朱廣飛，劉 海，李 衛(wèi)，劉嫣紅，謝雨岑，張 悅，謝永康

·農(nóng)產(chǎn)品加工工程·

油茶籽儲(chǔ)藏品質(zhì)變化規(guī)律及條件優(yōu)化

朱廣飛1，劉 海2，李 衛(wèi)1，劉嫣紅1※，謝雨岑3，張 悅1，謝永康1

（1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京 100083；2. 贛南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，贛州 341000；3. Department of Biological Systems Engineering, Washington State University, Pullman, WA 99164）

為探討不同儲(chǔ)藏條件下油茶籽品質(zhì)的變化規(guī)律及其原因，找出適宜的儲(chǔ)藏條件，該文分別以物料含水率、空氣相對(duì)濕度和儲(chǔ)藏溫度為單因素，研究油茶籽儲(chǔ)藏過(guò)程中的含油率、酸值、過(guò)氧化值等品質(zhì)的變化規(guī)律及相應(yīng)的脂肪酶、脂氧合酶活性，并對(duì)微生物的生長(zhǎng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。運(yùn)用響應(yīng)面法，綜合考察上述因素對(duì)油茶籽品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：油茶籽的儲(chǔ)藏過(guò)程存在3至4個(gè)月的后熟期，酸值、過(guò)氧化值均隨含水率、溫度和儲(chǔ)藏時(shí)間的增加而升高。脂肪酶及微生物的繁殖與酸值的關(guān)系比較顯著。優(yōu)化的油茶籽儲(chǔ)藏工藝參數(shù)為：空氣相對(duì)濕度57.6%～67.4%，儲(chǔ)藏溫度17.2～20.4 ℃，物料含水率8.9%～10.4%和儲(chǔ)藏時(shí)間62.2～110.3 d。該研究可為油茶籽儲(chǔ)藏及后續(xù)加工提高出油率和保障品質(zhì)提供技術(shù)支持。

水分；儲(chǔ)藏；品質(zhì)控制；油茶籽；后熟；優(yōu)化；參數(shù)

0 引 言

油茶（Abel.）是山茶科，山茶屬植物，與油棕、油橄欖、椰子并稱為世界四大木本食用油料作物。油茶籽是油茶果的種子，含油率為25%～40%，是在中國(guó)南方省份和東南亞一些國(guó)家被廣泛食用的油脂，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，油酸和亞油酸總量高達(dá)90%以上，被譽(yù)為“東方橄欖油”[1]。中國(guó)油茶資源豐富，2017年油茶籽產(chǎn)量為243萬(wàn)t[2]，且仍在逐年增加。

與大宗糧食相比，油茶籽具有獨(dú)特性質(zhì)，質(zhì)密的外殼以及含有維生素E、茶多酚等天然抗氧化劑，均有利于提高油茶籽的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性[3]。然而，油茶籽含油率較高，且受到南方溫暖潮濕氣候的影響，導(dǎo)致其在儲(chǔ)藏過(guò)程中會(huì)因氧化或水解而酸敗。目前，對(duì)于油茶籽的研究報(bào)道大多集中在育種、茶油理化指標(biāo)和功能特性等方面，關(guān)于油茶籽儲(chǔ)藏品質(zhì)的研究較少，對(duì)儲(chǔ)藏品質(zhì)變化的內(nèi)在原因以及儲(chǔ)藏工藝的優(yōu)化并未見(jiàn)諸報(bào)道。吳雪輝等[4]研究了油茶籽的吸附等溫線及熱力學(xué)性質(zhì)，指出20 、30 、40 ℃下的相對(duì)安全含水率和絕對(duì)安全含水率分別為9.48%、8.00%、8.96%和7.57%、8.51%、7.19%。邢朝宏等[5]研究了油茶籽的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性，指出20 ℃下油茶籽在相對(duì)濕度低于75.5%、含水率9.8%以下儲(chǔ)藏7個(gè)月后，油茶籽未發(fā)生霉變和蟲(chóng)害現(xiàn)象，油茶籽油的氧化程度較低。王亞萍等[6]研究了4 ℃下不同含水率對(duì)油茶籽儲(chǔ)藏品質(zhì)的影響，認(rèn)為含水率控制在10%以下能較好保持油茶籽的品質(zhì)。鄧立陽(yáng)等[7]、許帥等[8]等分別對(duì)油茶籽氣調(diào)儲(chǔ)藏和包裝材料等進(jìn)行了研究。然而，上述研究?jī)H限于單一因素對(duì)油茶籽儲(chǔ)藏品質(zhì)的影響，并沒(méi)有考察因素之間可能的交互作用及工藝條件的優(yōu)化。

基于上述分析，本文擬研究不同物料含水率、空氣相對(duì)濕度和儲(chǔ)藏溫度下，油茶籽品質(zhì)隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面法考察物料含水率、空氣相對(duì)濕度、儲(chǔ)藏溫度和儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)含油率、酸值、過(guò)氧化值的影響，建立回歸方程，得出優(yōu)化工藝參數(shù)，為油茶籽儲(chǔ)藏和后續(xù)加工利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)以取自江西贛州的油茶籽（品種為“贛州油”）為研究對(duì)象。油茶果皮光滑，色澤發(fā)亮，油茶籽殼黑亮，茶籽仁白中帶黃，含水率為50.3%±2.4%。經(jīng)過(guò)適當(dāng)預(yù)處理后剝殼取籽，并干制到目標(biāo)含水率（見(jiàn)表1）后備用。

