擠壓穩(wěn)定化全脂米糠室溫條件下貯藏期的確定

李凡姝，崔曉彤，王 霞，曹慧英，楊 柳，肖志剛

（1.沈陽師范大學糧食學院，遼寧沈陽 110034；2.沈陽師范大學化學化工學院，遼寧沈陽 110034）

擠壓穩(wěn)定化全脂米糠室溫條件下貯藏期的確定

李凡姝1，崔曉彤2，王 霞1，曹慧英1，楊 柳1，*肖志剛1

（1.沈陽師范大學糧食學院，遼寧沈陽 110034；2.沈陽師范大學化學化工學院，遼寧沈陽 110034）

將擠壓穩(wěn)定化米糠置于40，50，60℃的環(huán)境中加速貯藏，測定各溫度下貯藏擠壓穩(wěn)定化米糠過氧化物酶殘余酶活、脂肪酸值、菌落總數(shù)、霉菌總數(shù)及感官指標隨時間的變化情況。根據(jù)限制性指標確定2個任意溫度下貯藏期的比率Q10，在較短時間內確定穩(wěn)定化米糠室溫條件下的貯藏期。結果表明，擠壓穩(wěn)定化米糠貯藏過程中脂肪酸值最先達到限定值，確定40，50，60℃下的貯藏期分別為119，65，35 d，利用公式推算室溫（20℃）下穩(wěn)定化米糠的貯藏期為385.56 d。

穩(wěn)定化；全脂米糠；貯藏期；脂肪酸值

0 引言

米糠占稻米總量的6%～8%，是稻谷加工過程中產生的主要副產物，富含稻谷中64%的營養(yǎng)素。米糠中除蛋白、脂肪、淀粉、膳食纖維等主要成分，還含有神經(jīng)酰胺、γ-氨基丁酸、脂多糖、谷維素、生育酚、VB15等多種生理活性物質［1］。聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織稱之為一種很有潛力但未被完全開發(fā)的食品原料，美國農業(yè)部將米糠譽為“天賜營養(yǎng)源”［2］。

我國稻谷年產量可達2×108t以上，居世界首位；米糠以8%計，年產量可達1 600×104t。盡管我國米糠產量可觀、營養(yǎng)價值豐富，但目前米糠的綜合利用率僅為10%，資源浪費嚴重［3-4］。主要由于米糠從糙米上碾下后成為一種性質不穩(wěn)定的物質，其內部的脂肪水解酶和過氧化物酶迅速催化油脂分解，產生游離脂肪酸，之后在過氧化物酶、光照、微生物等因素的協(xié)同作用下，油脂氧化酸敗，導致米糠酸敗變質［5］。米糠的酸價上升速度極快，在碾下數(shù)小時后，就呈現(xiàn)人們很難接受的酸敗味，極不耐貯藏，使得米糠的營養(yǎng)價值降低［6-7］。針對米糠的不穩(wěn)定性質，國內外主要采取酶法、干熱法、微波法、擠壓法［8-11］等措施提高米糠的貯藏穩(wěn)定性。

目前，由于試驗客觀條件的限制，多數(shù)研究學者都采用加速貯藏試驗來進行米糠穩(wěn)定化的研究，因而忽略了室溫條件下穩(wěn)定化米糠的貯藏期。因此，試驗對穩(wěn)定化米糠室溫條件下的貯藏期進行預測。應用食品貯藏期加速測試（ASLT）的方法，將食品置于1個或幾個外在環(huán)境因素高于正常水平的環(huán)境中，變質反應被加快，利用化學動力學使環(huán)境因素被量化，加速的比例也可以計算得出，因此可以在較短的時間內推算出產品在正常貯藏條件下的實際貯藏期［12-13］。本試驗穩(wěn)定化米糠加速貯藏選取的貯藏溫度分別為40，50，60℃，并依據(jù)公式推算出米糠在室溫（20℃）下的貯藏期。有效縮短米糠貯藏期測定周期，對突破米糠貯藏期的限制具有重要的實踐意義［14］。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

采用本課題組已經(jīng)研究的“全脂米糠過氧化物酶擠壓鈍化”最佳工藝參數(shù)［15］，機筒溫度135℃，物料含水率22.5%，螺桿轉速130 r/min，?？字睆? mm擠壓條件下制得的穩(wěn)定化米糠，過氧化物酶殘余酶活最小值達到0.53%。

