储藏条件对花生的氨基酸和脂肪酸组成及风味的变化影响

袁 贝，邵亮亮，张迪骏，张春丹，周 君，李 晔，苏秀榕，*（.宁波大学海洋学院，浙江宁波35；.浙江省质量监督检验局，浙江杭州00083）

储藏条件对花生的氨基酸和脂肪酸组成及风味的变化影响

袁 贝1，邵亮亮2，张迪骏1，张春丹1，周 君1，李 晔1，苏秀榕1，*
（1.宁波大学海洋学院，浙江宁波315211；2.浙江省质量监督检验局，浙江杭州100083）

花生在储藏过程中易走油霉变，分析花生在贮藏过程中的氨基酸和脂肪酸含量变化是研究花生品质的重要内容。将花生在低温常湿、常温低湿和常温常湿环境下储藏12个月，利用高效液相色谱和气相质谱联用仪测定不同储藏条件下花生的氨基酸与脂肪酸随储藏时间的变化情况，结合电子鼻和傅里叶变换红外吸收光谱对花生品质进行分析。研究结果显示：低温冷藏环境下花生中氨基酸总量由233.42 mg/g降至215.41 mg/g，常温常湿的条件下降至197.85 mg/g；脂肪酸变化最明显的是油酸和亚油酸的含量，低温冷藏12个月后O/L值从0.94上升至0.96，而常温低湿条件下达到1.54，亚油酸遭到严重破坏；红外谱图中蛋白质和脂肪酸的特征峰1653 cm-1和1744 cm-1均减弱，常温常湿条件下最明显。低温冷藏是最佳贮藏条件。

花生，氨基酸，脂肪酸，红外光谱法，电子鼻

花生富含不饱和脂肪酸、蛋白质等天然营养物质。花生在贮藏中极易受到外界高温、潮湿、光线和氧气的不良影响［1］，脂肪易氧化而产生哈喇味［2］。随着贮藏时间的延长，花生中的营养成分发生各种变化。蛋白质和脂肪是影响花生品质的主要因素，花生的变色、变味、出油、氧化、霉变等各类变化都与这两类主要成分相关。国内主要是农家简单贮藏，花生易氧化走油，吸水返潮，花生变差致使经济损失巨大［3］。申晓曦等［4］将花生仁露空和真空储藏对比实验，研究花生的酸价、过氧化值、水分活度等变化趋势；高奇等［5］

研究花生脂肪酶活力与储藏特性的相关性，为脂肪酶对花生储藏劣变提供了参考。C M Lee等［6］通过控制储藏中温湿度，研究花生的水分活度和食用特性等对果仁品质变化进行讨论。花生贮藏过程中品质控制问题尤为重要，国内外学者在花生原料贮藏技术方面进行了积极的探索［7］，花生中脂肪和蛋白质等营养成分的具体变化及采用快速无损方法鉴定花生品质的研究鲜有探讨，在不同贮藏条件下，蛋白质中氨基酸和脂肪中脂肪酸的含量变化会不同，分析花生在贮藏过程中的氨基酸和脂肪酸含量变化是研究花生品质重要内容。本文将花生样品在三种条件下进行贮藏，利用高效液相色谱和气相色谱分析比较氨基酸与脂肪酸含量的变化情况，并利用傅里叶红外光谱和电子鼻对贮藏12个月的三种花生进行分析鉴定。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜花生 购于当地农贸市场；盐酸、氢氧化钠、乙醚 均为分析纯，购自宁波奥博化学试剂有限公司。

Agilent 1200LC高效液相色谱仪、Agilent 7890A气相色谱仪 美国Agilent公司；红外图谱仪 德国Bruker公司；便携式电子鼻系统 德国Airsense公司；Mars5微波消解仪 美国CEM公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品的制备 剥去新鲜花生外壳取出花生仁分成三份样品，每份2 kg。样品1在温度4℃湿度45% ～65%（低温常湿）条件下贮藏，样品2在常温湿度20%（常温低湿）的培养箱中贮藏，样品3在常温湿度45% ～65%（常温常湿）条件下贮藏。三种样品均贮藏12个月。每三个月抽取一次样品，分别测定氨基酸与脂肪酸含量。

