不同儲藏環(huán)境下大豆的品質(zhì)指標(biāo)變化趨勢實(shí)證分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u21288不同儲藏環(huán)境下大豆的品質(zhì)指標(biāo)變化趨勢實(shí)證分析案例 1181121.1材料與方法 1130501.1.1材料 1245681.1.2主要試劑 1286561.1.3儀器與設(shè)備 1305631.1.4模擬儲藏實(shí)驗(yàn)設(shè)計 216391.1.5實(shí)驗(yàn)方法 2181671.2結(jié)果與分析 4254412.1.1儲藏期間大豆色澤變化 4161361.2.2儲藏期間大豆含水量變化 7306751.2.3儲藏期間大豆脂肪酸值變化 838041.2.4儲藏期間大豆脂肪酸組成變化 9223821.2.5儲藏期間大豆蛋白質(zhì)溶解比率變化 1079071.3小結(jié) 111.1材料與方法1.1.1材料東農(nóng)21號中粒大豆，購自黑龍江海倫市糧天下農(nóng)副產(chǎn)品經(jīng)銷部。1.1.2主要試劑石油醚、氫氧化鉀、無水乙醇、酚酞指示劑、硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、硼酸、氫氧化鈉、甲醇，以上試劑均為分析純；正己烷（色譜級）。以上試劑均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。1.1.3儀器與設(shè)備1.1.4模擬儲藏實(shí)驗(yàn)設(shè)計將大豆樣品置于BSC-250型恒溫恒濕箱內(nèi)控濕控溫儲存，模擬儲藏溫度（15℃、25℃、35℃）和濕度（55%、65%、75%）。將大豆分別儲藏于各個溫、濕度環(huán)境中，每隔30d取樣測定大豆各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)。1.1.5實(shí)驗(yàn)方法1.1.5.1樣品處理大豆樣品的取樣參照GB5491-1985《糧食、油料檢驗(yàn)扦樣、分樣法》，每組各取樣500g，分別標(biāo)簽封裝。然后從每組樣品中取200g，利用FW100型高速萬能粉碎機(jī)將其粉碎成均勻的顆粒，使其90%可以過80目篩。1.1.5.2大豆色澤的測定將CM-5型美能達(dá)分光測定儀先后進(jìn)行零校準(zhǔn)和白板校準(zhǔn)后，把粉碎試樣倒入分光測色儀專用的石英玻璃皿中，依次對每組樣品進(jìn)行測定。所有數(shù)值均取到小數(shù)點(diǎn)后兩位。利用以下公式對測量值計算并求出色澤E值：E=1.1.5.3大豆水分的測定選用ST-110A快速水分測定儀測定含水量。每次稱量2.1.1制取的大豆粉碎試樣約5.000g，平鋪于快速水分測定儀托盤上測量水分，使用自動模式，干燥溫度設(shè)置為105℃，選用標(biāo)準(zhǔn)加熱方式。1.1.5.4大豆脂肪酸值的測定大豆脂肪酸值按照GB/T31785-2015《大豆儲存品質(zhì)判定規(guī)則》進(jìn)行測定。先根據(jù)GB5009.6-2016《植物油料含油量測定》提取大豆粗脂肪，再參照GB5009.229-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價的測定》測定大豆粗脂肪酸值。1.1.5.5大豆脂肪酸組成的測定結(jié)合范勝栩等[50]的甲酯法，使用氣相色譜法（GC）測定大豆脂肪酸組成。稱取1.1.4大豆粗提油脂50mg于10mL離心管中，加入3mL2mol/LKOH-CH3OH溶液，在40℃的水浴中振蕩30min，使油脂樣品充分甲酯化，即溶液中沒有絮狀懸浮物，若仍有絮狀懸浮物，則需要延長甲酯化時間。將離心管取出，冷卻至室溫，再加入3mL正己烷溶液，渦旋混勻1min，靜置待溶液分層，吸取2mL上清液，向上清液中加入少量無水碳酸鈉以吸附水分，搖勻后取1mL經(jīng)0.22μm濾膜過濾至GC進(jìn)樣瓶中，待GC檢測。GC條件：設(shè)定載氣為氮?dú)?，分流比?0:1。設(shè)定升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟?0℃，保持0.5分鐘，以40℃/min的速率升至165℃，保持1分鐘，再以4℃/min升至230℃，保持4分鐘。進(jìn)樣量為1μL。使用DB-FastFAME毛細(xì)管柱（30m×0.25mm×0.25μm），氣相進(jìn)樣口溫度250℃，檢測器溫度260℃。利用面積歸一化法計算棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸的相對含量。