氮气气调贮藏对花生品质的影响

胡玫，渠琛玲，杨乾奎，王雪珂，王殿轩

（河南工业大学粮油食品学院，河南 郑州 450001）

花生含有丰富的脂肪和蛋白质，是我国主要油料作物之一，同时也是重要的经济作物，其产量居世界前列[1-2]。花生吸湿性强，不易过夏，较难贮藏，若保管不善，易滋养病菌害虫，降低花生的商品价值，甚至产生危害人体健康的黄曲霉毒素[3-4]。因此，亟需研发一种经济有效的绿色储粮技术进行花生贮藏。

气调贮藏是一种能有效抑制虫霉生长，保持农产品品质的技术，它主要通过降低贮藏环境中的氧气浓度，形成不利于虫霉生长的环境，以此达到杀虫抑菌、安全贮藏的目的[5-7]。周巾英等[8]对贮藏期间花生仁的酸价、过氧化值、粗蛋白含量和黄曲霉毒素等指标进行检测，结果表明，气调贮藏方式能较好地延缓花生仁的氧化酸败，抑制黄曲霉毒素B1的产生。张来林等[9]将花生在不同温度下进行贮藏，并对酸价、过氧化值、羰基值等进行检测。发现贮藏温度在30℃时，98%氮气气调能有效抑制花生的酸败速度；贮藏温度35℃时，氮气气调效果不明显。

本研究采用氮气气调的贮藏方式，对花生果和花生仁两种原料形式进行为期10个月的贮藏，通过对贮藏期间花生品质指标的测定，分析花生果与花生仁在氮气气调贮藏期间的品质变化规律，以期为指导花生安全贮藏提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

花生（天府3号）：河南省新乡市卫辉市，其中花生果为收获后带壳的花生，花生仁为去壳后带有红衣种皮的籽粒。

石油醚（沸程30℃～60℃）、冰乙酸、异丙醇、氯化钠：天津市天力化学试剂有限公司；碘化钾、无水硫代硫酸钠、无水碳酸钠、环己烷、无水硫酸钠、一氯化碘：天津市科密欧化学试剂有限公司；三氯甲烷、乙醚：洛阳昊华化学试剂有限公司，以上试剂均为分析纯；维生素E测试盒：南京建成生物工程研究所。

1.2 仪器与设备

ML204/02电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；FZ102微型植物试样粉碎机：北京市永光明医疗仪器有限公司；花生脱壳机：巩义市越鑫机械厂；CR-410色彩色差计：科盛行（杭州）仪器有限公司；RE-2000A旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂；TGL-18MS离心机：上海卢湘仪器有限公司；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；DZ400真空包装机：上海阿凡佬机械有限公司；塑料薄膜封口机：宁波斯普利电子有限公司；台式方形中药切片机：郑州杰士利机械厂。

1.3 贮藏条件

常温充氮：采用高聚合尼龙面料复合聚乙烯材质的透明包装袋（25 cm×36 cm，厚度0.16 mm）作为包装材料，每袋装入400 g花生。然后使用真空包装机抽真空（真空度-0.1 MPa），再通过针头向真空样品袋中缓慢充入高纯氮（≥99.999%），并用塑料薄膜封口机对针孔处进行封口。将样品放在常温条件下，贮藏期从2018年11月到2019年9月共10个月，贮藏期间温度变化见表1，每2个月取样一次进行品质测定。

表1 贮藏期间温度变化Table 1 Temperature changes during storage

1.4 方法

1.4.1 水分含量的测定

参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》进行水分含量的测定。

1.4.2 发芽率的测定

参照GB/T 5520—2011《粮油检验籽粒发芽试验》进行发芽率的测定。

1.4.3 色泽的测定

采用色彩色差计对花生的种皮色泽进行测定，测得花生种皮的L*值、a*值和b*值。每个样品测定5个平行。

1.4.4 花生油的提取

采用切片机将花生仁切成1 mm左右薄片，为避免发热，操作过程为间歇操作。将切好的花生仁薄片用石油醚浸泡约8 h后，经滤纸过滤，向滤液中加入适量无水硫酸钠，去除痕量水分。最后使用旋转蒸发器（水浴温度≤30℃，负压：0.09 MPa～0.10 MPa），将石油醚溶剂彻底旋转蒸干，残留物为待测样品[10]。

1.4.5 花生油品质的测定

含油量测定参照GB/T 14488.1—2008《植物油料含油量测定》；过氧化值测定参照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》；酸价测定参照GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》；碘值测定参照GB/T 5532—2008《动植物油脂碘值的测定》。维生素E含量采用维生素E测试盒测定，此方法基于维生素E与菲罗啉反应会形成粉红色复合物的原理，在533 nm处测定吸光值。

1.5 数据处理

采用Origin 9.0进行数据处理和图表绘制，采用SPSS 26软件进行统计分析,单因素方差分析（ANOVA）确定显著性差异，Duncan检验进行均数间多重比较，P＜0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁水分含量的变化