石油醚、無水乙醇、磷酸氫二鈉、檸檬酸、過氧化氫等，均為國產分析純。

UV759CRT型紫外可見分光光度計，上海佑科儀器公司產品；YXQ-LS-50G型立式壓力蒸汽滅菌鍋，上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠產品。

1.2 分析方法

1.2.1 過氧化物酶殘余酶活的測定［16］

準確稱取2.00g米糠樣品，加入pH值6.5的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖溶液50 mL，于25℃恒溫水浴鍋中磁力攪拌30 min，混合液以4 000 r/min離心10 min，移取上清液10 mL，用pH值6.5的磷酸氫二鈉-檸檬酸稀釋定容至250 mL，即為粗酶液。分別移取2份上述粗酶液25 mL于小燒杯內，其中1份加入0.5 mL 1%的鄰苯二胺（溶于95%乙醇中）和0.5 mL 0.3%過氧化氫溶液于25℃恒溫水浴鍋中反應5 min后，立即加入1 mL飽和亞硫酸氫鈉溶液終止反應，于430 nm處測定吸光度；另1份加入0.5 mL 1%鄰苯二胺和飽和亞硫酸氫鈉，再加入0.5 mL 0.3%過氧化氫溶液后作為空白。計算式如下：

式中：A——吸光度；

md——樣品干基質量，g。

過氧化物酶殘余活力用相對酶活力表示（%），公式如下：

1.2.2 菌落總數(shù)

參照GB 4789.2—2010。

1.2.3 霉菌總數(shù)

參照GB 4789.15—2010。

1.2.4 脂肪酸值

參照GB/T 5510—2011。

1.2.5 感官評定

選擇10名接受過“食品感官鑒評”課程培訓的師生對貯藏過程中不同貯藏條件下的米糠樣品進行感官評定。

米糠感官評價標準見表1。

表1 米糠感官評價標準

1.2.6 擠壓穩(wěn)定化米糠貯藏期測試

將擠壓穩(wěn)定化米糠烘干水分至6%，粉碎過60目篩，取5 000g樣品3份，分別置于40，50，60℃的恒溫干燥箱中保存，每隔2 d，取樣考察米糠脂肪酸值、過氧化物酶殘余酶活、菌落總數(shù)、霉菌總數(shù)及感官指標5項指標。試驗設定各指標限值分別為脂肪酸值300 mg KOH/100g、過氧化物酶殘余酶活大于4%，菌落總數(shù)大于3 700 CFU/g，霉菌總數(shù)大于10 CFU/g，感官評分小于75分，選取最先達到的限值為限制性指標。以限制性指標為標準，確定米糠樣品在40，50，60℃下的貯藏期。

在給定的溫度條件下，產品的品質衰退與時間呈反比例。溫差為10℃的2個任意溫度下貯藏期的比率Q10=溫度為T時的貯藏期/溫度為（T+10℃）時的貯藏期［17］。根據(jù)所取溫度與對應的貯藏期建立線性方程：

式中：X——T測試溫度下確定的貯藏期；

Y——T+10℃測試溫度下確定的貯藏期。

將不同溫度及其對應貯藏期帶入公式，即可獲得線性系數(shù)K，即為Q10。

可根據(jù)下面公式推出其他溫度的貯藏期。

式中：f1——較高測試溫度T1下的貯藏時間；

f2——較低測試溫度T2下的貯藏時間；

Δ——T1與T2的溫度差。

從而，推算出米糠在室溫（20℃）下的貯藏期。

2 結果分析

2.1 過氧化物酶殘余酶活的變化

不同溫度下貯藏過程中擠壓穩(wěn)定化米糠過氧化物酶殘余酶活的變化見圖1。

圖1 不同溫度下貯藏過程中擠壓穩(wěn)定化米糠過氧化物酶殘余酶活的變化

米糠經(jīng)過擠壓處理過氧化物酶被大幅度鈍化，殘余酶活達到0.56%。從圖1中可以看出，40℃下貯藏的擠壓穩(wěn)定化米糠過氧化物酶殘余酶活隨著貯藏時間的延長變化不明顯；50℃下貯藏時間延長至90 d后呈現(xiàn)緩慢上升趨勢；60℃下貯藏的擠壓穩(wěn)定化米糠在45 d內變化不明顯，當貯藏時間超過45 d后過氧化物酶殘余酶活呈上升趨勢。這可能是由于穩(wěn)定化米糠在貯藏過程中，小部分過氧化物酶發(fā)生“復活”引起的，但各溫度貯藏的米糠過氧化物酶殘余酶活在貯藏了125 d內始終維持在4%以下，過氧化物酶始終保持較低的活性。因此，單一從過氧化物酶殘余酶活指標上來看，各不同溫度的穩(wěn)定化米糠樣品在貯藏時間達到125 d時，仍未發(fā)生變質。

