史国安,郭香凤,张改娜,付 炜,高双成,侯典云

(河南科技大学,洛阳市牡丹生物学重点实验室,牡丹种质创新与精深加工河南省工程实验室,河南洛阳 471003)



油用牡丹籽粒长期贮藏劣变对其油脂品质的影响

史国安,郭香凤,张改娜,付 炜,高双成,侯典云

(河南科技大学,洛阳市牡丹生物学重点实验室,牡丹种质创新与精深加工河南省工程实验室,河南洛阳 471003)

为研究牡丹籽粒贮藏过程自然劣变对籽油品质的影响,采用超临界CO2萃取技术提取其籽油,分析其主要理化及脂肪酸组成等品质指标。结果表明,当年收获的牡丹新籽粒与自然贮藏12个月以上的陈化籽粒相比,牡丹籽粒陈化劣变导致油品色泽加重变深,酸值、过氧化值和黄曲霉毒素B1含量显著升高,而维生素E含量显著降低,苯并(α)芘升幅较小，处于安全标准之下,但对脂肪酸组分与含量没有显著影响。结果提示,在牡丹籽收储与籽油加工过程中,应尽可能缩短牡丹籽粒贮藏时间,以避免造成油品的质量下降和安全风险升高。

油用牡丹,籽粒,贮藏,自然劣变,籽油品质

牡丹(PaeoniasuffruticasaAndr.)是原产我国特有的植物资源,中国栽培牡丹有2000多年的历史,经历了药用、观赏与综合利用三个阶段[1]。油用牡丹是指以收获籽粒加工生产牡丹籽油为栽培目的的专用类型,由于牡丹抗性强、籽粒产量高、籽油品质优,是极具发展潜力的新木本油料作物,目前在国内很多省区呈现快速发展态势[1-4]。植物油品质量的优劣取决于作物的品种、栽培条件、生态区位、籽粒成熟度与贮藏条件,以及加工技术手段与工艺条件等[5]。近年来,由于食品安全事件频出,导致人们对食品质量安全问题高度关注[6]。我国油用牡丹栽培的重心是中原地区,牡丹籽粒成熟在夏末秋初,荚果采摘时处于高温高湿环境条件，呼吸作用非常旺盛,规模化生产条件下管理不当极易发生霉变;加之牡丹籽粒为高不饱和脂肪酸油脂类型,即使水分含量控制得当,在长时间自然存放的过程中,种仁的褐变比率依然较高,将可能直接影响到牡丹籽油的品质。目前,关于牡丹籽油生产工艺有部分报道[7-11],但对牡丹籽油生产的原料质量控制研究尚属空白。因此,本文研究了牡丹籽粒贮藏劣变对其籽油品质的影响,以期为牡丹籽油生产过程的质量控制提供理论参考。

表1 牡丹籽粒贮藏劣变对籽油物理性质的影响Table 1 Effects of natural deterioration on physical characteristics of tree peony seed oils with long-term seed storage

1 材料与方法

1.1 牡丹籽粒贮存处理

油用牡丹品种‘凤丹’荚果,于2013年8月初采收自河南省偃师市实验基地,将牡丹果荚自然晾晒脱粒、去除杂质和霉粒、筛除秕粒、遮阳棚下阴干,水分控制在10%～12%,装入塑料编织带,每袋40 kg,从基地运回加工厂,码放于普通室温通风贮藏库中,定期检查贮存情况并定时倒库,防止发热霉变。贮存12个月籽粒后，含水量为8.6%。

1.2 牡丹籽油生产

分别在牡丹籽粒贮藏0、12个月后,从库中取出,用牡丹籽粒专用剥壳机剥去种皮,收集完整种仁。种仁经人工分拣后,目测种仁颜色加深褐变情况。用粉碎机将种仁破碎成40～60目的粉末,置于5 ℃冷库备用。根据超临界CO2萃取原理[12-13],按史国安等[7]方法批量提取牡丹籽油,从中抽取送检样品。三种类型籽油,分别是贮存0个月的新牡丹籽粒种仁生产的籽油(SO1)、挑选出贮存12个月的陈牡丹籽粒无明显褐变种仁生产的籽油(SO2)和含质量分数12%～13%褐变率的陈牡丹籽粒混合种仁生产的籽油(SO3)。

1.3 牡丹籽油理化指标分析

表2 牡丹籽粒贮藏劣变其对籽油化学性质的影响Table 2 Effects of natural deterioration on chemical characteristics of tree peony seed oils with long-term seed storage

