60Coγ射线处理对山核桃贮藏品质及稳定性的影响

程江华，张继刚，杨 松，丁之恩

(1.安徽省农业科学院 农产品加工研究所，合肥 230031; 2.安徽农业大学 茶与食品科技学院，合肥 230036)

油脂安全

60Coγ射线处理对山核桃贮藏品质及稳定性的影响

程江华1，2，张继刚2，杨 松1，2，丁之恩2

(1.安徽省农业科学院 农产品加工研究所，合肥 230031; 2.安徽农业大学 茶与食品科技学院，合肥 230036)

山核桃；辐照处理；贮藏品质；氧化稳定性

Keywords：CargyacathayensisSarg; irradiation treatment; storage quality; oxidative stability

山核桃(CaryacathayensisSarg)系胡桃科山核桃属植物所结种果，主产于我国浙、皖交界的天目山和大别山，是当地的主导经济林作物。山核桃作为我国珍稀的优质干果，营养价值丰富[1]，含油量60%～70%，约90%以上为不饱和脂肪酸，其中尤以油酸和亚油酸含量较高，而不饱和脂肪酸在采后贮藏和加工过程中较易发生氧化[2-3]，影响其品质，所以采后到贮藏加工中前处理方法至关重要。

自1980年以来，联合国粮农组织/国际原子能机构/世界卫生组织(FAO/IAEA/WHO)专家[4]认为辐照是一种安全的食品贮藏方法，已在各类食品的杀菌、贮藏、保鲜等方面有较多研究报道[5]。Ma等[6]采用60Co γ辐照处理鲜食核桃，发现0.5 kGy辐照能够抑制脂肪氧合酶(LOX)酶活，阻碍胚芽萌发，延长保质期。Camargo等[7]发现10.0 kGy辐射不会引起花生外观及抗氧化能力的变化，但能显著降低饱和脂肪酸，提高不饱和脂肪酸含量。目前，对山核桃采后辐照处理的研究少见报道。本文拟采用不同辐照剂量对山核桃进行处理，研究辐照对山核桃贮藏期间的品质、油脂氧化稳定性等方面的影响，以期为山核桃的贮藏保鲜提供新的途径和方法。

1 材料与方法

1.1 实验材料

2014年9月初于安徽宁国山核桃示范林采收昌化山核桃，采收的树龄为7年，带蒲采摘后当天运回实验室，用5 000 mg/L的乙烯利喷洒处理，然后经室温堆沤3 d后，手工脱蒲，将种子用水清洗干净，于室温(25±5.℃)下风干至含水率约5%以下，然后挑选无损伤、霉烂、表面发黑的果子以及单果质量在(3.78±0.23)g及大小形状相似的装入聚乙烯袋(上下两层平铺放置)，抽真空密封包装，每袋500 g。

脂肪酸甲酯混标、维生素E混标由中国药品生物制品检定所提供。乙醇、甲醇，美国Tedia公司；石油醚、无水乙醚、硫酸、氢氧化钠、盐酸等化学试剂为国产分析纯。

Waters 1525高效液相色谱仪，Waters 2489 UV/Visible Detector检测器；Agilent 7890A气相色谱仪；DSC3+型差示扫描量热仪；SKD-2000型全自动凯氏定氮仪，SKD-20S2型石墨消化炉；ML104/02型电子分析天平；恒宇GZX-GF101-3BS智能型电热恒温鼓风干燥箱。

1.2 实验方法

1.2.1 辐照处理

将密封包装好的山核桃送至安徽省农业科学院辐照中心进行60Co γ辐照处理，按照0、0.8、2.0、5.0、8.0 kGy 5个剂量水平进行，辐照吸收率0.926 Gy/s，不均匀度小于1.25，每个剂量组设21个重复，共105组。辐照完成后将样品在(4±1).℃低温下0.5 h内送回实验室，放入(2±0.5).℃和相对湿度(RH)70%～80%的冷库贮藏，并标记为贮藏0 d。

