高能电子束辐照对奇亚籽发芽率及奇亚籽毛油品质的影响

高亚灵，陶宁萍，宁伟伟，荣 旭，张智力

(上海海洋大学 食品学院，上海 201306)

高能电子束辐照对奇亚籽发芽率及奇亚籽毛油品质的影响

高亚灵，陶宁萍，宁伟伟，荣 旭，张智力

(上海海洋大学 食品学院，上海 201306)

奇亚籽繁殖力超强，引入我国易形成优势种群，破坏生态系统，因此考虑对奇亚籽进行灭活后引入。探究利用辐照技术使奇亚籽丧失活力，并研究辐照对奇亚籽毛油品质的影响。结果表明：辐照处理可延缓奇亚籽开始萌发的时间，并使其发芽率降低，随着辐照剂量的增大，10 kGy处理时奇亚籽发芽率为0；10 kGy辐照处理与不经辐照处理的奇亚籽毛油相比，酸值显著升高(P<0.05)(但仍符合亚麻籽油的一级标准)，过氧化值、脂肪酸组成差异不显著(P>0.05)；辐照处理后奇亚籽毛油的品质高，符合亚麻籽油的一级标准。

奇亚籽；高能电子束；发芽率；酸值；脂肪酸

奇亚籽(Salviahispanica)是芡欧鼠尾草的种子。芡欧鼠尾草是一种一年生作物，生长在墨西哥及北美洲地区海拔约1 200 m的高原荒漠，现广泛分布于南美、澳大利亚等地区，亚洲没有此物种，我国奇亚籽的食用都依赖于进口[1-2]。奇亚籽是一种营养价值丰富的食品原料，富含脂肪、优质蛋白质、膳食纤维以及多种矿物质等。奇亚籽含粗脂肪34.20%，多不饱和脂肪酸占总脂肪酸的85.02%，其中α-亚麻酸的含量高达62.48%[3]。此外，奇亚籽还富含维生素E、类胡萝卜素、多酚类化合物等十几种抗氧化活性物质，具有改善血脂代谢、控制血糖、润肠通便、抗氧化、抑菌消炎、抗病毒、抗肿瘤、保护神经系统等作用[4-8]。2014年5月30日卫生部批准奇亚籽为新食品原料[9]，这使奇亚籽在我国有巨大的发展空间，有很高的研究价值[10-11]。

《中华人民共和国进出境动植物检疫法》明确规定，禁止携带、邮寄种子(苗)、苗木及其他具有繁殖能力的植物材料入境。奇亚籽非我国原有物种，目前在我国尚未有种植报告。奇亚籽是一种优质的食品原料种子，具有特别的医疗保健功能，但其繁殖力超强，我国气候条件非常适合该植物生长繁殖，一旦引入极易形成优势种群，与本地物种竞争，破坏生态系统[12]，因此考虑对奇亚籽进行灭活后引入。

种子灭活的方法很多，常见的有化学试剂熏蒸或浸泡灭活、干热灭活、湿热灭活、辐照灭活等。其中化学试剂熏蒸或浸泡灭活对食品的破坏较大，试剂残留对食品安全造成威胁；热力灭活耗时较长，且不能保证将种子完全灭活；辐照处理具有简单高效、安全无残留等优点。2003年，国际植物保护公约(IPPC) 正式通过了第18号国际植物检疫措施标准——辐照用作植物检疫措施的准则，辐照技术可以用作一项植物检疫处理措施。电子束对进口动植物农产品进行检疫性辐照，可以有效地使植物种子失活，防止外来物种的入侵，在保障中国农业和生态环境安全与植物检疫方面有积极影响。

辐照食品中的营养物质几乎不会受到破坏，在烹调过程中极易损失的生育酚和硒，辐照处理后保留率可高达90%以上。第四届专门委员会会议得出结论：“用10 kGy以下的平均最大剂量照射任何食品，在毒理学、营养学及微生物学上都丝毫不存在问题，而且今后无须再对经低于此剂量辐照的各种食品进行毒性试验”。