所用試劑均為分析純，來(lái)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

CTHI-150B恒溫恒濕箱（施都凱儀器設(shè)備（上海）有限公司）、TU-1810紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）、GL-20G-Ⅱ高速冷凍離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）、LRH-150生化培養(yǎng)箱（上海一恒科技有限公司）、YXQ-LS75SII立式壓力蒸汽滅菌器（上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）等。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取物料含水率（以下簡(jiǎn)稱含水率，濕基）、空氣相對(duì)濕度（以下簡(jiǎn)稱相對(duì)濕度）、儲(chǔ)藏溫度（以下簡(jiǎn)稱溫度）為影響因素，以含油率、酸值、過(guò)氧化值為檢測(cè)指標(biāo)，并探究脂肪酶、脂氧合酶活性以及霉菌的生長(zhǎng)情況。由于油茶籽產(chǎn)區(qū)的月平均氣溫為8.5～30.1 ℃，月平均相對(duì)濕度為67.0%～78.4%（以贛州為例）[9]，并結(jié)合文獻(xiàn)中安全含水率、溫度等條件的報(bào)道[4,6]，設(shè)定單因素試驗(yàn)方案如表1。分別取相應(yīng)含水率的油茶籽3 kg裝于透氣袋中，做好標(biāo)記，并按照試驗(yàn)方案中的條件置于恒溫恒濕箱中儲(chǔ)藏，每隔30 d，按四分法取出200 g樣品進(jìn)行檢測(cè)。每個(gè)條件分別做三組平行試驗(yàn)。

表1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

1.3.2 Box-Behnken響應(yīng)面設(shè)計(jì)

采用四因素三水平Box-Benhnken響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選取相對(duì)濕度（）、溫度（）、含水率（）和儲(chǔ)藏時(shí)間（）為影響因素，含油率（1）、酸值（2）和過(guò)氧化值（3）為響應(yīng)值，零點(diǎn)試驗(yàn)5次。響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)編碼設(shè)置如表2所示。

表2 因素水平編碼表

1.3.3 指標(biāo)及檢測(cè)方法

含油率的測(cè)定參照GB/T 14488.1-2008《植物油料：含油量測(cè)定》中的索氏抽提法[10]；酸值的測(cè)定參考GB 5009.229-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：食品中酸價(jià)的測(cè)定》，采用冷溶劑指示劑滴定法[11]；過(guò)氧化值的測(cè)定參照GB 5009.227-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：食品中過(guò)氧化值的測(cè)定》，采用滴定法[12]；脂肪酶活性的測(cè)定參照GB/T 5523-2008《糧油檢驗(yàn)：糧食、油料的脂肪酶活動(dòng)度的測(cè)定》，采用滴定法[13]；脂氧合酶活性的檢測(cè)參照Qu等[14]的方法，以亞油酸為底物采用分光度法測(cè)定；霉菌的檢測(cè)參照GB 4789.15-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：食品微生物學(xué)檢驗(yàn)：霉菌和酵母計(jì)數(shù)》的方法[15]，將樣品10倍梯度稀釋，分別取10-1、10-2、10-3樣品稀釋液，采用混菌法接種到馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基平板中，于28 ℃恒溫培養(yǎng)5 d，進(jìn)行平板菌落計(jì)數(shù)和計(jì)算，以菌落對(duì)數(shù)單位（lg CFU/g）為報(bào)告結(jié)果。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 17.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用DesignExpert軟件進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)分析

2.1.1 不同儲(chǔ)藏條件下油茶籽的含油率

含油率的高低直接決定油料的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是評(píng)價(jià)油料品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。從圖1a可以看出，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，除含水率7%條件下油茶籽的含油率基本保持不變外，其他含水率條件下含油率總體呈先升高后降低的趨勢(shì)，許帥等[8,16]報(bào)道了類似現(xiàn)象。含水率10%的油茶籽，其含油率增加值最大，第90天時(shí)增量達(dá)到2.29%。儲(chǔ)藏到240 d時(shí)，13%和11.5%含水率油茶籽的含油率分別下降了5.15%和3.53%，其他處理的含油率減少量均小于2%。在王亞萍等[6]的研究中，含水率20%的油茶籽含油率下降速率最快，儲(chǔ)藏210 d后下降了37.42%，明顯高于7%和16%條件下的含油率下降幅度。這可能是因?yàn)檩^低的含水率可以抑制脂肪水解，從而減少含油率的降低幅度，楊如義[17]在對(duì)玉米油酸價(jià)影響因素的研究中也得到了類似的結(jié)論；圖1b顯示，50%相對(duì)濕度下的油茶籽含油率保持穩(wěn)定，其他處理的含油率均呈先升高后降低的趨勢(shì)，但沒(méi)有顯著差異（>0.05）。儲(chǔ)存240d后，50%相對(duì)濕度處理的含油率減少量最小，為0.75%；圖1c顯示，4℃下油茶籽含油率在儲(chǔ)藏期內(nèi)呈逐漸升高的趨勢(shì)，其他處理的含油率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。儲(chǔ)藏240 d后，15、20和25 ℃處理下的含油率分別減少0.32%、1.16%和3.15%。綜上可知，油茶籽在儲(chǔ)藏一定時(shí)間后，含油率會(huì)發(fā)生明顯的變化，說(shuō)明油茶籽儲(chǔ)藏過(guò)程中能夠繼續(xù)完成內(nèi)部的生理變化，即存在儲(chǔ)藏后熟作用[15]，含油率的增加可能由可溶性糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來(lái)[18]，后期含油率隨著呼吸作用對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的消耗而降低[19]。許帥等[8]研究發(fā)現(xiàn)，油茶籽儲(chǔ)藏至第4個(gè)月，含油率可達(dá)到最大值，而在馬力等[20]的研究中，油茶籽儲(chǔ)藏2至3個(gè)月時(shí)含油率可達(dá)最大值，二者的差別主要來(lái)源于各自儲(chǔ)藏條件的差異。從圖1可知，大部分條件下油茶籽儲(chǔ)藏3個(gè)月時(shí)含油率可達(dá)最大值，個(gè)別條件下需儲(chǔ)藏4個(gè)月。因此，在本文的研究條件下，油茶籽的后熟期為3至4個(gè)月，與花生2至3個(gè)月的后熟期比較接近，明顯長(zhǎng)于玉米等10至20 d的后熟期[21]。

