全 文 ：第 20卷 第 3期
2004年 5月
农 业 工 程 学 报
Transactions of the CSAE
Vol. 20　 No. 3
May　 2004
玉米醇溶蛋白复合膜包衣对核桃仁酸败抑制效果的研究
周柏玲 , 李　蕾 , 孙秋雁 , 段泽敏 , 邓晓燕 , 田志芳
(山西省农业科学院农产品综合利用研究所 ,太原 030031)
摘　要: 该文针对实际生产中核桃仁在贮藏过程中容易发生氧化酸败的情况 ,采用醇溶蛋白复合膜对核桃仁进行抑制氧
化酸败效果的研究。结果表明:浸涂醇溶蛋白复合膜后可使核桃仁中亚油酸与对照相比高 7. 44% 、过氧化值降低 14. 50% 、
皂化值降低 3. 77% 、酸价降低 30. 66% ,同时与对照相比在 20℃下可以延长货架期 250 d以上。因此 ,醇溶蛋白复合膜可以
有效抑制核桃仁的氧化酸败。
关键词: 醇溶蛋白 ; 核桃仁 ; 保藏
中图分类号: S379. 2　　　　文献标识码: A　　　　文章编号: 1002-6819( 2004) 03-0180-04
收稿日期: 2003-10-24　修订日期: 2004-03-15
基金项目: 山西省科技攻关项目“玉米蛋白质果蔬护色保鲜剂应用
效果研究” ( 993009)
作者简介:周柏玲 ( 1963- ) ,女 ,副研究员 ,主要从事农产品综合利
用研究。山西省太原市农科北路 64号　山西省农科院农产品综合利
用研究所 , 030031
0　引　言
玉米蛋白粉是玉米淀粉生产过程中的主要副产物 ,
蛋白含量高达 60%左右。其中有 40%左右的蛋白具有
醇溶性 ,这种可以被醇溶解的蛋白称为玉米醇溶蛋白
( Zein) ,又被称为玉米朊。 醇溶蛋白独特的氨基酸组成
和分子结构使其具有良好的成膜性 ,所形成的膜具有很
强的耐水性、耐热性和耐脂性 ,是一种优质的可食性蛋
白成膜材料。 它可以作为一种食品的保鲜包被材料 ,用
来保持水分、隔绝氧气、防止微生物生长 [ 1]。
核桃 ( Walnut )是世界四大干果之一。核桃果实味
美而营养丰富 ,深受各国人民的喜爱。核桃仁含有 60%
～ 70%的脂肪 ,其中 90%左右是人体必需的不饱和脂
肪酸。 这些不饱和脂肪酸能降低人体血清中的胆固醇 ,
防止动脉粥样硬化 ,预防血栓形成 ,并有利于婴儿大脑
发育和幼儿心脏发育 ,促进皮肤发育 ,有助于毛发健美。
然而 ,油脂易受光、热、氧、水分、酶、微生物等因子影响
发生氧化分解 ,因此核桃仁在采后储藏和加工保藏过程
中易酸败 ,从而会大大降低其营养价值和商品价值。
目前 ,国内外关于醇溶蛋白的研究非常活跃。醇溶
蛋白的提取和成膜条件的研究已经有很多报道 ,而且已
将醇溶蛋白的包衣广泛应用到食品工业、医药工业以及
饲料工业 [2, 3 ]。 国内有关醇溶蛋白在果蔬的涂膜保鲜方
面的研究 ,更是方兴未艾 [ 4]。本项研究针对山西土特产
——核桃在生产过程中不易贮藏、在存放过程中易发生
氧化酸败的问题进行了研究 ,在国内外未见相关报道。
本项研究从玉米蛋白粉中提取具有优质成膜性能
的玉米醇溶蛋白 ,结合甘油和虫胶等成膜助剂 ,对核桃
仁进行包衣 ,研究醇溶蛋白复合膜对核桃仁氧化酸败的
抑制效果。
1　材料与方法
1. 1　试验材料
核桃:普通绵核桃 ,山西省汾阳市产 ;玉米蛋白粉:
购于山西省忻州市谷氨酸厂 ;乙醇: 天津化学试剂三厂 ,
分析纯 ;甘油:天津化学试剂三厂 ,分析纯 ;虫胶:上海化
学试剂分装厂 ,化学纯。
1. 2　试验仪器
自动定氮仪: DDY-1A型 ,北京兴华真空仪表厂 ;
真空干燥箱: ZK-82A型 ,上海市实验仪器总厂 ;气相色
谱仪: GC-9A型 ,日本岛津公司 ;色谱柱固定相: 1, 4-二
乙二醇丁酯。
1. 3　试验方法
1. 3. 1　醇溶蛋白涂膜保鲜液配方和使用方法
1) 醇溶蛋白提取方法: 将玉米蛋白粉过 40目筛 ,
用 pH值为 6. 5的 70%的乙醇在温度 70℃ ,时间 15
min,料液比 1∶ 13的条件下提取醇溶蛋白。
2)配方:将醇溶蛋白提取液在 80℃水浴中加热 30
min,离心分离去除残渣 ,上清液以 1∶ 1比例用 pH值
6. 5, 70%的乙醇稀释 ,加入占总量 3%的甘油和 5%的
虫胶溶液 (浓度 10% ) ,搅匀备用。
3)使用方法: 将待涂膜的样品清洗晾干 ,浸泡于醇
