玉米胚芽的預(yù)處理方式對(duì)正己烷體系中生育酚含量變化的影響

紀(jì)聰利，黃健花，劉睿杰，金青哲，王興國

(江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫214122)

油脂營養(yǎng)

玉米胚芽的預(yù)處理方式對(duì)正己烷體系中生育酚含量變化的影響

紀(jì)聰利，黃健花，劉睿杰，金青哲，王興國

(江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫214122)

向生育酚正己烷溶液中添加不同方式預(yù)處理(105℃高溫烘烤2 h和110℃、0.05 MPa高壓水蒸汽加熱5 min)并調(diào)節(jié)至一定水分含量的玉米胚芽粉，進(jìn)行室溫避光儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)，監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存過程中生育酚含量的變化，系統(tǒng)研究玉米胚芽不同預(yù)處理方式對(duì)正己烷體系中生育酚含量的影響。結(jié)果表明：不進(jìn)行預(yù)處理的玉米胚芽調(diào)節(jié)至不同的水分含量，水分含量越高，正己烷體系中α-生育酚和γ-生育酚含量降低的速度越快；105℃高溫烘烤2 h和110℃、0.05 MPa高壓水蒸氣加熱5 min都能有效控制正己烷體系中α-生育酚和γ-生育酚含量的下降，使其保持基本恒定。因此，在對(duì)玉米胚芽制油前，需對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，以防止其中的生育酚氧化。

生育酚；玉米胚芽；高溫干熱處理；高壓水蒸氣濕熱處理

生育酚是脂溶性維生素之一，主要存在于植物油中，尤其是在谷物種籽的胚芽油中以及大豆油中含量豐富。生育酚是色滿酚的衍生物，是一種純天然抗氧化劑[1- 2]。生育酚廣泛作為食品抗氧化劑和營養(yǎng)補(bǔ)充劑應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等行業(yè)[3]。生育酚在植物油中的含量與油料種類有關(guān)，含不飽和脂肪酸較多的油脂，如玉米胚芽油、大豆油、菜籽油、棉籽油、米糠油、葵花籽油等，其生育酚含量豐富，而含不飽和脂肪酸較少的油脂，其生育酚含量較低，如棕櫚油、椰子油等[4]。植物油的生育酚含量亦會(huì)受加工過程的影響[5]，如脫臭溫度、脫臭時(shí)間均會(huì)影響成品油的生育酚含量。油料預(yù)處理是制油前的重要加工環(huán)節(jié)，其是否會(huì)影響食用油生育酚含量，目前相關(guān)研究較少，查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，僅有少量研究涉及大豆油。Komoda等[6]在研究大豆的水分含量與油脂回色的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)整大豆的水分含量，能影響大豆油中的生育酚含量。當(dāng)大豆的水分含量從18%降低至 8%時(shí)，所制備的毛油中生育酚含量隨之升高，尤其是當(dāng)大豆的水分含量超過 12%時(shí)，毛油中生育酚含量會(huì)急劇下降。Chu[7]和周坤元[8]等通過對(duì)完整大豆和破碎大豆進(jìn)行水蒸氣處理和烘烤處理發(fā)現(xiàn)，水蒸氣處理比烘烤處理所得的毛油中γ-生育酚含量更高，而水蒸氣處理完整大豆比破碎大豆所得毛油中γ-生育酚含量更高，究其原因可能是大豆中存在一種可以使γ-生育酚轉(zhuǎn)化成其異構(gòu)物或別的氧化產(chǎn)物的酶，而水蒸氣濕熱處理比烘烤干熱處理更能有效抑制酶活性。

實(shí)際生產(chǎn)中多用溶劑浸提的方法生產(chǎn)植物油，為更明確地探討研究油料預(yù)處理對(duì)于生育酚含量的影響，本文以生育酚含量較高的玉米胚芽油的原料——玉米胚芽為例，以生育酚正己烷溶液為研究體系，考察油料預(yù)處理方式對(duì)體系中生育酚含量的影響。由于食用油中的生育酚以α-生育酚和γ-生育酚最常見，故僅對(duì)這兩種生育酚展開研究。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑

