不同包装方式对咸干花生储藏品质的影响

张 喻, 邱展英, 许秋桐

(湖南农业大学食品科学技术学院,长沙 410128)

花生是高脂肪、高蛋白的食油两用作物,营养价值高,素有“植物肉”的美誉。近年来,我国花生小食品类蓬勃发展[1]。咸干花生作为我国传统花生休闲小食品的代表,由于不饱和脂肪酸含量高,储藏期间油脂容易发生氧化酸败,产品货架期短,限制了咸干花生产业的发展。有研究表明,包装作为减缓油脂和蛋白质氧化安全、方便和快捷的物理方法,可以有效地避免产品与空气中的氧气接触,延缓产品在储藏期间油脂氧化酸败速率,从而达到延长产品货架期的效果[2]。每种包装方式都有各自的优点和缺点,并且抗氧化效果也不同[3],因此,在实际生产中,选择合适的包装方式是提高产品货架期的关键。孙志威[4]研究了不同包装储藏对烘烤花生品质的影响,结果表明真空包装烘烤花生的储藏效果最好,但在实际运用中,抽真空充氮包装效果最好。祝水兰等[5]研究了包装方式对花生仁气体密闭储藏过程中脂肪的影响,艾静汶等[6]研究了包装方式对水煮花生储藏效果的影响,但不同包装方式对咸干花生储藏品质效果比较的研究鲜见报道。此外,有研究表明,真空脱氧包装能显著延长油炸花生保质期[7],在保持薄皮核桃风味上效果显著[8],但在咸干花生品质保持的应用上鲜见报道。实验研究4种不同包装方式(真空包装、真空脱氧包装、充氮包装和普通包装)对咸干花生储藏品质的影响,以期得到最优的包装方式,为延长咸干花生货架期提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料与设备

1.1.1 实验原料

花生品种为蓝山红籽,来源于湖南农业大学农学院,原产地为湖南永州。

1.1.2 主要试剂

石油醚、乙醚、三氯甲烷、冰醋酸、异丙醇、可溶性淀粉、酚酞、碘化钾、硫代硫酸钠标准溶液、氢氧化钠标准溶液,分析纯。

1.1.3 主要仪器与设备

KA-6189A真空腌制机,DA7200近红外分析仪,SHZ-D(Ⅲ)旋转蒸发仪,DHG-9240A电热恒温鼓风干燥箱,GFL-230电热鼓风干燥箱,DK-98-Ⅱ电热恒温水浴锅,CR-400色差仪。

1.2 实验方法

1.2.1 咸干花生的制备

原料筛选:挑选颗粒饱满,外形完整色泽均匀,没有发霉的优质新鲜花生果。水洗:用清水洗净花生壳外的泥沙和杂质。预煮:将洗净后花生加入水中预煮20 min。

调味液:以水的质量100为基准,称取质量分数2%的桂皮和2%的八角加入1 000 g的水中,预煮20 min后过滤得到滤液,并按质量分数加入7%的食盐、3%的白砂糖搅拌均匀得到调味液。

入味:按调味液与花生质量5∶1的比例放入真空腌制机中,使料水没过花生,盖好盖子密封后抽真空腌制入味20 min,真空气压为45 kPa。

干燥烘烤:将真空入味结束的花生用清水淋洗后静置控水1 h,置于烘箱中以75 ℃低温烘烤4 h,再以115 ℃高温烘烤2 h,使水质量分数小于4%,干燥结束。

冷却包装:迅速将干燥烘烤后的花生冷却至室温,完全冷却后进行密封包装保藏。

1.2.2 咸干花生的不同包装方式

真空包装:取150 g咸干花生使用高温蒸煮真空袋(18 cm×24 cm)包装,并进行抽真空处理,抽真空时间为20 s,真空度为-0.1 MPa。

真空脱氧包装:每150 g咸干花生加入1 g铁粉食品脱氧剂,以高温蒸煮真空袋(18 cm×24 cm)进行包装,抽真空处理同上。

充氮包装:取150 g咸干花生以高温蒸煮真空袋(18 cm×24 cm)包装,使用气调包装机进行充氮处理,包装抽气时间为2 s,充氮气时间为0.8 s。

普通包装:取150 g咸干花生以高温蒸煮真空袋(18 cm×24 cm)包装。

1.2.3 咸干花生加速氧化实验

采用Schaal烘箱法[9],将烘烤后冷却密封的咸干花生置于60 ℃的恒温、恒湿培养箱中进行加速氧化,每天打乱一次样品摆放顺序,连续储藏35 d,每隔7 d取样测定咸干花生的储藏品质变化。