注：圖1a中固定因素為相對(duì)濕度60%，溫度20℃；圖1b中固定因素為含水率10%，溫度20℃；圖1c中固定因素為相對(duì)濕度60%，含水率10%。

2.1.2 不同儲(chǔ)藏條件下油茶的籽酸值

油脂在儲(chǔ)藏過(guò)程中會(huì)發(fā)生酸敗變質(zhì)，油料中油脂的酸值是評(píng)價(jià)其品質(zhì)好壞和儲(chǔ)藏方法是否合適的重要指標(biāo)，可以為后續(xù)油脂的制取提供參考。圖2顯示了儲(chǔ)藏條件對(duì)油茶籽酸值的影響，可以看出含水率、相對(duì)濕度和溫度對(duì)油茶籽酸值的影響均比較顯著（<0.05）。圖2a顯示，不同含水率下的油茶籽，在儲(chǔ)藏的前90 d內(nèi)，其酸值均變化不大，然后隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)均明顯增加。儲(chǔ)藏240d后，13%和11.5%含水率處理下的酸值分別從0.19 mg/g增加到2.90和2.27 mg/g，顯著高于（<0.05）其他處理?xiàng)l件下的酸值，且超出國(guó)家二級(jí)茶籽油的酸值標(biāo)準(zhǔn)[22]，這可能與較多的水分極易引起油茶籽油的酸敗變質(zhì)有關(guān)[6]。Genkawa等[23]關(guān)于糙米儲(chǔ)藏系統(tǒng)的研究也表明低水分儲(chǔ)藏可以抑制物料的酸值等品質(zhì)指標(biāo)的劣變；從圖2b可以看出，80%相對(duì)濕度條件下，油茶籽的酸值隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化顯著大于其他條件下的酸值變化（<0.05），第210d時(shí)，油茶籽的酸值迅速增加，最終達(dá)到3.65 mg/g，已超出國(guó)家三級(jí)茶籽油的酸值要求，這可能與80%相對(duì)濕度條件下微生物的繁殖和代謝產(chǎn)物有關(guān)[24]；從圖 2c可以看出，與其他溫度相比，25 ℃下油茶籽的酸值隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加（<0.05），在第210 d和240 d分別可達(dá)到2.3和4.03 mg/g。15 ℃和4 ℃下，油茶籽酸值的增加比較緩慢，尤其是4 ℃下，酸值僅從0.19 mg/g增加到0.45 mg/g。周玥等[18]關(guān)于茶籽在貯藏過(guò)程中主要成分變化的研究得到了類似結(jié)果，與25 ℃處理相比，5 ℃下儲(chǔ)藏的茶籽酸值上升比較緩慢。這是因?yàn)榈蜏啬軌蚪K止或延緩油脂的酸敗過(guò)程，明顯抑制脂肪的水解，減少酸值的增加，提高油脂貯藏穩(wěn)定性。綜上可知，低水分儲(chǔ)藏和低溫儲(chǔ)藏均可以有效抑制酸值的增加[22]。

注：圖2a中固定因素為相對(duì)濕度60%，溫度20℃；圖2b中固定因素為含水率10%，溫度20℃；圖2c中固定因素為相對(duì)濕度60%，含水率10%。