水分是影响花生贮藏品质的重要因素之一[11]。花生收获季节多为秋季，气温偏低且多雨，导致新收获的花生初始水分较高，若不及时干燥，易滋养霉菌，产生霉变和冻害等粮情劣变现象[12-13]。氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁水分含量的变化如图1所示。

图1 氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁水分含量的变化Fig.1 Moisture content in peanuts in shell and peanut kernels during storage in N2atmosphere

根据DB21/T 2496—2015《花生贮藏技术规程》，花生果贮藏安全水分≤10%，花生仁贮藏安全水分≤8%。由图1可知，在氮气气调贮藏的10个月期间，花生果水分含量为4.97%～6.46%，花生仁水分含量为4.79%～5.60%，水分含量变化较小，且一直保持在安全水分之内。根据Qu等[14]的研究发现，在常温常规的贮藏条件下对花生果和花生仁进行10个月的贮藏，花生果水分含量为4.69%～6.39%，花生仁水分含量为4.59%～5.94%，均保持在安全水分之内。

2.2 氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁发芽率的变化

发芽率是评价花生活力大小的重要指标，其变化可以反映出花生品质的优劣[15]。常温氮气气调贮藏期间花生果和花生仁的发芽率变化如表2所示。

表2 氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁发芽率的变化Table 2 Germination rates of peanuts in shell and peanut kernels during storage in N2atmosphere

由表2可知，随贮藏时间延长，花生果与花生仁的发芽率整体呈下降趋势，但变化较为缓慢，在氮气气调贮藏期间，花生果与花生仁的发芽率无明显差异，因此是否带壳贮藏对花生发芽率的影响不明显。研究表明[14]，花生果和花生仁经过10个月的常温常规贮藏，花生果发芽率降至（89±5）%，花生仁发芽率降至（87±5）%，均低于氮气气调贮藏下花生果与花生仁的发芽率。结果表明氮气气调对保持花生种子的发芽率有益。这是因为氧气是促使花生种子进行呼吸作用、加速物质氧化分解的一个重要因素，而氮气气调贮藏使花生处于无氧环境中，延缓了种子发芽率的下降，更有利于花生的安全贮藏。但随着贮藏时间延长，花生在缺氧环境下进行无氧呼吸会产生醛、醇类有害物质，导致花生发芽能力下降[16]。花生脂肪含量较高，易受贮藏环境中温度、水分、光照以及氧气等因素的影响，发生酸败变质，所以进入夏季后，高温环境会加快花生的氧化速率，导致花生种子的发芽率降低[17]。

2.3 氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁色泽的变化

对氮气气调贮藏的花生果与花生仁进行花生种皮的色泽测定，并用L*值、a*值、b*值来表示花生种皮的色泽变化。其中L*值表示花生种皮的亮度，值越大说明种皮颜色越亮，越小则越暗；a*值表示花生种皮的红绿值，值越大说明红色越重；b*值表示花生种皮的黄蓝值，值越大说明黄色越重[18]。氮气气调贮藏期间，花生果与花生仁的L*值、a*值、b*值的变化如图2所示。

图2 氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁色泽的变化Fig.2 Color of peanuts in shell and peanut kernels during storage in N2atmosphere

由图2A可知，在贮藏期间，花生果与花生仁的L*值变化不大。由图2B和图2C可知，花生果与花生仁的a*值、b*值均呈上升趋势，说明随着贮藏时间的延长，无论是花生果还是花生仁，种皮颜色都逐渐加深。贮藏后期，花生仁的a*值、b*值相对高于花生果的a*值、b*值，说明失去荚壳的保护会加速花生种皮色泽变深。据研究表明，经过10个月的贮藏，常温常规贮藏的花生果的a*值升至19.9，b*值升至20.0[14]，高于氮气气调贮藏下花生果的a*值、b*值（18.0、18.3）；常温常规贮藏花生仁的a*值升至19.4，b*值升至20.5[14]，与氮气气调贮藏下花生仁的a*值（19.7）相当，高于氮气气调贮藏下花生仁的b*值（20.4）。

2.4 氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁提取油酸价的变化

酸价能够反映油脂氧化后的酸败程度，酸价的高低决定了花生油质量的优劣，进而影响花生油的等级评定[19]。氮气气调贮藏期间花生果、花生仁提取油的酸价变化如图3所示。

由图3可知，在贮藏期内花生果提取油的酸价范围为0.09 mg/g～0.39 mg/g，花生仁提取油的酸价范围为0.09 mg/g～0.66 mg/g。无论是花生果还是花生仁提取油，酸价都远小于GB/T 1534—2017《花生油》中规定的浸出成品花生油二级质量指标的标准（≤2.0 mg/g）。随贮藏时间延长，花生果与花生仁提取油的酸价均呈上升趋势，因为在贮藏过程中，花生中的脂类分子易受到水分、温度、贮藏时间等因素的影响发生水解反应，释放出游离脂肪酸导致花生中的油脂发生酸败，酸价升高[20]。进入夏季后，酸价上升趋势愈加明显，这是因为温度升高，加速油脂氧化酸败，贮藏温度越高，酸价越高[21]。在氮气气调贮藏期间，花生仁提取油的酸价一直高于花生果，说明荚壳的保护可以延缓花生油脂的氧化分解。据研究表明[14]，花生果和花生仁提取油经过10个月的常温常规贮藏，花生果提取油酸价升至0.33 mg/g，花生仁提取油酸价升至0.55 mg/g，低于氮气气调贮藏下花生果（0.39 mg/g）与花生仁（0.66 mg/g）提取油的酸价。