2.2 脂肪酸值的變化

不同溫度貯藏過程中擠壓穩(wěn)定化米糠脂肪酸值含量變化見圖2。

圖2 不同溫度貯藏過程中擠壓穩(wěn)定化米糠脂肪酸值含量變化

從圖2中可以看出，隨著貯藏時間延長，不同溫度下貯藏米糠樣品的脂肪酸值隨貯藏時間的延長均呈現(xiàn)上升趨勢，這是由于穩(wěn)定化米糠中的油脂在內源酶催化活性很低的情況下，仍然發(fā)生緩慢降解生成脂肪酸，導致脂肪酸值的上升［18-19］。40℃下貯藏穩(wěn)定化米糠樣品的脂肪酸值上升較平緩，在貯藏時間為122 d時，脂肪酸值達到305.41 mg KOH/100g超過了限定值300 mg KOH/100g，視為米糠樣品變質，因此擠壓穩(wěn)定化米糠置于40℃下能夠穩(wěn)定貯藏119 d，確定在此溫度下的貯藏期為119 d。50℃下貯藏的穩(wěn)定化米糠樣品呈現(xiàn)先平緩后急劇上升的變化趨勢，在貯藏68 d時，脂肪酸值達到302.30 mg KOH/100g，即視為變質，確定此條件下擠壓穩(wěn)定化米糠貯藏期為65 d。60℃下貯藏的穩(wěn)定化米糠樣品在貯藏過程中，脂肪酸值上升明顯，在貯藏時間超過35 d時，脂肪酸值超過300 mg KOH/100g，即穩(wěn)定化米糠能夠在50℃條件下穩(wěn)定貯藏35 d，此條件下貯藏期為35 d。

2.3 菌落總數(shù)的變化考察貯藏期間穩(wěn)定化米糠菌落總數(shù)的變化情況。

不同溫度下擠壓穩(wěn)定化米糠菌落總數(shù)的變化見表2。

表2 不同溫度下擠壓穩(wěn)定化米糠菌落總數(shù)的變化/CFU·g-1

從表2可以看出，米糠經(jīng)過擠壓處理，米糠中細菌被大部分殺死，在40℃下加強貯藏125 d的過程中穩(wěn)定化米糠樣品菌落總數(shù)始終小于3 700 CFU/g，菌落總數(shù)未超標，產品合格［20］；50℃下貯藏的穩(wěn)定化米糠樣品在貯藏105 d后，菌落總數(shù)超標，產品變質；60℃下貯藏的穩(wěn)定化米糠樣品菌落總數(shù)始終保持上升趨勢，在貯藏第75天時，菌落總數(shù)達到界限值3 700 CFU/g，之后發(fā)生變質。

2.4 霉菌總數(shù)的變化

不同溫度下擠壓穩(wěn)定化米糠霉菌總數(shù)的變化見表3。

表3 不同溫度下擠壓穩(wěn)定化米糠霉菌總數(shù)的變化/CFU·g-1

從表3可以看出，40℃下貯藏期間霉菌總數(shù)均檢出＜10 CFU/g，霉菌總數(shù)合格；50℃下貯藏第125天時，霉菌總數(shù)超標；60℃貯藏75 d時，霉菌總數(shù)超標，因此從霉菌總數(shù)這一指標可以得出，40℃在125 d內能夠穩(wěn)定貯藏，50℃下可穩(wěn)定貯藏105 d，60℃下可穩(wěn)定貯藏60 d。

2.5 感官指標的變化

40℃下貯藏期間擠壓穩(wěn)定化米糠的感官指標變化見表4，50℃下貯藏期間擠壓穩(wěn)定化米糠的感官指標變化見表5，60℃下貯藏期間擠壓穩(wěn)定化米糠的感官指標變化見表6。

