不同時(shí)間真空貯藏對(duì)薄殼山核桃品質(zhì)的影響

黃 梅，姚小華，楊水平，王開良，吳 霜，任華東，常 君*

（1.中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 富陽 311400；2.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 北碚 400716）

薄殼山核桃(Carya illinoensis(Wangench.)K.Koch)是胡桃科（Julandaceae）山核桃屬(Carya Nutt)植物，自然分布于美國、墨西哥北部，是一種重要的干果油料樹種[1-2]。我國于19世紀(jì)末20世紀(jì)初開始引種栽培，目前在我國栽培范圍廣，因其經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，具有重要的開發(fā)利用潛力。薄殼山核桃味香可口，營養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、糖類、氨基酸、維生素和礦質(zhì)元素等，其油脂含量高達(dá)70%左右，優(yōu)于核桃（60%）、油茶（44%）和文冠果（57%），不飽和脂肪酸含量高達(dá)93%左右[3]。經(jīng)常食用富含不飽和脂肪酸的食品，能有效降低患冠心病、高血壓等心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[4]，但是不飽和脂肪酸具有不穩(wěn)定性，易與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生不良風(fēng)味和有害物質(zhì)，不僅會(huì)導(dǎo)致薄殼山核桃保質(zhì)期大大縮短進(jìn)而影響其營養(yǎng)和商業(yè)價(jià)值，還會(huì)對(duì)人類健康構(gòu)成潛在威脅[5]。隨著人們對(duì)薄殼山核桃營養(yǎng)認(rèn)知水平的提高，薄殼山核桃堅(jiān)果需求量也在逐年遞增，然而薄殼山核桃的收獲存在季節(jié)性，集中在一年的較短時(shí)間內(nèi)[6]，尋找合適的貯藏方法以保障薄殼山核桃的貯藏品質(zhì)，延長安全貯藏期非常必要。

目前，薄殼山核桃堅(jiān)果貯藏一般有室內(nèi)貯藏、低溫貯藏、薄膜帳密封貯藏、輻照處理和涂膜保鮮貯藏等方式[7]。李文君等[8]研究了9組復(fù)合保鮮劑對(duì)薄殼山核桃貯藏品質(zhì)的影響，結(jié)果表明由脫色紫膠10 g、大豆分離蛋白10 g、沸水200 mL、乳化漆蠟2 g、青龍衣提取液3 mL、EDTA-Na 22 g和維生素E 2 g組成的復(fù)合保鮮劑結(jié)合低溫、除氧劑及納米聚乙烯包裝對(duì)薄殼山核桃具有較好的保鮮效果；E.A.Baldwin等[9]研究發(fā)現(xiàn)CMC涂膜的薄殼山核桃仁風(fēng)味更好，酸敗產(chǎn)生的乙醛更少，具有延長薄殼核桃仁貨架期的潛力。(0±1)℃下，5 Gy的60Co-γ射線輻照處理可以較好地保持“遼核4號(hào)”鮮食核桃的品質(zhì)，最佳儲(chǔ)藏期不超過90 d[10]。但上述提及的方法成本都較高，操作也較復(fù)雜，實(shí)用性不高。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)真空包裝在維持果蔬品質(zhì)和營養(yǎng)成分方面的相關(guān)研究較為成熟[11-14]。但是，關(guān)于薄殼山核桃長期真空貯藏的報(bào)道極少。本文以聚丙烯(PP)為真空包裝材料，研究不同時(shí)間真空包裝對(duì)貯藏薄殼山核桃堅(jiān)果品質(zhì)的影響，以期為薄殼山核桃等相關(guān)堅(jiān)果食品貯運(yùn)提供一定的參考。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料取自浙江省建德市更樓街道洪宅村，屬中亞熱帶北緣季風(fēng)氣候帶，地理位置119°18′21″E，29°34′42″N，海拔100 m，坡度25°，土壤為紫砂土，四季分明，日照充足，雨量充沛，年平均溫度16.9℃，年均降雨量1 500 mm,年均日照總時(shí)數(shù)1 760 h，試驗(yàn)地每年進(jìn)行常規(guī)撫育管理。于2017年收獲季挑選大小、形狀均勻一致、無損傷且無病蟲害的“28號(hào)”堅(jiān)果為試驗(yàn)材料，以聚丙烯為真空包裝材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年開始進(jìn)行，以當(dāng)年帶殼薄殼山核桃堅(jiān)果鮮樣為對(duì)照組，處理組為聚丙烯真空包裝處理，設(shè)置時(shí)間梯度為真空1、3和5年。除對(duì)照組，每個(gè)處理設(shè)多個(gè)單獨(dú)包裝，置于常溫環(huán)境。每次隨機(jī)取3個(gè)獨(dú)立包裝的堅(jiān)果，取其種仁用于蛋白質(zhì)、可溶性糖、單寧、脂肪酸和氨基酸等指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 測(cè)定方法