2.5 氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁提取油过氧化值的变化

过氧化值是反映脂肪过氧化物含量的重要指标，可以表明油脂和脂肪酸等被氧化的程度，也是评价花生贮藏品质优劣的重要指标[22-23]。过氧化值越大，则脂肪氧化酸败越严重。氮气气调贮藏期间花生果和花生仁提取油过氧化值的变化如图4所示。

由图4可知，在氮气气调贮藏期间，花生果与花生仁提取油的过氧化值整体上均呈上升趋势，且在6个月之前变化较缓慢，而6个月后急剧升高，说明外部环境的温度对其影响较大，低温更有利于花生品质的保持。在贮藏期间，花生果提取油过氧化值由0.24 mmol/kg增至0.88 mmol/kg，花生仁提取油过氧化值由0.24 mmol/kg增至1.20 mmol/kg，均小于GB/T 1534—2017《花生油》中浸出成品花生油二级质量指标的标准（过氧化值≤7.50 mmol/kg）。整体来看，花生果提取油的氧化速率要低于花生仁提取油，说明在常温氮气气调条件下，荚壳的保护在一定程度上可以延缓花生的氧化变质。据研究表明[14]，花生果和花生仁提取油经过10个月的常温常规贮藏，花生果提取油过氧化值升至1.28 mmol/kg，高于氮气气调贮藏下花生果提取油，常温常规贮藏花生仁提取油过氧化值升至1.20 mmol/kg，与氮气气调贮藏下花生仁提取油的过氧化值相当。

2.6 氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁提取油碘值的变化

碘值是衡量油脂不饱和程度的重要指标，碘值越大，说明油脂中不饱和脂肪酸含量越高，即不饱和程度越高[24]。氮气气调贮藏期间，花生果与花生仁提取油的碘值变化如图5所示。

图5 氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁提取油碘值的变化Fig.5 Iodine values of oil extracted from peanuts in shell and peanut kernels during storage in N2atmosphere

如图5所示，花生果提取油与花生仁提取油中碘值的变化范围分别为94.74 g/100 g～97.78 g/100 g和93.92 g/100 g～97.78 g/100 g。碘值变化幅度较小，说明氮气气调对碘值的影响并不明显。且氮气贮藏期间，花生果与花生仁提取油的碘值含量相差不大，说明是否带壳贮藏对碘值的影响不显著，油脂的不饱和程度比较稳定。据研究表明[14]，花生果和花生仁提取油经过10个月的常温常规贮藏，花生果提取油碘值升至97 g/100 g，花生仁提取油碘值升至94 g/100 g，与氮气气调贮藏下花生果和花生仁提取油的碘值相当。

2.7 氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁提取油维生素E含量的变化

维生素E有多种营养功能，对油脂的氧化稳定性和货架期有重要影响[25]。氮气气调贮藏期间，花生果与花生仁提取油的维生素E含量变化如图6所示。

图6 氮气气调贮藏过程中花生果和花生仁提取油维生素E含量的变化Fig.6 Vitamin E content in oil extracted from peanuts in shell and peanut kernels during storage in N2atmosphere

由图6可知，贮藏期间，花生果与花生仁提取油的维生素E含量均呈下降趋势，因为维生素E不稳定，在贮藏过程中易受到温度、光照、氧气等因素的影响发生氧化[26]。整体来看，花生果提取油的维生素E含量在前6个月下降趋势较为缓慢，这是由于这段时间的环境温度较低，且花生带壳贮藏更有利于延缓维生素E的氧化。6个月后，气温升高，使得维生素E氧化速率增大，且这段时间壳层对维生素E的保护作用减弱。据研究表明[14]，花生果和花生仁提取油经过10个月的常温常规贮藏，花生果提取油维生素E含量降至128 mmol/mL，花生仁提取油维生素E含量降至122 mmol/mL，均低于氮气气调贮藏下花生果提取油（153 mmol/mL）与花生仁提取油（162 mmol/mL）的维生素E含量。说明氮气气调更能保持抗氧化组分维生素E。

3 结论

本文通过对花生果和花生仁进行氮气气调贮藏，结果表明，花生果比花生仁更有利于延缓花生的氧化酸败，保证贮藏品质。在室温较低的条件下，花生果和花生仁的品质变化均较慢，但当气温升高，二者的品质变化较快，说明温度对花生的贮藏影响较大；且在氮气气调贮藏过程中氧气含量很低，更有利于延缓花生的氧化；经过10个月的氮气气调贮藏，花生果和花生仁提取油的酸价分别增至0.39 mg/g和0.66 mg/g，过氧化值分别增至0.88 mmol/kg和1.20 mmol/kg，均远低于GB/T 1534—2017花生油二级质量指标，氮气气调贮藏能延缓花生酸败变质，保证花生的安全贮藏。