高能電子束輻照對奇亞籽發(fā)芽率及奇亞籽毛油品質(zhì)的影響

高亞靈，陶寧萍，寧偉偉，榮 旭，張智力

(上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院，上海 201306)

高能電子束輻照對奇亞籽發(fā)芽率及奇亞籽毛油品質(zhì)的影響

高亞靈，陶寧萍，寧偉偉，榮 旭，張智力

(上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院，上海 201306)

奇亞籽繁殖力超強(qiáng)，引入我國易形成優(yōu)勢種群，破壞生態(tài)系統(tǒng)，因此考慮對奇亞籽進(jìn)行滅活后引入。探究利用輻照技術(shù)使奇亞籽喪失活力，并研究輻照對奇亞籽毛油品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：輻照處理可延緩奇亞籽開始萌發(fā)的時間，并使其發(fā)芽率降低，隨著輻照劑量的增大，10 kGy處理時奇亞籽發(fā)芽率為0；10 kGy輻照處理與不經(jīng)輻照處理的奇亞籽毛油相比，酸值顯著升高(P<0.05)(但仍符合亞麻籽油的一級標(biāo)準(zhǔn))，過氧化值、脂肪酸組成差異不顯著(P>0.05)；輻照處理后奇亞籽毛油的品質(zhì)高，符合亞麻籽油的一級標(biāo)準(zhǔn)。

奇亞籽；高能電子束；發(fā)芽率；酸值；脂肪酸

奇亞籽(Salviahispanica)是芡歐鼠尾草的種子。芡歐鼠尾草是一種一年生作物，生長在墨西哥及北美洲地區(qū)海拔約1 200 m的高原荒漠，現(xiàn)廣泛分布于南美、澳大利亞等地區(qū)，亞洲沒有此物種，我國奇亞籽的食用都依賴于進(jìn)口[1-2]。奇亞籽是一種營養(yǎng)價值豐富的食品原料，富含脂肪、優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、膳食纖維以及多種礦物質(zhì)等。奇亞籽含粗脂肪34.20%，多不飽和脂肪酸占總脂肪酸的85.02%，其中α-亞麻酸的含量高達(dá)62.48%[3]。此外，奇亞籽還富含維生素E、類胡蘿卜素、多酚類化合物等十幾種抗氧化活性物質(zhì)，具有改善血脂代謝、控制血糖、潤腸通便、抗氧化、抑菌消炎、抗病毒、抗腫瘤、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)等作用[4-8]。2014年5月30日衛(wèi)生部批準(zhǔn)奇亞籽為新食品原料[9]，這使奇亞籽在我國有巨大的發(fā)展空間，有很高的研究價值[10-11]。

《中華人民共和國進(jìn)出境動植物檢疫法》明確規(guī)定，禁止攜帶、郵寄種子(苗)、苗木及其他具有繁殖能力的植物材料入境。奇亞籽非我國原有物種，目前在我國尚未有種植報告。奇亞籽是一種優(yōu)質(zhì)的食品原料種子，具有特別的醫(yī)療保健功能，但其繁殖力超強(qiáng)，我國氣候條件非常適合該植物生長繁殖，一旦引入極易形成優(yōu)勢種群，與本地物種競爭，破壞生態(tài)系統(tǒng)[12]，因此考慮對奇亞籽進(jìn)行滅活后引入。

種子滅活的方法很多，常見的有化學(xué)試劑熏蒸或浸泡滅活、干熱滅活、濕熱滅活、輻照滅活等。其中化學(xué)試劑熏蒸或浸泡滅活對食品的破壞較大，試劑殘留對食品安全造成威脅；熱力滅活耗時較長，且不能保證將種子完全滅活；輻照處理具有簡單高效、安全無殘留等優(yōu)點。2003年，國際植物保護(hù)公約(IPPC) 正式通過了第18號國際植物檢疫措施標(biāo)準(zhǔn)——輻照用作植物檢疫措施的準(zhǔn)則，輻照技術(shù)可以用作一項植物檢疫處理措施。電子束對進(jìn)口動植物農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行檢疫性輻照，可以有效地使植物種子失活，防止外來物種的入侵，在保障中國農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境安全與植物檢疫方面有積極影響。