1.2.2 氨基酸含量分析 各取1 g花生样品，用药物粉碎机粉碎后各取0.1 g样品于微波消解管中，加入5 mL 6 mol/L盐酸，放入微波消解仪中进行两步消解：功率为800 W，升温10 min达到100℃，保持5 min；功率为800 W，升温5 min达到130℃，保持30 min（其中色氨酸在酸性条件下易被破坏，因此采用6 mol/L的氢氧化钠溶液进行水解）。冷却后取出样品，用6 mol/L的NaOH溶液调节pH为中性，并用25 mL容量瓶定容。取各样品1 mL过滤（0.22 μm的微孔滤膜），用高效液相色谱仪进行检测［8］。

1.2.3 脂肪酸含量分析 各取5 g样品加入乙醚进行微波提取，甲酯化后利用Agilent 7890A气相色谱仪进行测定［9-10］。

气相质谱条件：J&W DB-5石英毛细柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升温程序：180℃保持1 min，以20℃/min升至280℃，保持4 min；载气（He）流速1.2 mL/min，压力2.4 kPa，进样量0.5 μL；分流比10∶1；电子轰击离子源：电子能量70 eV，传输线温度275℃，离子源温度200℃，母离子m/z 285，激活电压1.5 V，质量扫描范围m/z 35～500。

1.2.4 红外光谱分析 取贮藏12个月后的花生，小心去除花生仁包衣，并用小刀截取中间较平整的一小块，覆盖住ATR元件晶体，采集4000～400 cm-1范围内红外图谱仪，同一样品重复两次［11］。

1.2.5 电子鼻检测 采用电子鼻系统对贮藏12个月后的花生挥发性成分进行分析［12-13］。电子鼻信号的采集时间为60 s。对电子鼻数据运行PC分析比较花生之间的差异性，并运行laodings分析以区分当前模式下传感器的相对重要性。

1.2.6 统计分析 全部实验数据用Microsoft Excel 2010进行统计处理，数值以均值±标准差表示。

2 结果与讨论

2.1 不同贮藏条件下氨基酸的变化规律

花生含有人体所必需的8种氨基酸。含量较高的氨基酸主要有天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）、丝氨酸（Ser）、甘氨酸（Gly）、精氨酸（Arg）和亮氨酸（Leu），约占氨基酸总量的65%（图1）。经过12个月贮藏后，6种主要氨基酸含量均有减少，低温常湿条件下花生各氨基酸含量降低的最小；在常温常湿环境下，氨基酸损失最多；常温低湿条件下，氨基酸含量介于两者之间。温度会影响花生中的酶的活性以及微生物的活动，在低温环境中花生的氨基酸能够得到较好的保留（表1）。

图1 新鲜花生中氨基酸的含量Fig.1 The amount of amino acids in fresh peanut

表1 不同贮藏条件下花生中主要氨基酸含量（mg/g）Table1 Main amino acid contents in peanut under different storage conditions（mg/g）

在不同条件下花生中氨基酸含量降低速度不同。经12个月的贮藏后样品1中氨基酸总量由233.42 mg/g降至215.41 mg/g，样品2中降至207.73 mg/g，样品3降至197.85 mg/g。相比常温贮藏，在冷藏条件下，花生中氨基酸含量变化比较缓慢。前3个月中由于新鲜花

生中的各种酶类尚未失活，消耗了部分氨基酸；随着贮藏时间的增加，花生内部各种酶类失活，代谢逐渐减弱，氨基酸变化稍微平缓；当遇到雨水较多季节时，如图2中6～9月期间，空气湿度变高，霉菌开始大量繁殖并破坏花生中的蛋白质和氨基酸。一般粮库中的储粮在这段时间内也由于霉菌等微生物的作用而出现品质大幅下降的问题。9月份后空气中湿度变低后，霉菌无法生存，使得花生氨基酸含量基本逐渐趋于稳定（图2）。

图2 花生中氨基酸总量随贮藏时间的变化Fig.2 Total amount of amino acid in peanut changes with storage time