溶蛋白保鲜溶液中 ,待核桃仁表面均匀涂布上保鲜液
后 ,捞出沥干 ,在 45℃的干燥箱中干燥 6 h。
1. 3. 2　强制氧化试验方法
将试验用核桃仁用配好涂膜溶液处理后与未涂膜
的对照样品同时放入真空干燥箱 ,抽真空 ,充氧 ,氧分压
为 0. 6～ 0. 7 M Pa,在 40～ 45℃强制氧化 ,每 24 h取出
一组样品 ,测定样品系列的脂肪酸的变化。
1. 3. 3　核桃仁贮藏试验方法
采用 Schaal烘箱试验法 [5, 6 ]。分别将对照 (不处理
的核桃仁 )和处理 (用配好的涂膜溶液处理后的核桃仁 )
置于空气对流良好的 60± 0. 5℃的烘箱内 ,每隔 24 h取
样 ,提取样品的核桃油 ,测定核桃油的过氧化值 ,直至处
理样品的过氧化值达到 12 meq /kg。
1. 4　测定指标及方法
1) 脂肪酸测定方法: 气相色谱法测定强制氧化试
验第 4天的样品与对照 (未涂膜 )的油脂中不饱和脂肪
180
酸的含量 ;
2)油脂过氧化值测定方法: GB /T 5538- 1995[7 ] ;
3)油脂酸价测定方法: GB /T 5530- 1998[8 ] ;
4)油脂皂化值测定方法: GB /T 5534- 1995[9 ]。
1. 5　试验结果统计方法
试验结果采用 Student t检验方法进行处理。
2　结果与讨论
影响油脂氧化酸败的因素很多 ,概括起来主要有:
光、热、氧、水分、酶和微生物等。本项研究采用醇溶蛋白
对核桃仁涂膜处理 ,试图隔绝外界的水分和氧气 ,以期
达到延长货架期的目的。
2. 1　醇溶蛋白膜对核桃脂肪酸变化的影响
对样品进行 3次平行测定 ,气相色谱图均显示 ,使
用醇溶蛋白进行涂膜保鲜的核桃仁样品的主要不饱和
脂肪酸亚油酸和亚麻酸含量高于未经处理的核桃样品
(见表 1、图 1、图 2) ,说明醇溶蛋白膜对核桃仁中的主
要不饱和脂肪酸亚油酸和亚麻酸有明显的保护作用。
图 1　对照核桃油样品气相色谱图
Fig. 1　 Gas ch roma tog raphy o f w alnut lipid sample of contro l
图 2　涂膜核桃油样品气相色谱图
Fig. 2　 Gas chromatog r aphy of w alnut lipid sample
o f film-coa ted w alnut
对处理样品核桃仁和对照的脂肪酸含量的结果中
差异最大的配对数据——亚油酸和亚麻酸进行评价 ,涂
膜处理核桃仁的亚油酸高 7. 44% ,亚麻酸高 3. 85% 。
表 1　核桃仁脂肪酸含量
Table 1　 Content of fa tty acid in w alnut meat %
色谱峰 1 2 3 4 5 6 7 8
组分 棕榈酸
棕榈
烯酸
硬脂
酸 油酸
亚油
酸
亚麻
酸
花生
酸
花生
烯酸 其他
对照 4. 7 0. 4 2. 2 23. 8 55. 1 10. 4 - 0. 2 1. 2
涂膜 5. 2 0. 2 2. 3 21. 4 59. 2 10. 8 - 0. 2 0. 7
2. 2　过氧化值变化规律
油脂氧化过程中 ,过氧化物的生成速度大于游离脂
肪酸的生成速度 ,过氧化物是油脂氧化酸败的第一个中
间产物 ,因此 ,过氧化值升高与核桃质量的变劣关系十
分密切。油脂的过氧化值是用来检验油脂中氢过氧化物
含量的指标 ,油脂的过氧化值越高 ,说明在储藏过程中
产生的氢过氧化物越高 ,哈败程度越高。
表 2　核桃样品过氧化值统计检验结果
Table 2　 Statistical test results o f pe rox ide
values of w alnut sam ples
过氧化值 6 d的
平均值 /m eq· kg- 1 标准差 d f t p
对照 17. 3217 4. 1444 5
涂膜 15. 9383 3. 5667 5 3. 9034 0. 0114
图 3　核桃油样品过氧化值的变化
Fig . 3　 Changes of per oxide values o f
w alnut lipid sam ples
从表 2和图 3可以看出 ,经过醇溶蛋白涂膜处理的
核桃样品的过氧化值在强制氧化试验过程中明显低于
对照的未处理样品 ,在 t水平为 0. 95时差异显著 ;
醇溶蛋白涂膜处理 ,可以显著减弱核桃的氧化过
程。在本试验期内 ,涂膜处理样品的过氧化值平均低于