蛋白質(zhì)含量測(cè)定參照GB 5009.5-2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[15]；可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定參照NY/T 1278-2007《蔬菜及其制品中可溶性糖的測(cè)定銅還原碘量法》[16]，單寧含量測(cè)定參照NY/T 1600-2008《水果、蔬菜及其制品中單寧含量的測(cè)定分光光度法》[17]；脂肪酸組成及含量的測(cè)定參照GB 5009.168-2016《食品中脂肪酸的測(cè)定》[18]；氨基酸組成及含量的測(cè)定參照GB 5009.124-2016《食品中氨基酸的測(cè)定》[19]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel和SPSS 26.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，每組數(shù)據(jù)3組平行，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時(shí)間真空貯藏薄殼山核桃種仁營養(yǎng)成分比較

薄殼山核桃種仁蛋白質(zhì)、可溶性糖和單寧含量變化規(guī)律見圖1。從圖1可以看出，隨著真空貯藏時(shí)間延長，種仁蛋白質(zhì)、可溶性糖和單寧的含量均表現(xiàn)出波動(dòng)變化。蛋白質(zhì)和單寧含量變化規(guī)律一致，均表現(xiàn)為先升高后降低，可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化趨勢(shì)為降-升-降。3種營養(yǎng)物質(zhì)均在真空貯藏3年后出現(xiàn)峰值，含量分別為9.39 g/100 g、4.77 g/100 g和19.49 mg/g，相比于鮮樣分別增加了15.55%、23.48%和53.77%。種仁單寧的變異系數(shù)最大，高達(dá)37.73%，可溶性糖和蛋白質(zhì)的變異均小于20%。表明單寧隨貯藏時(shí)間變化含量變化較大。

2.2 不同時(shí)間真空貯藏薄殼山核桃種仁脂肪酸組成變化分析

由表1可知，不同真空處理下薄殼山核桃種仁油脂均以不飽和脂肪酸為主，4個(gè)處理不飽和脂肪酸含量差異顯著（P＜0.05），不同時(shí)間不飽和脂肪酸含量由大到小分別為：真空1年（92.14%）＞鮮樣（91.94%）＞真空5年（91.60%）＞真空3年（90.97%）。所測(cè)得的4種不飽和脂肪酸（油酸、亞油酸、亞麻酸和順-11-二十碳烯酸）中以油酸含量最高，均占到了不飽和脂肪酸的76%以上。3種飽和脂肪酸分別為棕櫚酸、硬脂酸和花生酸，以棕櫚酸相對(duì)含量最高，為5.46%～5.86%。7種脂肪酸中僅有亞麻酸的變異系數(shù)達(dá)到了15%以上，為17.78%，而棕櫚酸、油酸和順-11-二十碳烯酸的變異系數(shù)均小于5%。隨著貯藏時(shí)間的延長，薄殼山核桃脂肪酸處于動(dòng)態(tài)變化之中，油酸、亞麻酸和花生酸均表現(xiàn)為先升后降變化趨勢(shì)；亞油酸表現(xiàn)為先降后升變化趨勢(shì)；棕櫚酸、硬脂酸和順-11-二十碳烯酸均表現(xiàn)為降-升-降變化趨勢(shì)。其中，棕櫚酸、硬脂酸、亞麻酸和花生酸均在真空3年后出現(xiàn)峰值，分別為5.86%、2.99%、1.11%和0.14%。不同時(shí)間處理中飽和脂肪酸與不飽和脂肪含量所呈現(xiàn)的變化趨勢(shì)可能是由兩者通過化學(xué)反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化所引起。