2.1.3 不同儲(chǔ)藏條件下油茶籽的過(guò)氧化值

氧化的實(shí)質(zhì)是油脂中不飽和脂肪酸與氧氣發(fā)生反應(yīng)，形成過(guò)氧化物或者環(huán)氧化物，再進(jìn)一步氧化成低分子的醛、酮、酸等小分子。過(guò)氧化值的測(cè)定主要是評(píng)價(jià)油脂中氫過(guò)氧化物的含量，在油脂氧化初期可以合理評(píng)價(jià)油脂的氧化情況[25]。從圖3可以看出，除25 ℃條件下油茶籽的過(guò)氧化值呈直線上升外，其他溫度以及不同含水率、相對(duì)濕度處理的過(guò)氧化值在前90 d內(nèi)，均增長(zhǎng)緩慢，且存在波動(dòng)。這與油脂氧化是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程有關(guān)，在油脂氧化生成氫過(guò)氧化物的同時(shí)，還存在著氫過(guò)氧化物的分解和聚合[23]。儲(chǔ)藏前期由于積累的氫過(guò)氧化物較少，過(guò)氧化值處于波動(dòng)狀的緩慢增長(zhǎng)階段，后期氫過(guò)氧化物積累到一定值，分解和聚合速度都會(huì)增加，氧化過(guò)程的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)導(dǎo)致過(guò)氧化值的含量急劇增加。120 d后，除4和15 ℃下油茶籽的過(guò)氧化值增加比較緩慢外，其他條件下油茶籽的過(guò)氧化值均明顯增加。對(duì)比圖3和圖2可以看出，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，過(guò)氧化值的快速增長(zhǎng)階段比酸值提前出現(xiàn)，因此過(guò)氧化值可以作為油茶籽油脂酸敗的早期指標(biāo)[26]。

注：圖3a中固定因素為相對(duì)濕度60%，溫度20 ℃；圖3b中固定因素為含水率10%，溫度20 ℃；圖3c中固定因素為相對(duì)濕度60%，含水率10%。

從圖3a可以看出，儲(chǔ)藏到240 d，含水率13%、11.5%、10%、8.5%和7%處理下油茶籽的過(guò)氧化值分別從0.449上升到4.069、3.728、2.652、2.302和1.909 mmol/kg?？梢?jiàn)，含水率高的油茶籽不僅容易引起油脂的水解，也易引起油脂的氧化[6]；從圖3b可以看出，相對(duì)濕度越高，儲(chǔ)藏過(guò)程中油茶籽的過(guò)氧化值也越大，但對(duì)比圖2b可知，與酸值相比，相對(duì)濕度對(duì)過(guò)氧化值的影響較??；從圖 3c和圖2c可以看出，與酸值類似，溫度對(duì)過(guò)氧化值的影響也比較明顯，各試驗(yàn)組間的差異極顯著（＜0.01）。儲(chǔ)藏240 d后，25 ℃下的油茶籽過(guò)氧化值最高，達(dá)到3.126 mmol/kg。丁明等[27]的研究也表明，室溫條件下茶籽油過(guò)氧化值的增加量明顯大于冷藏（5 ℃）條件。這可能是因?yàn)樵谳^高溫度條件下，相應(yīng)的水分蒸發(fā)較快，游離磷脂吸收的水分減少，增加了它在油中的溶解度，磷脂與空氣接觸易發(fā)生氧化，導(dǎo)致過(guò)氧化值的增大[28]。

2.1.4 不同儲(chǔ)藏條件下油茶籽脂肪酶和脂氧合酶的活性

脂肪酶具有多種催化能力，可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯類的水解、醇解、酯化、酯交換及酯類的逆向合成反應(yīng)[29]，脂氧合酶又稱脂肪氧化酶，能專一催化具有順，順-1，4-戊二烯結(jié)構(gòu)的多不飽和脂肪酸，通過(guò)分子內(nèi)加氧，形成具有共軛雙鍵的氫過(guò)氧化衍生物[30]。因此，為進(jìn)一步探討油茶籽含油率、酸值和過(guò)氧化值變化的內(nèi)在原因，研究不同儲(chǔ)藏條件下脂肪酶及脂氧合酶的活性很有必要。

圖4分別顯示了脂肪酶和脂氧合酶隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化。從圖4a、圖4b、圖4c可以看出，不同條件下油茶籽脂肪酶活性隨儲(chǔ)藏時(shí)間總體上呈逐漸增加的趨勢(shì)。溫度對(duì)脂肪酶活性的影響比較顯著（<0.05），溫度越高，脂肪酶的活性越大，4 ℃條件，脂肪酶活性變化比較緩慢。對(duì)比圖2c和圖4c可知，儲(chǔ)藏過(guò)程中溫度對(duì)油茶籽脂肪酶活性和對(duì)酸值的影響規(guī)律是一致的；從圖4a和圖4b可以看出，不同含水率和相對(duì)濕度對(duì)脂肪酶活性的影響規(guī)律并不明顯。圖4d、圖4e、圖4f顯示，除4 ℃下油茶籽脂氧合酶活性變化不大外[31]，其他條件下的脂氧合酶活性大體上呈先上升后下降的趨勢(shì)。

不同儲(chǔ)藏條件下油茶籽的含油率、酸值、過(guò)氧化值與脂肪酶活性、脂氧合酶活性、儲(chǔ)藏時(shí)間的相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表3，可以發(fā)現(xiàn)油茶籽含油率與脂肪酶活性呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性較低（2<0.400），而酸值與脂肪酶活性和脂氧合酶活性均呈正相關(guān)，前者的相關(guān)系數(shù)最高可達(dá)到0.830，且系數(shù)均極顯著（<0.01），而后者的相關(guān)性系數(shù)較低（2<0.219）。由此可知：1）在儲(chǔ)藏過(guò)程中，脂肪酶主要起水解作用，而并沒(méi)起到非水相酶學(xué)中的酯化作用[32]；2）油茶籽貯藏過(guò)程中的酸值，主要是由于脂肪酶水解脂肪產(chǎn)生的游離脂肪酸[16]。過(guò)氧化值與脂氧合酶活性呈正相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)比較低。這說(shuō)明油茶籽油脂氧化中，脂氧合酶的酶促氧化不占主導(dǎo)作用。另外，由于儲(chǔ)藏過(guò)程中沒(méi)有光照，可以排除光氧化作用。因此，可以推測(cè)油茶籽儲(chǔ)藏過(guò)程中活化的含烯底物與基態(tài)氧3O2發(fā)生的游離基反應(yīng)，即自動(dòng)氧化，是促成油茶籽油過(guò)氧化值增加的主要?jiǎng)恿Α?/p>