对照约 1. 42 meq /kg ,差异最大可达到 2. 15 meq /kg;
醇溶蛋白处理的效果 ,是通过蛋白质膜有效地减弱
了空气中氧气透过核桃衣的过程 ,从而减弱了氧化过
程。
2. 3　皂化值变化规律
皂化值也是表征油脂质量的指标之一。油脂的皂化
是指用碱水解油脂得到甘油和高级脂肪酸的钠盐。随着
油脂酸败程度的增高 ,皂化值趋于增大。
表 3　核桃样品皂化值及其统计检验结果
Table 3　 Sta tistical test results o f saponification
values of w alnut sam ples
皂化值 6 d
的平均值 / Is 标准差 d f t p
对照 250. 3267 7. 4804 5
涂膜 243. 6050 3. 8628 5 4. 3667 0. 0072
181　第 3期 周柏玲等: 玉米醇溶蛋白复合膜包衣对核桃仁酸败抑制效果的研究
图 4　核桃样品皂化值的变化
Fig . 4　 Changes of saponifica tion values o f walnut sam ples
从表 3及图 4可以看出 ,涂膜样品的皂化值均低于
对照 ,统计检验表明涂膜样品与对照的皂化值平均数在
t为 0. 99水平时差异显著 ;
在试验期间 ,醇溶蛋白涂膜处理可以使得核桃仁的
皂化值低于对照平均达到 6. 75 Is,最大可达 9. 68 Is。
试验结果说明核桃样品涂敷醇溶蛋白膜 ,可以在一
定程度上抑制核桃的酸败 ,延长核桃的贮藏期。
2. 4　酸价变化规律
酸价 ,又叫酸值 ,是表示油脂水解酸败程度的指标。
脂肪在酶和高温等作用下产生水解游离脂肪酸 ,从而使
其酸价升高。
表 4　核桃样品酸价统计检验结果
Table 4　 Sta tistical test r esults of acid
va lues of w alnut samples
酸价 6 d的平均值 标准差 d f t p
对照 1. 0233 0. 2740 5
涂膜 0. 8117 0. 0915 5 2. 7365 0. 0410
图 5　核桃样品酸价的变化
Fig. 5　 Changes o f acid values o f wa lnut samples
通过对表 4及图 5可知 ,对照的酸价普遍高于用醇
溶蛋白处理的样品 ,说明醇溶蛋白形成的膜可以有效抑
制核桃脂肪酸的水解 ,在一定时间内保证核桃的质量。
试验期内 ,醇溶蛋白涂膜处理可使核桃仁的酸价平
均低于对照 0. 24个单位 ,处理与对照平均之差在 t水
平为 0. 95时差异显著 ,说明处理效果明显。
2. 5　醇溶蛋白涂膜处理对核桃保质期的影响
借鉴 Schhal烘箱研究法 ,根据 Arrhenius经验公
式 [5, 6 ] ,对于正常的化学反应 ,反应温度每升高 10℃ ,反
应速度 (反应速度常数为 K )升高 1倍 (见公式 ( 1) )。速
度常数与食品货架寿命成反比 ,即反应速度常数 K越
大 ,货架寿命 N越短 (见公式 ( 2) )。
Arrhenius经验公式
K ( T+ 10℃ )
K T
= 2 ( 1)
N T
N ( T+ 10℃ ) = 2 ( 2)
温度与货架寿命系数的经验关系 [5, 6 ] ,见表 5。
表 5　温度与货架寿命系数的关系
Table 5　 Relationship betw een tempera ture
and coefficient o f shelflife
温度 /℃ 60 50 40 30 20 15 10
货架寿命系数 1 2 4 8 16 24 32
可以看出 ,样品采用 Schaal烘箱试验法在 60℃贮
藏 1天相当于在 20℃室温下贮藏 16 d。
国 标 规 定 , 油品 的 过 氧 化值 的 上 限 为 12
meq /kg
[5, 6 ]。表 6是采用 Schaal烘箱试验法进行的核桃
仁贮藏试验结果 ,可以看出 ,处理与对照的过氧化值达
到国标上限的时间差为 16 d。据此可以推算出醇溶蛋白
涂膜可以使核桃仁的货架期在 20℃室温下延长 256 d,
即 8. 53个月。
表 6　核桃仁 60℃贮藏试验过氧化值结果
Table 6　 Results o f per oxide values o f w alnut meat
sto rag e expe riment a t 60℃ meq /kg
