化學(xué)法米糠穩(wěn)定化技術(shù)研究

雙 楊，胡健華，何東平，劉培林

(武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢430023)

水稻是我國(guó)的主要糧食作物之一，我國(guó)的稻谷總產(chǎn)量位居世界首位。而稻谷的加工副產(chǎn)品——米糠，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素以及水溶性多糖，在食品、飼料、保健、醫(yī)藥等方面具有巨大的開發(fā)利用價(jià)值［1-3］。盡管米糠在我國(guó)是一種量大面廣的可再生資源，但國(guó)內(nèi)關(guān)于米糠穩(wěn)定化的理論與應(yīng)用研究都尚處于較低的水平。

米糠是一種極易變質(zhì)的油料原料，究其原因可以歸咎于米糠中的酶類、微生物等因素的影響，但最重要的原因是米糠中活性很高的脂肪酶對(duì)米糠中脂肪的水解作用，使米糠中游離脂肪酸含量迅速增加，引起米糠酸價(jià)的急劇升高，導(dǎo)致米糠的酸敗。剛加工出來的新鮮米糠如果不立即進(jìn)行處理，米糠中的脂肪將以每天5%—10%的速度進(jìn)行分解，一個(gè)月內(nèi)米糠中的游離脂肪酸將增長(zhǎng)到占米糠油總量的25%［4］。大量游離脂肪酸不僅降低米糠油的出油率［5］，而且分解出的不飽和脂肪酸又為脂肪氧合酶提供了底物，進(jìn)一步的導(dǎo)致米糠中油脂的氧化酸?。?］，影響米糠油的精制得率、色澤，影響餅粕的使用價(jià)值。至今國(guó)內(nèi)外在米糠穩(wěn)定化研究上主要致力于找出能夠阻止游離脂肪酸生成的方便快捷的有效方法。目前，比較有效的方法是通過物理方法來進(jìn)行米糠的穩(wěn)定化，主要包括冷藏法、惰性氣體法、輻照法以及熱處理法等［7］。但這些方法都需要比較大型的設(shè)備，而且加熱處理對(duì)米糠中的一些營(yíng)養(yǎng)成分也會(huì)產(chǎn)生破壞，有較大的局限性。

本文擬采用化學(xué)方法進(jìn)行米糠的穩(wěn)定化研究?；瘜W(xué)法穩(wěn)定米糠就是向米糠中添加一定的化學(xué)試劑以改變脂肪酶的最適pH值和最佳離子強(qiáng)度，而且不會(huì)破壞米糠其他的營(yíng)養(yǎng)成分，也不影響米糠的風(fēng)味和其他感官指標(biāo)的方法，從而達(dá)到鈍化米糠的目的。為此，我們選擇了多種化學(xué)試劑對(duì)米糠進(jìn)行作用，以米糠的酸價(jià)作為測(cè)定指標(biāo)，篩選出合適的化學(xué)試劑以用于米糠的穩(wěn)定化處理。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

新鮮米糠(鄂州市華苑米業(yè)有限公司提供);次氯酸鈣;乙二胺四乙酸鐵鈉(EDTA鐵鈉);六偏磷酸鈉;抗壞血酸;磷酸鈉;多聚磷酸鈉;磷酸二氫鈉;EDTA;EDTA二鈉;焦磷酸鈉;次亞磷酸鈣;

HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州國(guó)華電器有限公司;電子精密天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠;循環(huán)水式真空泵，鞏義市英峪予華儀器廠;臥式螺帶混合機(jī)，南通克萊爾混合設(shè)備有限公司;GZX-9070ME數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.2 方法

1.2.1 米糠穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)

化學(xué)法穩(wěn)定米糠就是向米糠中添加一定的化學(xué)試劑以改變脂肪酶的最適pH值和最佳離子強(qiáng)度，而且不會(huì)破壞米糠其他的營(yíng)養(yǎng)成分，也不影響米糠的風(fēng)味和其他感官指標(biāo)的方法，從而達(dá)到鈍化脂肪酶的目的。為此，我們選擇了多種化學(xué)試劑與米糠進(jìn)行混合，以米糠的酸價(jià)作為測(cè)定指標(biāo)，篩選出合適的化學(xué)試劑以用于米糠的穩(wěn)定化處理。