1.1.5.6大豆蛋白質(zhì)溶解比率的測定參考GB/T31785-2015《大豆儲存品質(zhì)判定規(guī)則》，大豆蛋白質(zhì)的溶解性常以溶解度來表示，大豆蛋白質(zhì)的溶解比率是指在一定溫度下，每100克的水溶液中所能溶解的大豆蛋白質(zhì)的質(zhì)量與大豆蛋白質(zhì)粗含量的比例，即公式：大豆蛋白質(zhì)溶解比率大豆粗蛋白質(zhì)和水溶性蛋白含量分別參照GB5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》和GB/T31785-2015《大豆儲存品質(zhì)判定規(guī)則》附錄A，并結(jié)合KjelFlexK-360型凱氏定氮儀進(jìn)行測定。1.1.5.7數(shù)據(jù)處理與分析每次取3個實(shí)驗(yàn)樣本，每個實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。釆用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，借助SPSS26進(jìn)行差異性分析，利用OriginPro2021進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)變化規(guī)律。1.2結(jié)果與分析2.1.1儲藏期間大豆色澤變化大豆色澤是大豆品質(zhì)的重要評價指標(biāo)之一，對于大豆的商品價值有重要影響。大豆色澤不僅能夠用來判斷大豆是否發(fā)生美拉德反應(yīng)、褐變反應(yīng)等化學(xué)反應(yīng)和貯藏過程中出現(xiàn)的問題，還會影響消費(fèi)者的選擇[51]。大豆色澤可用L*值、a*值、b*值表示，L*值表示明亮度（黑白），樣品顏色越白越亮，L*值越大；反之，樣品顏色越黑越暗，則L*值越小。a*值表示從綠色至紅色的范圍，a*值增高代表其顏色變紅，減小則表示顏色變綠。b*值從黃藍(lán)程度，b*值由+120至-120即表示從黃色變成藍(lán)色[52]。九種不同儲藏條件下對大豆色澤的影響如2-1（A）所示，大豆色澤隨貯藏時間的延長而變暗，且溫、濕度越高，變化越顯著。由圖2-1（B）可知，大豆在儲藏過程中，L*值逐漸下降，且溫、濕度越高，降低幅度越大，說明大豆外觀逐漸向黑色轉(zhuǎn)化，失去光澤，即褐變現(xiàn)象嚴(yán)重，表明大豆美拉德反應(yīng)越強(qiáng)烈[53]；同時，在儲藏過程中發(fā)生結(jié)露，大豆水分含量上升，會導(dǎo)致微生物快速繁殖以及油脂發(fā)生氧化劣變產(chǎn)生色素，也會導(dǎo)致大豆色澤變暗[26]。從圖2-1（C）可以看出，a*值隨時間的延長呈上升趨勢，且溫、濕度越高，上升幅度越大，表明大豆種皮顏色由淡黃色逐漸變?yōu)樯铧S色、紅黃色。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是在溫、濕度較高的環(huán)境下，大豆蛋白容易凝固變性，會破壞脂蛋白的乳化狀態(tài)，生成游離脂肪酸，且色素逐漸沉淀，最終導(dǎo)致大豆籽粒的子葉發(fā)生赤變。研究發(fā)現(xiàn)，a*值增加還與美拉德反應(yīng)有很強(qiáng)的相關(guān)性，溫度越高，會使美拉德反應(yīng)的速度增大，產(chǎn)物顏色會逐漸變紅[54]。如圖2-1（D）所示，大豆b*值隨著儲藏時間的延長不斷增加，儲藏溫、濕度越高，b*值增加越快。這可能與樣品的褐變及葉綠素降解更加嚴(yán)重有關(guān)，大豆在儲藏過程中蛋白質(zhì)會發(fā)生變性，因此葉綠素-蛋白質(zhì)復(fù)合體會解離，導(dǎo)致葉綠素降解，形成獨(dú)特的黃色或者黃褐色[55,56]。圖2-1儲藏條件對大豆色澤的影響（A）色澤；（B）L*值；（C）a*值；（D）b*值Figure2-1Effectofstorageconditionsonsoybeancolor（A）colourandlustre；（B）L*value；（C）a*value；（D）b*value1.2.2儲藏期間大豆含水量變化大豆的含水量會嚴(yán)重影響大豆的儲藏期、大豆活力以及大豆品質(zhì)。大豆在儲藏期間，由于呼吸作用，大豆會與外界進(jìn)行水分交換，隨著儲藏時間增加，大豆水分的散失會越來越嚴(yán)重[57]。同時，呼吸作用產(chǎn)生的熱量和水分也會使豆堆局部的溫度、濕度升高，并伴隨微生物的繁殖和生長[32]。圖2-2大豆在儲藏期間的水分含量變化趨勢圖。大豆原始樣品的水分都在安全水分以下。大豆水分含量總體隨時間的延長呈緩慢下降趨勢，但變化都很小。大豆的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在實(shí)際儲藏過程中，含水量的變化主要是由于吸附和解吸過程，這取決于儲藏環(huán)境和籽粒本身水分的大小。