参照中华人民共和国食用植物油卫生标准GB2716-2005 的相关规定,对牡丹籽油理化等指标进行测定。密度,按照GB/T 5526-1985测定;色泽,按照GB/T 22460-2008,用罗维朋比色计的133.4 mm比色槽测定;折光指数,按照GB/T 5527-2010测定;加热实验,按照GB/T 5531-2008测定;酸值,按照GB/T 5530-2005测定;过氧化值,按照GB/T 5538-2005测定;水分及挥发物按照GB/T 5528-2008测定;不溶性杂质,按照GB/T 15688-2008测定;不皂化物,按照GB/T 55531.1-2008测定;维生素E,按照GB/T 5009.82-2003测定;黄曲霉毒素B1,按照GB/T 5009.22-2003测定;苯并(α)芘,按照GB/T 5009.27-2003测定;脂肪酸组分与含量,按照GB/T 17377-2008测定。

2 结果与分析

2.1 牡丹籽粒贮藏劣变对其籽油物理性质的影响

牡丹籽粒的品质好坏关系到其制取油脂的品质,因此必须高度重视牡丹籽粒的安全贮存问题,保证其优良的籽粒贮藏品质才能获得安全的牡丹籽油。2013年收获的牡丹籽粒,依照GB 19641-2005的规定,经过除杂、清选后,外观完好籽粒比例达到98%以上,贮藏过程中目测籽粒外观没有发生明显的霉变现象,但越夏超过12个月自然贮藏的牡丹籽粒脱壳后发现种仁发生褐变的陈化现象突出,并且整体上表现为种仁色泽变暗,这可能是高油脂牡丹籽粒自然劣变的根本结果(数据未列出)。

表1显示,牡丹籽粒贮藏陈化劣变主要影响牡丹籽油色泽,导致油品色泽加重变深,但对油脂密度、折光指数、加热实验无影响。牡丹籽粒在采后干燥和自然贮藏的过程中,经历了较长时间的夏季高温阶段,由于牡丹种仁内酚类氧化成醌引起相应的陈化褐变及品质劣变,应是导致牡丹籽油色泽加深的内因之一。

2.2 牡丹籽粒贮藏劣变对其籽油化学性质的影响

过氧化值和酸值是反映植物油脂氧化稳定性的重要指标,酸值和过氧化值与植物油脂产品的安全性有一定相关关系。无论新、陈牡丹籽生产的原油,其籽油的酸值均超过了10 mg KOH/g,陈化劣变导致籽油酸值成倍增加(表2),这可能是因为牡丹荚果成熟期在7月末8月初的高温高湿季节,牡丹籽粒呼吸旺盛使油脂逐渐酸败,导致游离脂肪酸增加,籽粒的越夏贮藏加剧了酸败进程。牡丹籽粒贮藏陈化劣变亦导致籽油中过氧化值的急剧升高,但过氧化值仍低于牡丹籽油行业标准6 mmol/kg的最大限量[14]。而牡丹籽粒贮藏陈化劣变对其籽油中水分及挥发物、不溶性杂质和不皂化物影响不显著。朱庆贺等[15]研究了不同贮藏条件对菜籽制油品质的影响,发现油菜籽随着贮藏时间延长，油品酸值和过氧化值逐渐升高,含水量9.8%的油菜籽在35 ℃密闭储藏120 d后,粗脂肪酸值升高到4.93 mg KOH/g,超过了国际食品法典委员会规定的4 mg KOH/g标准。Dag等[16]亦发现贮藏温度和时间影响油橄榄油脂的稳定性,结果说明油料植物籽粒贮存温度和时间影响其油脂的稳定性和品质,与牡丹籽粒经过长期自然贮藏导致油脂品质劣变的加工相一致。油脂酸值和过氧化值的显著升高,给后续加工造成一定的困难,有可能进一步影响油品的风味和滋味。

表4 牡丹籽粒贮藏劣变对其籽油维生素E含量的影响Table 4 Effects of natural deterioration on VE contents of tree peony seed oils with long-term storage

2.3 牡丹种子自然劣变对籽油脂肪酸组分和含量的影响

牡丹籽油富含多不饱和脂肪酸,多不饱和脂肪酸亚油酸和亚麻酸含量接近70%,是高品质植物油脂[1-3,7-8,16-17]。牡丹籽油富含油酸、亚油酸和亚麻酸,不饱和脂肪酸总量超过90%(表3)。在牡丹籽油中质量分数超过1%的脂肪酸是棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸,在新籽粒生产的籽油中含有0.1%十七烷酸,而陈籽粒生产的籽油中没有检测到十七烷酸。

表3 牡丹籽粒贮藏劣变对其籽油脂肪酸组分和含量的影响Table 3 Effects of natural deterioration on the fatty acid composition and content of tree peony seed oils with long-term seed storage

注:ND表示没有测出。表4、表5同。

2.4 牡丹籽粒贮藏自然劣变对籽油维生素E含量的影响

维生素E广泛存在于各种食物中。维生素E(生育酚)有4种主要形式,分别是α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚[18],是植物油脂的重要伴随物,亦是重要的脂溶性抗氧化剂。在牡丹新、陈籽粒生产出的籽油中没有检测到α-VE,主要为(β+γ)-VE,籽粒贮藏陈化劣变导致(β+γ)-VE和δ-VE出现不同程度的减少(表4),可能是牡丹籽粒劣变过程中抗氧化剂的损失所致。

