后熟期间大豆籽粒油脂组成和品质特征的变化规律

祝 溪， 王若兰 ， 黄亚伟 ， 李浩杰 ， 盛 强 ， 曹志帅

(河南工业大学粮油食品学院1，郑州 450001) (中储粮成都储藏研究院有限公司2，成都 610031)

大豆是我国传统的粮食油料兼用作物，在人们日常饮食生活中具有重要地位，在具有较高的营养价值的同时，又具有较高的综合加工利用价值[1]。大豆中含有高水平的生物利用蛋白和高质量的脂肪组分，另外富含人体必需的不饱和脂肪酸，维生素和矿物质的含量也比较高[2，3]。

大豆刚从田间收获时处于“收获成熟”阶段。此阶段的大豆还未达到生理上的成熟，表现为酶活性高，发芽率低，储藏性差，加工出品率低。但是经过一段时间的储藏后这种现象得到改善，此时大豆达到“生理成熟”[4]。从“收获成熟”到“生理成熟”这一段时间被称为“后熟期”，大多数的粮食都有后熟期，一般来说，大豆的后熟期为1.5～2个月[5]。后熟期间种籽的合成作用与分解作用时刻都在进行，但主要是合成作用，即总的趋向是各种低分子化合物继续转变为高分子化合物。氨基酸减少，蛋白质增加，脂肪增加，可溶性糖减少，淀粉增加[6]。邵玉彬等[7]发现大豆在后熟过程中发芽率和硬实率得到了显著的提高。有研究发现大豆在后熟期间的含油量增加了3.89%，出油率增加了1.52%[5]。叶茂颖等[8]发现后熟过程有利于大豆籽粒异黄酮的进一步积累。

目前，对大豆后熟过程中脂肪成分的变化研究较少，本课题研究了国产大豆后熟期间油脂组成和品质特征的变化规律，可为大豆的加工和利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大豆：河南产2020年新收获的大豆，原始含水量为13.0%，杂质为0.3%，完整粒率为95%，等级为1级。

石油醚、甲醇、异丙醇、冰乙酸、硫代硫酸钠，所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

BLH-560KL型低温连续锤式旋风磨，LT-BIX 300 LS恒温恒湿箱，GC 2030气象色谱仪，RE-2000A(Ⅰ)旋转蒸发器。

1.3 方法

1.3.1 大豆的处理

新收获的大豆除杂后保持水分为13.0%，装入30 cm×40 cm PV型塑料包装袋中，放于温度25 ℃，湿度为70%的恒温恒湿箱中，每隔15 d取一次样用于指标的测定。

1.3.2 粗脂肪含量的测定

粗脂肪的测定参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》。称取大豆粉4 g，准确至0.001 g，全部移入滤纸筒内，将滤纸筒放入索氏抽提器的抽提筒内，在抽提器冷凝管上端加入石油醚，于水浴上加热，使石油醚不断回流抽提6 h。提取结束时，取下接收瓶，回收石油醚，再于105 ℃烘箱中干燥1 h，放在干燥器内冷却0.5 h后称量。重复操作直至恒重(直至2次称量的差不超过2 mg)。

1.3.3 大豆油的提取

将大豆样品用锤式旋风磨粉碎，按固液比1∶3加入石油醚，置于摇床上振荡4 h，然后室温下静置12 h，然后在4 000 r/min下离心5 min，将上清液过滤收集，最后用旋转蒸发仪脱去石油醚，得到大豆油。

1.3.4 粗脂肪酸价的测定

酸价的测定参照GB 5009.229—2016《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》。称取20 g大豆油于250 mL锥形瓶中。加入乙醚-异丙醇混合液60 mL和3滴的酚酞指示剂，充分振摇溶解试样。再用0.1 mol/L的氢氧化钠标准滴定溶液对试样溶液进行手工滴定，当试样溶液初现微红色，且15 s内无明显褪色时,为滴定的终点。立刻停止滴定，记录下此滴定所消耗的标准滴定溶液的体积(mL)，同时做空白实验。

1.3.5 粗脂肪过氧化值的测定

过氧化值的测定参照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》。称取大豆油2 g(精确至0.001 g)于250 mL碘量瓶中，加入30 mL三氯甲烷-冰乙酸混合液后准确加入1 mL饱和碘化钾溶液，塞紧瓶盖，并轻轻振摇0.5 min，在暗处放置3 min。取出加100 mL水，摇匀后立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘，滴定至淡黄色时，加1 mL淀粉指示剂，继续滴定并强烈振摇至溶液蓝色消失为终点，同时做空白实验。

