不同包裝材料和密閉儲(chǔ)藏處理對(duì)油菜籽品質(zhì)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(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江西 南昌，330200) 2(江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所，江西 南昌，330200)3(重慶德莊農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)有限公司，重慶,400000)

油菜是中國(guó)重要的油料作物之一，播種面積大，是保障中國(guó)食用油安全供給的重要油料之一[1-3]。長(zhǎng)江流域油菜種植面積和產(chǎn)量約占全國(guó)的70%，是中國(guó)油菜主產(chǎn)區(qū)。但此區(qū)域油菜籽收獲后和儲(chǔ)藏期都要經(jīng)歷南方濕熱氣候，此外，油菜籽顆粒小，儲(chǔ)藏時(shí)空隙小，不利通風(fēng)透濕儲(chǔ)藏，極易引起發(fā)熱、霉變、氧化酸敗，影響油菜籽的儲(chǔ)藏品質(zhì)[4-8]。油菜籽的品質(zhì)直接關(guān)系到制取的油脂品質(zhì)，為了獲得符合標(biāo)準(zhǔn)的菜籽油，保障食用油供給安全，必須重視油菜籽的儲(chǔ)藏安全[9]。

中國(guó)長(zhǎng)江流域油菜產(chǎn)區(qū)主要采取房式倉(cāng)裝袋碼包儲(chǔ)藏，根據(jù)油菜籽水分的不同，采取不同的堆高，儲(chǔ)藏方法比較粗放[10]。在南方濕熱的儲(chǔ)藏氣候條件下，這種粗放的儲(chǔ)藏方式，每年都會(huì)給油菜產(chǎn)業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。低溫儲(chǔ)藏可以有效保持農(nóng)產(chǎn)品儲(chǔ)藏品質(zhì)，但是低溫冷庫(kù)的建設(shè)投入和運(yùn)營(yíng)成本較高，不適合油菜籽的長(zhǎng)期儲(chǔ)藏[11-12]。密閉儲(chǔ)藏是氣調(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)的一種，即把原料裝入密閉倉(cāng)體中，改變儲(chǔ)藏環(huán)境氣體成分的組成，創(chuàng)造不利于蟲(chóng)害、霉菌生長(zhǎng)發(fā)育的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)殺蟲(chóng)抑菌，降低糧食呼吸作用，保持原料貯藏品質(zhì)[13-15]。周巾英等[5]發(fā)現(xiàn)，使用真空袋包裝能延長(zhǎng)油菜籽保藏期，萬(wàn)忠民等[16]的研究也指出，密閉儲(chǔ)藏對(duì)油菜籽品質(zhì)的保持具有改善作用。油菜籽富含蛋白，儲(chǔ)藏期間容易吸水，引起油菜籽發(fā)熱和酸敗，因此維持儲(chǔ)藏期間低水分，對(duì)長(zhǎng)期儲(chǔ)藏十分重要[17-18]。但密閉儲(chǔ)藏結(jié)合吸水儲(chǔ)藏劑效應(yīng)在油菜儲(chǔ)藏中很少涉及。密閉儲(chǔ)藏一般以高濃度CO2或者高濃度N2來(lái)實(shí)現(xiàn)低氧。周巾英[5]和王彥超[19]分別研究了充CO2和N2儲(chǔ)藏條件對(duì)油菜籽品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)2者都具有較好的儲(chǔ)藏效果。而目前相關(guān)的密閉儲(chǔ)藏研究、通過(guò)包裝材料的影響實(shí)現(xiàn)低氧的不同密閉儲(chǔ)藏方式討論較少，而實(shí)際上要真正實(shí)現(xiàn)低氧儲(chǔ)藏，包裝材料是必須要考慮的一個(gè)因素。