注：圖4a、4d中固定因素為相對(duì)濕度60%，溫度20 ℃；圖4b、4e中固定因素為含水率10%，溫度20 ℃；圖4c、4f中固定因素為相對(duì)濕度60%，含水率10%。

表3 不同儲(chǔ)藏條件下含油率、酸值、過(guò)氧化值與脂肪酶活性、脂氧合酶活性和儲(chǔ)藏天數(shù)的相關(guān)性分析

注：a、b、c、d、e、f分別代表儲(chǔ)藏時(shí)間、含油率、酸值、過(guò)氧化值、脂肪酶活性、脂氧合酶活性；*代表顯著水平<0.05，**代表顯著水平<0.01。

Note: a, b, c, d, e and f representsstorage time, oil content, acid value, peroxide value, lipase activity and lipoxygenase activity; *represents significant (<0.05), **represents highly significant (<0.01).

2.1.5 不同儲(chǔ)藏條件下油茶籽霉菌的生長(zhǎng)情況

儲(chǔ)藏糧堆是一個(gè)封閉半封閉的生態(tài)系統(tǒng)，既包含溫度、濕度等非生物因素，也包括微生物等生物因素[33]。油茶籽粒是具有生物活性的有機(jī)體，含有微生物生長(zhǎng)的各種營(yíng)養(yǎng)成分，若保存不當(dāng)，易造成油茶籽中霉菌的大量繁殖和代謝產(chǎn)物[34]。由于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有給出具體的霉菌限制數(shù)[35]，因此本文參考標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1922-2010 《核桃仁》[36]中的規(guī)定。

表4顯示了不同條件下油茶籽儲(chǔ)藏過(guò)程中霉菌菌落總數(shù)的變化情況。可以看出，不同含水率處理下的油茶籽在儲(chǔ)藏過(guò)程中，霉菌的菌落數(shù)存在顯著減少的趨勢(shì)（<0.05），這與相對(duì)濕度60%的儲(chǔ)藏環(huán)境有關(guān)，在水分活度0.60（狀態(tài)平衡時(shí)與空氣相對(duì)濕度在數(shù)值上相等）下，大部分微生物不能生存[37]，另外一定程度上還可能與油茶籽中含有抑菌作用的茶皂素等活性成分有關(guān)[38-39]；在相對(duì)濕度50%、60%、70%條件下，儲(chǔ)藏過(guò)程中油茶籽的菌落數(shù)均呈減少趨勢(shì)，而80%處理的油茶籽霉菌菌落則逐漸增加，儲(chǔ)藏到210d，菌落數(shù)達(dá)到3.93個(gè)對(duì)數(shù)單位，已接近LY/T 1922-2010中的霉菌菌落數(shù)不得超過(guò)4個(gè)對(duì)數(shù)單位的規(guī)定。這是因?yàn)榇蟛糠置咕稍谒只疃葹?.80～0.87的范圍內(nèi)生長(zhǎng)[40]。

對(duì)比圖2b和表4可知，油茶籽霉菌大量繁殖的時(shí)間與酸值急劇增加的時(shí)間大致相當(dāng)，均在210 d左右，可以認(rèn)為微生物的大量生長(zhǎng)和代謝促進(jìn)了油茶籽酸值的進(jìn)一步增加。究其原因，可能是霉菌中的根霉、曲霉、青霉、毛霉等均可以代謝產(chǎn)生脂肪酶，脂肪酶的積累及其水解作用促進(jìn)了油茶籽中油脂水解產(chǎn)生游離脂肪酸[31]；常規(guī)條件下，低溫可以抑制霉菌的生長(zhǎng)，然而本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果卻表明，4與15 ℃下儲(chǔ)藏過(guò)程中，油茶籽的霉菌菌落數(shù)大于在20和25 ℃下儲(chǔ)藏的菌落數(shù)，類似現(xiàn)象在連風(fēng)[39]關(guān)于脫脂奶粉中沙門(mén)氏菌存活規(guī)律的研究和Al-Holy等[41]關(guān)于嬰兒配方奶粉中阪崎腸桿菌耐熱性和存活規(guī)律的研究中均有體現(xiàn)。這是因?yàn)闇囟仍礁?，霉菌的活性越大，代謝所需要的水分就越高，然而在相對(duì)濕度60%條件，水分活度較低，微生物生長(zhǎng)可利用的水分較少，不能滿足霉菌的生長(zhǎng)需求，致使高溫下的霉菌大量死亡，而低溫下霉菌的活性受到抑制，故在儲(chǔ)藏過(guò)程中能相對(duì)較好的存活。同時(shí)，由于低溫下霉菌的活性被抑制，因此不會(huì)產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物，進(jìn)而導(dǎo)致酸值的進(jìn)一步增加。