表4 40℃下貯藏期間擠壓穩(wěn)定化米糠的感官指標變化

表5 50℃下貯藏期間擠壓穩(wěn)定化米糠的感官指標變化

表6 60℃下貯藏期間擠壓穩(wěn)定化米糠的感官指標變化

從表4可以看出，穩(wěn)定化米糠在40℃下貯藏過程中性狀、色澤基本保持穩(wěn)定，米糠樣品均一、松散且色澤金黃，隨著貯藏時間的增加，米糠氣味和滋味略有下降，但無油味、苦澀味等異味，總分保持在85分以上，感官品質優(yōu)良。從表5中可以看出，米糠樣品在50℃下貯藏，隨著貯藏時間增加，產品性狀、氣味和滋味呈下降趨勢，貯藏125 d時總分低于75分，產品有少許結塊并伴有輕微哈喇味，感官品質較差，不能作為食品原料應用于食品加工。由表6中可以看出，米糠感官指標變化明顯，各感官指標均下降明顯，隨著貯藏時間的增加，原本松散的粉末狀逐漸結塊，濃郁的堅果香氣逐漸消散，并出現(xiàn)油脂酸敗產生的哈喇味，口感變差，出現(xiàn)酸澀味，貯藏60 d開始，米糠樣品感官評價總分低于75分，即不為人感官所接受，視為變質。穩(wěn)定化米糠在高溫下長期貯藏，米糠的脂肪酸值升高，菌落總數(shù)、霉菌總數(shù)超標，在微生物的作用下，油脂發(fā)生氧化酸敗，直接影響米糠的感官性質，導致米糠變質。

2.6 擠壓穩(wěn)定化米糠貯藏期推算

經(jīng)過加速貯藏試驗，獲得穩(wěn)定化米糠在不同貯藏溫度下過氧化物酶殘余酶活、脂肪酸值、菌落總數(shù)、霉菌總數(shù)及感官指標的測定結果。40℃下貯藏過程中，米糠脂肪酸值最先超過限定值，確定的貯藏期為119 d；50℃下，穩(wěn)定化米糠樣品貯藏至65 d時，脂肪酸值超過限定值，菌落總數(shù)、霉菌總數(shù)及感官指標均在脂肪酸值超標并繼續(xù)貯藏的過程中達到各自限定值，脂肪酸值為限制性條件；60℃與50℃條件下的測定結果相似，脂肪酸值先于另外3種指標最快到達限定值。因此，40，50，60℃的貯藏期由脂肪酸值測定結果確定，分別為119，65，35 d。

根據(jù)試驗選取的溫度40，50，60℃與對應的貯藏期帶入公式，獲得米糠貯藏期方程為：Y=1.8X+2，即Q10為1.8。

因此公式f2=f1·Q10Δ/10可確定為f2=f1·（1.8）Δ/10，根據(jù)40℃的貯藏期119 d即可推算得出室溫（20℃）下，穩(wěn)定化米糠貯藏期為385.56 d。

3 結論

依據(jù)食品加速貯藏原理，考察擠壓穩(wěn)定化米糠的貯藏特性，最終確定擠壓穩(wěn)定化米糠在室溫（20℃）條件下可穩(wěn)定貯藏385.56 d。因此，在室溫條件下，擠壓穩(wěn)定化米糠能夠在12個月內保持品質穩(wěn)定。突破米糠保質期的限制，為米糠進一步加工利用提供保障。

［1］ 王智霖，劉建偉，羅子放，等.酶解米糠蛋白制備米糠營養(yǎng)液的工藝研究 ［J］．食品與機械，2009，25（6）：149-152.

［2］Kim D，Gi D H．High hydrostatic pressure treatment combined with enzymes increase the extractability and bioactivity of fermented rice bran［J］．Innovative Food Science and Emerging Technologies，2012，16：191－197．

［3］ 呂銀德，牛磊，朱永義，等.蒸谷米糠和普通米糠的理化特性分析 ［J］．糧食與飼料工業(yè)，2007（1）：6-7.

［4］ 陳磊．蔓越橘果皮、杏仁殼、米糠華麗轉身 ［N］．中國食品報，2011-1-25（5）．

［5］ 張志慧.米糠的微波穩(wěn)定化及其油脂和蛋白質的提取研究 ［D］．武漢：華中農業(yè)大學，2010.

