氣調(diào)儲藏對芝麻生理品質(zhì)影響的研究

朱慶賀，張來林*，王書禮，賴秀梅，韓志強

（1.河南工業(yè)大學 糧油食品學院，河南糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心，糧食儲藏安全河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州 450001；2.駐馬店市王有禮芝麻制品有限公司，河南 駐馬店 463000；3.廣州市花都區(qū)儲備糧管理中心，廣東 廣州 510800）

0 引言

芝麻（Sesamum Indicum L.）屬胡麻科胡麻屬，為一年生草本植物.芝麻的籽粒細小，皮嫩肉薄，吸濕性強.芝麻的含雜量極大，其中細小塵土占總雜質(zhì)的80%左右，因而造成籽粒間的空隙小，通透性差.儲藏過程中料堆往往不松散，濕熱不易擴散，容易發(fā)熱、生蟲、生霉.同時，芝麻中脂肪含量高，易發(fā)生浸油、酸敗，儲藏穩(wěn)定性差，是一種較難儲藏的油料[1].

隨著消費者對糧油食用品質(zhì)和衛(wèi)生營養(yǎng)品質(zhì)要求的提高、保管員對工作環(huán)境的需要、儲糧害蟲抗藥性的不斷增強，以及國際市場對我國出口產(chǎn)品所設(shè)的“綠色壁壘”，各方面都要求糧食倉儲行業(yè)實施綠色儲糧技術(shù)[2].氣調(diào)儲糧作為一種綠色儲糧技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應用.金文等[3]的研究表明，在相同儲藏條件下，氣調(diào)儲藏大豆品質(zhì)優(yōu)于常規(guī)儲藏；李巖峰等[4]對稻谷的研究表明，低溫條件下氣調(diào)儲藏與常規(guī)相比優(yōu)勢不明顯，高溫條件下氣調(diào)效果好；王彥超等[5]的研究也表明氣調(diào)儲藏能較好地保持油菜籽生理活性，但是影響程度小于水分含量、儲藏溫度和儲藏時間.以上研究都表明充氮氣調(diào)能延緩糧油種子品質(zhì)劣變，但是李巖等[6]對油葵籽的研究卻表明氣調(diào)方式對其儲藏期間的各個生理指標的影響并不明顯，而儲藏溫度和油葵籽水分則影響較大，是油葵籽安全儲藏的主要條件.在生產(chǎn)中芝麻種子常用低溫密閉的儲藏方法[7]，尚未有人對芝麻的充氮和真空儲藏進行研究，因此需要對芝麻的氣調(diào)儲藏進行研究.作者在不同儲藏方式、溫度和水分的條件下，研究了芝麻生理品質(zhì)的變化，為芝麻的氣調(diào)儲藏提供參考依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料

芝麻：駐馬店（2013 年）.

1.2 儀器與設(shè)備

HWS 型恒溫恒濕箱、DHG-9123A 電熱恒溫干燥箱：寧波東南儀器有限公司；JA2003A 型分析天平（200/0.001 g）：上海精天電子儀器有限公司；DT系列電子天平（500/0.01 g）：中國江蘇常青儀器儀表廠；DDS-11A 型數(shù)字電導儀：上海大普儀器有限公司；HY-4 調(diào)速多用振蕩器：江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠.

1.3 試驗方法

水分調(diào)制：芝麻原始水分含量為5%，在室溫條件下，向芝麻中加入適量水，混勻靜置，把芝麻水分含量調(diào)為6.8%、8.2%和9.1%.

儲藏方案：將不同水分含量的芝麻分別取200 g，放入鋁箔袋中.常規(guī)組直接用熱封機密封；真空組用真空包裝機密封；充氮組用真空密封機密封后，再充入氮氣使其濃度在98%以上.再將上面3組樣品分別放入20、25、30 ℃的恒溫箱中，儲藏180 d，每隔45 d 取出樣品測定其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、電導率和過氧化氫酶活動度等生理品質(zhì)指標.

