延缓荞麦褐变的研究进展

程 哲，郭 洪，胡俊君，何永吉，李红梅，李云龙

（山西省农业科学研究院农产品加工研究所，山西太原 030031）

荞麦属蓼科（Polygonaceae） 荞麦属（Fagoprum Mill），主要栽培种有甜荞和苦荞，其营养价值高，富含与其他谷物相似的淀粉、蛋白质、脂肪、膳食纤维、维生素和微量元素等营养成分[1]，同时也含有酚类、黄酮类、糖醇类、蛋白质与多肽类等多种生物活性物质。随着近年来研究发现，这些荞麦功能性成分与降血糖、降血压、抗菌、抗氧化、延缓衰老等保健作用密切相关[2]。因此，荞麦在受到科研工作者关注的同时，也受到更多大众消费者青睐，俨然已成为一种广受喜爱的药食兼用保健食品原料。

目前，越来越多的以荞麦为食材的保健功效产品已被研制并投放市场，如荞麦醋、苦荞茶、荞麦面条、荞麦面、荞麦米等，但这些产品的品质会因荞麦原料的品质不同而不同，影响产品的功效；荞麦原料随着贮藏时间的延长，品质会逐渐下降。新收获的荞麦，经脱壳后呈浅绿色，随着贮藏时间的推移，其颜色会失去原有的淡绿色，逐渐向红褐色变化，从而产生褐变，且这种色泽的变化通常伴随着酸败味的产生，造成荞麦原料的品质下降。荞麦贮藏期的褐变问题一直是困扰加工企业的难题之一，虽然目前有些研究达到一定的延缓褐变效果，但仍缺乏一套适宜有效的控制措施。因此，探索荞麦褐变过程，并明确有效途径达到控制褐变的目的，对荞麦贮藏加工具有深远意义。

1 褐变现象

1.1 色度变化

目前，食品贮藏过程中褐变的评价参数主要有2种方法，分别为色差计法和分光光度法。用色差计法测量样品CIELAB表色系（由国际照明委员会Commission Internationale de l"Eclairage提出） 中 L*值，a*值，b*值，L*值表示明亮度，a*值表示红绿偏差，b*值表示蓝黄偏差；分光光度法用于测定褐变指数，在酚类物质经酶促、非酶促作用后形成的黑色素最大吸收峰处（420 nm），对样品提取上清液进行吸光度测定，从而评价褐变程度。

Mazza G等人[3]先后用Hunterlab色度仪测三色坐标对应的L*值，a*值，b*值和分光光度计测荞麦提取的有色物质的光度，表明荞麦籽粒色度随贮藏时间的变化而变化，随着贮藏时间的推移，籽粒颜色逐渐改变，褐变程度加深，a*值增大，吸光度A420同时增加，2种测定方法结果吻合。

这些荞麦籽粒呈现的绿色与叶绿素有关，通过一系列变化释放出来的游离叶绿素不稳定，发生许多反应后，破坏了其绿色。Eskin N A M等人[4]发现甜荞麦贮藏后叶绿素含量下降明显，与色度变化一致。徐宝才等人[5]测定苦荞中叶绿素随贮藏时间和水分活度影响不大，认为不同于甜荞籽粒，苦荞中的高含量黄酮可能对叶绿素比色法测定造成一定干扰。

1.2 影响因素

荞麦的色泽随着贮藏时间而变化，Eskin N A M等人[6]发现，贮藏15年的荞麦籽粒亦有呈现绿色的，从而证明荞麦的色泽变化不仅是贮藏时间这一影响因素。继续研究发现，高温高湿环境下叶绿素损失比低温低湿环境下明显。

后来的科学工作者相继通过研究表明，荞麦色度变化受到贮藏环境等一系列综合因素的影响[7]。王若兰等人[7]分别用常规、真空包装水分含量为12%，14%，16%的苦荞麦，于10，25～30，40℃温度下模拟实际仓储条件贮藏，针对贮藏过程中的苦荞麦开展了色度变化规律的深入研究，采用CIE1976表色系统，以白板作为标准，以ΔL*和Δa*作为苦荞麦色度评价指标进行观察研究，同时根据GB/T 5492—1985进行色泽感官评定，结果认为，相较于贮藏时间和包装形式的影响，贮藏温度和水分含量对色度变化的影响较大，高温（40℃）高水分含量（16%）的苦荞色度变化最明显，低温（10℃）低水分含量（12%） 色度变化不明显，常温（25～30℃） 低水分（12%）的苦荞麦贮藏80 d色度变化不大。

苦荞麦贮藏期色度变化幅度见表1。

表1 苦荞麦贮藏期色度变化幅度/%

2 品质劣变

伴随着颜色的褐变，荞麦长时间贮藏或贮藏不当时，脂类经过氧化和酶解等系列反应，产生的游离脂肪酸，尤其不饱和脂肪酸被氧化产生的饱和、不饱和醛等次级代谢物质，会伴有不愉快的气味产生，导致风味劣变[8]。

