油用牡丹籽粒長期貯藏劣變對其油脂品質的影響

史國安,郭香鳳,張改娜,付 煒,高雙成,侯典云

(河南科技大學,洛陽市牡丹生物學重點實驗室,牡丹種質創新與精深加工河南省工程實驗室,河南洛陽 471003)

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油用牡丹籽粒長期貯藏劣變對其油脂品質的影響

史國安,郭香鳳,張改娜,付 煒,高雙成,侯典云

(河南科技大學,洛陽市牡丹生物學重點實驗室,牡丹種質創新與精深加工河南省工程實驗室,河南洛陽 471003)

為研究牡丹籽粒貯藏過程自然劣變對籽油品質的影響,采用超臨界CO2萃取技術提取其籽油,分析其主要理化及脂肪酸組成等品質指標。結果表明,當年收獲的牡丹新籽粒與自然貯藏12個月以上的陳化籽粒相比,牡丹籽粒陳化劣變導致油品色澤加重變深,酸值、過氧化值和黃曲霉毒素B1含量顯著升高,而維生素E含量顯著降低,苯并(α)芘升幅較小，處于安全標準之下,但對脂肪酸組分與含量沒有顯著影響。結果提示,在牡丹籽收儲與籽油加工過程中,應盡可能縮短牡丹籽粒貯藏時間,以避免造成油品的質量下降和安全風險升高。

油用牡丹,籽粒,貯藏,自然劣變,籽油品質

牡丹(PaeoniasuffruticasaAndr.)是原產我國特有的植物資源,中國栽培牡丹有2000多年的歷史,經歷了藥用、觀賞與綜合利用三個階段[1]。油用牡丹是指以收獲籽粒加工生產牡丹籽油為栽培目的的專用類型,由于牡丹抗性強、籽粒產量高、籽油品質優,是極具發展潛力的新木本油料作物,目前在國內很多省區呈現快速發展態勢[1-4]。植物油品質量的優劣取決于作物的品種、栽培條件、生態區位、籽粒成熟度與貯藏條件,以及加工技術手段與工藝條件等[5]。近年來,由于食品安全事件頻出,導致人們對食品質量安全問題高度關注[6]。我國油用牡丹栽培的重心是中原地區,牡丹籽粒成熟在夏末秋初,莢果采摘時處于高溫高濕環境條件，呼吸作用非常旺盛,規模化生產條件下管理不當極易發生霉變;加之牡丹籽粒為高不飽和脂肪酸油脂類型,即使水分含量控制得當,在長時間自然存放的過程中,種仁的褐變比率依然較高,將可能直接影響到牡丹籽油的品質。目前,關于牡丹籽油生產工藝有部分報道[7-11],但對牡丹籽油生產的原料質量控制研究尚屬空白。因此,本文研究了牡丹籽粒貯藏劣變對其籽油品質的影響,以期為牡丹籽油生產過程的質量控制提供理論參考。

表1 牡丹籽粒貯藏劣變對籽油物理性質的影響Table 1 Effects of natural deterioration on physical characteristics of tree peony seed oils with long-term seed storage

1 材料與方法

1.1 牡丹籽粒貯存處理

油用牡丹品種‘鳳丹’莢果,于2013年8月初采收自河南省偃師市實驗基地,將牡丹果莢自然晾曬脫粒、去除雜質和霉粒、篩除秕粒、遮陽棚下陰干,水分控制在10%～12%,裝入塑料編織帶,每袋40 kg,從基地運回加工廠,碼放于普通室溫通風貯藏庫中,定期檢查貯存情況并定時倒庫,防止發熱霉變。貯存12個月籽粒后，含水量為8.6%。

1.2 牡丹籽油生產

分別在牡丹籽粒貯藏0、12個月后,從庫中取出,用牡丹籽粒專用剝殼機剝去種皮,收集完整種仁。種仁經人工分揀后,目測種仁顏色加深褐變情況。用粉碎機將種仁破碎成40～60目的粉末,置于5 ℃冷庫備用。根據超臨界CO2萃取原理[12-13],按史國安等[7]方法批量提取牡丹籽油,從中抽取送檢樣品。三種類型籽油,分別是貯存0個月的新牡丹籽粒種仁生產的籽油(SO1)、挑選出貯存12個月的陳牡丹籽粒無明顯褐變種仁生產的籽油(SO2)和含質量分數12%～13%褐變率的陳牡丹籽粒混合種仁生產的籽油(SO3)。

1.3 牡丹籽油理化指標分析

表2 牡丹籽粒貯藏劣變其對籽油化學性質的影響Table 2 Effects of natural deterioration on chemical characteristics of tree peony seed oils with long-term seed storage

