不同包裝方式對咸干花生儲藏品質的影響

張 喻, 邱展英, 許秋桐

(湖南農業大學食品科學技術學院,長沙 410128)

花生是高脂肪、高蛋白的食油兩用作物,營養價值高,素有“植物肉”的美譽。近年來,我國花生小食品類蓬勃發展[1]。咸干花生作為我國傳統花生休閑小食品的代表,由于不飽和脂肪酸含量高,儲藏期間油脂容易發生氧化酸敗,產品貨架期短,限制了咸干花生產業的發展。有研究表明,包裝作為減緩油脂和蛋白質氧化安全、方便和快捷的物理方法,可以有效地避免產品與空氣中的氧氣接觸,延緩產品在儲藏期間油脂氧化酸敗速率,從而達到延長產品貨架期的效果[2]。每種包裝方式都有各自的優點和缺點,并且抗氧化效果也不同[3],因此,在實際生產中,選擇合適的包裝方式是提高產品貨架期的關鍵。孫志威[4]研究了不同包裝儲藏對烘烤花生品質的影響,結果表明真空包裝烘烤花生的儲藏效果最好,但在實際運用中,抽真空充氮包裝效果最好。祝水蘭等[5]研究了包裝方式對花生仁氣體密閉儲藏過程中脂肪的影響,艾靜汶等[6]研究了包裝方式對水煮花生儲藏效果的影響,但不同包裝方式對咸干花生儲藏品質效果比較的研究鮮見報道。此外,有研究表明,真空脫氧包裝能顯著延長油炸花生保質期[7],在保持薄皮核桃風味上效果顯著[8],但在咸干花生品質保持的應用上鮮見報道。實驗研究4種不同包裝方式(真空包裝、真空脫氧包裝、充氮包裝和普通包裝)對咸干花生儲藏品質的影響,以期得到最優的包裝方式,為延長咸干花生貨架期提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與設備

1.1.1 實驗原料

花生品種為藍山紅籽,來源于湖南農業大學農學院,原產地為湖南永州。

1.1.2 主要試劑

石油醚、乙醚、三氯甲烷、冰醋酸、異丙醇、可溶性淀粉、酚酞、碘化鉀、硫代硫酸鈉標準溶液、氫氧化鈉標準溶液,分析純。

1.1.3 主要儀器與設備

KA-6189A真空腌制機,DA7200近紅外分析儀,SHZ-D(Ⅲ)旋轉蒸發儀,DHG-9240A電熱恒溫鼓風干燥箱,GFL-230電熱鼓風干燥箱,DK-98-Ⅱ電熱恒溫水浴鍋,CR-400色差儀。

1.2 實驗方法

1.2.1 咸干花生的制備

原料篩選:挑選顆粒飽滿,外形完整色澤均勻,沒有發霉的優質新鮮花生果。水洗:用清水洗凈花生殼外的泥沙和雜質。預煮:將洗凈后花生加入水中預煮20 min。

調味液:以水的質量100為基準,稱取質量分數2%的桂皮和2%的八角加入1 000 g的水中,預煮20 min后過濾得到濾液,并按質量分數加入7%的食鹽、3%的白砂糖攪拌均勻得到調味液。