贮藏时间 /d 0 3 4 5 14 21
对照 1. 81 8. 53 10. 76 13. 05 — —
处理 1. 81 2. 34 3. 02 4. 56 7. 61 12. 08
3　结　论
1) 醇溶蛋白复合膜处理 ,可以显著抑制核桃仁的
氧化酸败过程 ,使得过氧化值、皂化值和酸价明显降低。
其中 ,以酸价降低效果最为明显 ,达 30. 66% ,处理效果
的影响程度为:酸价> 过氧化值> 皂化值。
2) 醇溶蛋白复合膜处理 ,使得不饱和脂肪酸的氧
化过程减弱 ,即使得核桃仁中亚油酸和亚麻酸含量与对
照相比较高 ,其中 ,亚油酸高出 7. 44% 。
3)浸涂玉米醇溶蛋白复合膜后可以在 20℃室温下
延长核桃仁货架期 250 d以上。
[参　考　文　献 ]
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yield o f zein ex t racted fo rm commercial co rn g luten meal
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182 农业工程学报 2004年　
Inhibiting effect of zein f ilm-coating to rancidif ication
of walnut meat
Zhou Bailing , Li Lei , Sun Qiuyan , Duan Zemin , Deng Xiaoyan , Tian Zhifang
( Institute of Farm Product Comprehensive Utiliz ation, Shanx i Academy of Agricultural Science , Taiyuan 030031, China )
Abstract: Zein composi te fi lm w as applied to inhibi t oxidation and rancidi fication of the w alnut mea t in sto rag e.
The results indicated tha t the zein fi lm coating improved the key quali ty indexes significant ly. Compared w ith the
control the linoleic acid of zein film coated w alnut meat increased by 7. 44% , peroxide va lue decreased by
14. 50% , saponi fica tion value decreased by 3. 77% , acid value decreased by 30. 66% and shelf-li fe a t 20℃
condition was pro longed 250 days o r mo re. So the zein film coa ting can effectiv ely inhibi t o xida tion and
rancidi fica tion o f the w alnut mea t.
Key words: zein; walnut meat; storage
《农业工程学报》被美国剑桥科技文摘 ( CSA)
收录情况通报
　　《农业工程学报》自 2000年被美国剑桥科技文摘
( Cambridge Scienti fic Abst ract ,简称 CSA)同意列为
来源期刊收录以来 (本刊在 2000年第 6期 P63有相
关报道 ) ,所刊文章的摘要一直被正常收录。经检索 ,
2002年 CSA收录中国期刊的统计资料显示 , CSA的
18个专业数据库中有 11个收录《农业工程学报》 ,其
中《机械工程文摘》、《机械与运输工程文摘》、《土木工
程文摘》等 5个数据库把本刊作为“核心期刊”收录 ,
即每期刊登的论文的摘要全部被收录 ,其余 6个“优
先收录” (收录 50%以上 )或“选择收录” (收录 50%以
下 )本刊所登载论文的摘要。
(王应宽 )
183　第 3期 周柏玲等: 玉米醇溶蛋白复合膜包衣对核桃仁酸败抑制效果的研究