1)第一階段篩選。根據(jù)米糠中脂肪酶的性質(zhì)，綜合考慮化學(xué)物質(zhì)中金屬離子及磷酸鹽可能對(duì)米糠中脂肪酶的抑制作用，選擇磷酸鈉、多聚磷酸鈉、磷酸二氫鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、EDTA、EDTA二鈉、EDTA鐵鈉、次氯酸鈣、抗壞血酸等數(shù)十種化學(xué)試劑對(duì)米糠進(jìn)行處理。具體的處理方法是:稱取米糠原料質(zhì)量2%的化學(xué)物質(zhì)，將米糠與稱取的化學(xué)物質(zhì)加入到臥式螺旋機(jī)中混合5 min，然后裝入袋中，置于室溫下儲(chǔ)藏，每隔一星期測(cè)定一次酸價(jià)，從中選擇出幾種相對(duì)穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)。

2)第二階段篩選。經(jīng)過第一階段的篩選，對(duì)EDTA鐵鈉、六偏磷酸鈉、次氯酸鈣、抗壞血酸四種物質(zhì)進(jìn)行篩選。分別稱取米糠質(zhì)量的2%的化學(xué)物質(zhì)對(duì)米糠進(jìn)行處理，利用臥式螺旋混合機(jī)進(jìn)行混勻，每隔一星期測(cè)定一次酸價(jià)，選擇出合適的化學(xué)物質(zhì)來穩(wěn)定米糠。

1.2.2 米糠油提取及酸價(jià)測(cè)定

提取:以正己烷為溶劑，用索格利特萃取器萃取經(jīng)貯藏后的米糠樣，提取溫度為50℃，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸去正己烷，得到毛油，并測(cè)定毛油中的酸價(jià)［8］。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 米糠成分分析

經(jīng)實(shí)驗(yàn)室分析，米糠主要成分見表1。

表1 米糠主要成分 /%

2.2 不同添加劑對(duì)米糠穩(wěn)定化的作用效果

2.2.1 添加EDTA鐵鈉對(duì)米糠保鮮(即穩(wěn)定化)效果的影響

稱取2份1 kg米糠，稱取20gEDTA鐵鈉固體直接加入到其中一份米糠中，利用臥式螺旋混合機(jī)攪拌5min，然后裝入密封袋中，置于常溫下;另一份不添加任何物質(zhì)，也裝入密封袋中，置于相同環(huán)境之下。2份米糠每隔一個(gè)星期測(cè)定一次米糠酸價(jià)。

由圖1可知，米糠的酸價(jià)會(huì)隨著存放時(shí)間的延長(zhǎng)，米糠酸價(jià)會(huì)升高。在添加EDTA鐵鈉的米糠中，酸價(jià)在一個(gè)月之后的酸價(jià)升高到了40.1 mgKOH/g，而未添加的米糠在一個(gè)月之內(nèi)酸價(jià)升高的非?？?，達(dá)到了98.2 mgKOH/g。由此可以推斷，EDTA鐵鈉對(duì)米糠的穩(wěn)定有一定的作用。

圖1 EDTA鐵鈉穩(wěn)定米糠酸價(jià)變化圖

2.2.2 添加次氯酸鈣對(duì)米糠保鮮(即穩(wěn)定化)效果的影響

取2份米糠各1 kg，稱取20 g次氯酸鈣固體直接加入到其中一份米糠中，利用臥式螺旋混合機(jī)攪拌5min，然后裝入密封袋中，置于常溫下;另一份不添加任何物質(zhì)，也裝入密封袋中，置于相同環(huán)境之下，作為對(duì)照組。2份米糠每隔一個(gè)星期測(cè)定一次米糠酸價(jià)。

由圖2所示，隨著存放時(shí)間的增大，米糠酸價(jià)會(huì)隨之上升，在添加了次氯酸鈣的一組中米糠的酸價(jià)隨著存放時(shí)間的延長(zhǎng)，米糠的酸價(jià)上升的很緩慢，一個(gè)月之后米糠的酸價(jià)升高到了21.4 mgKOH/g，能夠滿足米糠存放的需求。因此可以推斷次氯酸鈣對(duì)米糠有穩(wěn)定的作用。

圖2 次氯酸鈣穩(wěn)定米糠酸價(jià)變化圖

2.2.3 添加六偏磷酸鈉對(duì)米糠保鮮(即穩(wěn)定化)效果的影響

取2份米糠各1kg，稱取20g六偏磷酸鈉固體直接加入到其中一份米糠中，在臥式螺旋混合機(jī)中攪拌5min，然后裝入密封袋中，置于常溫下;另一份不添加任何物質(zhì)，也裝入密封袋中，置于相同環(huán)境之下，作為對(duì)照組。2份米糠每隔一個(gè)星期測(cè)定一次米糠酸價(jià)。

