不同含水量进口大豆储运品质变化研究

郭孝萱 李世磊 邱 静 王风艳

（1.中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，农业农村部农产品质量安全重点实验室，北京 100081；2.中粮营养健康研究院有限公司，营养健康与食品安全北京市重点实验室，老年营养食品研究北京市工程实验室，北京 102209）

我国种植大豆成本高，国际竞争力较弱，大豆产业对外依存度极高，2019年我国大豆进口量占国内大豆消费总量的84%，进口大豆来源国主要为巴西、美国、阿根廷、乌拉圭等美洲国家[1]。进口大豆全部通过散装货轮运输，从巴西运输到我国，在巴西的东海岸港口装船，经大西洋、印度洋，穿越我国南海到达我国沿海港口，正常航期在45 d左右。巴西大豆成熟期在3-4月，运输到我国大多在5-6月，外界温度逐渐上升，雨水增多，且运输过程中穿越赤道，再加上海运期间货舱处于封闭状态，导致船舱内储藏温度明显升高，甚至高达50℃。进一步入仓后分级导致杂质积聚和虫霉孳生，加上大豆后熟的呼吸作用，仓内新粮储藏温度有时会高达40℃以上，短期内采取降温措施，粮温在后续储存过程中容易反弹，因此进口大豆经常发生货损，导致大豆营养价值降低，进而影响加工产品的质量，并由此产生经济纠纷[2]。

水分含量是决定大豆储运期间是否安全的关键因素。各国大豆标准对大豆水分含量都有要求，我国GB 1352-2009《大豆》规定大豆水分含量应不高于13%，而各国大豆标准中水分限量并非大豆储运的安全水分标准。大豆储运期间常因水分过高而发生货损，货损程度受储运温度、储运时间以及大豆含水量等诸多因素的影响[3]。高水分大豆在储运期间经常伴随着豆堆温度升高，大豆变色或霉变、蛋白质溶解度降低和脂肪酸值升高等品质劣变问题，严重时大豆籽粒炭化，失去营养价值[4～5]。

目前，已有关于进口大豆在常温模拟储运过程中品质变化情况的研究，然而进口大豆在实际运输过程中舱内温度甚至高达40℃以上，因此，有必要对不同水分含量进口大豆在不同温度下模拟储运过程中的品质变化情况开展探究。本研究以乌拉圭大豆为试验材料，在第1阶段试验中，以25℃恒温储藏80 d，通过分析大豆热损率、霉变率和脂肪酸值，评价大豆常温储运品质变化。在第2阶段试验中，将温度因素加入，分别在25、30、35、40℃条件下储藏28 d，分析在储运过程中保持大豆品质的安全水分含量，以期为进口大豆的安全储运提供科学依据。

一、材料与方法

（一）材料本研究所用的乌拉圭进口大豆于2021年11月在广东到货，大豆基础品质指标见表1。试验所需试剂均为分析纯。

表1 乌拉圭大豆试材基础品质指标

（二）方法

1.第1阶段试验。将大豆分为7组，每组60 kg，将大豆水分含量分别调整到11.5%、12.0%、12.5%、13.0%、13.5%、14.0%和14.5%。每组大豆装入2层塑料袋中，再装入麻袋中，封口。调整水分后平衡1～2 d，测定水分含量，若和目标值相差超过0.1%，则再调水分，直至和目标水分相差±0.1%。于第10、20、80 d用扦样器采样，每组样品从不同部位采3个重复样，每份样品500 g。每5 d记录环境温度和湿度以及大豆温度，大豆样品分别测定蛋白质含量、脂肪含量、热损率、霉变率和脂肪酸值。蛋白质含量的测定参照GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》，脂肪的测定参照GB 5009.6-2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》，热损率和霉变率的测定参照GB 1352-2009《大豆》，脂肪酸值的测定参照GB/T 5510-2011《粮油检验 粮食、油料脂肪酸值测定》。

2.第2阶段试验。第1阶段试验结束后，将7组大豆分装在密封盒中，分别在25、30、35、40℃条件下储存28 d，每7 d采次样，每组样品采3个重复样，每份样品200 g，测定指标同第1阶段。

（三）数据处理与分析试验结果用平均值±标准偏差（SD）表示。组间比较通过Origin 8.0软件进行单因素方差分析（One-way ANOVA）及Tukey检验。p＜0.05代表组间有显著差异。

二、结果与分析

（一）第1阶段试验结果第1阶段储藏过程中，环境温度维持在24.0～26.5℃之间，环境湿度维持在27%～29%rh之间（见图1）。储藏期间，大豆温度出现随水分含量增加而升高的趋势，然而变化并不显著，总体温度在24℃上下波动（见图2）。

图1 环境温湿度变化

图2 大豆温度变化

1.大豆蛋白质和脂肪含量。不同水分含量大豆的蛋白质含量和脂肪含量出现轻微波动，蛋白质含量在33.2%～34.2%之间波动，脂肪含量在19.15%～19.45%之间波动，趋势趋于平稳（见图3）。

图3 大豆蛋白质（A）和脂肪（B）含量变化

2.大豆霉变率、热损率和脂肪酸值。研究结果显示，25℃储藏80 d以后，各组大豆霉变率和热损率没有显著性差异（p＞0.05）（见图4）。和上述指标相比，大豆脂肪酸值有较大幅度的升高，且随着大豆水分含量的增加，脂肪酸值升高趋势明显，从第10 d开始，高水分大豆 （水分大于13.0%）脂肪酸值已经显著高于低水分大豆（水分小于12.0%）（p＜0.05），因此水分含量是影响大豆脂肪酸值的关键因素。在第80 d，水分含量14.5%的大豆的脂肪酸值达到初始值的4倍。当水分含量超过13.0%时，脂肪酸值会出现较大幅度的增加，影响大豆品质。因此，即使短时间储藏，水分含量也应控制在13.0%以下。