本研究利用高能电子束射线对奇亚籽进行0～10 kGy的辐照处理，研究不同辐照剂量对奇亚籽萌发的影响，旨在探索利用辐照技术使奇亚籽丧失活力，以满足入境植物检疫规定中种子入境条件，为后续奇亚籽相关产品的开发提供原料。并对0 kGy和10 kGy辐照处理后的奇亚籽螺旋压榨毛油的品质进行分析，探究辐照对奇亚籽毛油品质的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料与试剂

奇亚籽：由上海中福集团有限公司提供；石油醚、甲醇、无水乙醇、酚酞、氢氧化钾、冰乙酸、异辛烷、碘化钾、硫代硫酸钠、可溶性淀粉，均为分析纯；正己烷为色谱级；37 种脂肪酸甲酯混合标准溶液：美国 Supelco 公司。

1.1.2 仪器与设备

Rhodotron TT200 高能电子加速器；Thermo TRACE GC ULTRA气相色谱仪，安捷伦科技(上海)有限公司；DHG-9140A 型电热鼓风干燥箱；HPP108 恒温恒湿培养箱；TM-RA302A TCL家用智能榨油机。

1.2 试验方法

1.2.1 辐照处理

本试验在上海辐新辐照技术有限公司进行，辐照装置为 Rhodotron TT200 高能电子加速器，辐照能量为10 MeV，扫描宽度为60～100 cm，扫描频率为50 Hz，辐照电流为0.1～8 mA。辐照处理场通过ISO 11137认证。设置电子束辐照剂量0.5、1、2、3、6、8 kGy和10 kGy，将装袋的奇亚籽置于传送带送入场内，并在常温下进行辐照处理，每个辐照剂量辐照6 min，每个辐照剂量的试验样品均设3个平行样，以不经辐照处理的为空白对照。

1.2.2 奇亚籽发芽率的测定

参考GB/T 3543.4—1995。具体培育步骤如下: 每个样品随机挑选辐照后50粒左右的奇亚籽，整齐摆放于直径18 cm左右铺有双层滤纸的培养皿中，注入清水至滤纸饱和，标记后加盖，移入恒温恒湿培养箱，25℃恒温培养；每天更换水，观察记录奇亚籽的发芽情况。

1.2.3 奇亚籽毛油的制备

选取TCL家用智能榨油机的冷榨模式分别压榨未经辐照处理和辐照处理的奇亚籽，机器经过2 min 预热直接开始压榨，静置后真空抽滤得到奇亚籽毛油。

1.2.4 奇亚籽毛油品质的测定

酸值：参照GB/T 5530—2005。过氧化值：参照GB/T 5538—2005。脂肪酸组成利用气相色谱仪进行分析检测。脂肪酸甲酯化方法：参照GB/T 17376—2008中的三氟化硼法。气相色谱条件为：FID检测器，Agilent SP-2560色谱柱(100 m×0.25 mm×0.2 μm),柱初始温度70℃，以50℃/min升温至140℃，保持1 min，4℃/min升温至180℃，保持1 min，3℃/min升温至225℃，保持30 min，汽化室温度25℃，载气N2，柱流速1 mL/min，分流比45∶1，进样量1 μL。脂肪酸含量采用峰面积归一化法确定。

1.2.5 统计分析

采用SPSS 21.0 软件对试验数据进行Tukey显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 辐照对奇亚籽发芽率的影响

奇亚籽经辐照处理后，立即进行萌发试验，观察记录奇亚籽的发芽情况，发现第7 d后，奇亚籽的发芽情况不再改变，持续观察至第14 d。不同辐照剂量处理后奇亚籽的发芽率见表1。

表1 不同辐照剂量处理后奇亚籽的发芽率

注：每一列右上角字母不同代表不同发芽率之间存在显著性差异(P<0.05)。

辐照对谷物种子萌发特性有显著影响，它能抑制谷物种子发芽，并对谷物种子根系产生明显抑制作用，这是由于辐照使谷物种子内部水分分离出具有氧化作用的自由基使种胚受到破坏，从而抑制种子萌发[13]。由表1可以看出，奇亚籽的发芽率随培养时间延长，前4 d各组种子发芽率均逐渐增加，但均明显低于对照组，4 d后种子发芽率增加趋于平缓，7 d后种子发芽率不再改变。不同剂量的辐照处理可推迟奇亚籽开始发芽的时间，当剂量增加至3 kGy时，奇亚籽开始发芽的时间与不经辐照处理组相比明显较晚，经10 kGy辐照处理最终可使奇亚籽失活。