2.1 脂肪酸

金志强等人[9]结合谷物中脂肪酸所含的质子比较活跃的特性，在前人将核磁技术应用于食品研究的基础上[10-11]，利用核磁共振技术，采用Carr-Purcell-Meiboom Gill（CPMG）序列，对室温下贮藏的荞麦等17种样品，测定T2自旋-自旋驰豫时间及相应的质子密度A21，A22，研究荞麦贮藏过程中核磁共振驰豫参数的变化规律。研究发现，弛豫时间对应的质子密度随贮藏时间的延长呈现下降趋势，在贮藏时间为3～4个月时，出现明显下降，根据不同的变化趋势，将17种样品分为耐贮藏、较耐贮藏和不耐贮藏3类，其中认为荞麦属于较耐贮藏类。

徐宝才等人[5]研究发现荞麦籽粒在常温不同水分活度条件下贮藏时，不同Aw值间的脂肪酸含量差别不明显，说明荞麦籽粒比荞麦粉较易保存。此现象与大米中的米糠层在粉碎前后贮藏过程中脂肪酸变化趋势一致[12]。徐宝才等人[5]进一步探索了脂肪酸主要组成分在不同水分活度下的变化不一致。

游离脂肪酸含量的升高，离不开脂肪酶的作用，Suzuki T[13]提到，脂肪酶比脂肪氧化酶对荞麦粉品质劣变的影响作用更明显。Ohinata H等人[14]研究发现，将荞麦粉在水分活度Aw＞0.28，温度25℃条件下贮藏1个月，游离脂肪酸由7%变为15%以上，但脂肪酶在低水分活度时活性较低，导致游离脂肪酸在较低水分活度条件下变化不明显。

2.2 挥发性物质

杨壮等人[15]将2种水分含量高达16%的苦荞麦品种在模拟实际仓储条件下贮藏120 d，游离脂肪酸含量升高，荞麦有较明显异味，风味劣变，同时气质联用技术测定样品结果表明，2个品种的荞麦所含的挥发性物质种类基本为不饱和醛和二甲二硫，其中不饱和醛占绝对优势，主要来源于脂质氧化。2种荞麦的挥发物总量递增，且与脂肪酸值变化趋势具有相似的数学关系，在指标测定中能够相互印证。Ohinata H等人[14]研究表明，荞麦被粉碎后，挥发性成分损失迅速，短短30 min内减少70%，同时挥发性成分也发生变化，醛类物质增多明显。

2.3 功能成分

荞麦含有别的禾谷类粮食作物所没有的黄酮类活性成分，是唯一含有芦丁的假谷物作物。徐宝才等人[5]分析苦荞籽粒在不同水分活度、温度贮藏时含有的芦丁变化规律时发现，水分活度的影响显著，在较高水分活度Aw＞0.75，贮藏7个月的苦荞芦丁降解明显，含量由1.85%减少到0.19%。荞麦中的芦丁含量变化是由芦丁降解酶（RDE）的作用引起的，其活性很高，可以将芦丁分解为槲皮素，一定程度上影响荞麦的抗氧化特性。

3 延缓措施

3.1 隔绝氧气

杨晓清等人[16]以真空度、温度、贮藏时间为3个变量因素对荞麦米进行贮藏，并对荞麦米的颜色及脂肪酸建立了二次回归数学模型，通过分析表明，在保持色泽方面，真空袋避光条件能保持浅绿色，但光照条件下效果不明显，同时真空袋能够有效抑制游离脂肪酸含量。

3.2 化学试剂

杨晓清等人[16]在贮藏前，分对荞麦米别进行0.5%NaHSO3和ZnCl2试剂喷雾处理。结果表明，进行试剂护绿处理后再贮藏的荞麦米样品的游离脂肪酸浓度没有较大变化；在色泽变化方面，由于光照的影响较大，按实际光照条件采用试剂喷雾前处理，避光时选择0.5%NaHSO3试剂，光照条件时选择0.5%ZnCl2试剂，护绿效果较好。采用不同护绿剂对苦荞麦贮藏过程的护绿效果进行研究，最终选择pH值7，质量浓度150 mg/kg的醋酸锌作为护色液，以2.49 mL/100 g的用量均匀喷雾在苦荞麦籽粒，室温摊晾后装入自封袋，并于40℃条件下贮藏30 d，色度评价指标Δa*仅增大了0.07，护绿效果明显。

3.3 热处理

Ohinata H等人[14]用荧光法测定荞麦粉中脂肪酶的活性，发现高于小麦粉5倍之多，相同贮藏条件下，荞麦粉经热处理和未经热处理后再贮藏，前者的脂肪酸活性和游离脂肪酸增量均得到有效抑制，品质下降速度减缓。

4 结语

荞麦褐变不仅影响人们的购买欲望，更影响其品质，降低营养价值，甚至可能产生有害物质，影响货架期，导致不可避免的经济损失。针对多年来国内外荞麦贮藏期褐变问题的研究，从色泽变化、品质劣变、延缓控制措施等方面展开分析讨论，试图为找到一种贮藏前或贮藏时的有效处理方式提供借鉴，为今后荞麦贮藏褐变研究提供一定的参考。