1.4 測定方法

發(fā)芽率、發(fā)芽勢按GB/T 5520—2011 測定；過氧化氫酶活動度按GB/T 5522—2008 測定；電導率測定：稱取0.5 g 完整、均勻的芝麻，用蒸餾水洗滌4 次，加入50 mL 蒸餾水，在25 ℃下放置在3 h，然后用電導率儀測定[8].

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Excel2007 軟件對數(shù)據(jù)進行處理；用SPSS19.0 對發(fā)芽率和電導率進行因素主效應分析；相關(guān)性分析采用Pearson 法.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同儲藏條件下芝麻發(fā)芽率的變化

不同儲藏條件下芝麻發(fā)芽率的變化如圖1 所示.

從圖1 可以看出，各種儲藏條件下芝麻的發(fā)芽率都隨著儲藏時間的延長而下降，但由于儲藏條件不同，其下降的程度也不同.水分含量6.8%的芝麻在20 ℃和25 ℃發(fā)芽率隨時間下降幅度較小；而在30 ℃下，真空組和充氮組在第90 天下降到83%和85%，180 d 下降到65%和64%，常規(guī)組則由90 d 的80%下降到180 d 的40%，下降趨勢明顯.水分含量8.2%的芝麻發(fā)芽率在前90 d 的下降幅度不明顯；但在30 ℃下，常規(guī)組的發(fā)芽率由90 d 的68%降至180 d 的4%，降幅64 個百分點，下降趨勢極其顯著，與之相比充氮組和真空組的降幅分別為33 個百分點和32 個百分點，下降幅度較小.水分含量9.1%的芝麻發(fā)芽率隨時間下降趨勢是最顯著的，儲藏90 d 時，25 ℃下常規(guī)組發(fā)芽率為64%，30 ℃下為13%，二者之差為51 個百分點，表明溫度對發(fā)芽率影響顯著；30 ℃下，135 d 時常規(guī)組發(fā)芽率降為0，充氮組和真空組為25%和20%，180 d 時，發(fā)芽率都降為0.由此可知，在180 d 的儲藏過程中，發(fā)芽率下降程度與水分含量、儲藏溫度和儲藏方式有關(guān).儲藏溫度越高、水分含量越高，發(fā)芽率下降就越快；充氮和真空儲藏可以減緩發(fā)芽率的下降趨勢.

圖1 不同儲藏條件下芝麻發(fā)芽率的變化Fig.1 Change of the sesame seed germination rate under different storage conditions

2.2 不同儲藏條件下芝麻發(fā)芽勢的變化

不同儲藏條件下芝麻發(fā)芽勢的變化如圖2 所示.

發(fā)芽勢是表示種子萌發(fā)能力的強弱，種子發(fā)芽率相同時，發(fā)芽勢高，表明種子的生命力強，在實際播種中發(fā)芽率高，播種后幼苗出土正常.從圖2可知，在儲藏過程中，芝麻種子發(fā)芽勢的變化趨勢與發(fā)芽率基本相同，不同之處在于水分含量和儲藏溫度較高時，發(fā)芽勢出現(xiàn)明顯下降趨勢的時間比發(fā)芽率早，且降幅較大.如水分含量8.2%的芝麻在30 ℃下，常規(guī)組儲藏90 d 后發(fā)芽率為68%，而發(fā)芽勢僅為18%.水分含量9.1%的芝麻在30℃下，常規(guī)組儲藏45 d 后，發(fā)芽率呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，而發(fā)芽勢在前45 d 中，下降趨勢已經(jīng)非常顯著；在30 ℃常規(guī)密閉下，發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別在135 d 和90 d 降為0，種子完全喪失了萌發(fā)能力.特別是高溫高水分含量的種子，其細胞隨儲藏時間的延長損傷更為嚴重，萌發(fā)能力也更弱.