2.3 不同時(shí)間真空貯藏薄殼山核桃種仁氨基酸組成變化分析

薄殼山核桃種仁中氨基酸種類豐富，4種處理下均測(cè)定出了17種氨基酸，其中包含人體所需的7種必需氨基酸（表2）。總的來看，除蘇氨酸、甘氨酸、胱氨酸和組氨酸之外，其余13種氨基酸均在真空3年后出現(xiàn)峰值。10種非必需氨基酸和7種必需氨基酸中分別以谷氨酸和亮氨酸含量最高，含量分別為1.53～2.03和0.54～0.66 g/100 g。隨著貯藏時(shí)間的延長，必需氨基酸（EAA）和氨基酸總量（TAA）均呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，在貯藏第3年達(dá)到峰值，含量分別為2.74和9.17 g/100 g。4種時(shí)間處理下EAA/TAA的值分別為 28.47%、28.83%、29.89%和29.46%。從氨基酸的變異系數(shù)來看，17種氨基酸中除絲氨酸（6.76%）和精氨酸（6.23%）的變異程度較小外，其余氨基酸隨著貯藏時(shí)間的延長，其含量均有著較大的變化，其中變異程度排在前3位的分別為半胱氨酸（50.04%）、蛋氨酸（34.73%）和酪氨酸（30.75%）。

表2 不同時(shí)間真空貯藏薄殼山核桃種仁氨基酸差異分析Table 2 Difference analysis of amino acids in pecan kernels stored under vacuum at different times

2.4 不同時(shí)間真空貯藏薄殼山核桃種仁營養(yǎng)成分相關(guān)性分析

薄殼山核桃種仁各營養(yǎng)成分之間存在復(fù)雜關(guān)系，準(zhǔn)確測(cè)定這些關(guān)系對(duì)提高薄殼山核桃品質(zhì)具有重要意義。由圖2可以看出真空儲(chǔ)藏第3年薄殼山核桃種仁品質(zhì)上有較大優(yōu)勢(shì)。對(duì)薄殼山核桃種仁營養(yǎng)成分進(jìn)行皮爾遜相關(guān)分析，結(jié)果如圖3所示，絕大多數(shù)指標(biāo)之間存在正相關(guān)性，如苯基丙氨酸與谷氨酸、酪氨酸與天冬氨酸，其相關(guān)系數(shù)分別為0.99和0.98，揭示了薄殼山核桃在儲(chǔ)藏過程中營養(yǎng)品質(zhì)變化存在較強(qiáng)的同步性，另一方面也使?jié)M足人類健康需要的薄殼山核桃品質(zhì)協(xié)同調(diào)控成為可能。但也有一些指標(biāo)如C18∶1和C18∶2之間存在較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)，表明在貯藏過程中薄殼山核桃自身也存在一定的生理變化。

圖2 不同時(shí)間真空貯藏薄殼山核桃種仁營養(yǎng)成分差異Figure 2 Difference analysis of nutrient components in pecan kernels stored under vacuum at different times

圖3 不同時(shí)間真空貯藏薄殼山核桃種仁營養(yǎng)成分的相關(guān)性分析Figure 3 Correlation analysis of nutrient components in pecan kernels stored under vacuum at different times