1.2.4 咸干花生脂肪酸组成测定

参照王秀婷[10]的方法,采用近红外分析仪测定花生原料脂肪酸组成。将不同品种花生做去壳处理,挑选种皮完整、籽粒大小均匀,饱满无皱缩的花生样品,称取200 g备用。校正、预热近红外分析仪,选择花生测量模式,将样品置于近红外测定皿中,轻晃测定皿使样品铺放底部无空隙,进行测定。每个样品重复测定3次,取平均值。

1.2.5 咸干花生酸价和过氧化值测定

参照GB 19300—2014《食品安全国家标准 坚果与籽类食品》,采用溶剂法提取。取剥去外壳后的花生样品粉碎,过20目筛,与石油醚按1∶5的比例混合置于具塞锥形瓶中,振摇1 min后静置12 h,经盛有无水硫酸钠的漏斗过滤,所得滤液在40 ℃水浴中利用真空旋转蒸发仪蒸干石油醚,萃取得到花生油保存于-4 ℃下,用于酸价、过氧化值指标的测定。

1.2.5.1 咸干花生酸价(AV)测定

根据GB 5009.229—2016标准测定。取10 g花生油于锥形瓶中,加入50 mL乙醚-异丙醇混合溶液,加入2～3滴酚酞溶液,摇匀后使用0.1 mol/L的NaOH标准溶液滴定至粉红色出现并持续至少30 s。

1.2.5.2 咸干花生过氧化值(POV)测定

根据GB 5009.227—2016标准测定。取2 g的花生油样品与30 mL的三氯甲烷-冰醋酸混合溶液混合,准确加入饱和碘化钾1 mL,轻轻摇荡30 s后置于避光处反应3 min,取出后加入100 mL水和1 mL淀粉指示剂,快速用0.01 mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失。

1.2.6 咸干花生色差测定

对去壳后的咸干花生仁进行去皮处理,并粉碎过20目筛,得到色泽均匀的花生仁粉末,取样置于测定皿中并铺满测定皿底面,使用色差仪测定咸干花生仁的亮度值(L*)、红绿度值(a*)、黄蓝度值(b*)。

1.2.7 咸干花生货架期预测

根据Xie等[11]研究方法,利用氧化动力学方程对咸干花生的过氧化值进行分析,动力学方程见式(1)、式(2)。

零级反应动力学方程:

A=A0+kt

(1)

一级反应动力学方程:

ln[A]=kt+ln[A0]

(2)

式中:A为储藏时间对应的过氧化值;A0为过氧化值初始值;t为储藏时间;k为反应速率常数。

1.2.8 数据统计分析

采用Excel 2010对实验数据进行统计,采用Origin 2021软件对各指标进行数据分析和图表绘制。

2 结果与分析

2.1 包装方式对咸干花生储藏期间脂肪酸组成变化的影响

花生的脂肪酸主要由油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸和山嵛酸6种脂肪酸组成,其中含量最多的是油酸、亚油酸和棕榈酸,共占总脂肪酸质量的88.35%[12]。根据咸干花生的脂肪酸组成,研究综合了以油酸和亚油酸为主的不饱和脂肪酸(UFA)相对含量,以棕榈酸、硬脂酸、花生酸和山嵛酸为主的饱和脂肪酸(SFA)相对含量,研究储藏过程中不同包装方式下咸干花生脂肪酸组成的变化情况,结果如图1所示。

注:不同大写字母表示不同包装方式间的差异显著(P<0.05);不同小写字母表示不同储藏时间的差异显著(P<0.05),下同。

由图1可知,咸干花生以不同包装方式储藏,脂肪酸组成的变化趋势基本一致。经测定,储藏前咸干花生UFA相对质量分数为81.83%,SFA相对质量分数为17.04%。储藏35 d后,由真空包装、真空脱氧包装、充氮包装和普通包装储藏的咸干花生UFA相对质量分数从初始的82.74%分别降至77.72%、77.40%、77.81%和76.83%;其中,以普通包装的UFA相对含量降幅最大,说明包装处理能在一定程度上延缓油脂氧化。Wang等[13]研究证明,油脂中高比例的UFA在储藏中不饱和双键更易被氧化分解,从而向SFA转化。由于蓝山红籽这个品种加工的咸干花生油脂含量和UFA含量均较高,因此储藏过程中UFA比例降幅较大。4种包装方式的咸干花生SFA相对含量在储藏结束后均有升高,其中,以普通包装的SFA相对质量分数最高,为23.17%。这可能是由于在高温条件下,花生油脂中UFA的氧化分解速度要高于SFA,导致在标准化百分比中SFA的相对含量相比于UFA的相对含量有所增加,特别是高比例的UFA影响效果明显,这与丛莎[14]的研究结果一致。此外,有研究证明,SFA不能承受60 ℃的储藏温度而发生水解氧化,但水解氧化的速度仍低于UFA,因此SFA相对含量上升[15,16]。4种包装方式处理下咸干花生脂肪酸的变化均有显著差异,这可能是因为在储藏过程中用不同包装处理咸干花生所隔绝氧气的程度不同。并且,与对照组相比,真空包装、真空脱氧包装和充氮包装降低了UFA特别是亚油酸的氧化分解速率,从而减缓咸干花生中UFA向SFA转化的速率,因此这3种包装方式均能在不同程度上减缓咸干花生脂肪酸的氧化。