入味:按調味液與花生質量5∶1的比例放入真空腌制機中,使料水沒過花生,蓋好蓋子密封后抽真空腌制入味20 min,真空氣壓為45 kPa。

干燥烘烤:將真空入味結束的花生用清水淋洗后靜置控水1 h,置于烘箱中以75 ℃低溫烘烤4 h,再以115 ℃高溫烘烤2 h,使水質量分數小于4%,干燥結束。

冷卻包裝:迅速將干燥烘烤后的花生冷卻至室溫,完全冷卻后進行密封包裝保藏。

1.2.2 咸干花生的不同包裝方式

真空包裝:取150 g咸干花生使用高溫蒸煮真空袋(18 cm×24 cm)包裝,并進行抽真空處理,抽真空時間為20 s,真空度為-0.1 MPa。

真空脫氧包裝:每150 g咸干花生加入1 g鐵粉食品脫氧劑,以高溫蒸煮真空袋(18 cm×24 cm)進行包裝,抽真空處理同上。

充氮包裝:取150 g咸干花生以高溫蒸煮真空袋(18 cm×24 cm)包裝,使用氣調包裝機進行充氮處理,包裝抽氣時間為2 s,充氮氣時間為0.8 s。

普通包裝:取150 g咸干花生以高溫蒸煮真空袋(18 cm×24 cm)包裝。

1.2.3 咸干花生加速氧化實驗

采用Schaal烘箱法[9],將烘烤后冷卻密封的咸干花生置于60 ℃的恒溫、恒濕培養箱中進行加速氧化,每天打亂一次樣品擺放順序,連續儲藏35 d,每隔7 d取樣測定咸干花生的儲藏品質變化。

1.2.4 咸干花生脂肪酸組成測定

參照王秀婷[10]的方法,采用近紅外分析儀測定花生原料脂肪酸組成。將不同品種花生做去殼處理,挑選種皮完整、籽粒大小均勻,飽滿無皺縮的花生樣品,稱取200 g備用。校正、預熱近紅外分析儀,選擇花生測量模式,將樣品置于近紅外測定皿中,輕晃測定皿使樣品鋪放底部無空隙,進行測定。每個樣品重復測定3次,取平均值。

1.2.5 咸干花生酸價和過氧化值測定

參照GB 19300—2014《食品安全國家標準 堅果與籽類食品》,采用溶劑法提取。取剝去外殼后的花生樣品粉碎,過20目篩,與石油醚按1∶5的比例混合置于具塞錐形瓶中,振搖1 min后靜置12 h,經盛有無水硫酸鈉的漏斗過濾,所得濾液在40 ℃水浴中利用真空旋轉蒸發儀蒸干石油醚,萃取得到花生油保存于-4 ℃下,用于酸價、過氧化值指標的測定。

1.2.5.1 咸干花生酸價(AV)測定

根據GB 5009.229—2016標準測定。取10 g花生油于錐形瓶中,加入50 mL乙醚-異丙醇混合溶液,加入2～3滴酚酞溶液,搖勻后使用0.1 mol/L的NaOH標準溶液滴定至粉紅色出現并持續至少30 s。

1.2.5.2 咸干花生過氧化值(POV)測定

根據GB 5009.227—2016標準測定。取2 g的花生油樣品與30 mL的三氯甲烷-冰醋酸混合溶液混合,準確加入飽和碘化鉀1 mL,輕輕搖蕩30 s后置于避光處反應3 min,取出后加入100 mL水和1 mL淀粉指示劑,快速用0.01 mol/L的硫代硫酸鈉標準溶液滴定至藍色消失。

1.2.6 咸干花生色差測定

對去殼后的咸干花生仁進行去皮處理,并粉碎過20目篩,得到色澤均勻的花生仁粉末,取樣置于測定皿中并鋪滿測定皿底面,使用色差儀測定咸干花生仁的亮度值(L*)、紅綠度值(a*)、黃藍度值(b*)。

1.2.7 咸干花生貨架期預測

根據Xie等[11]研究方法,利用氧化動力學方程對咸干花生的過氧化值進行分析,動力學方程見式(1)、式(2)。

零級反應動力學方程:

A=A0+kt

(1)

一級反應動力學方程:

ln[A]=kt+ln[A0]

(2)

式中:A為儲藏時間對應的過氧化值;A0為過氧化值初始值;t為儲藏時間;k為反應速率常數。

1.2.8 數據統計分析

采用Excel 2010對實驗數據進行統計,采用Origin 2021軟件對各指標進行數據分析和圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 包裝方式對咸干花生儲藏期間脂肪酸組成變化的影響

