吸氧剂处理对核桃仁品质的影响

马雪梅， 罗淑芬， 胡花丽， 李鹏霞，3

(1.南京农业大学食品科技学院，江苏南京 210095； 2.江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏南京 210014；3.江苏省园艺作物遗传改良重点实验室，江苏南京 210014)

核桃(JuglansregiaL.)，别称羌桃和胡桃，属于胡桃科植物，与扁桃、腰果、榛子并称为世界四大干果。核桃中含有大量的必需脂肪酸以及丰富的营养物质，被称为天然脑白金，具有极高的食用和药用价值[1]。核桃的含油率基本在60%以上，其中90%以上是不饱和脂肪酸，正因如此，核桃在采后贮藏过程中极易氧化酸败，不仅产生异味且口感品质降低，甚至出现哈败、霉变等现象，产生对人体有害的物质，造成其营养价值及商品价值丧失[2-3]。

影响核桃仁贮藏的主要因素有环境中的氧气、光照、温湿度等[4-6]，其中氧气含量是核桃仁贮藏过程中最关键的影响因素之一[7]，因此对核桃仁的贮藏研究尤为重要。李鹏霞等对核桃仁进行常温气调包装研究，通过气调包装方式改变微环境中气体比例来延长核桃仁的贮藏期[8]；杨曦等利用塑料袋抽真空的方式贮藏核桃仁[9]；张文涛通过真空包装方式降低核桃仁贮藏环境的氧气，从而延缓核桃仁脂肪酸的氧化[10]。

吸氧剂的主要作用是通过降低环境中的氧气，防止食品发生腐烂、变质、发霉等理化性质变化[11]。为降低板栗贮藏环境中的氧气含量，李亚娜等用吸氧剂结合真空包装对其进行处理，发现吸氧剂处理对板栗有很好的保鲜效果[12]。而目前有关将吸氧剂应用于核桃仁贮藏的研究较少。基于此，本研究利用吸氧剂结合包装盒处理核桃仁，以期为核桃仁在淮河以南流域梅雨季节高温、高湿条件下的销售提供技术支持，为进一步研究核桃仁的贮藏保鲜提供参考。

1　材料与方法

1.1　材料

从市场上购买风干的185薄皮核桃(含水量5.00%±0.10%)，运至江苏省农业科学院农产品加工研究所样品处理实验室。将核桃去壳，取果仁，均匀切分成1/2核桃仁，剔除病虫果和霉烂果，挑选新鲜、大小基本一致的果仁作为试验材料；吸氧剂(市售)。

1.2　仪器与设备

MAP-YHH360复合气调包装机(苏州亚和保鲜科技有限公司)；pH计[梅特勒-托利多集团]；TU-1810紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)；Danbell气体分析仪(丹麦DANSENSOR公司)。

1.3　试验方法

1.3.1包装中吸氧剂用量的筛选以100 g核桃仁为单位，将不同质量比例(3%、5%、7%、9%)的吸氧剂分别放入聚丙烯(polypropylene，简称PP)材质的食品包装盒[(21.00 cm×14.50 cm×8.00 cm)，O2渗透系数112.38 cm3/(m2·d)，CO2渗透系数42.88 cm3/(m2·d)]后，立即用气调包装机进行封口包装(防止吸氧剂吸收空气中的氧气)，盒内为空气，设置3个平行处理。对照1(CK1)于气调包装机上直接进行封口包装，盒内为空气；对照2(CK2)在封口包装后，于盒两侧各打孔4个，孔径1～2 mm。处理组于0 h时放入吸氧剂，立即包装，盒内为空气，24 h后，用气体分析仪测定盒中O2含量，分别确定盒中含氧量约为15%、10%、5%、0%，它们对应的吸氧剂用量分别为3%、5%、7%、9%。由此，以3%、5%、7%、9%吸氧剂放入包装盒对核桃仁进行包装。每个处理3个平行，每盒100 g核桃仁，于温度为(35±1)℃、湿度为85%～90%的环境下贮藏40 d。

1.3.2吸氧剂对核桃仁贮藏品质的影响以筛选出的最佳质量百分比吸氧剂为处理组，每盒包装100 g，设置3个平行处理。按照“1.3.1”节的方法同样设置对照组CK1、CK2。于温度为(35±1)℃，湿度为85%～90%的环境下贮藏40 d，每10 d取样1次。

1.4　指标测定方法

1.4.1感官分析根据GB/T 20398—2006《核桃坚果质量等级》[13]，参照狄建兵的方法[14]并略加改动，采用感官评分法对核桃仁的气味、外观、口感等感官表现进行评价，其中感官品质的评分标准见表1。

