后熟期間大豆籽粒油脂組成和品質特征的變化規律

祝 溪， 王若蘭 ， 黃亞偉 ， 李浩杰 ， 盛 強 ， 曹志帥

(河南工業大學糧油食品學院1，鄭州 450001) (中儲糧成都儲藏研究院有限公司2，成都 610031)

大豆是我國傳統的糧食油料兼用作物，在人們日常飲食生活中具有重要地位，在具有較高的營養價值的同時，又具有較高的綜合加工利用價值[1]。大豆中含有高水平的生物利用蛋白和高質量的脂肪組分，另外富含人體必需的不飽和脂肪酸，維生素和礦物質的含量也比較高[2，3]。

大豆剛從田間收獲時處于“收獲成熟”階段。此階段的大豆還未達到生理上的成熟，表現為酶活性高，發芽率低，儲藏性差，加工出品率低。但是經過一段時間的儲藏后這種現象得到改善，此時大豆達到“生理成熟”[4]。從“收獲成熟”到“生理成熟”這一段時間被稱為“后熟期”，大多數的糧食都有后熟期，一般來說，大豆的后熟期為1.5～2個月[5]。后熟期間種籽的合成作用與分解作用時刻都在進行，但主要是合成作用，即總的趨向是各種低分子化合物繼續轉變為高分子化合物。氨基酸減少，蛋白質增加，脂肪增加，可溶性糖減少，淀粉增加[6]。邵玉彬等[7]發現大豆在后熟過程中發芽率和硬實率得到了顯著的提高。有研究發現大豆在后熟期間的含油量增加了3.89%，出油率增加了1.52%[5]。葉茂穎等[8]發現后熟過程有利于大豆籽粒異黃酮的進一步積累。

目前，對大豆后熟過程中脂肪成分的變化研究較少，本課題研究了國產大豆后熟期間油脂組成和品質特征的變化規律，可為大豆的加工和利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆：河南產2020年新收獲的大豆，原始含水量為13.0%，雜質為0.3%，完整粒率為95%，等級為1級。

石油醚、甲醇、異丙醇、冰乙酸、硫代硫酸鈉，所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

BLH-560KL型低溫連續錘式旋風磨，LT-BIX 300 LS恒溫恒濕箱，GC 2030氣象色譜儀，RE-2000A(Ⅰ)旋轉蒸發器。

1.3 方法

1.3.1 大豆的處理

新收獲的大豆除雜后保持水分為13.0%，裝入30 cm×40 cm PV型塑料包裝袋中，放于溫度25 ℃，濕度為70%的恒溫恒濕箱中，每隔15 d取一次樣用于指標的測定。

1.3.2 粗脂肪含量的測定

粗脂肪的測定參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》。稱取大豆粉4 g，準確至0.001 g，全部移入濾紙筒內，將濾紙筒放入索氏抽提器的抽提筒內，在抽提器冷凝管上端加入石油醚，于水浴上加熱，使石油醚不斷回流抽提6 h。提取結束時，取下接收瓶，回收石油醚，再于105 ℃烘箱中干燥1 h，放在干燥器內冷卻0.5 h后稱量。重復操作直至恒重(直至2次稱量的差不超過2 mg)。

1.3.3 大豆油的提取

將大豆樣品用錘式旋風磨粉碎，按固液比1∶3加入石油醚，置于搖床上振蕩4 h，然后室溫下靜置12 h，然后在4 000 r/min下離心5 min，將上清液過濾收集，最后用旋轉蒸發儀脫去石油醚，得到大豆油。

1.3.4 粗脂肪酸價的測定

酸價的測定參照GB 5009.229—2016《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》。稱取20 g大豆油于250 mL錐形瓶中。加入乙醚-異丙醇混合液60 mL和3滴的酚酞指示劑，充分振搖溶解試樣。再用0.1 mol/L的氫氧化鈉標準滴定溶液對試樣溶液進行手工滴定，當試樣溶液初現微紅色，且15 s內無明顯褪色時,為滴定的終點。立刻停止滴定，記錄下此滴定所消耗的標準滴定溶液的體積(mL)，同時做空白實驗。

1.3.5 粗脂肪過氧化值的測定

過氧化值的測定參照GB 5009.227—2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》。稱取大豆油2 g(精確至0.001 g)于250 mL碘量瓶中，加入30 mL三氯甲烷-冰乙酸混合液后準確加入1 mL飽和碘化鉀溶液，塞緊瓶蓋，并輕輕振搖0.5 min，在暗處放置3 min。取出加100 mL水，搖勻后立即用硫代硫酸鈉標準溶液滴定析出的碘，滴定至淡黃色時，加1 mL淀粉指示劑，繼續滴定并強烈振搖至溶液藍色消失為終點，同時做空白實驗。

