魏同偉,陳 強,胡小龍,袁小君,張 煉,劉明月
(1.華信普創(chuàng)(北京)技術咨詢有限公司,北京 100000;2.中研食安(廣州)檢測認證有限公司,廣東廣州 510000;3.深圳市錢大媽農(nóng)產(chǎn)品有限公司,廣東深圳 518000;4.深圳市加寶米面制品有限公司,廣東深圳 518000;5.深圳市簕杜鵑食品有限公司,廣東深圳 518000;6.深圳市瑞利來實業(yè)有限公司,廣東深圳 518000)
芝麻屬于初級農(nóng)產(chǎn)品,是常見的油料作物,在我國東北、華北、華南和西北地區(qū)均有大面積種植。其果實生干芝麻在人們?nèi)粘I钪杏猛緩V泛,可用來榨油、佐料、制作豆?jié){、用作食品原料等。脫殼芝麻屬于生干籽類,且油脂含量較高,極易發(fā)生酸敗,影響食用安全。而酸價是油脂變質(zhì)程度的重要指標,是食用農(nóng)產(chǎn)品生干芝麻的食品安全風險監(jiān)測項目之一。
近年來,人們的生活水平不斷提高,國家對食品安全越來越重視。為保障食品安全,市場監(jiān)管部門不斷加大對食用農(nóng)產(chǎn)品生干黑芝麻的監(jiān)督抽檢。芝麻的種植一般為小規(guī)模種植,面積不大、地塊不集中、產(chǎn)量不高且極易受到雨水和病蟲害的影響而減產(chǎn)。因芝麻屬于喜歡溫熱的植物,收割時間一般在夏季和秋季。結(jié)合對種植收割、生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的實地考察,并通過與種植農(nóng)戶、經(jīng)營商戶的交流和調(diào)研,分析其酸價超標的原因包括芝麻收獲時遇雨水、潮濕天氣易造成芝麻植株受潮、籽粒酸??;芝麻收割時水分較大,未及時晾曬干燥會造成芝麻發(fā)霉變質(zhì),直到酸??;目前芝麻的脫殼仍是自然脫落,在此過程中儲存環(huán)境差,儲存不當,芝麻易受到外部污染發(fā)生酸敗;黑芝麻表皮含有豐富的草酸,隨著儲存時間的延長會逐漸發(fā)生酸?。缓谥ヂ樽讶手竞扛?、水分足,極易引起酸敗。
本文按照《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》(GB 5009.229—2016)冷溶劑指示劑滴定法檢測生干黑芝麻的酸價,探究其酸價的影響因素[1],進而制定降低生干黑芝麻酸價的對策和方案。
生干黑芝麻(倉庫自有,遼9817黑芝麻品種,批次若干);異丙醇(分析純,西化);乙醚(分析純,國藥);石油醚(分析純,國藥);95%乙醇(分析純,西化);酚酞指示劑;氫氧化鉀標準溶液。
10 mL微量滴定管;天平;恒溫水浴鍋;恒溫干燥箱;離心機;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;索氏脂肪提取裝置;粉碎機。
1.3.1 樣品準備和試驗方案
(1)方案1。同批次生干黑芝麻樣品若干,分別置于60 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃和110 ℃的恒溫干燥箱烘干0 min、10 min、20 min、30min、40 min和50 min,冷卻備用,用于分析烘干時間和烘干溫度對酸價的影響。
(2)方案2。不同批次生干黑芝麻樣品若干,經(jīng)水洗后自然晾干備用,用于分析經(jīng)水洗后草酸含量變化對酸價的影響。
(3)方案3。不同批次生干黑芝麻樣品若干,經(jīng)工藝優(yōu)化,增加水洗、離心脫水、低溫烘干(90 ℃、40 min)處理步驟,同時以僅低溫烘干處理(90 ℃、40 min)的生干黑芝麻作為對照組,分析工藝優(yōu)化對酸價的影響。
1.3.2 樣品前處理
先用粉碎機將上述生干黑芝麻粉碎成均勻的細顆粒,粒徑為0.8~3.0 mm,分成若干份,裝入索氏脂肪提取裝置中,再加入適量的提取溶劑石油醚,加熱并回流提取4 h。最后收集并合并所有的提取液于一個燒瓶中,置于水浴溫度不高于45 ℃的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀內(nèi),在0.08~0.10 MPa負壓條件下,將其中的溶劑徹底旋轉(zhuǎn)蒸干,取殘留的液體油脂作為試樣進行酸價測定[2]。