2.2 工藝優(yōu)化分析

含油率是劃分油茶籽質(zhì)量等級(jí)的最重要的指標(biāo)[32]，酸值和過(guò)氧化值是油茶籽油的重要理化指標(biāo)[20]。為優(yōu)化儲(chǔ)藏工藝，基于上述單因素試驗(yàn)分析及文獻(xiàn)資料研究結(jié)果，以含油率（1）、酸值（2）和過(guò)氧化值（3）為響應(yīng)值，選取相對(duì)濕度（）、溫度（）、含水率（）和儲(chǔ)藏時(shí)間（）為影響因素，設(shè)計(jì)Box-Benhnken響應(yīng)面試驗(yàn)，因素編碼表如表2所示，試驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表5。

表4 不同條件下油茶籽儲(chǔ)藏過(guò)程中霉菌菌落數(shù)

注：不同小寫(xiě)字母代表組內(nèi)差異顯著（＜0.05）。

Note: Different lowercase letters represent significant intra-group differences（＜0.05）.

表5 響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果

注：1、1、1、1為、、、的編碼值。

Note:1,1,1,1are code of,,,

2.2.1 回歸分析及試驗(yàn)方差分析

對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到含油率、酸值和過(guò)氧化值關(guān)于相對(duì)濕度、溫度、含水率和儲(chǔ)藏時(shí)間的回歸方程，在確保方程顯著、失擬項(xiàng)不顯著和方程遞歸性（hierachical）的基礎(chǔ)上[42]，舍棄不顯著項(xiàng)轉(zhuǎn)換得到優(yōu)化后的回歸方程，分別見(jiàn)公式（1）、公式（2）、公式（3），并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表6。

1=?32.454+1.1411+2.5471+4.1061+0.0471?0.0101

1?7.289×10-312-0.04712?0.21512?2.152E-412（1）

2=11.206?0.1051?0.6211?0.2661?0.0321+

4.696×10-311+2.124E?41+0.01211+8.208E?

41+8.066E?411+5.407E?312（2）

3=8.835?0.6011?0.5171?0.0301+0.02411+

1.103×10-311+1.670×10-311+9.446×10-312（3）

表6 回歸模型方差分析及相關(guān)性分析

由表6中可知，1、2和3回歸模型的相關(guān)性系數(shù)2分別為0.90、0.95、0.91，說(shuō)明模型能夠很好地?cái)M合真實(shí)的試驗(yàn)結(jié)果[43]，且其回歸均極顯著（<0.000 1），表明因變量與自變量之間的線性關(guān)系顯著，即說(shuō)明這種試驗(yàn)方法是可靠的?；貧w模型的失擬項(xiàng)均不顯著，表明模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相符，這些模型的選擇是正確的。以上分析，說(shuō)明1、2和3的回歸模型可以分別用來(lái)分析和預(yù)測(cè)這些指標(biāo)的變化。由表6中回歸系數(shù)的檢驗(yàn)結(jié)果可知，影響含油率1的主次順序是：相對(duì)濕度（）=含水率（）>溫度（）>儲(chǔ)存時(shí)間（）；影響酸值2的主次順序是：溫度（）=儲(chǔ)藏時(shí)間（）>含水率（）>相對(duì)濕度（）；對(duì)于過(guò)氧化值3來(lái)說(shuō)，溫度（）、含水率（）、儲(chǔ)存時(shí)間（）均極顯著，大于相對(duì)濕度（）的影響。

2.2.2 交互作用分析

由表6可知，相對(duì)濕度（）和溫度（）的交互作用對(duì)含油率和酸值的影響，相對(duì)濕度（）和儲(chǔ)藏時(shí)間（）的交互作用對(duì)酸值的影響，溫度（）和含水率（）、溫度（）和儲(chǔ)藏時(shí)間（）、含水率（）和儲(chǔ)藏時(shí)間（）的交互作用對(duì)酸值和過(guò)氧化值的影響均顯著。由圖5a可知，保持另外2個(gè)變量不變，隨著相對(duì)濕度（）和溫度（）的增加，含油率均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)相對(duì)濕度介于59.0%～68.0%、溫度介于18.5 ℃～22.0 ℃之間時(shí)，能獲得較高的含油率，說(shuō)明適當(dāng)高的相對(duì)濕度和溫度有利于油茶籽儲(chǔ)藏后熟作用。關(guān)于酸值和過(guò)氧化值，相對(duì)濕度（）、溫度（）、含水率（）、儲(chǔ)存時(shí)間（）4個(gè)變量，在兩兩交互時(shí)，保持其中兩個(gè)不變，隨著另外兩個(gè)變量的增加，酸值和過(guò)氧化值均呈逐漸增加的趨勢(shì)（僅以圖5b為例），說(shuō)明油茶籽儲(chǔ)藏過(guò)程中低溫、低濕、低含水率和較短的儲(chǔ)藏時(shí)間有利于保持較好的酸值和過(guò)氧化值指標(biāo)。