參照中華人民共和國食用植物油衛生標準GB2716-2005 的相關規定,對牡丹籽油理化等指標進行測定。密度,按照GB/T 5526-1985測定;色澤,按照GB/T 22460-2008,用羅維朋比色計的133.4 mm比色槽測定;折光指數,按照GB/T 5527-2010測定;加熱實驗,按照GB/T 5531-2008測定;酸值,按照GB/T 5530-2005測定;過氧化值,按照GB/T 5538-2005測定;水分及揮發物按照GB/T 5528-2008測定;不溶性雜質,按照GB/T 15688-2008測定;不皂化物,按照GB/T 55531.1-2008測定;維生素E,按照GB/T 5009.82-2003測定;黃曲霉毒素B1,按照GB/T 5009.22-2003測定;苯并(α)芘,按照GB/T 5009.27-2003測定;脂肪酸組分與含量,按照GB/T 17377-2008測定。

2 結果與分析

2.1 牡丹籽粒貯藏劣變對其籽油物理性質的影響

牡丹籽粒的品質好壞關系到其制取油脂的品質,因此必須高度重視牡丹籽粒的安全貯存問題,保證其優良的籽粒貯藏品質才能獲得安全的牡丹籽油。2013年收獲的牡丹籽粒,依照GB 19641-2005的規定,經過除雜、清選后,外觀完好籽粒比例達到98%以上,貯藏過程中目測籽粒外觀沒有發生明顯的霉變現象,但越夏超過12個月自然貯藏的牡丹籽粒脫殼后發現種仁發生褐變的陳化現象突出,并且整體上表現為種仁色澤變暗,這可能是高油脂牡丹籽粒自然劣變的根本結果(數據未列出)。

表1顯示,牡丹籽粒貯藏陳化劣變主要影響牡丹籽油色澤,導致油品色澤加重變深,但對油脂密度、折光指數、加熱實驗無影響。牡丹籽粒在采后干燥和自然貯藏的過程中,經歷了較長時間的夏季高溫階段,由于牡丹種仁內酚類氧化成醌引起相應的陳化褐變及品質劣變,應是導致牡丹籽油色澤加深的內因之一。

2.2 牡丹籽粒貯藏劣變對其籽油化學性質的影響

過氧化值和酸值是反映植物油脂氧化穩定性的重要指標,酸值和過氧化值與植物油脂產品的安全性有一定相關關系。無論新、陳牡丹籽生產的原油,其籽油的酸值均超過了10 mg KOH/g,陳化劣變導致籽油酸值成倍增加(表2),這可能是因為牡丹莢果成熟期在7月末8月初的高溫高濕季節,牡丹籽粒呼吸旺盛使油脂逐漸酸敗,導致游離脂肪酸增加,籽粒的越夏貯藏加劇了酸敗進程。牡丹籽粒貯藏陳化劣變亦導致籽油中過氧化值的急劇升高,但過氧化值仍低于牡丹籽油行業標準6 mmol/kg的最大限量[14]。而牡丹籽粒貯藏陳化劣變對其籽油中水分及揮發物、不溶性雜質和不皂化物影響不顯著。朱慶賀等[15]研究了不同貯藏條件對菜籽制油品質的影響,發現油菜籽隨著貯藏時間延長，油品酸值和過氧化值逐漸升高,含水量9.8%的油菜籽在35 ℃密閉儲藏120 d后,粗脂肪酸值升高到4.93 mg KOH/g,超過了國際食品法典委員會規定的4 mg KOH/g標準。Dag等[16]亦發現貯藏溫度和時間影響油橄欖油脂的穩定性,結果說明油料植物籽粒貯存溫度和時間影響其油脂的穩定性和品質,與牡丹籽粒經過長期自然貯藏導致油脂品質劣變的加工相一致。油脂酸值和過氧化值的顯著升高,給后續加工造成一定的困難,有可能進一步影響油品的風味和滋味。

表4 牡丹籽粒貯藏劣變對其籽油維生素E含量的影響Table 4 Effects of natural deterioration on VE contents of tree peony seed oils with long-term storage

2.3 牡丹種子自然劣變對籽油脂肪酸組分和含量的影響

牡丹籽油富含多不飽和脂肪酸,多不飽和脂肪酸亞油酸和亞麻酸含量接近70%,是高品質植物油脂[1-3,7-8,16-17]。牡丹籽油富含油酸、亞油酸和亞麻酸,不飽和脂肪酸總量超過90%(表3)。在牡丹籽油中質量分數超過1%的脂肪酸是棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸,在新籽粒生產的籽油中含有0.1%十七烷酸,而陳籽粒生產的籽油中沒有檢測到十七烷酸。