表1　感官品质评分标准

1.4.2粗脂肪粗脂肪含量参照GB/T 5009.6—2003[15]测定。

1.4.3油样的提取将核桃仁充分研碎，取25 g放入三角瓶中，加入30 mL乙醚后密封避光浸提，12 h后过滤，再加 30 mL 乙醚进行二次浸提，使无水乙醚自然风干得油样。该方法提取的核桃仁油用以酸价、碘价、过氧化值的测定。其中酸价参照GB/T 5530—2005[16](热乙醇测定法)进行测定；碘价参照GB/T 5532—2005[17]，采用Na2S2O3滴定法测定；过氧化值参照GB/T 5538—2005[18]进行测定。

1.4.4脂肪氧合酶活性测定按照张群等的方法[19]并略加修改测定脂肪氧合酶(lipoxygenase，简称LOX)活性。取2 g核桃仁粉末样品，加入0.1 mol/L Tris-HCl磷酸缓冲液(pH值 8.0，含0.05 mol/L巯基乙醇)8 mL，混合均匀后，于4 ℃、10 000 r/min条件下离心20 min，上清液即为待测的粗酶液。反应液包括：pH值6.0的0.1 mol/L磷酸钠缓冲液 2.70 mL、10 mmol/L亚油酸钠50 μL、酶液0.25 mL；空白对照为pH值6.0的0.1 mol/L磷酸钠缓冲液2.95 mL、10 mmol/L 亚油酸钠50 μL，于30 ℃条件下进行反应，在 234 nm 下测定吸光度。酶活性单位为U/g，表示以反应体系1 min增加吸光度0.01为1个活力单位。

1.4.5可溶性糖含量测定参照韩雅珊的方法[20]并略加改动测定可溶性糖含量。称取1 g样品，加80%乙醇溶液 5 mL，研磨、匀浆后于80 ℃条件下水浴浸提10 min，冷却后于12 000 r/min的转速下离心20 min，重复浸提1次，合并上清液，用80%乙醇溶液定容至25 mL，即为可溶性糖待测液。采用蒽酮比色法测定吸光度，计算可溶性糖含量。

1.4.9可溶性蛋白质含量测定采用李合生的方法[21]并略加改动测定可溶性蛋白质含量。称取2 g样品，加 0.1 mol/L 磷酸缓冲液10 mL(pH值 7.2)，研磨、匀浆后，于 12 000 r/min 转速下离心20 min，上清液即为可溶性蛋白质待测液。采用考马斯亮蓝G-250法测定吸光度，计算可溶性蛋白质含量。

1.5　数据分析

2　结果与分析

2.1　包装中吸氧剂用量的筛选

2.1.1不同质量百分比吸氧剂处理对核桃仁感官品质的影响由表2可知，贮藏0 d时，核桃仁呈浅棕色、无哈喇味、无涩味、质地较脆、品质较好。贮藏40 d时，CK1、CK2组均出现严重的品质劣变，外观局部变黑，质地较软，带有严重涩味、稍有哈喇味；而吸氧剂处理组核桃仁的感官品质明显优于CK1、CK2组。其中以7%、9%吸氧剂处理的核桃仁感官品质较好，口感仍较脆、无哈喇味、无涩味，颜色变化不明显，且这2个组之间无显著差异。

表2　不同质量百分比吸氧剂处理对核桃仁感官品质的影响

注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

2.1.2不同质量百分比吸氧剂处理对核桃仁粗脂肪含量的影响核桃仁中富含大量不饱和脂肪酸[22]，是人体所需的重要营养物质[23]。由图1可知，在贮藏40 d时，核桃仁中的粗脂肪含量随着吸氧剂质量百分比的增加而增加。与 0 d 相比，3%、5%、7%、9%吸氧剂处理的核桃仁粗脂肪含量在贮藏40 d时分别下降6.98、5.98、2.13、1.94百分点。7%、9%吸氧剂处理的核桃仁粗脂肪含量显著高于CK1、CK2组(P<0.05)，而3%、5%吸氧剂处理的核桃仁粗脂肪含量与CK1、CK2组无明显差异。由此说明，7%、9%吸氧剂处理能有效保持较高的粗脂肪含量。综合感官评定及粗脂肪含量的测定结果，并从经济角度考虑，宜选用7%吸氧剂对核桃仁进行贮藏。