圖5 因素交互作用對(duì)油茶籽品質(zhì)指標(biāo)的影響

2.2.3 工藝參數(shù)綜合優(yōu)化與驗(yàn)證

市場(chǎng)流通的油茶籽，其最主要的應(yīng)用價(jià)值是制油，上文提及含油率是油茶籽質(zhì)量等級(jí)的最重要因素；其次，保證油脂的理化品質(zhì)也很重要，應(yīng)該綜合考慮酸值和過(guò)氧化值。所以，把他們按照重要程度加上權(quán)重系數(shù)，將多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為單一指標(biāo)，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)很有必要。由于各指標(biāo)量綱不同，按照公式（4）進(jìn)行規(guī)格化處理，然后通過(guò)公式（5）采用綜合加權(quán)評(píng)分法對(duì)多指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)分（見(jiàn)表5）[44]，并對(duì)綜合評(píng)分進(jìn)行規(guī)格化處理，并通過(guò)回歸分析得出各因素與規(guī)格化的綜合評(píng)分（Y**）之間的回歸方程如公式（6）。

Y*=100(Y?Ymin)/(Ymax?Ymin) （4）

式中Y第個(gè)指標(biāo)號(hào)試驗(yàn)的指標(biāo)值；Ymax為第個(gè)指標(biāo)的最大值；Ymin為第個(gè)指標(biāo)的最小值，*代表規(guī)格化。

Y*=ΣW·Y*（5）

式中Y*為綜合加權(quán)評(píng)分值；W為第個(gè)指標(biāo)的加權(quán)系數(shù)，運(yùn)用主客觀賦權(quán)法（專家調(diào)查法和熵權(quán)法）[45]確定含油率權(quán)重為0.61、酸值權(quán)重為0.26、過(guò)氧化值權(quán)重為0.13。

Y**=?1 261.813+17.473+49.755+59.070+

1.149?0.244?0.028?0.1002?0.8452?

3.1912?3.379×10-32（6）

綜合考慮后續(xù)制油加工，以規(guī)格化的綜合評(píng)分高于初始油茶籽綜合評(píng)分值66.24為依據(jù)，根據(jù)回歸方程（6），應(yīng)用頻數(shù)分析法[46]，確定操作參數(shù)的最優(yōu)組合方案。結(jié)果表明（表7），共有8個(gè)方案滿足要求，并通過(guò)加權(quán)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算得出，當(dāng)相對(duì)濕度57.6%～67.4%，溫度17.2～20.4 ℃，含水率8.9%～10.4%和儲(chǔ)藏時(shí)間62.2～110.3 d時(shí)，儲(chǔ)藏油茶籽的綜合評(píng)分有95%的可能性高于66.24。經(jīng)3組重復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，在相對(duì)濕度65.0%、溫度20.0 ℃、含水率10%條件下儲(chǔ)藏110 d，油茶籽的含油率（1）為51.32%±0.42%，酸值（2）為0.69±0.03 mg/g，過(guò)氧化值（3）為1.08±0.16 mmol/kg，綜合品質(zhì)良好，且與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差分別為0.8%，5.22%和4.06%，二者比較接近。通過(guò)綜合評(píng)分的優(yōu)化，達(dá)到了多目標(biāo)同時(shí)優(yōu)化的目的[47]。另外，該優(yōu)化工藝參數(shù)組合的時(shí)間范圍處于后熟期內(nèi)，結(jié)合上文交互作用分析的結(jié)果和工藝條件，適當(dāng)高的相對(duì)濕度和溫度有利于油茶籽的儲(chǔ)藏后熟作用，建議在實(shí)際操作中處于后熟期的油茶籽儲(chǔ)藏，其相對(duì)濕度應(yīng)比后熟期之后的儲(chǔ)藏高1%～2%，溫度高1～2 ℃。

表7 頻數(shù)分析表

3 結(jié) 論

1）研究了不同相對(duì)濕度、溫度、含水率下，油茶籽的品質(zhì)隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化規(guī)律，表明油茶籽儲(chǔ)藏過(guò)程中存在3～4個(gè)月的后熟期。脂肪酶水解脂肪產(chǎn)生游離脂肪酸，是油茶籽貯藏過(guò)程中酸值增加的內(nèi)在原因之一，且微生物的大量繁殖和代謝產(chǎn)物會(huì)導(dǎo)致酸值的進(jìn)一步增加。

2）設(shè)計(jì)了4因素（相對(duì)濕度、溫度、含水率、儲(chǔ)藏時(shí)間）、3指標(biāo)（含油率、酸值、過(guò)氧化值）的響應(yīng)面試驗(yàn)，得出各指標(biāo)的回歸方程，并對(duì)回歸方程和各因子的顯著性進(jìn)行了檢驗(yàn)。分析表明：保持相對(duì)濕度和溫度不變，隨著含水率和儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，含油率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)相對(duì)濕度介于59.0%～68.0%、溫度介于18.5～22.0 ℃之間時(shí)，能獲得較高的含油率，即適當(dāng)高的相對(duì)濕度和溫度可以促進(jìn)油茶籽的儲(chǔ)藏后熟作用。對(duì)于酸值和過(guò)氧化值來(lái)說(shuō)，在兩兩交互時(shí)，在保持任意兩個(gè)變量不變，隨著另外兩個(gè)變量的增加，其值均逐漸增加，即油茶籽儲(chǔ)藏過(guò)程中低溫、低濕、低含水率和較短的儲(chǔ)藏時(shí)間有利于保持較好的酸值和過(guò)氧化值。