輻照食品中的營養(yǎng)物質(zhì)幾乎不會受到破壞，在烹調(diào)過程中極易損失的生育酚和硒，輻照處理后保留率可高達(dá)90%以上。第四屆專門委員會會議得出結(jié)論：“用10 kGy以下的平均最大劑量照射任何食品，在毒理學(xué)、營養(yǎng)學(xué)及微生物學(xué)上都絲毫不存在問題，而且今后無須再對經(jīng)低于此劑量輻照的各種食品進(jìn)行毒性試驗”。

本研究利用高能電子束射線對奇亞籽進(jìn)行0～10 kGy的輻照處理，研究不同輻照劑量對奇亞籽萌發(fā)的影響，旨在探索利用輻照技術(shù)使奇亞籽喪失活力，以滿足入境植物檢疫規(guī)定中種子入境條件，為后續(xù)奇亞籽相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)提供原料。并對0 kGy和10 kGy輻照處理后的奇亞籽螺旋壓榨毛油的品質(zhì)進(jìn)行分析，探究輻照對奇亞籽毛油品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料與試劑

奇亞籽：由上海中福集團(tuán)有限公司提供；石油醚、甲醇、無水乙醇、酚酞、氫氧化鉀、冰乙酸、異辛烷、碘化鉀、硫代硫酸鈉、可溶性淀粉，均為分析純；正己烷為色譜級；37 種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：美國 Supelco 公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

Rhodotron TT200 高能電子加速器；Thermo TRACE GC ULTRA氣相色譜儀，安捷倫科技(上海)有限公司；DHG-9140A 型電熱鼓風(fēng)干燥箱；HPP108 恒溫恒濕培養(yǎng)箱；TM-RA302A TCL家用智能榨油機(jī)。

1.2 試驗方法

1.2.1 輻照處理

本試驗在上海輻新輻照技術(shù)有限公司進(jìn)行，輻照裝置為 Rhodotron TT200 高能電子加速器，輻照能量為10 MeV，掃描寬度為60～100 cm，掃描頻率為50 Hz，輻照電流為0.1～8 mA。輻照處理場通過ISO 11137認(rèn)證。設(shè)置電子束輻照劑量0.5、1、2、3、6、8 kGy和10 kGy，將裝袋的奇亞籽置于傳送帶送入場內(nèi)，并在常溫下進(jìn)行輻照處理，每個輻照劑量輻照6 min，每個輻照劑量的試驗樣品均設(shè)3個平行樣，以不經(jīng)輻照處理的為空白對照。

1.2.2 奇亞籽發(fā)芽率的測定

參考GB/T 3543.4—1995。具體培育步驟如下: 每個樣品隨機(jī)挑選輻照后50粒左右的奇亞籽，整齊擺放于直徑18 cm左右鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，注入清水至濾紙飽和，標(biāo)記后加蓋，移入恒溫恒濕培養(yǎng)箱，25℃恒溫培養(yǎng)；每天更換水，觀察記錄奇亞籽的發(fā)芽情況。

1.2.3 奇亞籽毛油的制備

選取TCL家用智能榨油機(jī)的冷榨模式分別壓榨未經(jīng)輻照處理和輻照處理的奇亞籽，機(jī)器經(jīng)過2 min 預(yù)熱直接開始壓榨，靜置后真空抽濾得到奇亞籽毛油。

1.2.4 奇亞籽毛油品質(zhì)的測定

酸值：參照GB/T 5530—2005。過氧化值：參照GB/T 5538—2005。脂肪酸組成利用氣相色譜儀進(jìn)行分析檢測。脂肪酸甲酯化方法：參照GB/T 17376—2008中的三氟化硼法。氣相色譜條件為：FID檢測器，Agilent SP-2560色譜柱(100 m×0.25 mm×0.2 μm),柱初始溫度70℃，以50℃/min升溫至140℃，保持1 min，4℃/min升溫至180℃，保持1 min，3℃/min升溫至225℃，保持30 min，汽化室溫度25℃，載氣N2，柱流速1 mL/min，分流比45∶1，進(jìn)樣量1 μL。脂肪酸含量采用峰面積歸一化法確定。