1.2.2 山核桃油提取方法

从贮藏的不同剂量组中分别取出山核桃样品，破壳取仁，将仁粉碎至粉末，用脱脂棉包裹并按 1∶15 的料液比加入正己烷浸提8 h，将浸提液用旋转蒸发仪在45.℃下浓缩、去除正己烷，得到山核桃油，于-18.℃短暂贮藏待分析。

1.2.3 测定方法

山核桃油主要脂肪酸组成及含量测定：脂肪酸甲酯化根据GB/T 17376—2008中“三氟化硼法”进行。采用Agilent 7890A气相色谱仪，气相色谱分析条件：色谱柱为HP-5石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；进样口温度250.℃，FID检测器温度280.℃，进样量1 μL，分流比10∶1；升温程序为溶剂延迟3 min，初温120.℃保持2 min，以8.℃/min升至180.℃，以2.℃/min升至195.℃，保持1 min，以0.5.℃/min升至200.℃，以2.℃/min升至260.℃；载气为高纯氦气(99.999%)，流量2 mL/min，空气流量50 mL/min，氢气流量40 mL/min。通过比较样品与标准品图谱的保留时间定性。将脂肪酸甲酯标准品(混标)配成不同浓度梯度进样，以浓度和峰面积制作标准曲线，将样品所得峰面积带入标准曲线求得含量，内标液为0.1 μL 100 mg/kg的癸酸乙酯。

维生素E含量测定：根据GB/T 5009.82—2003中第一法“高效液相色谱法”进行测定。

1.2.4 山核桃油脂氧化稳定性研究

利用差示扫描量热仪(DSC)测定山核桃油脂的氧化诱导温度和氧化诱导时间。氧化诱导温度测定(动态OIT)：称取(5±0.5)mg山核桃油于铝坩埚中，压盖之后，放入实验炉，参数设置为初温120.℃，以20.℃/min升至350.℃，氧气流速为 20 mL/min。氧化诱导温度为发生热氧化时热流率开始快速增长时的温度。氧化诱导时间测定(等温OIT)：称取(5±0.5)mg山核桃油于铝坩埚中，压盖之后，放入实验炉，氧化温度设置为110.℃，氧气流速为20 mL/min。氧化诱导时间为发生热氧化时热流率开始快速增长时的时间。每个样品重复测定3次，取平均值。

1.2.5 数据分析

每次测定各指标时，测定3个平行样品，结果表示为“平均值±标准误差”；对各指标中来自不同处理及不同贮藏时间之间的差异采用方差分析进行统计分析，采用新复极差法对各组数据在P=0.05水平进行假设性检验。对测定指标与辐照剂量之间依存关系采用线性回归分析，所有数据采用SPSS17.0统计软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 辐照对山核桃贮藏期间油脂酸值的影响(见图1)

图1 不同辐照处理的山核桃贮藏期间油脂酸值的变化

从图1可以看出，高剂量γ辐照显著加快山核桃贮藏过程中油脂酸值的升高。辐照后，各剂量组油脂酸值相近，贮藏1个月后，5.0、8.0 kGy辐照组油脂的酸值(KOH)迅速升至1.45、2.82 mg/g，极显著(P<0.01)高于对照及其他剂量组，并在之后的5个月贮藏中相比于其他剂量组迅速升高。贮藏2个月，2.0 kGy 剂量组油脂较对照组的酸值有了显著升高，但同时显著低于(P<0.05)5.0 kGy剂量组，贮藏半年后，除0.8 kGy剂量组外，其他剂量组油脂的酸值显著高于对照组，酸值与辐照剂量之间呈正相关(r=0.857 2，P<0.05)。鲁茂林等[10]研究γ辐照对肉馅饺子在贮藏过程中酸值影响，结果表明辐照剂量越大，酸值越高，且在贮藏中保持这种影响，这与本文研究结果相似。王文亮等[11]认为辐照能够加快自由基的生成速率，引发链式反应，促进油脂氧化，较高剂量的辐照显然促进了山核桃中油脂酸值升高，即提高了游离脂肪酸含量，而游离脂肪酸的产生是脂质氧化、水解的结果。