由于實(shí)驗(yàn)?zāi)M儲藏的時間不夠長，多次取樣測定對儲藏樣品會有一定的影響，因此大豆儲藏期間含水量的變化規(guī)律不明顯。圖2-2儲藏條件對大豆水分含量的影響Figure2-2Effectofstorageconditionsonmoisturecontentofsoybean1.2.3儲藏期間大豆脂肪酸值變化大豆脂肪酸值被認(rèn)為是大豆質(zhì)量指標(biāo)之一，游離脂肪酸含量越高，感官評分（消費(fèi)者接受度等）會越低，產(chǎn)品的保質(zhì)期也越短[58]。圖2-3所示，儲藏期120天內(nèi)，各儲藏條件下大豆游離脂肪酸含量均隨著時間的延長呈上升趨勢，但根據(jù)《GB/T31785-2015大豆儲藏品質(zhì)判斷規(guī)則》，粗脂肪酸值<3.5mgKOH?g-1，大豆均處于宜存狀態(tài)。儲藏溫度及充濕度均對脂肪酸值有著不同程度的影響：相同儲藏濕度條件下，其脂肪酸值的升高速率隨著儲藏溫度的升高增加；在相同儲藏溫度條件下，儲藏環(huán)境的濕度越高，脂肪酸值增加越快。對于較高水分含量的樣品（35℃75%），脂肪酸值增加更為明顯，溫度的影響也尤為顯著。谷物的脂質(zhì)酸敗的內(nèi)因主要為酶促水解、酶促氧化和非酶促反應(yīng)，外因包括儲藏環(huán)境的濕度、溫度、氧氣等。研究發(fā)現(xiàn)，提高貯藏溫度、提高貯藏濕度、延長貯藏時間、堆積擠壓等都會導(dǎo)致游離脂肪酸的產(chǎn)生，從而降低了大豆油的質(zhì)量[59]。圖2-3儲藏條件對大豆脂肪酸值的影響Figure2-3Effectofstorageconditionsonfattyacidvalueofsoybean1.2.4儲藏期間大豆脂肪酸組成變化大豆的脂肪酸組成通常被用作判斷其穩(wěn)定性、物理性質(zhì)和營養(yǎng)價值的指標(biāo)。大豆脂肪酸含量約為18%~20%，主要分為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸以及亞麻酸，其中占比較大的不飽和脂肪酸有亞油酸、油酸、亞麻酸，飽和脂肪酸有棕櫚酸和硬脂酸[60,61,62]。礙于篇幅影響，且儲藏條件對大豆脂肪酸組分的影響規(guī)律具有一致性，故僅列出了代表性圖進(jìn)行說明，其余圖見附錄。圖2-4表示在溫度35℃，濕度75%條件下儲藏的大豆脂肪酸組分的變化情況。從圖可以知道，儲藏期間，脂肪氧化酸敗主要是由不飽和脂肪酸降解引起，表現(xiàn)為隨儲藏時間的增加，大豆棕櫚酸、硬脂酸、油酸含量呈上升趨勢，而亞油酸、亞麻酸含量則相反，且儲藏溫、濕度越高，各脂肪酸組分的變化越快。濕度較高，棕櫚酸、硬脂酸和油酸等飽和脂肪酸含量顯著增加，而亞油酸和亞麻酸等不飽和脂肪酸含量顯著下降。據(jù)報道，水分對大豆中的脂肪酸成分有很大影響，原因是大豆在濕度較高的儲藏環(huán)境下，局部發(fā)熱造成以及脂肪氧化酶活性增高，使得不飽和脂肪酸發(fā)生氧化而含量下降；霉菌在此環(huán)境下會快速生長繁殖，破壞脂質(zhì)的不飽和雙鍵，也會使得不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化為飽和脂肪酸[63]。此外，在儲藏過程中，籽粒粉碎會使其中的脂肪氧化酶暴露在空氣中，被氧氣和水激活，進(jìn)而將大豆中的多不飽和脂肪酸氧化，生成氫過氧化物，并生成多種低分子物質(zhì)，如醇、醛、酮和呋喃類等揮發(fā)性成分[64,65]。圖2-4儲藏條件對大豆脂肪酸組分的影響（35℃75%）Figure2-4EffectofstorageconditionsonFattyacidcompositionofsoybean（35℃75%）1.2.5儲藏期間大豆蛋白質(zhì)溶解比率變化研究大豆蛋白溶解比率的變化趨勢,不僅可以判定豆類原料的品質(zhì)，還可以為大豆加工、儲藏提供合理的指導(dǎo)。圖2-5為不同儲藏條件和時間對蛋白質(zhì)溶解比率的影響。由圖可知，隨著儲藏時間的延長，大豆的蛋白質(zhì)溶解比率均有逐漸降低的趨勢，且溫、濕度越高，變化越顯著。在儲藏90d后，大豆蛋白質(zhì)溶解比下降趨勢顯著增加，在儲藏120d時最小。Wen等[66]也報道過大豆在4種貯藏溫度條件下大豆蛋白質(zhì)溶出率均呈現(xiàn)相同的變化趨勢。儲藏過程中，豆堆局部發(fā)熱，會使得大豆蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開，分子由球狀變?yōu)樯鞆垹顟B(tài)，自由巰基含量降低，增加表面疏水性，會使蛋白溶解度下降；儲藏期間脂質(zhì)的氧化酸敗會使pH下降，接近清蛋白和球蛋白的等電點(diǎn)，導(dǎo)致溶解度下降，進(jìn)而導(dǎo)