2.2 不同贮藏条件下脂肪酸的变化规律

花生中不饱和脂肪酸主要是油酸（C18∶1）和亚油酸（C18∶2），此外还有少量的花生油酸（C20∶1）、棕榈油酸（C16∶1）、亚麻酸（C18∶3）等。饱和脂肪酸主要有软脂酸（C16∶0）、花生酸（C20∶0）、山嵛酸（C22∶0）、木焦油酸（C24∶0）、硬脂酸（C18∶0）等，饱和脂肪酸总量不超过20%。在不同贮藏条件下，随着时间的延长，脂肪酸含量会发生相应的变化，其中最明显的是油酸（C18∶1）和亚油酸（C18∶2）。油酸含量升高，亚油酸含量则大幅下降。储藏温度越高，亚油酸下降速度越快，幅度越大（图3）。

图3 花生中脂肪酸种类及含量的变化Fig.3 The categories and relative contents of fatty acid in peanut changes with storage time

油酸/亚油酸（O/L）的比值可以反映花生的品质，4℃下冷藏可以较好地维持花生脂肪酸组成，经过12个月的贮藏，其O/L值从0.94上升至0.96，在常温低湿贮藏条件下，前9个月中O/L值升高幅度较小，而随后3个月中O/L值大幅升高。常温常湿贮藏花生的O/L值随贮藏时间线性升高，在前3个月中脂肪酸品质变化不大，后期O/L值达到了1.54，亚油酸破坏严重（图4）。

图4 花生O/L值随贮藏时间的变化Fig.4 O/L value in peanut changes with storage time

O/L值是比较有稳定性的指标，油酸和亚油酸的相对含量直接影响花生的营养品质［14］。不同贮藏条件下，花生中的脂肪酸变化规律具有明显差异，这与其脂肪酸组成有关。花生中的亚油酸属于多不饱和脂肪酸，在贮藏期间由于氧化或水解而首先被破坏，从而造成亚油酸含量减少，而油酸相对含量升高。贮藏温度升高后，这种变化较明显。随着贮藏时间延长，花生酸、芥子酸等脂肪酸含量下降，而软脂酸、山嵛酸等脂肪酸含量缓慢增加，这种变化在温度较高的贮藏环境下更为明显。花生不饱和脂肪酸所占比值随着贮藏时间增长会缓慢减少，这很大程度上是不饱和脂肪酸被氧化的结果。

2.3 不同贮藏条件下的花生样品红外光谱分析

从花生样品的红外光谱中可以看出，脂肪、蛋白质中肽键和多糖的特征吸收峰均十分明显，花生中主要含有脂肪、蛋白质和碳水化合物，这与刘飞等研究结果一致［15］。从吸收峰的相对峰高可以看出，花生中脂肪含量较蛋白质高［16］。1744 cm-1处的酯键振动峰是油脂的主要特征峰，1653 cm-1处的肽键振动峰是蛋白质的主要特征峰，1035、719 cm-1处的羟基振动峰是多糖的特征吸收峰，3292 cm-1附近是水分特征吸收峰。三种花生样品的红外吸收峰非常接近特征峰，峰位一致而峰强不同。比较图中的三条特征曲

线可以发现在1744、1457、1158 cm-1等处的吸收强度变小，3292 cm-1处左右羟基的不对称伸缩振动逐渐减小，1653 cm-1处峰强变小。在贮藏12个月后样品2和样品3较样品1中油脂、蛋白质和水分的特征峰减弱，表示花生含油率降低，蛋白质发生降解。低温常湿冷藏条件下的花生样品吸收峰最强，常温低湿贮藏花生样品次之，常温常湿贮藏环境下花生样品吸收峰最弱。这表明三种贮藏条件中低温冷藏营养成分减少最少，效果最好，而常温常湿保存营养物质破坏最严重，保存效果最差（图5）。