1.2.5 統(tǒng)計分析

采用SPSS 21.0 軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行Tukey顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 輻照對奇亞籽發(fā)芽率的影響

奇亞籽經(jīng)輻照處理后，立即進(jìn)行萌發(fā)試驗，觀察記錄奇亞籽的發(fā)芽情況，發(fā)現(xiàn)第7 d后，奇亞籽的發(fā)芽情況不再改變，持續(xù)觀察至第14 d。不同輻照劑量處理后奇亞籽的發(fā)芽率見表1。

表1 不同輻照劑量處理后奇亞籽的發(fā)芽率

注：每一列右上角字母不同代表不同發(fā)芽率之間存在顯著性差異(P<0.05)。

輻照對谷物種子萌發(fā)特性有顯著影響，它能抑制谷物種子發(fā)芽，并對谷物種子根系產(chǎn)生明顯抑制作用，這是由于輻照使谷物種子內(nèi)部水分分離出具有氧化作用的自由基使種胚受到破壞，從而抑制種子萌發(fā)[13]。由表1可以看出，奇亞籽的發(fā)芽率隨培養(yǎng)時間延長，前4 d各組種子發(fā)芽率均逐漸增加，但均明顯低于對照組，4 d后種子發(fā)芽率增加趨于平緩，7 d后種子發(fā)芽率不再改變。不同劑量的輻照處理可推遲奇亞籽開始發(fā)芽的時間，當(dāng)劑量增加至3 kGy時，奇亞籽開始發(fā)芽的時間與不經(jīng)輻照處理組相比明顯較晚，經(jīng)10 kGy輻照處理最終可使奇亞籽失活。

隨著輻照劑量的增加奇亞籽的發(fā)芽率呈下降趨勢，采用SPSS 21.0 軟件對不同輻照劑量處理奇亞籽的發(fā)芽率進(jìn)行顯著性分析。結(jié)果顯示，輻照處理組與不經(jīng)輻照處理的奇亞籽發(fā)芽率之間的差異性水平均顯著(P<0.05)，表明所選用的輻照劑量對奇亞籽均產(chǎn)生了一定程度的影響，使奇亞籽的發(fā)芽率降低，且隨著輻照劑量的增大奇亞籽的發(fā)芽率逐漸降低，直至奇亞籽失去活力。在輻照劑量低于3 kGy時，奇亞籽的萌發(fā)特性受到的抑制作用較弱，發(fā)芽率降低緩慢；當(dāng)輻照劑量增加至3 kGy時,奇亞籽所受到的抑制作用增強(qiáng)，發(fā)芽率降低為8%；隨著輻照劑量的增大，當(dāng)輻照劑量為10 kGy時，奇亞籽的發(fā)芽率為0。王若蘭等[13]研究輻照對糧食微觀結(jié)構(gòu)及其萌發(fā)特性的影響，結(jié)果表明輻照劑量越大，發(fā)芽率越低，當(dāng)輻照劑量達(dá)到10 kGy時，小麥、稻谷、玉米和大豆的發(fā)芽率均為0，與本試驗的研究結(jié)果一致。

2.2 輻照對奇亞籽毛油品質(zhì)的影響

2.2.1 輻照對奇亞籽毛油酸值及過氧化值的影響

10 kGy輻照處理和不經(jīng)輻照處理的奇亞籽經(jīng)螺旋壓榨，制得奇亞籽毛油，對其酸值和過氧化值進(jìn)行測定，并與一級亞麻籽油(GB/T 8235—2008)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做對比(由于奇亞籽油沒有相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，所以參考亞麻籽油的標(biāo)準(zhǔn))。用SPSS 21.0 軟件對試驗結(jié)果進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果見表2。