因此，本試驗(yàn)研究了常溫儲(chǔ)藏條件下不同包裝材料、不同干燥儲(chǔ)藏劑濃度和不同降氧方式對(duì)油菜籽儲(chǔ)藏品質(zhì)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(zhì)的密閉儲(chǔ)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(nóng)業(yè)科學(xué)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(fù)合袋(厚度9絲)、鋁箔袋(厚度9.9絲)，江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)品)，阿丁拉試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

酸式滴定管、堿式滴定管、HB43-S水分測(cè)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(zhuǎn)蒸發(fā)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(tǒng)有限公司；XL-200A 型多功能高速粉碎機(jī),上海潤(rùn)實(shí)電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 儲(chǔ)藏處理方法

試驗(yàn)分為3個(gè)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(fù)合膜袋和鋁箔袋包裝，包裝尺寸為50 cm × 80 cm，每袋油菜籽質(zhì)量約 5 kg，通過(guò)比較不同包裝材料儲(chǔ)藏效果，選擇儲(chǔ)藏效果較好的2種包裝材料進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)；(2)密閉包裝時(shí)不同濃度的儲(chǔ)藏干燥劑。選用復(fù)合膜袋和鋁箔袋，分別放入0.5%、1%、2%和4%儲(chǔ)藏干燥劑，研究不同處理對(duì)油菜籽儲(chǔ)藏品質(zhì)的影響；(3)密閉儲(chǔ)藏時(shí)不同處理方式對(duì)油菜籽品質(zhì)影響。對(duì)選擇的2種包裝材料進(jìn)行密閉自然降氧(對(duì)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(chǔ)藏。每一種處理 3次重復(fù)，儲(chǔ)藏12個(gè)月之后取樣檢測(cè)油菜籽的過(guò)氧化值、酸價(jià)。

1.3.2 包裝材料透氧率和透水率測(cè)定

透氧率測(cè)定：采用GB/T 1038—2000 塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)性試驗(yàn)方法中壓差法測(cè)定。

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

1.3.3 水分含量測(cè)定

樣品用粉碎機(jī)粉碎，稱取0.5 g用水分測(cè)定儀測(cè)定。

1.3.4 油菜籽油脂的提取

油菜籽樣品先用超微粉碎機(jī)粉碎，再向粉碎后的油菜籽樣品中加入無(wú)水石油醚[無(wú)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(guò)濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀去除石油醚溶劑，得到油菜籽的油樣。

1.3.5 測(cè)定方法

酸價(jià)：按GB 5009.229—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價(jià)的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

過(guò)氧化值(以KOH計(jì))：按GB 5009.227—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中過(guò)氧化值的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

1.3.6 油菜籽發(fā)芽率測(cè)定

采用GB/T 3543.4—1995提供方法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

獲得數(shù)據(jù)采用MS Excel分析軟件進(jìn)行整理與分析。

2 結(jié)果與分析

油菜籽儲(chǔ)藏過(guò)程中品質(zhì)劣變主要是原料中油脂的氧化酸敗引起的，通常用酸價(jià)和過(guò)氧化值指標(biāo)來(lái)衡量。酸價(jià)是決定菜籽油質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)之一，其結(jié)果直接影響菜籽油的等級(jí)。酸價(jià)越高，表明油脂因水解產(chǎn)生的游離脂肪酸越多[20]。過(guò)氧化值是衡量不飽和脂肪酸的氧化程度的指標(biāo)[21]。因此儲(chǔ)藏方式能否保持油菜籽品質(zhì),可以通過(guò)測(cè)定菜籽油酸價(jià)和過(guò)氧化值來(lái)判定。