花生的脂肪酸主要由油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸和山崳酸6種脂肪酸組成,其中含量最多的是油酸、亞油酸和棕櫚酸,共占總脂肪酸質量的88.35%[12]。根據咸干花生的脂肪酸組成,研究綜合了以油酸和亞油酸為主的不飽和脂肪酸(UFA)相對含量,以棕櫚酸、硬脂酸、花生酸和山崳酸為主的飽和脂肪酸(SFA)相對含量,研究儲藏過程中不同包裝方式下咸干花生脂肪酸組成的變化情況,結果如圖1所示。

注:不同大寫字母表示不同包裝方式間的差異顯著(P<0.05);不同小寫字母表示不同儲藏時間的差異顯著(P<0.05),下同。

由圖1可知,咸干花生以不同包裝方式儲藏,脂肪酸組成的變化趨勢基本一致。經測定,儲藏前咸干花生UFA相對質量分數為81.83%,SFA相對質量分數為17.04%。儲藏35 d后,由真空包裝、真空脫氧包裝、充氮包裝和普通包裝儲藏的咸干花生UFA相對質量分數從初始的82.74%分別降至77.72%、77.40%、77.81%和76.83%;其中,以普通包裝的UFA相對含量降幅最大,說明包裝處理能在一定程度上延緩油脂氧化。Wang等[13]研究證明,油脂中高比例的UFA在儲藏中不飽和雙鍵更易被氧化分解,從而向SFA轉化。由于藍山紅籽這個品種加工的咸干花生油脂含量和UFA含量均較高,因此儲藏過程中UFA比例降幅較大。4種包裝方式的咸干花生SFA相對含量在儲藏結束后均有升高,其中,以普通包裝的SFA相對質量分數最高,為23.17%。這可能是由于在高溫條件下,花生油脂中UFA的氧化分解速度要高于SFA,導致在標準化百分比中SFA的相對含量相比于UFA的相對含量有所增加,特別是高比例的UFA影響效果明顯,這與叢莎[14]的研究結果一致。此外,有研究證明,SFA不能承受60 ℃的儲藏溫度而發生水解氧化,但水解氧化的速度仍低于UFA,因此SFA相對含量上升[15,16]。4種包裝方式處理下咸干花生脂肪酸的變化均有顯著差異,這可能是因為在儲藏過程中用不同包裝處理咸干花生所隔絕氧氣的程度不同。并且,與對照組相比,真空包裝、真空脫氧包裝和充氮包裝降低了UFA特別是亞油酸的氧化分解速率,從而減緩咸干花生中UFA向SFA轉化的速率,因此這3種包裝方式均能在不同程度上減緩咸干花生脂肪酸的氧化。

2.2 包裝方式對咸干花生儲藏期間酸價變化的影響

酸價(AV)反映的是油脂中游離脂肪酸的含量,是評價花生產品儲藏品質的一項重要指標。游離脂肪酸主要是脂質在儲藏過程中受光照、高溫、水分和解脂酶等作用使甘油三酯分子水解釋放產生,生成的游離脂肪酸會進一步氧化分解,并促進油脂的氧化酸敗,從而造成油脂的品質和穩定性下降[17]。儲藏前,咸干花生的酸價為0.24 mg/g。對不同包裝方式的咸干花生進行加速氧化實驗,每隔7 d取樣進行酸價測定,結果如圖2所示。

圖2 包裝方式對咸干花生貯藏期間酸價變化的影響

由圖2可以看出,咸干花生在真空包裝、真空脫氧包裝和充氮包裝方式下,酸價隨著儲藏時間的延長呈先上升后下降的趨勢。在儲藏前期,咸干花生酸價上升顯著(P<0.05),在儲藏的第21天,以充氮包裝的咸干花生酸價最高,達0.40 mg/g,而普通包裝的咸干花生酸價下降顯著。說明充氮包裝與其他包裝方式相比,咸干花生內部的脂肪水解速率較快,游離脂肪酸積累使酸價顯著提高,而普通包裝的咸干花生油脂已經氧化。在儲藏的后期,真空包裝、真空脫氧包裝和充氮包裝的咸干花生的酸價開始下降,說明在此階段油脂中積累的游離脂肪酸開始被大量氧化分解,有研究證明,油脂中的一些微量化合物如游離脂肪酸、光敏物質等是促氧化劑,即游離脂肪酸的大量積累可以促進咸干花生的氧化[18]。在儲藏的第35 d,3種包裝方式的酸價分別降為0.31、0.32 、0.30 mg/g,均低于普通包裝的酸價,說明這3種包裝方式能抑制酸價的升高。其中,以充氮包裝儲藏的咸干花生酸價降幅較大,酸價最低;而以真空包裝和真空脫氧包裝儲藏的咸干花生酸價變幅較小,說明在儲藏過程中,這2種包裝方式減緩咸干花生油脂中游離脂肪酸分解氧化速率的效果更好。