表3 牡丹籽粒貯藏劣變對其籽油脂肪酸組分和含量的影響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表示沒有測出。表4、表5同。

2.4 牡丹籽粒貯藏自然劣變對籽油維生素E含量的影響

維生素E廣泛存在于各種食物中。維生素E(生育酚)有4種主要形式,分別是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隨物,亦是重要的脂溶性抗氧化劑。在牡丹新、陳籽粒生產出的籽油中沒有檢測到α-VE,主要為(β+γ)-VE,籽粒貯藏陳化劣變導致(β+γ)-VE和δ-VE出現不同程度的減少(表4),可能是牡丹籽粒劣變過程中抗氧化劑的損失所致。

2.5 牡丹籽粒貯藏劣變對其籽油黃曲霉毒素B1和苯并(α)芘含量的影響

黃曲霉毒素B1(AFB1)和苯并(α)芘(BaP)是影響植物油脂質量安全的兩個重要指標。植物油脂中AFB1和BaP等風險因子的有效控制,是油脂食用安全的核心[5-6,19-21]。AFB1主要來源于牡丹籽原料,牡丹籽粒貯存過程容易發生霉變導致油脂品質下降。表5可知,新收獲的籽粒籽油中沒有檢測出AFB1,貯藏12個月的牡丹籽粒目測外觀沒有發生霉變,但完好陳籽粒籽油中AFB1質量分數達到2.22 μg/kg,而部分種仁發生明顯褐變的陳籽粒籽油中AFB1質量分數則升高了3.4倍,接近了國標《GB 2716-2005食用植物油衛生標準》植物原油中AFB1最大限量10 μg/kg的規定。植物籽粒霉變是導致油脂AFB1超標的主因,牡丹莢果采收、晾曬與籽粒長期自然貯藏過程中,還是有可能發生不易目測到的褐變現象,提示規模化生產條件下牡丹莢果采收、脫粒、籽粒干燥、安全貯藏加工等環節應注意防范黃曲霉毒素B1超標的風險。

苯并(α)芘是重要的環境風險因子,植物油脂原料很少含有BaP,但在種植、加工、儲運和烹調過程中,往往受到不同程度的污染[5-6]。新、陳牡丹籽粒所制取的籽油,及仁發生明顯褐變的陳籽粒籽油中含量均處于較低水平,即使籽粒貯藏后有小幅升高,也遠低于國家對植物油脂中BaP的控制標準[22](表5)。說明牡丹籽粒貯藏過程中環境源苯并(α)芘的污染是有限可控的。

表5 牡丹籽粒貯藏劣變對其籽油 黃曲霉毒素B1和苯并(α)芘含量的影響Table 5 Effects of natural deterioration on AFB1and BaP contents of tree peony seed oils with long-term storage

3 結論與討論

植物油脂加工由于受到生長季節的周期性限制,其原料通常需要貯藏較長的時間,以便于周年的工業化生產利用。牡丹籽原料生產、貯藏與籽油加工工藝的研究歷史,相對于木本植物橄欖油和草本植物花生油等其它油脂是比較短暫的,其油脂產品質量控制的原材料貯藏環節有待去認識。通過比較新、陳牡丹籽粒生產的牡丹籽油的色澤、酸值、過氧化值、脂肪酸組分、黃曲霉毒素B1和苯并(a)芘含量等指標的變化,我們認為牡丹籽粒收獲后應避免長期自然貯藏,應盡可能縮短牡丹籽粒貯藏時間,爭取在安全期內完成籽油生產和后續精煉過程。因此,建議油用牡丹種植戶、加工企業、流通相關環節與管理部門,高度重視牡丹籽采收、脫粒、晾曬及貯藏工作，確保優質原材料供應,貯藏后發生明顯褐變的種仁在加工過程中應予以分揀剔除,確保生產出高品質的牡丹籽油,本研究為探索建立起牡丹籽油生產行業技術規范,防范牡丹籽油品質下降與安全性風險,從而為保障新興的油用牡丹產業健康發展奠定了一定基礎。

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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

史國安(1963-)，男，博士，教授，研究方向：牡丹生物學，E-mail：gashi1963@126.com。

國家自然科學基金(31372098); 河南省教育廳重點研究項目(15A180036); 洛陽市科技支撐計劃(1101073A、1301051A、1401074A); 河南科技大學大學生科研訓練計劃(2015134)。

TS255.1

A

1002-0306(2017)13-0277-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.13.051