图5 不同贮藏条件下花生的红外光谱图Fig.5 FT-IR spectra of peanuts stored in different conditions

2.4 不同贮藏条件下的花生样品指纹图谱分析

花生经12个月贮藏之后风味发生了变化，三种贮藏条件下花生在电子鼻10个传感器的响应雷达图明显不同（图6），10个传感器性能不同（表2）。选取电子鼻测定的平稳阶段，获取三种样品的雷达图，样品1 中2、7、9号，样品2中2、6、8号和样品3中所有传感器相应值相对较高。样品1中芳香成分仍然浓郁，样品2中检测到甲基类、醛酮类气味物质，样品3气味成分较复杂，各个检测器均有较高响应值，其他的气味物质掩盖了花生原有的风味。结合Loadings分析可以帮助区分当前模式下传感器的相对重要性。如果某个传感器在模式识别中负载参数近于零，那该传感器的识别能力可以忽略不计；如果相应值较高，则该传感器就是识别传感器。图中表明2、7、6、8、9号传感器在当前条件下的作用较大，而1、3、4、10号传感器的作用较小，传感器1、3、5信号相似，均对芳香成分敏感（图7）。

表2 电子鼻10个传感器性能Table2 The functions of 10 Electronic nose sensors

图6 不同贮藏条件下花生响应图Fig.6 Response graphics of peanuts stored in different conditions

图7 不同贮藏条件下花生的loadings分析图Fig.7 Loadings analytical graph of peanuts stored in different conditions

图8中每个点代表测试次数，椭圆形内的数据点重合性很好，其中主成分1和主成分2的贡献率分别达到64.16%和35.83%，PC分析能很好地将三种花生样品予以区分。

图8 不同贮藏条件下花生的PCA分析图Fig.8 PCA graph of peanuts stored in different conditions

电子鼻测得的结果是样品中挥发性组分的整体信息［17］，是通过对样品的挥发性物质的差异进行统计分析。PC分析中两个主成分共可反映样品信息的99.99%，远远超出70%［18-19］，表明PCA分析可以反应花生样品的综合信息，气味指纹分析能够有效区分不同贮藏条件下的花生样品。与相关文献一致，电子鼻不但能较好地识别不同品种的花生［20］，同时也能用于追踪检测粮食霉变程度，反映粮食霉变信息［21］。

3 结论

经12个月贮藏后，低温冷藏环境下花生无论是色泽，风味均保持最佳，氨基酸、脂肪酸等营养成分减少最小，因此低温常湿冷藏是最佳贮藏条件；在常温常湿的条件下储藏的花生营养成分蛋白质、脂肪流失最严重，品质变差速度最快，且霉菌等微生物快速滋长，无法长时间储藏；低湿度可以有效地防止霉菌的生长，从而可以在较长时间内保持花生的主要营养成分，氨基酸和脂肪酸含量能得到较好的保存。红外光谱分析和电子鼻分析能够快速无损地反映不同贮藏条件下花生样品间的品质变化。

［1］Butts C L，Dorner J W，Brown S L，et al.Aerating farmer stock peanut storage in the southeastern US［J］.Transactions of the ASABE，2006，49（2）：457-465.

［2］任斯忱，李汴生，申晓曦，等.花生仁与核桃仁贮藏货架期

预测模型［J］.食品科学，2012，33（14）：290-295.

［3］付英.原料花生贮藏技术研究综述［J］.江苏农业科学，2014，42（11）：312-314.

［4］申晓曦，李汴生，阮征，等.水分含量对花生仁储藏过程中的品质影响研究［J］.现代食品科技，2011，27（5）：495-498，501.

［5］高奇，张瑛，刘泽，等.花生种子脂肪酶活力定量测定及其与储藏特性的相关性［J］.作物学报，2011，37（9）：1676-1682.

［6］Lee C M，Resurreccion A V A.Consumer acceptance of roasted peanuts affected by storage temperature and humidity conditions ［J］.LWT-Food Science and Technology，2006，39（8）：872-882.

［7］欧阳玲花，冯健雄，朱雪晶，等.花生原料贮藏技术研究进展与展望［J］.食品研究与开发，2014，35（8）：125-128.

［8］邵亮亮，苏秀榕，李妍妍，等.大米贮藏过程中氨基酸含量的变化研究［J］.食品科技，2009，34（7）：125-127.

［9］罗印，蒋立勤，杨钦钦.新昌小京生花生的营养品质分析［J］.中国食物与营养，2013，19（2）：72-75.