混合生育酚標(biāo)準(zhǔn)品(Roche，95%)，α-、β-、γ-、δ-生育酚含量分別為5.6%、1.5%、65.9%、26.8%；α-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品(Roche，99%)；玉米胚芽，中糧生化能源(肇東)有限公司；正己烷(色譜純)。

1.1.2 儀器與設(shè)備

40 mL棕色樣品瓶；Waters2996高效液相色譜儀，Waters有限公司；WK-400小型高速粉碎機(jī)，青州市精誠醫(yī)藥有限公司；MB45鹵素水分測(cè)定儀，奧豪斯國際貿(mào)易(上海)有限公司；Binder FD115 烘箱，德國 Binder 公司；LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 生育酚正己烷溶液的配制

α-生育酚正己烷溶液：稱取一定質(zhì)量的α-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品(精確至0.001 g)，溶于正己烷，經(jīng)超聲溶解，配制成質(zhì)量濃度約為200 μg/mL的α-生育酚正己烷溶液，避光于-20℃冰箱保存，使用時(shí)由冰箱中取出恢復(fù)至室溫后取用。

γ-生育酚正己烷溶液：稱取一定質(zhì)量的混合生育酚標(biāo)準(zhǔn)品(精確至0.001 g)，溶于正己烷，超聲溶解，配制成質(zhì)量濃度約為200 μg/mL的γ-生育酚正己烷溶液，避光于-20℃冰箱保存，使用時(shí)由冰箱中取出恢復(fù)至室溫后取用。

1.2.2 玉米胚芽的熱處理及水分調(diào)節(jié)

對(duì)初始水分含量為14.5%的玉米胚芽進(jìn)行105℃烘箱加熱處理2 h(高溫干熱處理)或110℃、0.05 MPa高壓水蒸氣加熱5 min(高壓濕熱處理)。將不作處理和上述兩種不同方式預(yù)處理的玉米胚芽平鋪，用噴霧式噴壺均勻噴灑適量純凈水，調(diào)節(jié)至一定的水分含量，每隔一段時(shí)間搖晃玉米胚芽1次，使水分滲透均勻；或者在40℃通風(fēng)烘箱中將玉米胚芽降低至一定水分含量。將調(diào)節(jié)水分含量的玉米胚芽進(jìn)行粉碎處理，過50目篩備用。

1.2.3 玉米胚芽對(duì)正己烷體系中生育酚含量的影響研究

取25 mL生育酚正己烷溶液于40 mL棕色樣品瓶中，分別添加不同方式預(yù)處理的4 g玉米胚芽粉，同時(shí)以不加玉米胚芽粉的生育酚正己烷溶液作為空白對(duì)照，在25℃避光儲(chǔ)存144 h，每隔一段時(shí)間取樣測(cè)定體系中生育酚含量。所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行2個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，取平均值。

1.2.4 水分含量的測(cè)定

采用鹵素水分測(cè)定儀測(cè)定玉米胚芽水分含量。

1.2.5 生育酚含量的測(cè)定

每次取樣前將樣品搖勻，然后取上層清液1 mL過膜，HPLC測(cè)定生育酚含量。HPLC條件：Waters 2996高效液相色譜儀，HederaSi色譜柱(4.6 mm×250 mm)，DAD檢測(cè)器，流動(dòng)相為正己烷-異丙醇(體積比98.5∶1.5)，流速0.8 mL/min，柱溫箱溫度30℃，進(jìn)樣量20 μL；波長295 nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 玉米胚芽水分含量對(duì)正己烷體系中α-生育酚含量的影響

