不同含水量進(jìn)口大豆儲(chǔ)運(yùn)品質(zhì)變化研究

郭孝萱 李世磊 邱 靜 王風(fēng)艷

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；2.中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司，營養(yǎng)健康與食品安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，老年?duì)I養(yǎng)食品研究北京市工程實(shí)驗(yàn)室，北京 102209）

我國種植大豆成本高，國際競爭力較弱，大豆產(chǎn)業(yè)對外依存度極高，2019年我國大豆進(jìn)口量占國內(nèi)大豆消費(fèi)總量的84%，進(jìn)口大豆來源國主要為巴西、美國、阿根廷、烏拉圭等美洲國家[1]。進(jìn)口大豆全部通過散裝貨輪運(yùn)輸，從巴西運(yùn)輸?shù)轿覈诎臀鞯臇|海岸港口裝船，經(jīng)大西洋、印度洋，穿越我國南海到達(dá)我國沿海港口，正常航期在45 d左右。巴西大豆成熟期在3-4月，運(yùn)輸?shù)轿覈蠖嘣?-6月，外界溫度逐漸上升，雨水增多，且運(yùn)輸過程中穿越赤道，再加上海運(yùn)期間貨艙處于封閉狀態(tài)，導(dǎo)致船艙內(nèi)儲(chǔ)藏溫度明顯升高，甚至高達(dá)50℃。進(jìn)一步入倉后分級導(dǎo)致雜質(zhì)積聚和蟲霉孳生，加上大豆后熟的呼吸作用，倉內(nèi)新糧儲(chǔ)藏溫度有時(shí)會(huì)高達(dá)40℃以上，短期內(nèi)采取降溫措施，糧溫在后續(xù)儲(chǔ)存過程中容易反彈，因此進(jìn)口大豆經(jīng)常發(fā)生貨損，導(dǎo)致大豆?fàn)I養(yǎng)價(jià)值降低，進(jìn)而影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量，并由此產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)糾紛[2]。

水分含量是決定大豆儲(chǔ)運(yùn)期間是否安全的關(guān)鍵因素。各國大豆標(biāo)準(zhǔn)對大豆水分含量都有要求，我國GB 1352-2009《大豆》規(guī)定大豆水分含量應(yīng)不高于13%，而各國大豆標(biāo)準(zhǔn)中水分限量并非大豆儲(chǔ)運(yùn)的安全水分標(biāo)準(zhǔn)。大豆儲(chǔ)運(yùn)期間常因水分過高而發(fā)生貨損，貨損程度受儲(chǔ)運(yùn)溫度、儲(chǔ)運(yùn)時(shí)間以及大豆含水量等諸多因素的影響[3]。高水分大豆在儲(chǔ)運(yùn)期間經(jīng)常伴隨著豆堆溫度升高，大豆變色或霉變、蛋白質(zhì)溶解度降低和脂肪酸值升高等品質(zhì)劣變問題，嚴(yán)重時(shí)大豆籽粒炭化，失去營養(yǎng)價(jià)值[4～5]。

目前，已有關(guān)于進(jìn)口大豆在常溫模擬儲(chǔ)運(yùn)過程中品質(zhì)變化情況的研究，然而進(jìn)口大豆在實(shí)際運(yùn)輸過程中艙內(nèi)溫度甚至高達(dá)40℃以上，因此，有必要對不同水分含量進(jìn)口大豆在不同溫度下模擬儲(chǔ)運(yùn)過程中的品質(zhì)變化情況開展探究。本研究以烏拉圭大豆為試驗(yàn)材料，在第1階段試驗(yàn)中，以25℃恒溫儲(chǔ)藏80 d，通過分析大豆熱損率、霉變率和脂肪酸值，評價(jià)大豆常溫儲(chǔ)運(yùn)品質(zhì)變化。在第2階段試驗(yàn)中，將溫度因素加入，分別在25、30、35、40℃條件下儲(chǔ)藏28 d，分析在儲(chǔ)運(yùn)過程中保持大豆品質(zhì)的安全水分含量，以期為進(jìn)口大豆的安全儲(chǔ)運(yùn)提供科學(xué)依據(jù)。

一、材料與方法

（一）材料本研究所用的烏拉圭進(jìn)口大豆于2021年11月在廣東到貨，大豆基礎(chǔ)品質(zhì)指標(biāo)見表1。試驗(yàn)所需試劑均為分析純。

表1 烏拉圭大豆試材基礎(chǔ)品質(zhì)指標(biāo)

（二）方法

1.第1階段試驗(yàn)。將大豆分為7組，每組60 kg，將大豆水分含量分別調(diào)整到11.5%、12.0%、12.5%、13.0%、13.5%、14.0%和14.5%。每組大豆裝入2層塑料袋中，再裝入麻袋中，封口。調(diào)整水分后平衡1～2 d，測定水分含量，若和目標(biāo)值相差超過0.1%，則再調(diào)水分，直至和目標(biāo)水分相差±0.1%。于第10、20、80 d用扦樣器采樣，每組樣品從不同部位采3個(gè)重復(fù)樣，每份樣品500 g。每5 d記錄環(huán)境溫度和濕度以及大豆溫度，大豆樣品分別測定蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、熱損率、霉變率和脂肪酸值。蛋白質(zhì)含量的測定參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》，脂肪的測定參照GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》，熱損率和霉變率的測定參照GB 1352-2009《大豆》，脂肪酸值的測定參照GB/T 5510-2011《糧油檢驗(yàn) 糧食、油料脂肪酸值測定》。