［10］程安玮，张奇志，王守经，等.抗氧化剂对辐照花生脂肪酸含量及过氧化值的影响［J］.核农学报，2011，25（1）：93-96.

［11］王燕，王斌，徐银峰，等.基于聚类分析法和双指标分析法的淡菜红外指纹图谱比较研究［J］.中国食品学报，2013，13 （1）：178-182.

［12］徐嘉杰，苏秀榕，邵亮亮，等.养殖大黄鱼不同部位营养成分研究［J］.中国水产，2009，52（6）：45-46.

［13］黄沁怡，孙静，李芳，等.运用化学传感器研究煎炸大豆油的品质变化［J］.中国粮油学报，2013，28（9）：124-128.

［14］黄冰艳，张新友，苗利娟，等.花生油酸和亚油酸含量的遗传模式分析［J］.中国农业科学，2012，45（4）：617-624.

［15］刘飞，刘刚.核桃和花生傅里叶变换红外光谱分析［J］.安徽农业科学，2010，38（14）：7206-7207，7215.

［16］姜科声，孔黎春，余鹏，等.不同花生品种的红外光谱分析［J］.光谱实验室，2008，25（4）：550-553.

［17］徐维盛，张桂雨，朱婧，等.气味指纹分析技术在调和油风味研究中的应用［J］.食品研究与开发，2013，34（18）：51-55.

［18］XU Xin qing.Electronic nose for characterisation of flavour patterns of deep frvina oils［J］.Food Australia，2006，58（3）：89-91.

［19］ZHENG Hai，WANG Jun.Electronic nose and data analysis for detection of maize oil adulteration in sesame oil［J］.Sensors and Actuators B：Chemical，2006，119（2）：449-455.

［20］史文青，薛雅琳，何东平.花生挥发性香味识别的研究［J］.中国粮油学报，2012，27（7）：58-62.

［21］惠国华，倪彧.基于电子鼻系统的粮食霉变检测方法研究［J］.中国食品学报，2011，11（5）：162-168.

The difference of amino acids，fatty acids and flavor of peanut stored in different conditions

YUAN Bei1，SHAO Liang-liang2，ZHANG Di-jun1，ZHANG Chun-dan1，ZHOU Jun1，LI Ye1，SU Xiu-rong1，*
（1.School of Marine Sciences，Ningbo University，Ningbo 315211，China；2.Zhejiang Bureau of Quality and Technical Supervision，Hangzhou 100083，China）

The peanut easily got oil pull-up and mildewed.It was important to analyze the changes of amino acids and fatty acids of peanuts which was a reflection of peanut qualities.The changes of amino acids and fatty acids of peanuts were compared by HPLC and GC-MS，which were stored at three different conditions：low temperature and normal humidity refrigeration，at room temperature and low humidity and ambient temperature and humidity.The discriminatory analysis of peanut samples were made by electronic nose and infrared spectroscopy.The amount of amino acids declined from 233.42 mg/g to 215.41 mg/g in cryogenic storage，compared with the amino acids of peanuts stored in the normal conditions which decreased to 197.85 mg/g.The change of fatty acids was the most obvious in the content of oleic acid and linoleic acid.The ratio raised from 0.94 to 0.96 in cryogenic storage，while the ratio of peanuts reached 1.54 when stored in the normal conditions.The characteristic peaks of protein and fatty acids in the infrared spectra at 1653 cm-1and 1744 cm-1were decreased，especially in the normal conditions.Cold storage was the best storage conditions of peanuts.

peanut；amino acid；fatty acids；infrared spectroscopy；electronic nose

TS214.9

A

1002-0306（2016）08-0318-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.08.058

2015－09－29

袁贝（1989-），女，硕士研究生，研究方向：食品科学与工程，E-mail：907467675@qq.com。

*通讯作者：苏秀榕（1956-），女，教授，研究方向：食品科学与工程，生物化学与分子生物学，E-mail：suxiurong@nbu.edu.cn。

浙江省重大科技专项重点社会发展项目（szx11070）；宁波市重点学科资助项目（2009C03017-1）。