2.2　吸氧剂处理对核桃仁贮藏品质的影响

2.2.1吸氧剂处理对核桃仁油脂酸价的影响酸价是油脂中游离脂肪酸含量的标志，反映油脂酸败程度，酸价越高，油脂酸败越严重[24]。由图2可知，在贮藏的前30 d，各组的酸价上升幅度均较小，且无明显差异。贮藏至40 d时，CK1、CK2组的酸价大幅度增加，分别为0 d时的1.84、2.35倍，其中CK2组显著高于CK1组(P<0.05)；与对照组相比，7%吸氧剂处理组的酸价增加得不明显，为0 d时的1.52倍，显著低于CK1、CK2组(P<0.05)。表明CK2组较CK1组更易发生油脂酸败，而7%吸氧剂处理可进一步抑制核桃仁油脂酸价的升高。

2.2.2吸氧剂处理对核桃仁油脂碘价的影响碘价是鉴别油脂不饱和脂肪酸的重要参数，油脂中亚麻酸、亚油酸等不饱和脂肪酸含量的高低决定油脂碘价的高低[25]。由图3可知，随着贮藏时间的延长，各组碘价均下降，其中对照组的下降幅度较大。贮藏至20 d时，7%吸氧剂处理组核桃仁油脂的碘价显著高于CK1、CK2组(P<0.05)；30 d时，CK2组的碘价显著低于7%吸氧剂处理组与CK1组(P<0.05)；40 d时，7%吸氧剂处理组核桃仁油脂的碘价为134.53 g/100 g，显著高于CK1组(134.46 g/100 g)、CK2组(134.32 g/100 g)(P<0.05)，且CK1组高于CK2组。由此可知，对核桃仁进行密封可在一定程度上延缓核桃仁油脂碘价的下降，而7%吸氧剂处理可进一步延缓核桃仁油脂碘价的下降。

2.2.3吸氧剂处理对核桃仁油脂过氧化值的影响过氧化值是衡量核桃仁酸败的重要标志[26]。由图4可知，各组核桃仁油脂过氧化值均随时间的延长呈上升的趋势。贮藏前 20 d，各组过氧化值变化均不明显；贮藏至30～40 d时，CK1、CK2组的过氧化值大幅上升，而7%吸氧剂处理组的过氧化值上升幅度较小，且显著低于CK1、CK2组(P<0.05)。贮藏40 d，7%吸氧剂处理组的过氧化值最低，仅为0 d的2.13倍，而此时CK1、CK2组的过氧化值分别为0 d的4.13、4.49倍。由此可知，7%吸氧剂处理可显著缓解核桃仁油脂过氧化值的上升。

2.2.4吸氧剂处理对核桃仁脂肪氧合酶活性的影响脂肪氧合酶广泛存在于需氧的机体中，可催化油脂中的不饱和脂肪酸(主要是亚油酸和亚麻酸及酯类)发生过氧化反应，产生一系列的醛、酮类等化合物，从而影响油脂的品质[27]。由图5可知，各组核桃仁脂肪氧合酶活性均随时间的延长呈先上升后下降的趋势。贮藏前20 d，各组脂肪氧合酶活性均上升，且CK1、CK2组的上升幅度高于7%吸氧剂处理组；在贮藏至 20 d 时，CK1、CK2组的脂肪氧合酶活性出现峰值，显著高于7%吸氧剂处理组(P<0.05)；贮藏至30 d时，7%吸氧剂处理组的脂肪氧合酶活性出现峰值。贮藏至30～40 d时，CK1、CK2组的脂肪氧合酶活性较7%吸氧剂处理组下降得快。由此可知，7%吸氧剂处理可显著抑制核桃仁脂肪氧合酶活性的上升，并延迟其峰值的出现。

2.2.5吸氧剂处理对核桃仁可溶性糖含量的影响核桃仁中的糖含量并不是很高，但可溶性糖仍是核桃仁中比较重要的营养品质，对口感也有一定的影响[28]。由图6可知，在整个贮藏期间，各组核桃仁的可溶性糖含量均随时间的延长呈下降趋势。贮藏至20 d时，7%吸氧剂处理组的可溶性糖含量显著高于对照组(P<0.05)，而CK1组与CK2组之间的可溶性糖含量无明显差异。贮藏至40 d时，7%吸氧剂处理组的可溶性糖含量仍为贮藏0 d时的82.88%，而CK1、CK2组分别为0 d的34.70%、28.96%，且CK1组高于CK2组。由此可知，与对照组相比，7%吸氧剂处理能有效地减缓核桃仁可溶性糖含量的下降。

2.2.6吸氧剂处理对核桃仁可溶性蛋白质含量的影响蛋白质是核桃仁中重要的营养成分。由图7可以看出，在贮藏过程中，各处理组的可溶性蛋白质含量均随时间的延长呈下降趋势。贮藏前20 d，各组核桃仁中的可溶性蛋白质含量无明显差异；贮藏至30 d时，7%吸氧剂处理组的可溶性蛋白质含量显著高于CK1、CK2组(P<0.05)。贮藏至40 d时，7%吸氧剂处理组的可溶性蛋白质含量仍为原来的87.91%，而对照组CK1、CK2组分别下降为原来的 58.78%、53.52%，且CK1组略高于CK2组。由此可得，7%吸氧剂处理能有效减缓核桃仁中可溶性蛋白质含量的下降。