1.3.3 酸價的測定
稱取10.0 g提取出的油脂置于錐形瓶中,加入60 mL乙醚-異丙醇混合液和3滴酚酞指示劑,充分振搖溶解試樣。用標準氫氧化鉀滴定溶液對試樣溶液進行滴定,當待測溶液初現(xiàn)微紅色,且15 s內(nèi)無明顯褪色時,為滴定的終點。記錄滴定消耗的標準滴定溶液的體積[1]。同時,做空白試驗。
1.3.4 酸價的計算
酸價的計算公式為
式中:X為酸價,mg·g-1;V為試樣測定所消耗的標準氫氧化鉀溶液體積,mL;V0為空白所消耗的標準氫氧化鉀溶液體積,mL;m為稱取油脂的質(zhì)量,g;c為標準滴定溶液的摩爾濃度,mol·L-1;56.1為氫氧化鉀的摩爾質(zhì)量,g·mol-1。
由表1可知,隨著時間的延長,生干黑芝麻的酸價整體呈不同程度的降低,烘干溫度為60 ℃、80 ℃,烘干時間為10 min時酸價出現(xiàn)了升高,10 min后逐漸降低。烘干時間相同時,隨著烘干溫度的升高,生干黑芝麻的酸價呈降低趨勢。
表1 不同烘干時間和烘干溫度下生干黑芝麻酸價統(tǒng)計
由表2可知,經(jīng)水洗后生干黑芝麻表皮的草酸含量有明顯的降低,酸價有輕微的降低,草酸含量的降低可能不是影響生干黑芝麻酸價的根本原因。
表2 經(jīng)水洗后草酸含量變化及酸價統(tǒng)計
由表3可知,經(jīng)工藝優(yōu)化條件處理的生干黑芝麻酸價有明顯的降低,降低約50%,說明該工藝優(yōu)化方案有效。而后經(jīng)過反復測試和驗證,初步可以確定經(jīng)優(yōu)化的加工工藝可有效降低生干黑芝麻的酸價。
表3 工藝優(yōu)化前后生干黑芝麻酸價統(tǒng)計
因芝麻種植、收割環(huán)節(jié)自然環(huán)境不可控,除了收割環(huán)節(jié)加強防護外,暫無其他有效手段進行控制。參考專業(yè)文獻資料,如李榮啟等[3]的濕法生產(chǎn)芝麻仁的加工原理、工藝路線、原料選擇以及關鍵工序的操作和設備的配置;李垚然[4]的濕法芝麻脫皮的生產(chǎn)工藝及裝備的設計;袁青麗[5]研究漬害處理的淹水時間對芝麻籽粒農(nóng)藝性狀和外觀品質(zhì)的影響;并結(jié)合現(xiàn)有的技術手段,考慮到芝麻采收環(huán)節(jié)不可控的環(huán)境影響,增加對生干黑芝麻表皮進行水洗,輔以離心脫水、低溫烘干的預處理方式,研究其酸價指標的變化。
優(yōu)化后的加工工藝中,增加了水洗工序,采用流動水清洗,以洗去黑芝麻表皮的草酸和表面附著物,降低其影響;增加離心脫水工序是為了快速清除黑芝麻表面的水漬,防止泡發(fā)過度;增加低溫烘干工序(溫度:90 ℃,時間:40 min)是為了進一步降低黑芝麻的水分,確保水分指標符合《芝麻》(GB/T 11761—2021)的要求,且不會造成由生干芝麻變成熟制芝麻,使其保持原有的生干特質(zhì)。低溫烘干工序可依據(jù)實際需求,適當調(diào)整烘干溫度、延長烘干時間,以達到最佳的效果,經(jīng)反復測試,較理想的操作參數(shù)是烘干溫度為90~100 ℃,烘干時間為40~60 min,經(jīng)工藝優(yōu)化條件處理的生干黑芝麻籽粒會因泡發(fā)變大,色澤也不夠黑亮,但原有特質(zhì)未發(fā)生變化。
在工藝優(yōu)化方案的可行性方面,依據(jù)生干黑芝麻生產(chǎn)工藝需要,需在原有機器設備的基礎上增加1臺清洗機、1臺離心脫水機和1個烘干房,經(jīng)工程報價,設備成本不高,占地面積不大,作為原料預處理的設備可獨立布置在非生產(chǎn)加工車間,無需改造生產(chǎn)線,該工藝優(yōu)化方案具有可行性、可操作性。
本文研究了不同烘干時間和烘干溫度、草酸含量及工藝優(yōu)化等因素對生干黑芝麻酸價的影響,在不同烘干溫度下生干黑芝麻酸價整體呈降低趨勢;經(jīng)水洗后生干黑芝麻表皮的草酸含量有明顯的降低,酸價也有輕微的降低,草酸含量的降低可能不是影響生干黑芝麻酸價的根本原因;經(jīng)工藝優(yōu)化后的生干黑芝麻酸價有明顯的降低,降低約50%,證實工藝優(yōu)化方案有效。因此,加工工藝中增加水洗,輔以離心脫水、低溫烘干等預處理手段,能有效降低生干黑芝麻的酸價,工藝優(yōu)化方案經(jīng)評估,具有可行性、可操作性,為有效降低生干黑芝麻的酸價提供了技術方案。