2.3 包裝方式對咸干花生儲藏期間過氧化值變化的影響

咸干花生儲藏前的過氧化值為0.01 g/100 g。對不同包裝方式的咸干花生過氧化值進行測定,結果如圖3所示。

圖3 包裝方式對咸干花生儲藏期間過氧化值變化的影響

研究表明,不同包裝方式下,烘烤花生油脂的過氧化值隨儲藏時間的增加而增加,且真空包裝的效果最好,普通包裝的效果最差[4]。由圖3可知,在儲藏過程中,4種包裝方式中以真空脫氧包裝儲藏的咸干花生過氧化值最低,且與其他3種包裝方式差異顯著(P<0.05)。隨著儲藏時間的增加,4種包裝方式均呈顯著上升趨勢(P<0.05),與烘烤花生油脂過氧化值的變化趨勢一致,說明咸干花生的氧化程度不斷增大,品質不斷下降。在儲藏的第35天,過氧化值分別為0.18 、0.16、0.19 、0.23 g/100 g,以普通包裝的咸干花生過氧化值最高。與普通包裝方式比較,在儲藏過程中,其他3種包裝方式處理的咸干花生過氧化值增幅較小,說明這3種包裝方式均能有效地延緩咸干花生的氧化酸敗,提高產品的儲藏品質,并且真空脫氧包裝方式儲藏延緩油脂氧化速率的效果更好。

2.4 包裝方式對咸干花生儲藏期間色差變化的影響

色澤是咸干花生在儲藏過程中重要的感官品質指標,對儲藏過程研究產品品質的變化有重要作用[19]。對咸干花生儲藏前的L*值、a*值和b*值進行測定,結果分別為41.14、6.17、19.54。不同包裝方式下儲藏的咸干花生色差變化情況如圖4所示。

圖4 包裝方式對咸干花生色差變化的影響

由圖4a可知,4種包裝方式的咸干花生的亮度有顯著性差異(P<0.05),普通包裝的咸干花生在儲藏前期亮度呈顯著上升趨勢(P<0.05),而其他3種包裝方式的咸干花生儲藏期間亮度變化無明顯差異;在儲藏的第35天,以真空包裝、真空脫氧包裝、充氮包裝和普通包裝的咸干花生亮度分別提高至54.33、53.27、55.18和54.34,以充氮包裝的咸干花生亮度最高,說明這3種包裝處理能抑制L*值的升高。咸干花生的色澤隨著儲藏時間越長,亮度越高,可能是咸干花生在烘烤期間雖然在高溫的作用下發生美拉德反應,花生中的氨基酸和還原糖反應生成了類黑素等色素沉積,使咸干花生產品的亮度變暗,但是當咸干花生在儲藏時,美拉德產物可能在氧氣存在的情況下進行逆反應,導致咸干花生褪色,因此儲藏過程中,咸干花生的亮度逐漸提高[20]。由圖4b可知,4種包裝方式下咸干花生a*值隨著儲藏時間的延長,呈顯著下降趨勢(P<0.05),這說明咸干花生的色澤紅度逐漸減弱;以真空包裝的咸干花生a*值減幅最大,在儲藏第35天后降至1.39,紅度最低。在儲藏后期,以真空包裝、真空脫氧包裝和充氮包裝的咸干花生a*值均低于普通包裝,說明這3種包裝處理能降低咸干花生的紅度。由圖4c可知,在儲藏前期,4種包裝方式咸干花生的b*值有顯著差異(P<0.05),儲藏的第7天,b*值分別為21.37、20.77、21.10與20.11,以真空包裝的咸干花生b*值最高。在儲藏后期,3種包裝方式的b*值均低于普通包裝,以真空包裝和真空脫氧包裝的咸干花生b*值降低較明顯(P<0.05),分別降為18.94、18.98,黃度減弱,說明這3種包裝處理均能降低b*值。