1.3.6 脂肪酸组成的测定

参照李桂华[9]的方法，并稍作修改，将20 mg大豆油，溶于3 mL正己烷中，加入4 mL(0.5 mol/L)甲醇钠溶液，涡旋离心10 min，静置后取上层清液加入少量无水硫酸钠，过滤后的清液用于脂肪酸组成的测定。相关参数：色谱柱：HP-88(100 m×0.25 mm×0.20 μL)；进样量1 μL；分流进样方式，分流比50∶1；进样口温度：260 ℃；载气:N2，54 mL/min。程序升温：140 ℃下保持5 min，然后以4 ℃/min的速率升至240 ℃，保持20 min。检测器:氢火焰离子检测器(FID)，检测器温度恒温260 ℃。

1.4 数据处理

采用origin 9.0软件对试验结果作图，采用SPSS 20.0软件进行方差分析，试验数值之间以Duncan法(P<0.05)进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 大豆后熟过程中粗脂肪含量、酸价、过氧化值的变化

粗脂肪含量变化如图1所示，大豆脂肪含量在0～30 d呈现显著增长趋势，从初始的19.25%升高至21.30%，在30 d达到最大值，在45 d时显著下降后又升高。是因为大豆后熟过程中籽粒的合成作用和分解作用时刻都在行，但是以合成为主，分解为辅，即总的趋势是各种低分子化合物转化成高分子化合物，脂肪含量增加[6]。有研究发现储存2个月的大豆比新收获大豆的出油率要高[6]。大豆籽粒在后熟过程中，合成作用显著，大豆后熟作用增加了脂肪含量，改善了的大豆的加工品质，为大豆加工企业可带来更高的盈利。

图1 大豆粗脂肪含量、酸价、过氧化值的变化

酸价越小，说明油脂质量越好，新鲜度和精炼程度越好[10]。随着储藏时间的延长，酸价呈显著上升趋势，从初始0.11 mg/g升高至0.34 mg/g。在存储过程中，脂肪在脂肪酶的作用下水解成游离脂肪酸，在大豆后熟期间，脂肪酶活性高，水解后产生的游离脂肪酸增加，酸价升高[11]。根据《大豆储存品质判定规则》判断，粗脂肪酸价≤3.50 mg/g，大豆仍为宜存状态，后熟期间，大豆油品质较好。

过氧化值是评价油脂品质优劣的重要指标之一，其反映了油脂氧化酸败的程度[12]。随着时间的增加，过氧化值呈波动上升趋势，初始值为0.005 6 g/100 g，在60 d达到最大值，为0.010 4 g/100 g。大豆油在脂肪氧化酶的作用下氧化成氢过氧化物，反应产物积累到一定程度会分解成醛、酮等小分子，氢过氧化物是油脂氧化的主要初级产物，在油脂氧化初期，过氧化值随氧化程度加深而升高，过氧化值的变化与大豆油中的多不饱和脂肪酸的含量有关，多不饱和脂肪酸含量越高，油脂越易氧化[13]。根据大豆原油质量指标(GB 2716—2018)过氧化值≤0.25 g/100 g的要求，此时的大豆粗脂肪质量良好，符合大豆原油质量指标要求。

王素雅等[1]研究的水分为12.2%的大豆在25 ℃储藏过程中酸价和过氧化值的变化，大豆在储存3个月后，大豆的酸价和过氧化值分别升高了0.53 mg/g和0.3 mmol/kg，其增长速度要大于在后熟期大豆酸价和过氧化值的增长速度。因此，后熟期间大豆品质劣变速度比常规储藏过程中的要慢。

2.2 大豆后熟过程中脂肪酸组成的变化

大豆后熟过程中脂肪酸组成的变化见表1，在后熟期间豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、山嵛酸无明显变化(P>0.05)，其占比分别为0.06%～0.06%、9.8%～10.04%、0.08%～0.1%、0.46%～0.49%。硬脂酸、花生酸、油酸有升高趋势(P<0.05)，其占比分别为4.29%～4.59%、0.43%～0.47%、27.84%～30.03%。多不饱和脂肪酸亚油酸、亚麻酸有降低趋势(P<0.05)，其占比分别为51.30%～49.03%、5.75%～5.20%。