圖2 不同儲藏條件下芝麻發(fā)芽勢的變化Fig.2 Change of the sesame seed germination potential under different storage conditions

2.3 芝麻電導率的變化

電導率是指種子外滲液的導電能力.在儲藏過程中，電導率的變化可以反映出種子生理活性的變化，電導率越高，種子細胞損傷越嚴重，生理活性也就越低.從圖3 可知，在180 d 的儲藏過程中，芝麻的電導率都呈現(xiàn)出上升趨勢.但在不同條件下，上升趨勢的明顯程度不一樣.在儲藏溫度和儲藏方式相同時，水分含量高的芝麻電導率較大，且隨時間延長其上升的趨勢也越明顯，如在30 ℃常規(guī)儲藏下，水分含量6.8%、8.2%和9.1%的芝麻在90 d 后電導率分別為1 012、1 369 和1 660 μS·cm-1·g-1，與初值相比，增幅分別為125%、191%和232%；在水分含量9.1%的常規(guī)密閉儲藏下，20、25、30 ℃下儲藏135 d后電導率分別為1 431、1 582 和1 878 μS·cm-1·g-1，與初值相比增幅為175%、204%和261%，表明在儲藏方式和水分相同的情況下，溫度越高電導率值的上升越明顯；在30 ℃下，水分含量8.2%的芝麻在常規(guī)儲藏、充氮儲藏和真空儲藏條件下，180 d 后電導率分別為2 471、1 718、1 663 μS·cm-1·g-1，與初值相比，增幅分別為375%、230%、220%，常規(guī)儲藏的增幅明顯高于充氮儲藏和真空儲藏，說明相同條件下充氮儲藏和真空儲藏可以降低電導率的上升速度.

圖3 不同儲藏條件下芝麻電導率的變化Fig.3 Change of the conductivity of the sesame seed under different storage conditions

2.4 芝麻過氧化氫酶活動度的變化

過氧化氫酶活性的變化與生物體代謝情況的變化密切相關(guān)，所以在糧食儲藏過程中，過氧化氫酶活動度常被當作檢驗糧油種子生理品質(zhì)的指標之一.從圖4 可知，在180 d 的儲藏過程中，芝麻過氧化氫酶活動度都呈下降趨勢，但由于儲藏條件的不同，其下降趨勢也各不相同.在儲藏溫度和儲藏方式相同時，水分含量高的芝麻種子過氧化氫酶活動度下降的趨勢也就越明顯，如水分含量6.8%、8.2%、9.1%的芝麻在25 ℃下常規(guī)儲藏90 d后，下降幅度分別為21.5%、34.8%、48.8%；在水分含量和儲藏方式相同時，隨著溫度的升高芝麻過氧化氫酶活動度的下降趨勢越明顯，如水分含量8.2%的芝麻在常規(guī)儲藏條件下，20 ℃、25 ℃、30 ℃儲藏90 d 后，過氧化氫酶活動度下降幅度分別為20.5%、34.8%、49.3%；在水分含量和儲藏溫度相同時，儲藏方式對過氧化氫酶活動度的下降趨勢影響不明顯，如水分含量6.8%的芝麻在30 ℃條件下儲藏135 d 后，常規(guī)儲藏、充氮儲藏、真空儲藏的下降幅度分別為34.9%、36.4%、35.5%.綜上所述，水分含量、儲藏時間、儲藏溫度對芝麻過氧化氫酶活動度的變化有明顯影響，儲藏方式影響不顯著.

圖4 不同儲藏條件下芝麻過氧化氫酶活動度的變化Fig.4 Change of catalase activity of sesame seed under different storage conditions

2.5 芝麻發(fā)芽率、電導率和過氧化氫酶活動度的相關(guān)因素分析

對芝麻發(fā)芽率、電導率和過氧化氫酶活動度進行因素間主效應分析，結(jié)果見表1—表3.由表1和表2 可知：儲藏方式、儲藏溫度、水分含量和儲藏時間均對發(fā)芽率有顯著的影響，且儲藏溫度、水分含量和儲藏時間影響極為顯著；各因素的影響程度為：儲藏時間＞水分含量＞儲藏溫度＞儲藏方式.由表3 可知：水分含量、儲藏溫度和儲藏時間對過氧化氫酶活動度有顯著影響，且影響程度為儲藏時間＞水分含量＞儲藏溫度；儲藏方式對過氧化氫酶活動度影響不顯著.由此可見，在芝麻的儲藏過程中，高溫和高水分對芝麻的生理品質(zhì)有很大的影響.