將不作處理并調(diào)節(jié)至一定水分含量的玉米胚芽粉，加入到α-生育酚正己烷溶液中，按1.2.3方法考察玉米胚芽水分含量對(duì)正己烷體系中α-生育酚含量的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 玉米胚芽水分含量對(duì)正己烷體系中α-生育酚含量的影響

由圖1可以看出，沒有添加玉米胚芽粉的α-生育酚正己烷溶液中，α-生育酚含量基本保持不變，可見在此體系中，α-生育酚基本沒有發(fā)生氧化；加入玉米胚芽粉后，α-生育酚含量在儲(chǔ)存過程中出現(xiàn)不同程度的下降，推測(cè)玉米胚芽中存在某種物質(zhì)可以加速α-生育酚氧化；進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，玉米胚芽水分含量為11%時(shí)，α-生育酚含量較未添加玉米胚芽粉的略有下降，但變化甚微，隨著玉米胚芽水分含量的繼續(xù)提高，α-生育酚含量的下降幅度逐漸增加，當(dāng)玉米胚芽水分含量為20%時(shí)，α-生育酚損失率約為19%，繼續(xù)升高玉米胚芽水分含量至30%時(shí)，α-生育酚損失率達(dá)30%。由此可見，α-生育酚含量的下降速率與玉米胚芽水分含量呈正相關(guān)，進(jìn)一步推測(cè)，玉米胚芽中存在的加速α-生育酚氧化的某種物質(zhì)的作用強(qiáng)弱或能力與玉米胚芽水分含量密切相關(guān)，且呈正相關(guān)。

2.2 玉米胚芽水分含量對(duì)正己烷體系中γ-生育酚含量的影響

將不作處理并調(diào)節(jié)至一定水分含量的玉米胚芽粉，加入到γ-生育酚正己烷溶液中，按1.2.3方法考察玉米胚芽水分含量對(duì)正己烷體系中γ-生育酚含量的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 玉米胚芽水分含量對(duì)正己烷體系中γ-生育酚含量的影響

由圖2可以看出，γ-生育酚含量的變化情況與圖1中α-生育酚含量的變化情況基本一致。沒有添加玉米胚芽粉的γ-生育酚正己烷溶液中，γ-生育酚含量保持相對(duì)穩(wěn)定，可推測(cè)γ-生育酚也沒有受到氧化作用。加入玉米胚芽粉后，γ-生育酚含量也出現(xiàn)了不同程度的下降。玉米胚芽水分含量為11%時(shí)，γ-生育酚含量幾乎保持恒定不變，損失率小于1%；玉米胚芽水分含量超過15%時(shí)，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長，γ-生育酚含量下降較明顯；且隨著玉米胚芽水分含量的進(jìn)一步升高，γ-生育酚含量下降速率加快；當(dāng)玉米胚芽水分含量達(dá)到30%時(shí)，γ-生育酚在144 h儲(chǔ)存過程中的損失率高達(dá)48.08%。由此可知，玉米胚芽中可能存在某種物質(zhì)，不僅可加速α-生育酚氧化，而且可加速γ-生育酚氧化，作用強(qiáng)弱或能力與玉米胚芽的水分含量呈正相關(guān)。

通過對(duì)正己烷體系中α-生育酚和γ-生育酚含量的變化研究發(fā)現(xiàn)，玉米胚芽的水分含量和正己烷體系中生育酚含量的變化密切相關(guān)，推測(cè)玉米胚芽中存在一種物質(zhì)，很有可能是酶，而這種酶和脂肪酶、脂肪氧化酶等類似，油料水分含量越高，其催化能力越強(qiáng)，從而造成體系中生育酚含量不斷下降。且已有研究表明[9]，有些酶在有機(jī)溶劑體系中仍具有催化功能，甚至有些酶在有機(jī)溶劑中的催化活性高于在水相中的。