［6］Lermagarcia M J，Herrero Martinez J M，Simo Alfons E F，et al．Composition，industrial processing and applications of rice bran γ－oryzanol［J］.Food Chemistry，2009，115（2）：389－404．

［7］ 姚惠源.米糠穩(wěn)定化技術及其食品開發(fā) ［J］.糧油食品科技，2002，10（3）：4-6.

［8］ 嚴梅榮，馬云.微波加熱對米糠儲藏性能和蛋白質溶解性的影響 ［J］.糧食儲藏，2002（6）：25-27.

［9］ 崔富貴，李安平，謝碧霞，等．不同處理方法對米糠品質穩(wěn)定性的影響 ［J］．食品工業(yè)科技，2012（5）：141－158．

［10］Jung Woo Park，Eun Yeong Jang，Ji Yong Kim，et al．Effects of visible light irradiation on the oxidative in rice bran［J］．Journal of Cereal Science，2013，58（1）：178－181．

［11］黃宏飛，劉零怡，胡健華.不同處理方法對米糠穩(wěn)定化的影響比較研究 ［J］.中國油脂，2015（8）：50-53.

［12］蔡燕芬.食品儲存期加速測試及其應用 ［J］.食品科技，2004（1）：80-82.

［13］瞿俊勇，陳慧，沈夏艷.方便米飯保質期快速檢測方法研究 ［J］.糧食與油脂，2010（2）：36-38.

［14］Wataniyakul P，Goto M， Shotipruk A．Microwave pretreatment of defatted rice bran for enhanced recovery of total phenolic compounds extracted by subcritical water［J］．Bioresource Technology，2012，124：18－22．

［15］高洋，肖志剛，劉海飛，等.全脂米糠過氧化物酶擠壓鈍化參數(shù)研究 ［J］.中國糧油學報，2014（6）：79-86.

［16］姚梅桑，辛志宏，俞美香，等．富硒米糠和普通米糠的微波穩(wěn)定化技術研究 ［J］．食品科學，2007，28（12）：218－222.

［17］左鋒，董洋洋，錢麗麗，等.酶解米糠制作無糖酸奶的工藝研究 ［J］.中國釀造，2014（8）：159-162.

［18］張銀基，鞠興榮，董文，等．稻谷中脂類及其儲藏特性研究進展 ［J］．食品科學，2012，33（13）：320－323．

［19］王雪雅，李文馨，肖蓓，等．不同包裝條件對米糠貯藏穩(wěn)定性的影響 ［J］．食品科學，2011，32（24）：301－305．

［20］程芳．小麥和玉米儲藏期間微生物多樣性變化及控制 ［D］．濟南：山東農業(yè)大學，2012．◇

The Determination of Shelf Life of Extruded Stabilized Full-Fat Rice Bran at Room Temperature

LI Fanshu1，CUI Xiaotong2，WANG Xia1，CAO Huiying1，YANG Liu1，*XIAO Zhigang1
（1.Grain College，Shenyang Normal University，Shenyang，Liaoning 110034，China；2.College of Chemistry and Chemical Engineering，Shenyang Normal University，Shenyang，Liaoning 110034，China）

The storage of stabilized rice bran by extrusion is determined，the extrusion stabilized rice bran is placed 40，50，60℃ environment in accelerate storage，is measured at each temperaturestorage stabilized rice bran extrusion residual peroxidase activity，fatty acid value，the total number of colonies，the total number of fungi and sensory changes over time. According to Q10restrictive index to determine the rate of two arbitrary storage temperatures，the use of chemical dynamics，determine the shelf life of stabilized rice bran at room temperature in a short period of time.The results show that：extrusion stabilized rice bran fatty acid value during storage limit is reached first，to determine the 40，50，60℃storage period under respectively 119，65，35 d，calculated using the formula at room temperature（20℃） stable rice bran storage period is 385.56 d.

stabilized；full-fat rice bran；storage；fatty acid value

TS210.9

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.04.004

1671-9646（2016）04a-0012-05

2016-03-19

國家星火計劃重點項目（2015GA650007）；遼寧省“百千萬人才工程”資助項目（2013921038）；沈陽市科技創(chuàng)新專項資金項目（F14-104-3-00）。

李凡姝（1991— ），女，在讀碩士，研究方向為生物化工。

*通訊作者：肖志剛（1972— ），男，教授，博士生導師，研究方向為糧食油脂及植物蛋白工程。