氫氧化鉀溶液體積，mL；V0為空白所消耗的標準氫氧化鉀溶液體積，mL；m為稱取油脂的質量，g；c為標準滴定溶液的摩爾濃度，mol·L-1；56.1為氫氧化鉀的摩爾質量，g·mol-1。

2 結果與分析

2.1 烘干時間和烘干溫度對生干黑芝麻酸價的影響

由表1可知，隨著時間的延長，生干黑芝麻的酸價整體呈不同程度的降低，烘干溫度為60 ℃、80 ℃，烘干時間為10 min時酸價出現了升高，10 min后逐漸降低。烘干時間相同時，隨著烘干溫度的升高，生干黑芝麻的酸價呈降低趨勢。

表1 不同烘干時間和烘干溫度下生干黑芝麻酸價統計

2.2 草酸含量對生干黑芝麻酸價的影響

由表2可知，經水洗后生干黑芝麻表皮的草酸含量有明顯的降低，酸價有輕微的降低，草酸含量的降低可能不是影響生干黑芝麻酸價的根本原因。

表2 經水洗后草酸含量變化及酸價統計

2.3 工藝優化對生干黑芝麻酸價的影響

由表3可知，經工藝優化條件處理的生干黑芝麻酸價有明顯的降低，降低約50%，說明該工藝優化方案有效。而后經過反復測試和驗證，初步可以確定經優化的加工工藝可有效降低生干黑芝麻的酸價。

表3 工藝優化前后生干黑芝麻酸價統計

3 討論

因芝麻種植、收割環節自然環境不可控，除了收割環節加強防護外，暫無其他有效手段進行控制。參考專業文獻資料，如李榮啟等[3]的濕法生產芝麻仁的加工原理、工藝路線、原料選擇以及關鍵工序的操作和設備的配置；李垚然[4]的濕法芝麻脫皮的生產工藝及裝備的設計；袁青麗[5]研究漬害處理的淹水時間對芝麻籽粒農藝性狀和外觀品質的影響；并結合現有的技術手段，考慮到芝麻采收環節不可控的環境影響，增加對生干黑芝麻表皮進行水洗，輔以離心脫水、低溫烘干的預處理方式，研究其酸價指標的變化。

優化后的加工工藝中，增加了水洗工序，采用流動水清洗，以洗去黑芝麻表皮的草酸和表面附著物，降低其影響；增加離心脫水工序是為了快速清除黑芝麻表面的水漬，防止泡發過度；增加低溫烘干工序（溫度：90 ℃，時間：40 min）是為了進一步降低黑芝麻的水分，確保水分指標符合《芝麻》（GB/T 11761—2021）的要求，且不會造成由生干芝麻變成熟制芝麻，使其保持原有的生干特質。低溫烘干工序可依據實際需求，適當調整烘干溫度、延長烘干時間，以達到最佳的效果，經反復測試，較理想的操作參數是烘干溫度為90～100 ℃，烘干時間為40～60 min，經工藝優化條件處理的生干黑芝麻籽粒會因泡發變大，色澤也不夠黑亮，但原有特質未發生變化。

在工藝優化方案的可行性方面，依據生干黑芝麻生產工藝需要，需在原有機器設備的基礎上增加1臺清洗機、1臺離心脫水機和1個烘干房，經工程報價，設備成本不高，占地面積不大，作為原料預處理的設備可獨立布置在非生產加工車間，無需改造生產線，該工藝優化方案具有可行性、可操作性。

4 結論

本文研究了不同烘干時間和烘干溫度、草酸含量及工藝優化等因素對生干黑芝麻酸價的影響，在不同烘干溫度下生干黑芝麻酸價整體呈降低趨勢；經水洗后生干黑芝麻表皮的草酸含量有明顯的降低，酸價也有輕微的降低，草酸含量的降低可能不是影響生干黑芝麻酸價的根本原因；經工藝優化后的生干黑芝麻酸價有明顯的降低，降低約50%，證實工藝優化方案有效。因此，加工工藝中增加水洗，輔以離心脫水、低溫烘干等預處理手段，能有效降低生干黑芝麻的酸價，工藝優化方案經評估，具有可行性、可操作性，為有效降低生干黑芝麻的酸價提供了技術方案。