2.1 包裝材料特性對(duì)油菜籽品質(zhì)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(duì)氧氣和水汽的阻隔性由強(qiáng)到弱排序?yàn)椋轰X箔膜袋、復(fù)合膜袋、聚乙烯膜袋、編織袋。鋁箔膜袋阻水和阻氣性能優(yōu)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(jiàn)經(jīng)其包裝后與外界水分和氧氣交換極少。復(fù)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(dá)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(chǔ)藏油菜籽，儲(chǔ)藏12個(gè)月后，編織袋中油菜品質(zhì)下降較多，酸價(jià)和過(guò)氧化值都處于較高水平，達(dá)到1.8 mg/g和0.064 g/100 g；鋁箔膜袋、復(fù)合膜袋的儲(chǔ)藏效果良好，酸價(jià)和過(guò)氧化值處于較低水平；鋁箔袋儲(chǔ)藏品質(zhì)保持最好,酸價(jià)和過(guò)氧化值只有0.45 mg/g和0.027 g/100 g(圖1，圖2)。對(duì)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(duì)較低的包裝材料中，品質(zhì)的保持也相對(duì)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(jié)論一致。

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

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

2.2 干燥儲(chǔ)藏劑對(duì)密閉儲(chǔ)藏的油菜籽品質(zhì)的影響

油菜籽在儲(chǔ)藏過(guò)程中容易因原料自身含水量過(guò)高或者吸收環(huán)境中水分導(dǎo)致呼吸旺盛，引起品質(zhì)下降和活力喪失[2]；利用試驗(yàn)獲得的復(fù)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(chǔ)藏劑，研究不同濃度干燥儲(chǔ)藏劑處理對(duì)油菜籽品質(zhì)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 不同濃度儲(chǔ)藏劑對(duì)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(duì)照組水分和初始水分幾乎沒(méi)有變化，一直保持在9.30%左右，說(shuō)明復(fù)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(huán)境中的水汽進(jìn)入袋中，保持袋中水分不變。在外界水汽不能進(jìn)入密閉包裝袋時(shí)，儲(chǔ)藏劑會(huì)奪取油菜籽中的水分，直到達(dá)到平衡狀態(tài)。包裝袋中油菜籽含水率和儲(chǔ)藏劑濃度關(guān)系密切。隨著干燥儲(chǔ)藏劑濃度增加含水率明顯降低，4.0%儲(chǔ)藏劑處理相較于對(duì)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(duì)照相比，復(fù)合袋中使用儲(chǔ)藏劑處理對(duì)油菜籽酸價(jià)沒(méi)有顯著(P>0.05)。鋁箔袋包裝油菜籽，儲(chǔ)藏劑處理與對(duì)照比較有顯著性差異(P<0.05)，儲(chǔ)藏劑不同水平之間沒(méi)有顯著性差異(P>0.05)。復(fù)合膜袋包裝的油菜籽處理組間過(guò)氧化值變化雖然達(dá)到顯著水平(P<0.05)，但也僅只是4.0%儲(chǔ)藏劑處理和其他處理差異顯著；鋁箔袋各個(gè)處理組間過(guò)氧化值沒(méi)有達(dá)到顯著差異(P>0.05)。

圖4 不同儲(chǔ)藏劑用量對(duì)油菜籽酸價(jià)影響Fig.4 Effect of different desiccant on rapeseed acid value

圖5 不同儲(chǔ)藏劑用量對(duì)油菜籽過(guò)氧化值的影響Fig.5 Effect of different desiccant on rapeseed peroxide value

結(jié)果表明，當(dāng)油菜籽達(dá)到安全水分后，隨著水分含量繼續(xù)降低，酸價(jià)和過(guò)氧化值并不會(huì)隨之變低；但是對(duì)比2種包裝材料發(fā)現(xiàn)，使用氧氣阻隔性能更好的鋁箔膜袋儲(chǔ)藏的油菜籽的酸價(jià)和過(guò)氧化值整體上要低于復(fù)合膜袋。對(duì)比2種包裝材料的性能，阻水性能相差不多，鋁箔袋相對(duì)復(fù)合膜袋阻氧性能更好，可見(jiàn)油菜籽在安全水分下，相比于水分含量，氧氣含量是一個(gè)更重要的因素。對(duì)儲(chǔ)藏油菜籽進(jìn)行了發(fā)芽率測(cè)定(圖6)，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)藏劑處理雖對(duì)酸價(jià)沒(méi)有顯著影響(P>0.05)，卻對(duì)儲(chǔ)藏期內(nèi)種子發(fā)芽率的保持具有極顯著作用(P<0.01)，且隨儲(chǔ)藏劑用量增加，發(fā)芽率也隨著升高，用量達(dá)到2.0%時(shí)，使用復(fù)合膜袋儲(chǔ)藏油菜籽12個(gè)月后，發(fā)芽率高達(dá)93%以上。