2.2 辐照对山核桃贮藏期间油脂过氧化值影响(见图2)

从图2可以看出，对照组贮藏前油脂过氧化值为0.04 meq/kg，辐照后，8.0 kGy剂量组油脂过氧化值随即升至0.16 meq/kg，显著(P<0.05)高于其他各剂量组。陈云堂等[12]对核桃仁、花生等的辐照研究显示：7.5 kGy剂量辐照能够显著提升过氧化值，这与山核桃8.0 kGy辐照的结果相似。在之后6个月的贮藏中5.0、8.0 kGy剂量组油脂的过氧化值一直在较高水平，且在贮藏第1个月开始就迅速升高至3.48、5.52 meq/kg；相比较2.0 kGy剂量组在贮藏期间的过氧化值极显著(P<0.01)低于5.0 kGy，但也显著(P<0.05)高于对照组和0.8 kGy剂量组，可以看出不同剂量组的过氧化值在贮藏的第1个月就发生极显著的差异，并在之后贮藏中保持和继续拉大这种差距，辐照剂量与山核桃中油脂过氧化值之间对应明显的效应关系。Gomes等[13]研究认为γ射线能够对脂肪分子产生干扰、交互作用，从而引起氧化、脱羧、脱水、聚合反应导致脂质氧化。Mexis等[14]对杏仁和核桃的辐照研究认为：随着1～7 kGy之间的辐照剂量的加大，过氧化值会显著提升。这与我们对山核桃研究的结果相似，2.0～8.0 kGy之间辐照与过氧化值呈显著正相关(r=0.894 7，P<0.05)。

图2 不同辐照处理的山核桃贮藏期间油脂过氧化值的变化

图3 不同辐照处理的山核桃贮藏期间生成速率的变化

2.4 辐照对山核桃粗脂肪和粗蛋白质含量的影响(见表1)

表1 不同辐照处理的山核桃在2.℃贮藏期间粗脂肪和粗蛋白质含量变化

从表1可以看出，山核桃原料粗脂肪含量为62.86%，辐照后，5.0、8.0 kGy剂量组的山核桃粗脂肪含量随即极显著(P<0.01)降低，其他辐照剂量组与对照组无显著差异。2.℃密封贮藏下，不同剂量组山核桃粗脂肪含量随贮藏时间延长呈现显著(P<0.05)降低，5.0、8.0 kGy剂量组山核桃粗脂肪含量在贮藏90、180 d极显著(P<0.01)低于其他各组，0.8、2.0 kGy剂量组与对照组之间粗脂肪含量在贮藏过程中均无显著差异。脂肪为食品中较不稳定的成分，山核桃中脂肪对5.0、8.0 kGy较高剂量辐照表现敏感，可能与诱发氧化与水解反应密切相关。

贮藏前，对照组山核桃粗蛋白质含量为14.17%，辐照处理后，8.0 kGy辐照组粗蛋白质含量极显著(P<0.01)升高，2.℃贮藏180 d后，8.0 kGy粗蛋白质降低了2.36个百分点，并极显著(P<0.01)低于其他剂量组。0.8、2.0、5.0 kGy剂量组与对照组无差异。低剂量辐照不影响山核桃粗蛋白质含量，据报道[15]高剂量辐照可导致蛋白质末端氨基酸脱氨基和脱羧基，并使肽键发生断裂从而影响代谢机能。

2.5 辐照对山核桃贮藏期间油脂脂肪酸含量的影响(见表2)