表1 大豆后熟过程中脂肪酸组成的变化

表2 大豆后熟过程中脂肪酸的相关性

单不饱和脂肪酸含量升高，多不饱和脂肪酸含量降低。油酸被营养界称为“安全脂肪酸”，油酸的含量高低是评定食用油品质的重要标志[14]。通常植物油脂中油酸含量越高，亚油酸和亚麻酸含量就越低，其油脂氧化稳定性也越好[15]。在后熟期间，部分亚油酸转化成油酸，说明大豆的后熟作用有利于提高大豆油的营养价值，保持更好的氧化稳定性。

为了进一步研究后熟期间大豆粗脂肪中不同脂肪酸含量之间变化的数量关系，测算不同脂肪酸含量变化的相关系数，结果见表2。

通过表2可知，储藏时间与花生酸呈显著正相关(r=0.882，P<0.05)，与山嵛酸呈显著正相关(r=0.873，P<0.05)，与亚麻酸呈显著负相关(r=-0.852，P<0.05)，储藏时间与脂肪酸的相关性由大到小为花生酸>山嵛酸>亚麻酸。油酸与亚油酸呈极显著负相关(r=-0.998，P<0.01)，与棕榈油酸呈极显著正相关(r=0.978，P<0.01)，与亚麻酸呈显著负相关(r=-0.822，P<0.05)，与硬脂酸呈显著正相关(r=0.856，P<0.05)，相关性由大到小为亚油酸>棕榈油酸>亚麻酸>硬脂酸。亚麻酸与花生酸呈极显著负相关(r=-0.919，P<0.01)，与硬脂酸呈显著负相关(r=-0.931，P<0.05)，与棕榈酸呈显著负相关(r=-0.850，P<0.05)，与亚油酸呈显著正相关(r=0.825，P<0.05)，相关性大小为花生酸>硬脂酸>棕榈酸>亚油酸。刘雪娇等[16]研究表明，在大豆后熟期间，油酸和亚油酸的含量成负相关，亚油酸和亚麻酸的含量成正相关。花生酸、山嵛酸含量与储藏时间呈正相关，亚麻酸相对含量与储藏时间呈负相关。

多不饱和脂肪酸化学性质很不稳定，分子中的多价不饱和双键极易氧化产生羟基过氧化物及过氧化物降解产物，如酮、醛类物质[17]，通过对大豆粗脂肪的过氧化值、酸价、不饱和脂肪酸总量与饱和脂肪酸总量比值(脂肪酸比值)三量之间关系的研究，过氧化值、酸价和脂肪酸比值的相关性见表3，揭示了后熟期间大豆粗脂肪中饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的稳定性差异。

表3 过氧化值、酸价和脂肪酸比值的相关性

通过表3酸价、过氧化值及不饱和脂肪酸总量与饱和脂肪酸总量比值的相关性结果表明，酸价与过氧化值的相关系数为0.679，酸价与脂肪酸比值的相关系数为-0.888，显著负相关；过氧化值与脂肪酸比值的相关系数为-0.481。酸价的大小及过氧化值含量的高低均可从大豆油脂肪酸的比值反映出来。当大豆粗脂肪酸价增加时，脂肪酸比值下降，过氧化值增加时脂肪酸比值也下降，说明后熟期大豆粗脂肪中不饱和脂肪酸变化明显，减少速度较快，不饱和脂肪酸发生水解和氧化速度快于饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸发生水解和氧化所占比例大于饱和脂肪酸。这说明不饱和脂肪酸易于发生水解和氧化，稳定性差。这一结果与丛玲美[18]对茶油的酸价、过氧化值、不饱和脂肪酸总量与饱和脂肪酸总量比值关系研究结果基本一致。

3 结论

本研究探讨了后熟期间大豆籽粒中的变化规律，结果发现，在后熟期间，大豆脂肪含量显著上升，增加了1.05%。酸价和过氧化值呈波动上升趋势，分别增加了0.23 mg/g和0.004 8 g/100 g。在大豆后熟期间，花生酸、山嵛酸相对含量与后熟时间呈显著正相关，亚麻酸相对含量和后熟时间呈显著负相关，油酸和亚油酸的相对含量呈极显著负相关，亚油酸和亚麻酸的相对含量呈显著正相关。新收获的大豆入库后，则应控制温度和进行通风，这样在良好的储藏条件下，储存一定时间，使其完成“后熟作用”之后，再进行制油生产，这对提高出油率，保障油脂质量至关重要。