3　结论与讨论

核桃仁在高温、高湿的条件下极易氧化，造成核桃仁油脂酸败，从而导致其失去商品价值，其中氧气是影响核桃贮藏过程中油脂酸败的关键因素之一。有研究报道，利用真空处理以及铁粉处理都能在一定程度上抑制核桃仁油脂的酸败，且真空处理效果更好[1]。说明降低氧浓度可以较好地抑制核桃仁油脂的氧化，脱氧处理可在一定程度上抑制核桃仁的生理代谢和衰老。本研究发现，吸氧剂能降低贮藏环境中氧气，形成相对低氧的气体环境；在40 d的贮藏期内，不同质量百分比的吸氧剂处理均可保持核桃仁中较高的粗脂肪含量及较好的感官品质，其中7%、9%的吸氧剂处理效果尤为明显。

核桃仁油含有大量的不饱和脂肪酸，油脂的酸价和过氧化值客观反映了脂肪酸的氧化酸败程度[29-30]，碘价则是鉴别不饱和脂肪酸的重要参数。油脂氧化酸败主要是指不饱和脂肪酸在光照、氧气、水分等因素的影响下，氧化成低分子脂肪酸，然后低分子脂肪酸进一步氧化产生有机酸，使酸价升高的过程[31-32]。另外，陶菲等研究发现，油脂发生氧化酸败产生过氧化物，导致油脂过氧化值升高，而真空包装能有效减缓山核桃过氧化值的升高[27]。本研究发现，7%吸氧剂处理可有效抑制核桃仁油脂酸价及过氧化值的升高及碘价的下降；不放吸氧剂的CK1组与漏气包装CK2组相比，具有较低的酸价及过氧化值，并具有较高的碘价，说明CK2组油脂氧化更严重，进一步验证说明O2是核桃仁在贮藏中变质的重要影响因素，这与张文涛等的研究结果[33]一致。另一方面，王炜等研究发现，相对较高的氧气浓度更能诱发脂肪酸的不稳定性，核桃仁中的油脂在贮藏过程中能够产生游离基，而游离基对环境中基态氧的吸收可导致脂肪酸发生自动氧化，较高浓度的氧气会加速游离基对O2的主动吸收，从而加快脂肪酸氧化酸败的速率[34]。杨曦等的研究表明，核桃鲜果在贮藏环境中的O2含量越低，越能保持较高的核桃油脂品质[9]。本研究用吸氧剂对包装盒内的气体进行微调节，在一定程度上降低了贮藏环境中的可吸收氧浓度，减弱了油脂中游离基对氧的吸收，达到了抑制油脂氧化速率、保持核桃仁油脂贮藏品质的目的。

核桃仁中的脂肪氧合酶活性反映了核桃仁的衰老程度。在一定的贮藏时间内，其活性随时间的延长呈现先增加后减少的趋势，这与陶菲等的研究结果[27]一致。表明贮藏环境中氧含量的减少能够在一定程度上抑制脂肪氧合酶活性的上升，从而延缓核桃的衰老。

核桃仁中除含有大量油脂外还含有丰富的营养物质，如可溶性糖、可溶性蛋白质[35]。果蔬中的可溶性糖、可溶性蛋白质主要与其生理生化代谢有关，它们也是果蔬品质和营养价值的重要评价指标[28，36]。在整个贮藏过程中，核桃仁呼吸代谢及其生理代谢可消耗大量营养物质，导致其组织可溶性糖和可溶性蛋白质含量降低。结果表明，7%吸氧剂处理能够有效减缓可溶性糖、可溶性蛋白质含量的下降，这可能与吸氧剂处理使包装盒内氧气减少，抑制其呼吸作用，减少呼吸底物的消耗有关。另外，CK2组的营养物质含量较CK1组更易降低，主要由于漏气包装盒联通外界空气，具有充足的氧气供核桃仁呼吸代谢。这与张文涛得出的气调包装有效保持了核桃仁可溶性糖及可溶性蛋白质含量的结果[10]一致。

综上所述，7%吸氧剂处理可维持核桃仁较高的粗脂肪含量及良好的感官品质，有效延缓核桃仁中油脂的氧化酸败，并可保持较好的营养品质，从而达到延长核桃仁贮藏期的目的。本研究可为核桃仁在贮藏、流通和销售中的品质控制提供理论及技术支持。

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