表2 不同辐照处理的山核桃在2.℃贮藏期间油脂脂肪酸含量变化

从表2可以看出，山核桃油中主要脂肪酸为棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、硬脂酸，在2.℃密封贮藏期间各脂肪酸含量变化各不相同。辐照未使棕榈酸含量立即发生显著变化，贮藏180 d后，对照组和 0.8、2.0 kGy剂量组的棕榈酸含量上升，而5.0、8.0 kGy 剂量组呈现下降，且5.0、8.0 kGy剂量组棕榈酸含量极显著(P<0.01)低于对照组，其他低剂量组与对照组无差异。硬脂酸含量在贮藏后呈现降低变化，除8.0 kGy在贮藏180 d显著(P<0.05)低于其他各组外，其他各辐照组与对照组之间基本无差异。油酸是单不饱和脂肪酸，在山核桃油脂肪酸中含量最高，对照组最初为64.85%，辐照后，5.0、8.0 kGy 剂量组油酸含量极显著降低，贮藏180 d后，各组间均呈现降低，对照组与0.8、2.0 kGy剂量组油酸含量相似，5.0、8.0 kGy剂量组分别降低了1.6、3.4个百分点，极显著低于其他各组。亚油酸为人体必需多不饱和脂肪酸，在山核桃油中含量为25.98%，辐照后，5.0、8.0 kGy剂量组亚油酸含量显著升高，并且辐照剂量与亚油酸含量之间呈现正相关(r=0.801 4，P<0.05)；贮藏180 d后，8.0 kGy辐照组亚油酸含量上升至27.41%，其他各组均降低，其中2.0 kGy剂量组极显著高于对照组及0.8 kGy剂量组，5.0 kGy剂量组亚油酸降至最低，并显著低于对照组。山核桃油中不饱和脂肪酸(UFA)达到 92.15%，5.0、8.0 kGy辐照处理极显著降低了UFA含量，0.8、2.0 kGy 辐照几乎对UFA含量无影响；经过180 d贮藏后，高剂量辐照组的UFA含量降低得比对照组更快，辐照似乎加强了这种降低的速度，而2.0 kGy剂量组UFA含量降低速度却比对照组要慢，最终含量极显著高于对照组，而0.8 kGy与对照组相比无差异，说明不同辐照对UFA含量在贮藏过程中影响不同。Camargo等[7]发现10.0 kGy γ辐照能将花生中油酸、亚油酸从38.17%、33.03%分别提高至39.39%、35.50%，显著增加不饱和脂肪酸含量，降低饱和脂肪酸含量。Umit等[16]研究发现高于1.0 kGy γ辐照干核桃，能够引起油酸含量降低，棕榈酸、亚油酸含量升高。本研究发现高剂量辐照显著降低山核桃油酸含量，增加亚油酸含量。Fernandes等[16]发现 3.0 kGy 以下的γ辐照不会引起栗子中脂肪酸含量的变化。Byun等[17]在对大豆油进行2.5、5.0、10.0 kGy γ辐照后未发现脂肪酸含量的显著变化。这可能是不同的食品由于成分的差异对辐照的响应不同。

2.6 辐照对山核桃贮藏期间维生素E含量的影响(见表3)

表3 不同辐照处理的山核桃在2.℃贮藏期间维生素E含量变化

从表3可以看出，山核桃所含维生素E的各种亚型结构中，α-、β-、γ-、δ-VE含量分别为70.35、0.19、2.38、14.65 mg/kg，总维生素E含量为87.57 mg/kg。姚小华等[18]报道，山核桃中总维生素E含量为43.21 mg/kg，含量小于本实验所得，这可能与地域差异有关。经不同辐照过后，α-VE随着辐照剂量的增大而显著(P<0.05)降低，辐照剂量与含量之间呈负相关(r=-0.897 4，P<0.05)，其他构型中除β-、γ-VE在8.0 kGy辐照剂量下出现显著降低外，均对辐照效应未立即发生响应，对辐照的稳定性为δ-VE>β-VE>γ-VE>α-VE。辐照后在2.℃下经过180 d密封贮藏，山核桃中各型维生素E含量均出现不同程度下降，其中α-VE降低最多，对照组、0.8、2.0、5.0、8.0 kGy剂量组分别降低17.62、14.38、4.76、5.75、13.27 mg/kg，其次是δ-VE，对照组、0.8、2.0、5.0、8.0 kGy剂量组分别降低2.91、2.39、1.02、2.14、4.13 mg/kg，β-、γ-VE含量降低较少。