表2 輻照處理對奇亞籽毛油酸值、過氧化值的影響

注：字母不同代表不同酸值、過氧化值之間存在顯著性差異(P<0.05)。

過氧化值：油脂氧化的初級產(chǎn)物是氫過氧化物，因此通過測定油脂中氫過氧化物的含量，可以評價油脂的氧化程度。酸值：油脂氧化的初級產(chǎn)物氫過氧化物非常不穩(wěn)定，易分解為醛、酮、酸等，因此酸值也是評價油脂氧化變質(zhì)程度的一個重要指標(biāo)[14]。由表2可以看出，輻照處理后與不經(jīng)輻照處理的奇亞籽毛油相比，酸值(KOH)升高了0.09 mg/g，與不經(jīng)輻照處理的奇亞籽毛油酸值相比差異雖然顯著(P<0.05)，但是輻照處理后的奇亞籽毛油酸值依然遠(yuǎn)低于亞麻籽油的一級標(biāo)準(zhǔn)。奇亞籽毛油的過氧化值與不經(jīng)輻照處理的相比升高了0.24 mmol/kg，但是差異不顯著(P>0.05)，奇亞籽毛油的過氧化值遠(yuǎn)小于亞麻籽油的一級標(biāo)準(zhǔn)。由此得出結(jié)論：輻照處理雖然使奇亞籽毛油的酸值、過氧化值略有升高，但是輻照劑量較小，在食用安全范圍內(nèi)，對奇亞籽毛油品質(zhì)的影響較小，10 kGy輻照處理后奇亞籽毛油的品質(zhì)符合亞麻籽油的一級標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 輻照對奇亞籽毛油脂肪酸組成的影響

輻照處理后與不經(jīng)輻照處理的奇亞籽毛油主要脂肪酸組成及含量見表3。

表3 輻照處理對奇亞籽毛油脂肪酸組成及含量的影響

注：未標(biāo)注字母代表脂肪酸組成之間差異不顯著(P>0.05)。

由表3可以看出，奇亞籽毛油多不飽和脂肪酸主要由亞油酸和α-亞麻酸兩種必需脂肪酸組成，人體一旦缺乏會引起一系列病理反應(yīng)。在奇亞籽毛油多不飽和脂肪酸中α-亞麻酸含量最高，達(dá)到62.48%，是目前報道各種植物中含量最高的[15]。α-亞麻酸是維持大腦和神經(jīng)系統(tǒng)所必需的脂肪酸，人體缺乏α-亞麻酸，大腦、視網(wǎng)膜等神經(jīng)系統(tǒng)將發(fā)生異常障礙。此外，α-亞麻酸具有抗血栓和降血脂作用，能預(yù)防癌變、抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移、抑制病態(tài)性病癥等。

對兩組奇亞籽壓榨毛油脂肪酸組成進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果表明經(jīng)10 kGy輻照處理與不經(jīng)輻照處理的奇亞籽毛油相比，脂肪酸組成差異不顯著(P>0.05)。程安瑋等[16]研究發(fā)現(xiàn)，不同劑量的輻照處理對花生脂肪酸組成沒有顯著影響。據(jù)Stevenson[17]研究，中小劑量的輻照(≤10 kGy)不會使食物的營養(yǎng)成分發(fā)生顯著改變。均與本試驗的研究結(jié)果一致。

將輻照處理后奇亞籽毛油脂肪酸組成及含量與亞麻籽油做對比，用以分析評價輻照處理后奇亞籽毛油的營養(yǎng)價值，結(jié)果見表4。

由表4可以看出，輻照處理的奇亞籽毛油多不飽和脂肪酸(PUFA)含量高達(dá)84.46%，高于亞麻籽油(63.20%)。PUFA與飽和脂肪酸 (SFA)含量的比值(PUFA/SFA)是評價脂肪酸性質(zhì)的一個重要指標(biāo)。有關(guān)研究表示，僅在PUFA/SFA 比值大于2時，植物油脂才具有降血脂的功能，并且 PUFA/SFA的比值越大，油脂降血脂的作用就越明顯[19]。輻照處理的奇亞籽毛油PUFA/SFA比值為7.05，明顯優(yōu)于亞麻籽油(4.97)，具有良好的降血脂作用。此外，F(xiàn)AO/WHO建議飲食中n-3系列不飽和脂肪酸與n-6系列不飽和脂肪酸的比值至少在0.1～0.2，較高比值的n-3 PUFA/n-6 PUFA有助于抗炎和抗癌。輻照處理后奇亞籽毛油的n-3 PUFA/n-6 PUFA 比值較高，為2.81，略低于亞麻籽油(3.57)，遠(yuǎn)高于松籽油(0.33)和南瓜籽油(0.01)等[20]。