1.3.6 脂肪酸組成的測定

參照李桂華[9]的方法，并稍作修改，將20 mg大豆油，溶于3 mL正己烷中，加入4 mL(0.5 mol/L)甲醇鈉溶液，渦旋離心10 min，靜置后取上層清液加入少量無水硫酸鈉，過濾后的清液用于脂肪酸組成的測定。相關參數：色譜柱：HP-88(100 m×0.25 mm×0.20 μL)；進樣量1 μL；分流進樣方式，分流比50∶1；進樣口溫度：260 ℃；載氣:N2，54 mL/min。程序升溫：140 ℃下保持5 min，然后以4 ℃/min的速率升至240 ℃，保持20 min。檢測器:氫火焰離子檢測器(FID)，檢測器溫度恒溫260 ℃。

1.4 數據處理

采用origin 9.0軟件對試驗結果作圖，采用SPSS 20.0軟件進行方差分析，試驗數值之間以Duncan法(P<0.05)進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 大豆后熟過程中粗脂肪含量、酸價、過氧化值的變化

粗脂肪含量變化如圖1所示，大豆脂肪含量在0～30 d呈現顯著增長趨勢，從初始的19.25%升高至21.30%，在30 d達到最大值，在45 d時顯著下降后又升高。是因為大豆后熟過程中籽粒的合成作用和分解作用時刻都在行，但是以合成為主，分解為輔，即總的趨勢是各種低分子化合物轉化成高分子化合物，脂肪含量增加[6]。有研究發現儲存2個月的大豆比新收獲大豆的出油率要高[6]。大豆籽粒在后熟過程中，合成作用顯著，大豆后熟作用增加了脂肪含量，改善了的大豆的加工品質，為大豆加工企業可帶來更高的盈利。

圖1 大豆粗脂肪含量、酸價、過氧化值的變化

酸價越小，說明油脂質量越好，新鮮度和精煉程度越好[10]。隨著儲藏時間的延長，酸價呈顯著上升趨勢，從初始0.11 mg/g升高至0.34 mg/g。在存儲過程中，脂肪在脂肪酶的作用下水解成游離脂肪酸，在大豆后熟期間，脂肪酶活性高，水解后產生的游離脂肪酸增加，酸價升高[11]。根據《大豆儲存品質判定規則》判斷，粗脂肪酸價≤3.50 mg/g，大豆仍為宜存狀態，后熟期間，大豆油品質較好。

過氧化值是評價油脂品質優劣的重要指標之一，其反映了油脂氧化酸敗的程度[12]。隨著時間的增加，過氧化值呈波動上升趨勢，初始值為0.005 6 g/100 g，在60 d達到最大值，為0.010 4 g/100 g。大豆油在脂肪氧化酶的作用下氧化成氫過氧化物，反應產物積累到一定程度會分解成醛、酮等小分子，氫過氧化物是油脂氧化的主要初級產物，在油脂氧化初期，過氧化值隨氧化程度加深而升高，過氧化值的變化與大豆油中的多不飽和脂肪酸的含量有關，多不飽和脂肪酸含量越高，油脂越易氧化[13]。根據大豆原油質量指標(GB 2716—2018)過氧化值≤0.25 g/100 g的要求，此時的大豆粗脂肪質量良好，符合大豆原油質量指標要求。

王素雅等[1]研究的水分為12.2%的大豆在25 ℃儲藏過程中酸價和過氧化值的變化，大豆在儲存3個月后，大豆的酸價和過氧化值分別升高了0.53 mg/g和0.3 mmol/kg，其增長速度要大于在后熟期大豆酸價和過氧化值的增長速度。因此，后熟期間大豆品質劣變速度比常規儲藏過程中的要慢。

2.2 大豆后熟過程中脂肪酸組成的變化

大豆后熟過程中脂肪酸組成的變化見表1，在后熟期間豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、山崳酸無明顯變化(P>0.05)，其占比分別為0.06%～0.06%、9.8%～10.04%、0.08%～0.1%、0.46%～0.49%。硬脂酸、花生酸、油酸有升高趨勢(P<0.05)，其占比分別為4.29%～4.59%、0.43%～0.47%、27.84%～30.03%。多不飽和脂肪酸亞油酸、亞麻酸有降低趨勢(P<0.05)，其占比分別為51.30%～49.03%、5.75%～5.20%。