2.5 牡丹籽粒贮藏劣变对其籽油黄曲霉毒素B1和苯并(α)芘含量的影响

黄曲霉毒素B1(AFB1)和苯并(α)芘(BaP)是影响植物油脂质量安全的两个重要指标。植物油脂中AFB1和BaP等风险因子的有效控制,是油脂食用安全的核心[5-6,19-21]。AFB1主要来源于牡丹籽原料,牡丹籽粒贮存过程容易发生霉变导致油脂品质下降。表5可知,新收获的籽粒籽油中没有检测出AFB1,贮藏12个月的牡丹籽粒目测外观没有发生霉变,但完好陈籽粒籽油中AFB1质量分数达到2.22 μg/kg,而部分种仁发生明显褐变的陈籽粒籽油中AFB1质量分数则升高了3.4倍,接近了国标《GB 2716-2005食用植物油卫生标准》植物原油中AFB1最大限量10 μg/kg的规定。植物籽粒霉变是导致油脂AFB1超标的主因,牡丹荚果采收、晾晒与籽粒长期自然贮藏过程中,还是有可能发生不易目测到的褐变现象,提示规模化生产条件下牡丹荚果采收、脱粒、籽粒干燥、安全贮藏加工等环节应注意防范黄曲霉毒素B1超标的风险。

苯并(α)芘是重要的环境风险因子,植物油脂原料很少含有BaP,但在种植、加工、储运和烹调过程中,往往受到不同程度的污染[5-6]。新、陈牡丹籽粒所制取的籽油,及仁发生明显褐变的陈籽粒籽油中含量均处于较低水平,即使籽粒贮藏后有小幅升高,也远低于国家对植物油脂中BaP的控制标准[22](表5)。说明牡丹籽粒贮藏过程中环境源苯并(α)芘的污染是有限可控的。

表5 牡丹籽粒贮藏劣变对其籽油 黄曲霉毒素B1和苯并(α)芘含量的影响Table 5 Effects of natural deterioration on AFB1and BaP contents of tree peony seed oils with long-term storage

3 结论与讨论

植物油脂加工由于受到生长季节的周期性限制,其原料通常需要贮藏较长的时间,以便于周年的工业化生产利用。牡丹籽原料生产、贮藏与籽油加工工艺的研究历史,相对于木本植物橄榄油和草本植物花生油等其它油脂是比较短暂的,其油脂产品质量控制的原材料贮藏环节有待去认识。通过比较新、陈牡丹籽粒生产的牡丹籽油的色泽、酸值、过氧化值、脂肪酸组分、黄曲霉毒素B1和苯并(a)芘含量等指标的变化,我们认为牡丹籽粒收获后应避免长期自然贮藏,应尽可能缩短牡丹籽粒贮藏时间,争取在安全期内完成籽油生产和后续精炼过程。因此,建议油用牡丹种植户、加工企业、流通相关环节与管理部门,高度重视牡丹籽采收、脱粒、晾晒及贮藏工作，确保优质原材料供应,贮藏后发生明显褐变的种仁在加工过程中应予以分拣剔除,确保生产出高品质的牡丹籽油,本研究为探索建立起牡丹籽油生产行业技术规范,防范牡丹籽油品质下降与安全性风险,从而为保障新兴的油用牡丹产业健康发展奠定了一定基础。

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Effects of natural deterioration of oil tree peony seedwith long-term storage on oil quality

SHI Guo-an,GUO Xiang-feng,ZHANG Gai-na,FU Wei,GAO Shuang-cheng,HOU Dian-yun

(Luoyang Key Laboratory of Peony Biology,Engineering Laboratory of Peony Germplasm Enhancementand Intensive Processing of Henan Province,Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003,China)

In this paper,the effects of natural deterioration of tree peony seed under two storage periods on the quality of seed oil by supercritical CO2extraction of tree peony seeds were analyzed. The results showed that compared to newly harvested seeds,oil from naturally aged seeds stored 12 months under room temperature had a darker color,significantly increased contents of acid value,peroxide value,and AFB1,markedly decreased content of vitamin E,marginally increased the BaP content under the edible vegetable oil safety standards of China,but not clear change in fatty acid composition and contents. These results suggested that the storage period of oil tree peony seeds should be shortened in order to avoid poor oil quality of tree peony seed and increase risk to health.

oil tree peony;seed;storage;natural deterioration;seed oil quality

2016-12-27

史国安(1963-)，男，博士，教授，研究方向：牡丹生物学，E-mail：gashi1963@126.com。

国家自然科学基金(31372098); 河南省教育厅重点研究项目(15A180036); 洛阳市科技支撑计划(1101073A、1301051A、1401074A); 河南科技大学大学生科研训练计划(2015134)。

TS255.1

A

1002-0306(2017)13-0277-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.13.051