2.5 不同包裝方式咸干花生貨架期的預測

咸干花生氧化特性可以通過酸價和過氧化值的化學動力學模型進行表征[21]。過氧化值是代表脂肪一級氧化產物的指標,與酸價相比,對咸干花生氧化程度反映的精確度更高,且咸干花生的過氧化值與時間有顯著的相關性。研究選用過氧化值為表征指標,對咸干花生在儲藏期間的氧化情況進行動力學分析,得到在60 ℃下,咸干花生儲藏時間與過氧化值的線性回歸方程。由表1可知,對不同包裝方式的咸干花生過氧化值與時間的關系進行線性回歸分析,得到回歸系數R2均大于0.90,擬合度高,說明不同包裝方式下儲藏的咸干花生過氧化值的變化符合零級反應。

表1 不同包裝方式咸干花生過氧化值線性回歸方程

根據k值得到4種包裝方式下咸干花生的貨架期預測模型,對貨架期進行預測,結果如表2所示。艾靜汶等[6]研究發現,與普通包裝相比,真空包裝可延長水煮花生的儲藏時間。由表2可知,與普通包裝方式相比,其他3種包裝方式儲藏下的咸干花生貨架期均有明顯延長,且不同包裝方式的貨架期由高到低依次為:真空脫氧包裝>真空包裝>充氮包裝>普通包裝。其中,以真空脫氧包裝的保存效果最好,貨架期為111 d,比普通包裝的貨架期延長了29 d,增幅最大,說明真空脫氧包裝的咸干花生油脂氧化穩定性好,最耐儲藏;而充氮包裝與真空包裝和真空脫氧包裝2種包裝方式相比貨架期延長的效果較差。真空包裝、真空脫氧包裝和充氮包裝3種包裝方式均能有效地減緩咸干花生的氧化速率,延長產品貨架期,但最佳的包裝方式為真空脫氧包裝,對咸干花生貨架期的延長效果最好,能更好地保持咸干花生的儲藏品質,提高產品的商業價值。

表2 不同包裝方式咸干花生的貨架期預測

3 結論

對咸干花生不同包裝方式下儲藏品質的研究表明,儲藏期間,不同包裝方式下脂肪酸的組成變化不大。與對照組相比,3種包裝均能有效減效緩油脂氧化速率,酸價呈先上升后下降趨勢,變幅減小,以真空包裝和真空脫氧包裝儲藏效果最佳。并且,真空脫氧包裝能有效抑制過氧化值上升。儲藏后期,L*值升高,a*值和b*值下降,其中以充氮包裝的咸干花生亮度最高,真空包裝的咸干花生紅度最低,真空包裝和真空脫氧包裝的咸干花生黃度相對較低,真空脫氧包裝能有效延緩b*值上升。咸干花生貨架期延長的效果依次為:真空脫氧包裝>真空包裝>充氮包裝>普通包裝,經真空脫氧包裝后,在60 ℃儲藏條件下,咸干花生的貨架期可延長至111 d。綜合分析結果,真空脫氧包裝是咸干花生較為合適的包裝方式,能較好地延緩花生中油脂的氧化,延長產品貨架期,適于在產品儲藏過程中展開應用。對于更多的包裝方式對咸干花生儲藏品質的影響還有待進一步研究。同時,除色度、酸價、過氧化值和脂肪酸變化外,不同包裝方式對咸干花生其他儲存品質影響的研究也有待進一步開展。