2.第2階段試驗(yàn)。第1階段試驗(yàn)結(jié)束后，將7組大豆分裝在密封盒中，分別在25、30、35、40℃條件下儲(chǔ)存28 d，每7 d采次樣，每組樣品采3個(gè)重復(fù)樣，每份樣品200 g，測定指標(biāo)同第1階段。

（三）數(shù)據(jù)處理與分析試驗(yàn)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）表示。組間比較通過Origin 8.0軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA）及Tukey檢驗(yàn)。p＜0.05代表組間有顯著差異。

二、結(jié)果與分析

（一）第1階段試驗(yàn)結(jié)果第1階段儲(chǔ)藏過程中，環(huán)境溫度維持在24.0～26.5℃之間，環(huán)境濕度維持在27%～29%rh之間（見圖1）。儲(chǔ)藏期間，大豆溫度出現(xiàn)隨水分含量增加而升高的趨勢，然而變化并不顯著，總體溫度在24℃上下波動(dòng)（見圖2）。

圖1 環(huán)境溫濕度變化

圖2 大豆溫度變化

1.大豆蛋白質(zhì)和脂肪含量。不同水分含量大豆的蛋白質(zhì)含量和脂肪含量出現(xiàn)輕微波動(dòng)，蛋白質(zhì)含量在33.2%～34.2%之間波動(dòng)，脂肪含量在19.15%～19.45%之間波動(dòng)，趨勢趨于平穩(wěn)（見圖3）。

圖3 大豆蛋白質(zhì)（A）和脂肪（B）含量變化

2.大豆霉變率、熱損率和脂肪酸值。研究結(jié)果顯示，25℃儲(chǔ)藏80 d以后，各組大豆霉變率和熱損率沒有顯著性差異（p＞0.05）（見圖4）。和上述指標(biāo)相比，大豆脂肪酸值有較大幅度的升高，且隨著大豆水分含量的增加，脂肪酸值升高趨勢明顯，從第10 d開始，高水分大豆 （水分大于13.0%）脂肪酸值已經(jīng)顯著高于低水分大豆（水分小于12.0%）（p＜0.05），因此水分含量是影響大豆脂肪酸值的關(guān)鍵因素。在第80 d，水分含量14.5%的大豆的脂肪酸值達(dá)到初始值的4倍。當(dāng)水分含量超過13.0%時(shí)，脂肪酸值會(huì)出現(xiàn)較大幅度的增加，影響大豆品質(zhì)。因此，即使短時(shí)間儲(chǔ)藏，水分含量也應(yīng)控制在13.0%以下。

圖4 大豆第1階段試驗(yàn)期間霉變率（A）、熱損率（B）和脂肪酸值（C）變化

（二）第2階段試驗(yàn)結(jié)果

1.大豆蛋白質(zhì)和脂肪含量。在第2階段試驗(yàn)中，大豆蛋白質(zhì)和脂肪含量并未發(fā)生明顯變化（見圖3）。

2.大豆霉變率。研究結(jié)果顯示，在第2階段試驗(yàn)期間，大豆霉變率出現(xiàn)較為顯著的升高（見圖5）。從第2周開始，35℃和40℃儲(chǔ)存條件下，高水分含量大豆霉變率顯著高于低水分含量大豆（p＜0.05）；從第3周開始，30℃儲(chǔ)存條件下，高水分含量（高于14.0%）大豆霉變率顯著高于低水分含量（低于14.0%）大豆（p＜0.05），且大豆霉變率隨溫度升高而升高；到第4周，高水分含量大豆霉變率進(jìn)一步升高，在35℃和40℃條件下，高水分含量（高于14.0%）大豆的霉變率是水分含量11.5%大豆的4倍以上（p＜0.05）。低水分含量大豆霉變率受溫度影響較小，而高水分含量大豆霉變率受溫度影響較大。從霉變率來看，在高溫條件下，水分含量低于12.0%是較為安全的。

圖5 大豆第2階段試驗(yàn)期間霉變率變化

3.大豆熱損率。研究結(jié)果顯示，大豆熱損率在第2階段前2周的儲(chǔ)藏過程中未發(fā)生顯著變化，到第3周，在30℃和35℃條件下，水分含量14.0%的大豆熱損率顯著高于水分含量11.5%的大豆，這一顯著差異持續(xù)到第4周（p＜0.05）（見圖6）。40℃條件下，從第3周開始，高水分含量大豆比低水分含量大豆熱損率有升高的趨勢，然而統(tǒng)計(jì)學(xué)差異并不顯著。綜上可以看出，溫度和水分含量是影響熱損率的關(guān)鍵因素。