3）采用綜合評(píng)分法將含油率、酸值、過(guò)氧化值轉(zhuǎn)化為單一指標(biāo)，回歸得到綜合優(yōu)化方程。通過(guò)頻數(shù)分析法給出油茶籽儲(chǔ)藏的優(yōu)化工藝參數(shù)范圍：相對(duì)濕度57.6%～67.4%，溫度17.2～20.4℃，含水率8.9%～10.4%和儲(chǔ)藏時(shí)間62.2～110.3 d。為充分發(fā)揮油茶籽的后熟作用，提高儲(chǔ)藏品質(zhì)，在實(shí)際操作中建議：處于后熟期的油茶籽儲(chǔ)藏，其相對(duì)濕度應(yīng)比后熟期之后的儲(chǔ)藏高1%～2%，溫度高1～2 ℃。

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Change rule of storage quality and optimization of storage condition forseeds

Zhu Guangfei1, Liu Hai2, Li Wei1, Liu Yanhong1※, Xie Yucen3, Zhang Yue1, Xie Yongkang1

(1.100083,;2.341000,;3.99164,)

seed, commonly known as the oil-seed camellia seed or oil-tea camellia seed, just like oil palm, olive and coconut, is one of the most prominent woody edible oilseeds.seed oil, one of the favorite cooking oil used wildly in China’s southern provinces and Southeast Asia, has much in common with olive oil in chemical composition drawing great attention from the public, with high amounts of oleic acids (76.1%-83.3%) and linoleic acid (7.0%-11.03%) and was often titled as “Eastern Olive Oil”. However, it is not easy to store theseeds because of the high total amount of unsaturated fatty acids up to 90% and high temperature and high humidity climate inseed producing area, which are tend to lead to the quality degradation during storage. In order to maintain good storage quality, the effects of storage conditions on quality ofseeds and the reasons for them were explored in this study. Using moisture content of material (7%, 8.5%, 10%, 11.5%, 13%), air relative humidity (50%, 60%, 70, 80%) and storage temperature (4, 15, 20, 25℃) as single factors, the change in oil content, acid value and peroxide value ofseeds were determined during the 8-months storage. At the same time, the lipase activity, lipoxygenase activity and the growth of microorganisms, which were highly related to the increases of acid value and peroxide value, were also investigated during storage. The change trend of oil content showed an increase in the beginning and decreased after the peak, indicating that there was a phenomenon of post-ripening observed during the storage. In this study, the post-ripening period of storedseeds was 3-4 months, which was similar to the post-ripening period of 2-3 months for peanut and was obviously longer than the post-ripening period of 10-20 days for corn. The acid value and peroxide value were increased with the increase of moisture content of material, storage temperature and storage time. The significantly positive correlation between the lipase activity and the acid value indicated that the increase for acid value ofseeds during storage was mainly due to the accumulation of free fatty acids produced by hydrolysis of fat resulting from lipase. Within 6-months storage, only a few of molds ofseeds were observed. However, once microorganisms grew in large quantities with the prolongation of storage time, lipase would be produced to further promote the increase of acid value. In addition, based on the above results, the effects of moisture content of material, air relative humidity, storage temperature and storage time on oil content, acid value and peroxide value were investigated using response surface method. The regression equation predicting quality variation was established and it proposed that suitable air relative humidity and storage temperature can promote the post-ripening ofseeds during storage. The comprehensive optimization ranges ofseed storage parameters, obtained using frequency analysis method from the regression analysis of standardized comprehensive score values, were as follows: air relative humidity of 57.6%-67.4%, temperature of 17.2℃-20.4℃, moisture content of 8.9%-10.4%, storage time of 62.2d-110.3d. Under the optimal conditions, the comprehensive qualities ofseed oil are good. In order to make the best of post-ripening effect and improve the storage quality, it is suggested that in practical operation, air relative humidity of the storage during post-ripening period should be 1%-2% higher than the storage after the post-ripening stage, and the temperature should be 1℃-2℃ higher. This study can provide support for storage and the subsequent oil processing ofseeds to improve the oil production rate and guarantee the quality.

moisture; storage; quality control;seeds; post-ripening; optimization; parameters

朱廣飛，劉 海，李 衛(wèi)，劉嫣紅，謝雨岑，張 悅，謝永康. 油茶籽儲(chǔ)藏品質(zhì)變化規(guī)律及條件優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(2)：301－311.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.02.035 http://www.tcsae.org

Zhu Guangfei, Liu Hai, Li Wei, Liu Yanhong, Xie Yucen, Zhang Yue, Xie Yongkang. Change rule of storage quality and optimization of storage condition forseeds[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(2): 301－311. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.02.035 http://www.tcsae.org

2019-09-11

2019-12-25

贛南油茶產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心PI項(xiàng)目（YP201610）

朱廣飛，博士生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品采后加工及儲(chǔ)藏。Email：zhuguangfei@cau.edu.cn

劉嫣紅，副教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品干燥、儲(chǔ)藏及食品殺菌。Email：liuyanhong@cau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.02.035

TS222+.1

A

1002-6819(2020)-02-0301-11