表1 大豆后熟過程中脂肪酸組成的變化

表2 大豆后熟過程中脂肪酸的相關性

單不飽和脂肪酸含量升高，多不飽和脂肪酸含量降低。油酸被營養界稱為“安全脂肪酸”，油酸的含量高低是評定食用油品質的重要標志[14]。通常植物油脂中油酸含量越高，亞油酸和亞麻酸含量就越低，其油脂氧化穩定性也越好[15]。在后熟期間，部分亞油酸轉化成油酸，說明大豆的后熟作用有利于提高大豆油的營養價值，保持更好的氧化穩定性。

為了進一步研究后熟期間大豆粗脂肪中不同脂肪酸含量之間變化的數量關系，測算不同脂肪酸含量變化的相關系數，結果見表2。

通過表2可知，儲藏時間與花生酸呈顯著正相關(r=0.882，P<0.05)，與山崳酸呈顯著正相關(r=0.873，P<0.05)，與亞麻酸呈顯著負相關(r=-0.852，P<0.05)，儲藏時間與脂肪酸的相關性由大到小為花生酸>山崳酸>亞麻酸。油酸與亞油酸呈極顯著負相關(r=-0.998，P<0.01)，與棕櫚油酸呈極顯著正相關(r=0.978，P<0.01)，與亞麻酸呈顯著負相關(r=-0.822，P<0.05)，與硬脂酸呈顯著正相關(r=0.856，P<0.05)，相關性由大到小為亞油酸>棕櫚油酸>亞麻酸>硬脂酸。亞麻酸與花生酸呈極顯著負相關(r=-0.919，P<0.01)，與硬脂酸呈顯著負相關(r=-0.931，P<0.05)，與棕櫚酸呈顯著負相關(r=-0.850，P<0.05)，與亞油酸呈顯著正相關(r=0.825，P<0.05)，相關性大小為花生酸>硬脂酸>棕櫚酸>亞油酸。劉雪嬌等[16]研究表明，在大豆后熟期間，油酸和亞油酸的含量成負相關，亞油酸和亞麻酸的含量成正相關。花生酸、山崳酸含量與儲藏時間呈正相關，亞麻酸相對含量與儲藏時間呈負相關。

多不飽和脂肪酸化學性質很不穩定，分子中的多價不飽和雙鍵極易氧化產生羥基過氧化物及過氧化物降解產物，如酮、醛類物質[17]，通過對大豆粗脂肪的過氧化值、酸價、不飽和脂肪酸總量與飽和脂肪酸總量比值(脂肪酸比值)三量之間關系的研究，過氧化值、酸價和脂肪酸比值的相關性見表3，揭示了后熟期間大豆粗脂肪中飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸的穩定性差異。

表3 過氧化值、酸價和脂肪酸比值的相關性

通過表3酸價、過氧化值及不飽和脂肪酸總量與飽和脂肪酸總量比值的相關性結果表明，酸價與過氧化值的相關系數為0.679，酸價與脂肪酸比值的相關系數為-0.888，顯著負相關；過氧化值與脂肪酸比值的相關系數為-0.481。酸價的大小及過氧化值含量的高低均可從大豆油脂肪酸的比值反映出來。當大豆粗脂肪酸價增加時，脂肪酸比值下降，過氧化值增加時脂肪酸比值也下降，說明后熟期大豆粗脂肪中不飽和脂肪酸變化明顯，減少速度較快，不飽和脂肪酸發生水解和氧化速度快于飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸發生水解和氧化所占比例大于飽和脂肪酸。這說明不飽和脂肪酸易于發生水解和氧化，穩定性差。這一結果與叢玲美[18]對茶油的酸價、過氧化值、不飽和脂肪酸總量與飽和脂肪酸總量比值關系研究結果基本一致。

3 結論

本研究探討了后熟期間大豆籽粒中的變化規律，結果發現，在后熟期間，大豆脂肪含量顯著上升，增加了1.05%。酸價和過氧化值呈波動上升趨勢，分別增加了0.23 mg/g和0.004 8 g/100 g。在大豆后熟期間，花生酸、山崳酸相對含量與后熟時間呈顯著正相關，亞麻酸相對含量和后熟時間呈顯著負相關，油酸和亞油酸的相對含量呈極顯著負相關，亞油酸和亞麻酸的相對含量呈顯著正相關。新收獲的大豆入庫后，則應控制溫度和進行通風，這樣在良好的儲藏條件下，儲存一定時間，使其完成“后熟作用”之后，再進行制油生產，這對提高出油率，保障油脂質量至關重要。