2.2 包装方式对咸干花生储藏期间酸价变化的影响

酸价(AV)反映的是油脂中游离脂肪酸的含量,是评价花生产品储藏品质的一项重要指标。游离脂肪酸主要是脂质在储藏过程中受光照、高温、水分和解脂酶等作用使甘油三酯分子水解释放产生,生成的游离脂肪酸会进一步氧化分解,并促进油脂的氧化酸败,从而造成油脂的品质和稳定性下降[17]。储藏前,咸干花生的酸价为0.24 mg/g。对不同包装方式的咸干花生进行加速氧化实验,每隔7 d取样进行酸价测定,结果如图2所示。

图2 包装方式对咸干花生贮藏期间酸价变化的影响

由图2可以看出,咸干花生在真空包装、真空脱氧包装和充氮包装方式下,酸价随着储藏时间的延长呈先上升后下降的趋势。在储藏前期,咸干花生酸价上升显著(P<0.05),在储藏的第21天,以充氮包装的咸干花生酸价最高,达0.40 mg/g,而普通包装的咸干花生酸价下降显著。说明充氮包装与其他包装方式相比,咸干花生内部的脂肪水解速率较快,游离脂肪酸积累使酸价显著提高,而普通包装的咸干花生油脂已经氧化。在储藏的后期,真空包装、真空脱氧包装和充氮包装的咸干花生的酸价开始下降,说明在此阶段油脂中积累的游离脂肪酸开始被大量氧化分解,有研究证明,油脂中的一些微量化合物如游离脂肪酸、光敏物质等是促氧化剂,即游离脂肪酸的大量积累可以促进咸干花生的氧化[18]。在储藏的第35 d,3种包装方式的酸价分别降为0.31、0.32 、0.30 mg/g,均低于普通包装的酸价,说明这3种包装方式能抑制酸价的升高。其中,以充氮包装储藏的咸干花生酸价降幅较大,酸价最低;而以真空包装和真空脱氧包装储藏的咸干花生酸价变幅较小,说明在储藏过程中,这2种包装方式减缓咸干花生油脂中游离脂肪酸分解氧化速率的效果更好。

2.3 包装方式对咸干花生储藏期间过氧化值变化的影响

咸干花生储藏前的过氧化值为0.01 g/100 g。对不同包装方式的咸干花生过氧化值进行测定,结果如图3所示。

图3 包装方式对咸干花生储藏期间过氧化值变化的影响

研究表明,不同包装方式下,烘烤花生油脂的过氧化值随储藏时间的增加而增加,且真空包装的效果最好,普通包装的效果最差[4]。由图3可知,在储藏过程中,4种包装方式中以真空脱氧包装储藏的咸干花生过氧化值最低,且与其他3种包装方式差异显著(P<0.05)。随着储藏时间的增加,4种包装方式均呈显著上升趋势(P<0.05),与烘烤花生油脂过氧化值的变化趋势一致,说明咸干花生的氧化程度不断增大,品质不断下降。在储藏的第35天,过氧化值分别为0.18 、0.16、0.19 、0.23 g/100 g,以普通包装的咸干花生过氧化值最高。与普通包装方式比较,在储藏过程中,其他3种包装方式处理的咸干花生过氧化值增幅较小,说明这3种包装方式均能有效地延缓咸干花生的氧化酸败,提高产品的储藏品质,并且真空脱氧包装方式储藏延缓油脂氧化速率的效果更好。

2.4 包装方式对咸干花生储藏期间色差变化的影响

色泽是咸干花生在储藏过程中重要的感官品质指标,对储藏过程研究产品品质的变化有重要作用[19]。对咸干花生储藏前的L*值、a*值和b*值进行测定,结果分别为41.14、6.17、19.54。不同包装方式下储藏的咸干花生色差变化情况如图4所示。