表4 輻照處理后奇亞籽毛油和亞麻籽油的脂肪酸組成及含量的對比 %

3 結(jié) 論

高能電子束輻照對奇亞籽發(fā)芽率的影響結(jié)果：與不經(jīng)輻照處理的奇亞籽相比，輻照處理可延緩奇亞籽開始萌發(fā)的時間，并使其發(fā)芽率降低，隨著輻照劑量的增大，10 kGy輻照處理時奇亞籽的發(fā)芽率為0。在輻照劑量低于3 kGy時，奇亞籽萌發(fā)受到的抑制作用較弱，發(fā)芽率降低緩慢；當(dāng)輻照劑量增加至3 kGy 時，奇亞籽萌發(fā)所受到的抑制作用增強(qiáng)，發(fā)芽率降低為8%；隨著輻照劑量的增大，發(fā)芽率逐漸降低，當(dāng)輻照劑量增大到10 kGy時，發(fā)芽率為0，使奇亞籽滿足入境植物檢疫中規(guī)定的入境條件，為后續(xù)奇亞籽相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)提供原料支撐，滿足產(chǎn)品的加工需求。

高能電子束輻照處理對奇亞籽毛油品質(zhì)的影響結(jié)果：10 kGy輻照處理與不經(jīng)輻照處理的奇亞籽毛油相比，酸值雖然顯著升高(P<0.05)，但仍遠(yuǎn)低于亞麻籽油的一級標(biāo)準(zhǔn)；過氧化值與不經(jīng)輻照處理組對比，差異性不顯著(P>0.05)，遠(yuǎn)小于亞麻籽油的一級標(biāo)準(zhǔn)；脂肪酸組成與不經(jīng)輻照處理組對比，差異性不顯著(P>0.05)。奇亞籽毛油富含多不飽和脂肪酸，且n-3系列不飽和脂肪酸含量較高，是一種值得開發(fā)的營養(yǎng)價值很高的保健油脂。本研究為以后奇亞籽輻照處理的條件控制提供理論依據(jù)，為奇亞籽保健油脂等相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。

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InfluenceofhighenergyelectronbeamonthegerminationrateandcrudeoilqualityofChia(Salviahispanica)seed

GAO Yaling, TAO Ningping, NING Weiwei, RONG Xu, ZHANG Zhili

(Food College, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

Chia(Salviahispanica) seed with super fertility introduced into China easily formed the dominant population, and destructed the ecological system. Therefore, the Chia(Salviahispanica) should be introduced after the seeds were inactivated. Chia(Salviahispanica) seed lost vitality because of irradiation, and the effects of irradiation on crude Chia(Salviahispanica) seed oil quality were studied. The results showed that the irradiation could delay Chia(Salviahispanica) seed germination, and the germination rate decreased with irradiation dose increasing. The germination rate of Chia(Salviahispanica) seed decreased to 0 after 10 kGy treatment. The acid value of crude Chia(Salviahispanica) seed oil with 10 kGy irradiation increased significantly(P<0.05)(still in accordance with the first level standard of linseed oil) compared with no irradiation, peroxide value and the fatty acid composition had no significant difference(P>0.05).The quality of crude Chia(Salviahispanica) seed oil after irradiation was high, in accordance with the first level standard of linseed oil.

Chia(Salviahispanica) seed; high energy electron beam; germination rate; acid value; fatty acid

2016-12-23；

：2017-03-16

上海市教委重點學(xué)科建設(shè)項目(J50704);江蘇省國家長江珍稀魚類工程技術(shù)研究中心培育點項目;上海市科委工程中心建設(shè)項目(11DZ2280300)

高亞靈(1990)，女，碩士研究生，研究方向為食品營養(yǎng)與品質(zhì)(E-mail)735651696@qq.com。

陶寧萍，教授，博士 (E-mail)nptao@shou.edu.cn。

TS225.1; S124

：A

：1003-7969(2017)07-0010-05