表1 芝麻發(fā)芽率各因素主效應分析Table 1 Main effects analysis of each factor of sesame seed germination rate

表2 芝麻電導率主體間因素效應分析Table 2 Main effects analysis of effect factors of sesame conductivity

表3 芝麻過氧化氫酶活動度主體間因素效應分析Table 3 Main effects analysis of main effect factors of sesame catalase activity

2.6 發(fā)芽率、發(fā)芽勢、電導率、過氧化氫酶活動度與儲藏因素相關(guān)性分析（表4）

由表4 可知：過氧化氫酶活動度、發(fā)芽率和發(fā)芽勢與儲藏溫度、水分含量、儲藏時間呈顯著負相關(guān)；電導率與儲藏溫度、水分含量、儲藏時間呈顯著正相關(guān)；發(fā)芽率、發(fā)芽勢、電導率、過氧化氫酶活動度與儲藏方式相關(guān)性均不顯著；過氧化氫酶活動度、發(fā)芽率和發(fā)芽勢呈顯著正相關(guān)，電導率與過氧化氫酶活動度、發(fā)芽率和發(fā)芽勢呈顯著負相關(guān).

表4 芝麻發(fā)芽率、發(fā)芽勢、電導率、過氧化氫酶活動度與儲藏因素的相關(guān)系數(shù)Table 4 The correlation coefficient of sesame seed germination rate,germination potential,conductivity,catalase activity and storage factors

3 結(jié)論

在不同儲藏條件下對3 種水分含量芝麻的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、過氧化氫酶活動度和電導率進行分析，結(jié)果表明：在180 d 的儲藏過程中，芝麻發(fā)芽率、發(fā)芽勢和過氧化氫酶活動度呈下降趨勢，電導率呈上升趨勢；對各影響因素進行主效應分析可知各儲藏因素對芝麻的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和電導率均有顯著影響，且影響程度為儲藏時間＞水分含量＞儲藏溫度＞儲藏方式；儲藏溫度、水分含量和儲藏時間對過氧化氫酶活動度有顯著影響，而儲藏方式對過氧化氫酶活動度的影響不明顯.芝麻的發(fā)芽率、發(fā)芽勢與過氧化氫酶活動度呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與電導率呈顯著負相關(guān)關(guān)系.水分含量6.8%的芝麻較水分含量8.2%、9.1%的芝麻發(fā)芽率、發(fā)芽勢和過氧化氫酶活動度高，電導率低.在同樣條件下，20 ℃、25 ℃儲藏的芝麻比30 ℃下的發(fā)芽率、發(fā)芽勢高，過氧化氫酶活動度高，生活力強.在相同的溫度、水分含量條件下，充氮儲藏和真空儲藏比常規(guī)儲藏電導率低、生理品質(zhì)好.因此，低水分、低溫和氣調(diào)儲藏更有利于保持芝麻的生理活性.

［1］王若蘭.糧油儲藏學［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2009:327-331.

［2］鄭理芳.在中儲糧直屬庫應用充氮氣調(diào)儲糧新技術(shù)的探討［J］.糧油倉儲科技通訊，2009（1）:53-56.

［3］金文，肖建文，張來林，等.充氮氣調(diào)對大豆品質(zhì)的影響研究［J］.河南工業(yè)大學學報：自然科學版，2010（1）:71-73.

［4］李巖峰，肖建文，張來林，等.充氮氣調(diào)對稻谷品質(zhì)的影響研究［J］.糧食加工，2010（1）:46-48.

［5］王彥超，張來林，周杰生，等.不同儲藏條件對油菜籽生理活性的影響研究［J］.河南工業(yè)大學學報：自然科學版，2012（4）:57-60.

［6］李巖，張來林，顧祥明，等.不同儲藏條件對油葵籽生理品質(zhì)的研究［J］.河南工業(yè)大學學報：自然科學版，2013（4）:34-38.

［7］張超美.芝麻種子貯藏管理技術(shù)［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（21）：104-106.

［8］趙雪梅，李楠，喬燕祥，等.人工老化對2 種芝麻種子生理特性的研究［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2011（8）:29-33.