随着辐照剂量的增加奇亚籽的发芽率呈下降趋势，采用SPSS 21.0 软件对不同辐照剂量处理奇亚籽的发芽率进行显著性分析。结果显示，辐照处理组与不经辐照处理的奇亚籽发芽率之间的差异性水平均显著(P<0.05)，表明所选用的辐照剂量对奇亚籽均产生了一定程度的影响，使奇亚籽的发芽率降低，且随着辐照剂量的增大奇亚籽的发芽率逐渐降低，直至奇亚籽失去活力。在辐照剂量低于3 kGy时，奇亚籽的萌发特性受到的抑制作用较弱，发芽率降低缓慢；当辐照剂量增加至3 kGy时,奇亚籽所受到的抑制作用增强，发芽率降低为8%；随着辐照剂量的增大，当辐照剂量为10 kGy时，奇亚籽的发芽率为0。王若兰等[13]研究辐照对粮食微观结构及其萌发特性的影响，结果表明辐照剂量越大，发芽率越低，当辐照剂量达到10 kGy时，小麦、稻谷、玉米和大豆的发芽率均为0，与本试验的研究结果一致。

2.2 辐照对奇亚籽毛油品质的影响

2.2.1 辐照对奇亚籽毛油酸值及过氧化值的影响

10 kGy辐照处理和不经辐照处理的奇亚籽经螺旋压榨，制得奇亚籽毛油，对其酸值和过氧化值进行测定，并与一级亚麻籽油(GB/T 8235—2008)技术标准做对比(由于奇亚籽油没有相关国家标准，所以参考亚麻籽油的标准)。用SPSS 21.0 软件对试验结果进行显著性分析，结果见表2。

表2 辐照处理对奇亚籽毛油酸值、过氧化值的影响

注：字母不同代表不同酸值、过氧化值之间存在显著性差异(P<0.05)。

过氧化值：油脂氧化的初级产物是氢过氧化物，因此通过测定油脂中氢过氧化物的含量，可以评价油脂的氧化程度。酸值：油脂氧化的初级产物氢过氧化物非常不稳定，易分解为醛、酮、酸等，因此酸值也是评价油脂氧化变质程度的一个重要指标[14]。由表2可以看出，辐照处理后与不经辐照处理的奇亚籽毛油相比，酸值(KOH)升高了0.09 mg/g，与不经辐照处理的奇亚籽毛油酸值相比差异虽然显著(P<0.05)，但是辐照处理后的奇亚籽毛油酸值依然远低于亚麻籽油的一级标准。奇亚籽毛油的过氧化值与不经辐照处理的相比升高了0.24 mmol/kg，但是差异不显著(P>0.05)，奇亚籽毛油的过氧化值远小于亚麻籽油的一级标准。由此得出结论：辐照处理虽然使奇亚籽毛油的酸值、过氧化值略有升高，但是辐照剂量较小，在食用安全范围内，对奇亚籽毛油品质的影响较小，10 kGy辐照处理后奇亚籽毛油的品质符合亚麻籽油的一级标准。

2.2.2 辐照对奇亚籽毛油脂肪酸组成的影响

辐照处理后与不经辐照处理的奇亚籽毛油主要脂肪酸组成及含量见表3。

表3 辐照处理对奇亚籽毛油脂肪酸组成及含量的影响

注：未标注字母代表脂肪酸组成之间差异不显著(P>0.05)。

由表3可以看出，奇亚籽毛油多不饱和脂肪酸主要由亚油酸和α-亚麻酸两种必需脂肪酸组成，人体一旦缺乏会引起一系列病理反应。在奇亚籽毛油多不饱和脂肪酸中α-亚麻酸含量最高，达到62.48%，是目前报道各种植物中含量最高的[15]。α-亚麻酸是维持大脑和神经系统所必需的脂肪酸，人体缺乏α-亚麻酸，大脑、视网膜等神经系统将发生异常障碍。此外，α-亚麻酸具有抗血栓和降血脂作用，能预防癌变、抑制肿瘤细胞转移、抑制病态性病症等。