在贮藏结束时，5.0、8.0 kGy辐照组α-、γ-、δ-VE含量均较0.8、2.0 kGy剂量组低，而2.0 kGy的α-、γ-、δ-VE含量均极显著(P<0.01)高于对照组，说明2.0 kGy剂量辐照在贮藏中较好的保持了各型维生素E含量。Kammerer等[19]和Weiss等[20]认为维生素E是一种对辐照最为敏感的脂溶性维生素。Shin等[21]在对大米进行15 kGy辐照后发现总维生素E降低了50%～80%。Magda等[22]对薄壳山核桃采用1.0、3.0 kGy辐照进行处理，发现α-VE含量未发生任何差异。从以上研究可以看出，维生素E对辐照是敏感的，只是对不同食品产生效应的辐照剂量不同，本研究中维生素E在2.0 kGy 辐照时即出现下降，随着辐照剂量增大，损失加大，这种效应在贮藏之后更加明显。

2.7 辐照处理对山核桃贮藏稳定性影响(见图4、图5)

DSC是以油脂氧化过程中所产生的热释放来判定氧化诱导温度。不同油脂根据其脂肪的构成和质量差异，氧化诱导温度不同，一般三酰基甘油中不饱和脂肪酸含量高的氧化诱导温度低，饱和脂肪酸含量高的氧化诱导温度高；同一种油脂，随着新鲜程度降低、氧化酸败的加重，氧化诱导温度会降低。

山核桃经过0、0.8、2.0、5.0、8.0 kGy辐照后，油脂DSC动态OIT测定结果显示，对照组氧化诱导温度为175.17.℃，各辐照剂量组油脂氧化诱导温度与对照组之间无显著性差异，即辐照未立即引起油脂氧化诱导温度改变。从图4可以看出，贮藏180 d后，对照组及0.8 kGy剂量组氧化诱导温度为171.8.℃ 和170.04.℃，2.0、5.0、8.0 kGy剂量组氧化诱导温度分别为164.82、157.08、146.98.℃。经过180 d贮藏，2.0、5.0、8.0 kGy剂量组氧化诱导温度发生较大降低，并明显低于对照组，说明较高剂量辐照后，油脂在贮藏过程中稳定性比对照组的要低。

注：A.0 kGy；B.0.8 kGy辐照；C.2.0 kGy辐照；D.5.0 kGy辐照；E.8.0 kGy辐照。

图4不同辐照山核桃2.℃贮藏180d油脂DSC曲线

图5 不同辐照山核桃贮藏前后油脂110.℃氧化诱导结果

从图5可以看出，对照组氧化诱导时间为 88.51 min，各剂量组与对照组之间的氧化诱导时间无显著差异，说明不同剂量的辐照未立即引起山核桃油稳定性出现差异。2.℃下180 d密闭贮藏后，5.0、8.0 kGy剂量组氧化诱导时间分别降至63.47、59.29 min，并显著低于其他各组，说明5.0、8.0 kGy辐照后贮藏180 d油脂稳定性较对照组降低。而0.8、2.0 kGy剂量组与对照组的氧化诱导时间无显著差异，平均为79.68 min。较高剂量辐照山核桃之后，这种辐照效应未立即引起山核桃油稳定性差异，经过贮藏之后，这种差异显露出来，这可能是γ辐照引发的脂质氧化初期由于山核桃油自身抗氧化能力较强，后期自身氧化加重导致的结果。

3 结 论

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Effectof60CoγionizingradiationonqualitiesandstabilityofCargyacathayensisSargduringstorage

CHENG Jianghua1，2，ZHANG Jigang2，YANG Song1，2，DING Zhi’en2

(1.Agro-Products Processing Research Institute,Anhui Academy of Agricultural Sciences,Hefei 230031，China；2.School of Tea and Food Technology,Anhui Agricultural University,Hefei 230036，China)

TS255.6;TS210.1

A

1003-7969(2017)09-0088-07

2017-02-14；

2017-05-24

安徽省农业科学院科技创新团队(14C1207)

程江华(1982)，男，助理研究员，博士，研究方向为农产品加工(E-mail)elmcheng@hotmail.com。

丁之恩，教授，博士生导师(E-mail)dingze@hotmail.com。