圖6 大豆第2階段試驗(yàn)期間熱損率變化

4.大豆脂肪酸值。研究結(jié)果顯示，在第2階段試驗(yàn)期間，大豆脂肪酸值在不同溫度儲(chǔ)藏過程中均出現(xiàn)顯著升高趨勢，脂肪酸值隨溫度和水分含量升高趨勢明顯（見圖7）。在第2階段試驗(yàn)初始，水分含量14.5%大豆的脂肪酸值比水分含量11.5%的大豆脂肪酸值升高55.6%。到第4周，25、30、35、40℃儲(chǔ)藏條件下，水分含量14.5%的大豆脂肪酸值比水分含量11.5%的大豆脂肪酸值分別升高60.0%、67.5%、82.0%和89.0%（p＜0.05）。從脂肪酸值來看，當(dāng)儲(chǔ)存溫度高于25℃時(shí)，大豆水分含量應(yīng)控制在12.0%以下。

圖7 大豆第2階段試驗(yàn)期間脂肪酸值變化

三、討論與結(jié)論

含水量是影響大豆儲(chǔ)藏品質(zhì)及安全儲(chǔ)藏期限的直接因素[6]。對于大豆而言，當(dāng)其含水量超過臨界水分時(shí)，呼吸增強(qiáng)所產(chǎn)生的水分及熱量將會(huì)嚴(yán)重威脅其儲(chǔ)藏安全。當(dāng)大豆水分含量升高時(shí)，大豆中的水解酶和呼吸酶的活動(dòng)便旺盛起來，一方面導(dǎo)致大豆脂肪被水解成脂肪酸，使大豆脂肪酸值升高，品質(zhì)降低；另一方面，籽粒呼吸放出的一部分水汽被大豆吸收，而釋放出來的熱能則聚集在豆堆內(nèi)不易散發(fā)出來，導(dǎo)致大豆熱損[7～8]。

溫度是影響大豆儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的另一個(gè)重要因素，溫度對大豆儲(chǔ)藏的影響主要是控制酶的活性。在一定溫度范圍內(nèi)，大豆的呼吸作用隨著溫度的升高而加強(qiáng)，尤其在大豆水分含量增高的情況下，呼吸強(qiáng)度隨著溫度升高而發(fā)生顯著變化[8～9]。對于大豆來說，呼吸作用的最高點(diǎn)溫度為40℃左右[6]，即在40℃左右大豆代謝最為活躍，本研究證實(shí)了這一點(diǎn)，大豆熱損率、霉變率、脂肪酸值都在40℃達(dá)到較高的水平。

大豆表面和內(nèi)部都寄附有微生物，其中對大豆儲(chǔ)藏有最直接影響的是霉菌。因?yàn)槊咕M(jìn)行生理活動(dòng)時(shí)所需要的溫度和水分等條件遠(yuǎn)比細(xì)菌、酵母菌和放線菌低，且與豆堆生態(tài)條件相接近[8]。溫度較高時(shí)，大豆表面的微生物活動(dòng)也較為旺盛，但是微生物的生長繁殖需要充足的水分，因此在本研究中霉變率僅僅在溫度和水分含量都較高時(shí)才顯著升高。霉菌旺盛的生命活動(dòng)會(huì)放出大量的熱能和水汽，間接地促進(jìn)了大豆籽粒呼吸強(qiáng)度的增高，同時(shí)，籽粒和微生物的呼吸構(gòu)成豆堆的總呼吸，會(huì)產(chǎn)生大量熱量，又由于豆堆的導(dǎo)熱能力差，所以熱量集中，引起大豆熱損。從本研究結(jié)果可以看出，當(dāng)大豆水分含量和溫度升高時(shí)，熱損率也有升高的趨勢[9～10]。

通過本研究發(fā)現(xiàn)，大豆脂肪酸值受水分和溫度影響最為明顯，即使是常溫短期儲(chǔ)藏，大豆水分含量也要控制在13.0%以下，否則脂肪酸值升高導(dǎo)致品質(zhì)劣變。在進(jìn)口大豆長達(dá)1～2個(gè)月的運(yùn)輸過程中，艙內(nèi)溫度受環(huán)境溫度影響較大，再加上海運(yùn)期間貨艙處于封閉狀態(tài)，導(dǎo)致船艙內(nèi)儲(chǔ)藏溫度明顯升高。研究發(fā)現(xiàn)，雖然在第2階段高溫狀態(tài)下儲(chǔ)存4周對大豆脂肪和蛋白質(zhì)含量沒有顯著影響，但是對其霉變率、熱損率和脂肪酸值有較大的影響，特別是在水分含量高的情況下。因此，當(dāng)溫度高于25℃時(shí)，大豆水分含量應(yīng)盡量控制在12.0%以內(nèi)，并應(yīng)保持良好的通風(fēng)，及時(shí)散發(fā)豆堆內(nèi)濕熱，以避免大豆品質(zhì)劣變。