对两组奇亚籽压榨毛油脂肪酸组成进行显著性分析，结果表明经10 kGy辐照处理与不经辐照处理的奇亚籽毛油相比，脂肪酸组成差异不显著(P>0.05)。程安玮等[16]研究发现，不同剂量的辐照处理对花生脂肪酸组成没有显著影响。据Stevenson[17]研究，中小剂量的辐照(≤10 kGy)不会使食物的营养成分发生显著改变。均与本试验的研究结果一致。

将辐照处理后奇亚籽毛油脂肪酸组成及含量与亚麻籽油做对比，用以分析评价辐照处理后奇亚籽毛油的营养价值，结果见表4。

由表4可以看出，辐照处理的奇亚籽毛油多不饱和脂肪酸(PUFA)含量高达84.46%，高于亚麻籽油(63.20%)。PUFA与饱和脂肪酸 (SFA)含量的比值(PUFA/SFA)是评价脂肪酸性质的一个重要指标。有关研究表示，仅在PUFA/SFA 比值大于2时，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显[19]。辐照处理的奇亚籽毛油PUFA/SFA比值为7.05，明显优于亚麻籽油(4.97)，具有良好的降血脂作用。此外，FAO/WHO建议饮食中n-3系列不饱和脂肪酸与n-6系列不饱和脂肪酸的比值至少在0.1～0.2，较高比值的n-3 PUFA/n-6 PUFA有助于抗炎和抗癌。辐照处理后奇亚籽毛油的n-3 PUFA/n-6 PUFA 比值较高，为2.81，略低于亚麻籽油(3.57)，远高于松籽油(0.33)和南瓜籽油(0.01)等[20]。

表4 辐照处理后奇亚籽毛油和亚麻籽油的脂肪酸组成及含量的对比 %

3 结 论

高能电子束辐照对奇亚籽发芽率的影响结果：与不经辐照处理的奇亚籽相比，辐照处理可延缓奇亚籽开始萌发的时间，并使其发芽率降低，随着辐照剂量的增大，10 kGy辐照处理时奇亚籽的发芽率为0。在辐照剂量低于3 kGy时，奇亚籽萌发受到的抑制作用较弱，发芽率降低缓慢；当辐照剂量增加至3 kGy 时，奇亚籽萌发所受到的抑制作用增强，发芽率降低为8%；随着辐照剂量的增大，发芽率逐渐降低，当辐照剂量增大到10 kGy时，发芽率为0，使奇亚籽满足入境植物检疫中规定的入境条件，为后续奇亚籽相关产品的开发提供原料支撑，满足产品的加工需求。

高能电子束辐照处理对奇亚籽毛油品质的影响结果：10 kGy辐照处理与不经辐照处理的奇亚籽毛油相比，酸值虽然显著升高(P<0.05)，但仍远低于亚麻籽油的一级标准；过氧化值与不经辐照处理组对比，差异性不显著(P>0.05)，远小于亚麻籽油的一级标准；脂肪酸组成与不经辐照处理组对比，差异性不显著(P>0.05)。奇亚籽毛油富含多不饱和脂肪酸，且n-3系列不饱和脂肪酸含量较高，是一种值得开发的营养价值很高的保健油脂。本研究为以后奇亚籽辐照处理的条件控制提供理论依据，为奇亚籽保健油脂等相关产品的开发提供参考。

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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

上海市教委重点学科建设项目(J50704);江苏省国家长江珍稀鱼类工程技术研究中心培育点项目;上海市科委工程中心建设项目(11DZ2280300)

高亚灵(1990)，女，硕士研究生，研究方向为食品营养与品质(E-mail)735651696@qq.com。

陶宁萍，教授，博士 (E-mail)nptao@shou.edu.cn。

TS225.1; S124

：A

：1003-7969(2017)07-0010-05