图4 大豆第1阶段试验期间霉变率（A）、热损率（B）和脂肪酸值（C）变化

（二）第2阶段试验结果

1.大豆蛋白质和脂肪含量。在第2阶段试验中，大豆蛋白质和脂肪含量并未发生明显变化（见图3）。

2.大豆霉变率。研究结果显示，在第2阶段试验期间，大豆霉变率出现较为显著的升高（见图5）。从第2周开始，35℃和40℃储存条件下，高水分含量大豆霉变率显著高于低水分含量大豆（p＜0.05）；从第3周开始，30℃储存条件下，高水分含量（高于14.0%）大豆霉变率显著高于低水分含量（低于14.0%）大豆（p＜0.05），且大豆霉变率随温度升高而升高；到第4周，高水分含量大豆霉变率进一步升高，在35℃和40℃条件下，高水分含量（高于14.0%）大豆的霉变率是水分含量11.5%大豆的4倍以上（p＜0.05）。低水分含量大豆霉变率受温度影响较小，而高水分含量大豆霉变率受温度影响较大。从霉变率来看，在高温条件下，水分含量低于12.0%是较为安全的。

图5 大豆第2阶段试验期间霉变率变化

3.大豆热损率。研究结果显示，大豆热损率在第2阶段前2周的储藏过程中未发生显著变化，到第3周，在30℃和35℃条件下，水分含量14.0%的大豆热损率显著高于水分含量11.5%的大豆，这一显著差异持续到第4周（p＜0.05）（见图6）。40℃条件下，从第3周开始，高水分含量大豆比低水分含量大豆热损率有升高的趋势，然而统计学差异并不显著。综上可以看出，温度和水分含量是影响热损率的关键因素。

图6 大豆第2阶段试验期间热损率变化

4.大豆脂肪酸值。研究结果显示，在第2阶段试验期间，大豆脂肪酸值在不同温度储藏过程中均出现显著升高趋势，脂肪酸值随温度和水分含量升高趋势明显（见图7）。在第2阶段试验初始，水分含量14.5%大豆的脂肪酸值比水分含量11.5%的大豆脂肪酸值升高55.6%。到第4周，25、30、35、40℃储藏条件下，水分含量14.5%的大豆脂肪酸值比水分含量11.5%的大豆脂肪酸值分别升高60.0%、67.5%、82.0%和89.0%（p＜0.05）。从脂肪酸值来看，当储存温度高于25℃时，大豆水分含量应控制在12.0%以下。

图7 大豆第2阶段试验期间脂肪酸值变化

三、讨论与结论

含水量是影响大豆储藏品质及安全储藏期限的直接因素[6]。对于大豆而言，当其含水量超过临界水分时，呼吸增强所产生的水分及热量将会严重威胁其储藏安全。当大豆水分含量升高时，大豆中的水解酶和呼吸酶的活动便旺盛起来，一方面导致大豆脂肪被水解成脂肪酸，使大豆脂肪酸值升高，品质降低；另一方面，籽粒呼吸放出的一部分水汽被大豆吸收，而释放出来的热能则聚集在豆堆内不易散发出来，导致大豆热损[7～8]。

温度是影响大豆储藏稳定性的另一个重要因素，温度对大豆储藏的影响主要是控制酶的活性。在一定温度范围内，大豆的呼吸作用随着温度的升高而加强，尤其在大豆水分含量增高的情况下，呼吸强度随着温度升高而发生显著变化[8～9]。对于大豆来说，呼吸作用的最高点温度为40℃左右[6]，即在40℃左右大豆代谢最为活跃，本研究证实了这一点，大豆热损率、霉变率、脂肪酸值都在40℃达到较高的水平。

大豆表面和内部都寄附有微生物，其中对大豆储藏有最直接影响的是霉菌。因为霉菌进行生理活动时所需要的温度和水分等条件远比细菌、酵母菌和放线菌低，且与豆堆生态条件相接近[8]。温度较高时，大豆表面的微生物活动也较为旺盛，但是微生物的生长繁殖需要充足的水分，因此在本研究中霉变率仅仅在温度和水分含量都较高时才显著升高。霉菌旺盛的生命活动会放出大量的热能和水汽，间接地促进了大豆籽粒呼吸强度的增高，同时，籽粒和微生物的呼吸构成豆堆的总呼吸，会产生大量热量，又由于豆堆的导热能力差，所以热量集中，引起大豆热损。从本研究结果可以看出，当大豆水分含量和温度升高时，热损率也有升高的趋势[9～10]。

通过本研究发现，大豆脂肪酸值受水分和温度影响最为明显，即使是常温短期储藏，大豆水分含量也要控制在13.0%以下，否则脂肪酸值升高导致品质劣变。在进口大豆长达1～2个月的运输过程中，舱内温度受环境温度影响较大，再加上海运期间货舱处于封闭状态，导致船舱内储藏温度明显升高。研究发现，虽然在第2阶段高温状态下储存4周对大豆脂肪和蛋白质含量没有显著影响，但是对其霉变率、热损率和脂肪酸值有较大的影响，特别是在水分含量高的情况下。因此，当温度高于25℃时，大豆水分含量应尽量控制在12.0%以内，并应保持良好的通风，及时散发豆堆内湿热，以避免大豆品质劣变。