3 結(jié)論與討論

隨著貯藏時(shí)間的變化，薄殼山核桃種仁品質(zhì)會(huì)發(fā)生一定的變化。在4種時(shí)間處理下，薄殼山核桃的脂肪酸組成均以不飽和脂肪酸（尤其是油酸）為主，含量均在91%以上。吳晶晶等[20]根據(jù)油酸、亞油酸和亞麻酸含量對(duì)我國植物油進(jìn)行了大致分類，根據(jù)此分類，4種時(shí)間處理下薄殼山核桃油與橄欖油、油茶籽油、茶葉籽油、杏仁油、油莎豆油和澳洲堅(jiān)果油的組成接近，屬于高檔堅(jiān)果油。油酸又被營養(yǎng)界稱為“安全脂肪酸”，油酸含量的高低是評(píng)定食用油品質(zhì)的重要標(biāo)志，同時(shí)油酸含量高低也決定油脂氧化穩(wěn)定性的好壞。本研究結(jié)果表明油酸含量存在先升后降的變化趨勢(shì)，真空1年達(dá)到峰值，這與呂長平等[21]對(duì)‘鳳丹’油酸含量的研究一致。棕櫚酸、亞油酸和硬脂酸含量真空第1年呈下降趨勢(shì)，與周樑波[22]關(guān)于山核桃真空包裝的研究結(jié)果相同，三者含量第3年呈上升變化，這說明真空包裝可以延緩薄殼山核桃氧化的過程。對(duì)真空貯藏5年的薄殼山核桃過氧化值（POV）和酸價(jià)（AV）進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果分別為0.013 g/100 g、2.6 mg/g，均低于GB-19300食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)堅(jiān)果與籽粒食品[23]中的0.08 g/100 g和3 mg/g，表明薄殼山核桃真空貯藏5年后仍符合食用標(biāo)準(zhǔn)。但5年后薄殼山核桃種仁的外觀由金黃色逐漸變?yōu)闇\褐色，口味變淡，極大地影響了感觀品質(zhì)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值也隨之降低，這與巴西山核桃粗油的研究中發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)藏時(shí)間過長會(huì)降低感官品質(zhì)的結(jié)果相一致[24]。

4種處理的氨基酸總量在7.29～9.17 g/100 g之間，高于FAO/WHO(2013)對(duì)于大齡兒童、青少年及成年人標(biāo)準(zhǔn)模式（4.1 g/100 g）[25]。盡管如此，隨著貯藏時(shí)間的延長，薄殼山核桃種仁的品質(zhì)大部分呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。蛋白質(zhì)、可溶性糖和單寧是影響薄殼山核桃種仁品質(zhì)的重要質(zhì)量指標(biāo)[26]。不同時(shí)間處理下，蛋白質(zhì)和可溶性糖真空貯藏1年的變化與楊曦等[27]的研究結(jié)果一致；單寧含量的變化與王克建等[28]關(guān)于碎核桃仁的研究結(jié)果不一致，這可能與種仁的保存形態(tài)有關(guān)。據(jù)報(bào)道，鮮食核桃在180 d貯藏期間其氨基酸，脂肪酸含量也呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，在30 d時(shí)達(dá)到峰值[29-30]，這與本文中氨基酸和脂肪酸的變化趨勢(shì)相同。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，薄殼山核桃的儲(chǔ)藏時(shí)間不宜過長，不然會(huì)影響其感觀品質(zhì)，還會(huì)降低其營養(yǎng)價(jià)值。

貯藏條件如溫度[31]、濕度[32]和包裝材料[33]等是影響貯藏過程中品質(zhì)變化的重要原因。有研究表明真空包裝和氣調(diào)貯藏能有效保障花生的貯藏品質(zhì)，抑制黃曲霉的生長與繁殖，延長花生的安全貯藏期[34]。本研究結(jié)果表明真空儲(chǔ)藏下除單寧及少部分氨基酸外，薄殼山核桃種仁的蛋白質(zhì)、可溶性糖和脂肪酸的含量變化較小,變異系數(shù)在2.23%～17.78%之間。而呂雪娟等[35]報(bào)道秈稻米在常溫貯藏條件下，其蛋白質(zhì)的變異系數(shù)為10.80%；李大鵬等[36]也報(bào)道核桃在室溫和低溫條件儲(chǔ)藏6個(gè)月后油酸分別下降了19.5%和12.1%。因此，相比于常溫貯藏，低溫貯藏，真空貯藏可以有效保障薄殼山核桃的品質(zhì)。

對(duì)于真空儲(chǔ)藏的研究如陶菲等[37-39]，研究大多是短時(shí)間真空貯藏，很少有長時(shí)間真空貯藏的研究報(bào)道，同時(shí)大部分科研人員主要針對(duì)抗氧化性質(zhì)（酸價(jià)、碘值、過氧化值和酶活性等理化參數(shù)）衡量真空包裝對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響[40-41]，較少涉及果實(shí)重要營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)（可溶性糖、單寧、氨基酸和脂肪酸等）。對(duì)于真空長期貯藏后油脂的品質(zhì)變化等，還需要深入研究。