由圖3所示，米糠隨著存放時(shí)間的延長(zhǎng)，米糠酸價(jià)會(huì)隨之上升，在添加了六偏磷酸鈉的一組中，隨著米糠存放時(shí)間的延長(zhǎng)，一個(gè)月之后米糠的酸價(jià)升高到了47.3 mgKOH/g，能夠滿足米糠存放的需求。因此可以推斷六偏磷酸鈉對(duì)米糠有穩(wěn)定的作用。

圖3 六偏磷酸鈉穩(wěn)定米糠酸價(jià)變化圖

2.2.4 添加抗壞血酸對(duì)米糠保鮮(即穩(wěn)定化)效果的影響

取2份米糠各1 kg，稱取20g抗壞血酸固體直接加入到其中一份米糠中，在臥式螺旋混合機(jī)中攪拌5 min，然后裝入密封袋中，置于常溫下;另一份不添加任何物質(zhì)，也裝入密封袋中，置于相同環(huán)境之下，作為對(duì)照組。2份米糠每隔一個(gè)星期測(cè)定一次米糠酸價(jià)。

由圖4可知，米糠的酸價(jià)會(huì)隨著存放時(shí)間的延長(zhǎng)，米糠酸價(jià)會(huì)升高。在添加抗壞血酸的米糠中，酸價(jià)在一個(gè)月之后的酸價(jià)升高到了49.6mgKOH/g，而未添加的米糠在一個(gè)月之內(nèi)酸價(jià)升高的非?？?，達(dá)到了100.7 mgKOH/g。由此可以推斷，抗壞血酸對(duì)米糠的穩(wěn)定有一定的作用。

圖4 抗壞血酸穩(wěn)定米糠酸價(jià)變化圖

3 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)比圖1、圖2、圖3、圖4可知，在上述的存放條件下，米糠的酸價(jià)會(huì)隨著存放時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，在什么都未添加的原料米糠中，米糠的酸價(jià)上升的最快，一個(gè)月之后米糠的酸價(jià)上升為 100.7 mgKOH/g，而添加了化學(xué)物質(zhì)的米糠中米糠的酸價(jià)上升的相對(duì)來說緩慢一些，EDTA鐵鈉作用的米糠一個(gè)月之后米糠酸價(jià)為40.1 mgKOH/g;六偏磷酸鈉作用的米糠一個(gè)月之后的酸價(jià)為 47.3 mgKOH/g;抗壞血酸作用的米糠一個(gè)月之后米糠的酸價(jià)為49.6 mgKOH/g;次氯酸鈣作用的米糠一個(gè)月之后米糠酸價(jià)為21.4 mgKOH/g。因此可以表明，添加EDTA鐵鈉、六偏磷酸鈉、次氯酸鈣、抗壞血酸都對(duì)米糠有穩(wěn)定化的效果，其穩(wěn)定效果為次氯酸鈣＞EDTA鐵鈉＞六偏磷酸鈉＞抗壞血酸。通過用EDTA鐵鈉、六偏磷酸鈉、次氯酸鈣、抗壞血酸處理過的米糠與新鮮米糠進(jìn)行4周常溫儲(chǔ)藏得出，用次氯酸鈣處理的米糠酸值僅為未處理米糠的21.2%，穩(wěn)定后米糠的儲(chǔ)藏性能得到了有效的改善，因此通過化學(xué)法穩(wěn)定米糠是能夠有效的控制米糠酸價(jià)的變化，能夠提高米糠的儲(chǔ)藏性能。

［1］Saunders R M.Fluorimetric assay of lipase in rice bran，and its application to determination of conditions for rice bran stabilization［J］.Cereal FoodsWorld，1990，35:632.

［2］Kestin M.A note on the influence of rearing environment on meat quality in pigs［J］.Am J Clin Nutr，1990，52:661-662.

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［6］Wayne E.Marshall.Rice Science and Technology［M］.New York:Marcel Dekker Inc，1993:25-43.

［7］陳正行.化學(xué)法穩(wěn)定米糠的研究［J］.陜西糧油科技，1991，12(1):56-59.

［8］國(guó)家糧食局人事司.糧油質(zhì)量檢驗(yàn)員［M］.北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，2007:336-342.