1. 研究目的与意义
大豆是主要油料作物之一,也是我国重要的粮油兼用经济作物。随着经济快速发展和人民群众生活水平的不断提高,我国食用植物油和饲用豆粕需求呈刚性增长,国产大豆多年来一直徘徊在每年 1 900 多万吨左右,远远不能满足需求,只能靠进口来加以弥补,进口量从 2010年的 5 480 万吨增加到 2020 年的 10 033 万吨,10 年间增长了183 %。到 2020 年末,我国大豆压榨年处理原料能力为 9 900 万吨,使其成为我国进口量最大的农产品(龙伶俐,2012)。
大豆含有 34 %~45 %的蛋白质、19 %~22 %的脂肪、25 %~28 %的糖分和多种维生素,既是一种营养平衡的食物,又是优质植物蛋白质和油脂的重要来源之一(曹毅,2005)。因其含有丰富的蛋白质和脂肪,储藏稳定性较差,在储藏期间容易出现吸湿生霉、浸油赤变、发芽率丧失等不良现象,且自身的呼吸和各种酶的作用不仅产生挥发性物质,还造成其储藏品质变化与其他粮种有所不同(路茜玉,2009)。与储藏禾谷类粮食作物相比,大豆的储藏要求更高、条件更严,除要防止出现发热、生霉等储粮隐患外,还要保证不浸油、不酸败、不变质,维护好食用品质和商品价值(曹毅,2005)。不同的储藏方式、方法及储藏年限的长短对大豆品质的变化与加工使用有着显著的影响。
电子鼻基于模仿生物嗅觉系统原理,是最近研究非常热门的快速无损检测技术之一,已用于香精香料、饮料茶酒、谷物油脂、果蔬肉禽等各类食品质量检测和品质控制研究中(毛友安,2009;王俊,2004;Schaller,1998)。近来也出现了很多电子鼻应用于快速判断小麦、稻谷品种及储藏年份、检测品质质量、是否感染害虫、霉变程度等方面研究。其在粮食作物的品质判定以及霉变检测等方面研究已初见成效,虽然电子鼻在稻谷品质变化、霉变检测方面还处于起步阶段,但将电子鼻用于对稻谷的检测是可行的(邵小龙,2014)。
2. 研究内容和预期目标
本实验意在利用将电子鼻与顶空固相微萃取(SPME)与气质联用(GC-MS)技术相结合,对大豆储藏期间挥发性物质的相对含量和变化进行测定,利用主成分分析法(PCA)对结果进行分析,找出挥发性物质与大豆品质之间的联系,为进一步探究大豆品质的劣变规律提供理论依据。实验的关键在于对大豆在储藏期间的品质变化与挥发性物质之间的关系与规律的研究。
写作提纲
论文标题:大豆储藏过程中挥发性物质与品质变化关系的研究
3. 国内外研究现状
呼吸作用是粮食及油料籽粒维持生命活动的的一种生理表现,而微生物存在于大豆的表面、内部及储藏环境等处。任何促使大豆呼吸的因素,都同样可以促进微生物的生长繁殖其自身的呼吸和各种酶的作用产生挥发性物质(刘春双,2009)。
挥发性成分的组成及含量与粮食新陈度紧密相关,国外己经把稻谷的挥发新物质作为其品质劣变的特征标识物(LIN,1979),周显青(2005)等研究显示新鲜稻谷的特征挥发性物质主要为一些低沸点、极性小的物质,陈化的稻谷的特征性挥发性物质主要为高沸点、极性大的物质,林家永(2009)等利巧气质联用仪对不同稻谷的挥发性物质进行检测分析,结果表明挥发性成分种类最多的是烃类,其次为醛类、醇类、酮类,酸醋和杂环类化合物较少,挥发性成分含量最高的为烃类和醛类,其次为醇、酮、杂环类化合物,醛类化合物中含量最高的为己醛。
并且大豆中存在着一些酸性物质,如游离脂肪酸、酸性蛋白质和少量的有机酸等。在储藏过程中,机体内不断进行生理化学变化,由于储藏条件不当,尤其在大豆水分含量过大、温度过高或生虫发霉时,将加速大豆中各种营养物质的分解,促进酸性物质增加(刘锦,2013)。脂肪在环境氧气不足时产生酮基脂肪酰 CoA,即被脱羧酶催化脱羧,生成少了 1个碳原子的甲基酮,这些酮类具有难闻的气味。游离脂肪酸还能进一步氧化产生戊醛、己醛等挥发性羰基化合物形成难闻的陈豆气味(刘春双,2009)。并且刘春双(2009)等人从储粮仓顶的通气孔闻仓内大豆的气味,若有辛辣味、霉味、酸腐味或是其他异味,则可断定仓内大豆存在质变的可能。并且使用电动深层粮食扦样器扦取不同深层点的样品,通过两种方法进行鉴别:a.取少量的样品,嘴对着样品呵气,然后立即嗅辨气味是否正常; b.将试样放入密闭容器内,在 60~70℃中保温数分钟,取出,开盖嗅辨气味是否正常。新鲜正常的大豆浓郁清香,但随着储藏时间的延长,这种气味逐渐减弱,储藏过久的大豆有陈宿味。储藏中因水分增高,霉菌蔓延发霉的大豆有霉腐;因大豆发热而导致有机质进一步分解时,会产生酸腐味等。
4. 计划与进度安排
1样品处理
大豆样品置于恒温恒湿箱内控湿控温储存处理,温度分别调节为为15℃、20℃、25℃、30℃、35℃,湿度分别调节为55%、65%、75%。
5. 参考文献
[1] 曹毅,崔国华.大豆安全储藏技术综述[ J] .粮食储藏, 2005(3) :17-23.
[2] 姜雯翔,赵黎平,史晓媛,陈沁滨,韩永斌.HS-SPME-GC-MS分析发芽糙米储藏过程中挥发性成分的变化[J].中国粮油学报,2013,28(10):123-128.
[3] 刘春双.大豆在储藏期间的品质变化[J].中国油脂,2009,34(12):65-67.
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