图4 包装方式对咸干花生色差变化的影响

由图4a可知,4种包装方式的咸干花生的亮度有显著性差异(P<0.05),普通包装的咸干花生在储藏前期亮度呈显著上升趋势(P<0.05),而其他3种包装方式的咸干花生储藏期间亮度变化无明显差异;在储藏的第35天,以真空包装、真空脱氧包装、充氮包装和普通包装的咸干花生亮度分别提高至54.33、53.27、55.18和54.34,以充氮包装的咸干花生亮度最高,说明这3种包装处理能抑制L*值的升高。咸干花生的色泽随着储藏时间越长,亮度越高,可能是咸干花生在烘烤期间虽然在高温的作用下发生美拉德反应,花生中的氨基酸和还原糖反应生成了类黑素等色素沉积,使咸干花生产品的亮度变暗,但是当咸干花生在储藏时,美拉德产物可能在氧气存在的情况下进行逆反应,导致咸干花生褪色,因此储藏过程中,咸干花生的亮度逐渐提高[20]。由图4b可知,4种包装方式下咸干花生a*值随着储藏时间的延长,呈显著下降趋势(P<0.05),这说明咸干花生的色泽红度逐渐减弱;以真空包装的咸干花生a*值减幅最大,在储藏第35天后降至1.39,红度最低。在储藏后期,以真空包装、真空脱氧包装和充氮包装的咸干花生a*值均低于普通包装,说明这3种包装处理能降低咸干花生的红度。由图4c可知,在储藏前期,4种包装方式咸干花生的b*值有显著差异(P<0.05),储藏的第7天,b*值分别为21.37、20.77、21.10与20.11,以真空包装的咸干花生b*值最高。在储藏后期,3种包装方式的b*值均低于普通包装,以真空包装和真空脱氧包装的咸干花生b*值降低较明显(P<0.05),分别降为18.94、18.98,黄度减弱,说明这3种包装处理均能降低b*值。

2.5 不同包装方式咸干花生货架期的预测

咸干花生氧化特性可以通过酸价和过氧化值的化学动力学模型进行表征[21]。过氧化值是代表脂肪一级氧化产物的指标,与酸价相比,对咸干花生氧化程度反映的精确度更高,且咸干花生的过氧化值与时间有显著的相关性。研究选用过氧化值为表征指标,对咸干花生在储藏期间的氧化情况进行动力学分析,得到在60 ℃下,咸干花生储藏时间与过氧化值的线性回归方程。由表1可知,对不同包装方式的咸干花生过氧化值与时间的关系进行线性回归分析,得到回归系数R2均大于0.90,拟合度高,说明不同包装方式下储藏的咸干花生过氧化值的变化符合零级反应。

表1 不同包装方式咸干花生过氧化值线性回归方程

根据k值得到4种包装方式下咸干花生的货架期预测模型,对货架期进行预测,结果如表2所示。艾静汶等[6]研究发现,与普通包装相比,真空包装可延长水煮花生的储藏时间。由表2可知,与普通包装方式相比,其他3种包装方式储藏下的咸干花生货架期均有明显延长,且不同包装方式的货架期由高到低依次为:真空脱氧包装>真空包装>充氮包装>普通包装。其中,以真空脱氧包装的保存效果最好,货架期为111 d,比普通包装的货架期延长了29 d,增幅最大,说明真空脱氧包装的咸干花生油脂氧化稳定性好,最耐储藏;而充氮包装与真空包装和真空脱氧包装2种包装方式相比货架期延长的效果较差。真空包装、真空脱氧包装和充氮包装3种包装方式均能有效地减缓咸干花生的氧化速率,延长产品货架期,但最佳的包装方式为真空脱氧包装,对咸干花生货架期的延长效果最好,能更好地保持咸干花生的储藏品质,提高产品的商业价值。

表2 不同包装方式咸干花生的货架期预测

3 结论

对咸干花生不同包装方式下储藏品质的研究表明,储藏期间,不同包装方式下脂肪酸的组成变化不大。与对照组相比,3种包装均能有效减效缓油脂氧化速率,酸价呈先上升后下降趋势,变幅减小,以真空包装和真空脱氧包装储藏效果最佳。并且,真空脱氧包装能有效抑制过氧化值上升。储藏后期,L*值升高,a*值和b*值下降,其中以充氮包装的咸干花生亮度最高,真空包装的咸干花生红度最低,真空包装和真空脱氧包装的咸干花生黄度相对较低,真空脱氧包装能有效延缓b*值上升。咸干花生货架期延长的效果依次为:真空脱氧包装>真空包装>充氮包装>普通包装,经真空脱氧包装后,在60 ℃储藏条件下,咸干花生的货架期可延长至111 d。综合分析结果,真空脱氧包装是咸干花生较为合适的包装方式,能较好地延缓花生中油脂的氧化,延长产品货架期,适于在产品储藏过程中展开应用。对于更多的包装方式对咸干花生储藏品质的影响还有待进一步研究。同时,除色度、酸价、过氧化值和脂肪酸变化外,不同包装方式对咸干花生其他储存品质影响的研究也有待进一步开展。