圖6 不同儲(chǔ)藏劑用量對(duì)油菜籽發(fā)芽率的影響Fig.6 Effect of different desiccant on rapeseed germination rate

2.3 密閉儲(chǔ)藏不同處理對(duì)油菜品質(zhì)的影響

密閉儲(chǔ)藏能為油菜籽提供一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的密閉環(huán)境，其中的氧氣含量變化是影響油菜籽密閉儲(chǔ)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(duì)油菜籽品質(zhì)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖7、圖8。

圖7 密閉儲(chǔ)藏不同處理對(duì)油菜籽酸價(jià)的影響Fig.7 Effect of airtight ways on acid value of rapeseed

圖8 密閉儲(chǔ)藏不同處理對(duì)油菜籽發(fā)芽率影響Fig.8 Effect of airtight ways on peroxide value of rapeseed

經(jīng)過(guò)12個(gè)月的儲(chǔ)藏，儲(chǔ)藏油菜籽的酸價(jià)為1.8 mg/g(圖1)，由圖7、圖8可知，2種包裝材料對(duì)照處理儲(chǔ)藏的油菜籽酸價(jià)分別是1.0和0.8 mg/g，比編織袋儲(chǔ)藏分別降低了44%和56%；編織袋處理的過(guò)氧化值為0.064 g/100 g(圖2)，密閉儲(chǔ)藏對(duì)照處理的過(guò)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(chǔ)藏酸價(jià)和過(guò)氧化值也有不同，其中脫氧劑處理酸價(jià)和過(guò)氧化值在4種密閉儲(chǔ)藏處理中相對(duì)較低，其次是CO2處理，然后是干燥密閉處理，最后是對(duì)照處理；但鋁箔膜袋儲(chǔ)藏優(yōu)于復(fù)合膜袋儲(chǔ)藏?？傮w來(lái)看，密閉儲(chǔ)藏能較好地保持油菜籽品質(zhì)，密閉儲(chǔ)藏處理不同效果也不同，其中以脫氧劑處理效果最優(yōu)，但考慮到應(yīng)用成本，采用CO2充氣和鋁箔膜袋自然降氧是生產(chǎn)應(yīng)用上較好的選擇。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)對(duì)油菜籽密閉儲(chǔ)藏包裝材料和不同儲(chǔ)藏方式進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：

(1)不同包裝材料儲(chǔ)藏安全水分的油菜籽，油菜籽酸價(jià)和過(guò)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(zhì)保持相對(duì)越好，其中復(fù)合膜袋和鋁箔膜袋是比較理想的密閉儲(chǔ)藏包裝材料。

(2)干燥儲(chǔ)藏劑的使用對(duì)儲(chǔ)藏安全水分的油菜籽酸價(jià)和過(guò)氧化值沒(méi)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(gè)更重要的因素。比較密閉儲(chǔ)藏不同處理方式對(duì)油菜籽酸價(jià)和過(guò)氧化值的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，脫氧劑處理時(shí)酸價(jià)和過(guò)氧化值相對(duì)較低，其次是CO2，然后是干燥密閉處理。

(3)本研究對(duì)密閉儲(chǔ)藏不同處理方式儲(chǔ)藏油菜籽進(jìn)行了初步研究，得到的結(jié)論對(duì)油菜籽包裝材料、處理方式的選擇具有應(yīng)用意義。但是對(duì)于不同處理方式包裝袋中氣體成分動(dòng)態(tài)變化需要進(jìn)一步研究。