2.3 高溫干熱處理對(duì)正己烷體系中生育酚含量的影響

由2.1和2.2可知，玉米胚芽水分含量降至一定程度，正己烷體系中生育酚含量在儲(chǔ)存過程中趨于穩(wěn)定不變。為進(jìn)一步驗(yàn)證生育酚含量保持穩(wěn)定僅僅是因?yàn)榻档土擞衩着哐康乃趾?，還是因?yàn)橛衩着哐恐写嬖谀撤N物質(zhì)的原因，對(duì)玉米胚芽進(jìn)行高溫干熱處理，并按1.2.2和 1.2.3的方法操作，考察高溫干熱處理對(duì)正己烷體系中α-生育酚和γ-生育酚含量的影響，結(jié)果分別見圖3和圖4。

圖3 高溫干熱處理對(duì)正己烷體系中α-生育酚含量的影響

圖4 高溫干熱處理對(duì)正己烷體系中γ-生育酚的含量

由圖3和圖4可以看出，玉米胚芽經(jīng)高溫干熱處理后，即使將玉米胚芽的水分含量再次調(diào)整至11%、15%、20%和30%，正己烷體系中α-生育酚和γ-生育酚含量都基本保持不變，可見105℃、2 h高溫干熱處理確實(shí)破壞了玉米胚芽中的某種物質(zhì)，使其不能發(fā)揮催化活性，從而使正己烷體系中生育酚含量保持穩(wěn)定，而不是因?yàn)橛衩着哐克趾拷档蛯?dǎo)致生育酚保持穩(wěn)定。

2.4 高壓濕熱處理對(duì)正己烷體系中生育酚含量的影響

油料熱處理過程包括干熱處理和濕熱處理兩種常見的方法，在研究預(yù)處理方式對(duì)大豆中生育酚含量的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，高溫烘烤和高壓水蒸氣濕熱處理大豆均能夠抑制大豆中生育酚的氧化，并且發(fā)現(xiàn)高壓水蒸氣濕熱處理比高溫烘烤更有效[7, 10]。為此，本文考察了高壓濕熱處理對(duì)正己烷體系中生育酚含量的影響，結(jié)果見圖5、圖6。

圖5 高壓濕熱處理對(duì)正己烷體系中α-生育酚含量的影響

圖6 高壓濕熱處理對(duì)正己烷體系中γ-生育酚含量的影響

由圖5、圖6可以看出，雖然玉米胚芽水分含量與2.1和2.2相同，但添加至生育酚正己烷溶液后，在整個(gè)儲(chǔ)存過程中，α-生育酚和γ-生育酚含量基本維持不變，與2.3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果類似。105℃、加熱2 h的干熱處理和高壓水蒸氣濕熱處理均能夠有效抑制玉米胚芽中某種物質(zhì)的活性，從而延緩生育酚的氧化。在工廠生產(chǎn)過程中，高溫加熱2 h時(shí)間太長，會(huì)增加能量消耗，不利于實(shí)際生產(chǎn)，而高壓水蒸氣加熱短時(shí)間可以達(dá)到同樣的效果，還可以起到軟化物料的作用，從而節(jié)約能源。

3 結(jié) 論

在正己烷體系中，通過室溫避光儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)研究了不同方式預(yù)處理(高溫干熱和高壓濕熱處理)

并調(diào)節(jié)水分含量的玉米胚芽粉加入生育酚正己烷溶液后對(duì)其生育酚含量的影響，結(jié)果表明：將不作處理并調(diào)節(jié)至一定水分含量的玉米胚芽粉加入生育酚正己烷溶液中，生育酚的下降速率與玉米胚芽水分含量成正相關(guān)，玉米胚芽水分含量越高，α-生育酚和γ-生育酚下降速率越快，且γ-生育酚的下降速率比α-生育酚高，由此推測(cè)玉米胚芽中存在某種物質(zhì)，可能是酶，其能夠催化生育酚氧化，且其作用強(qiáng)弱或能力與玉米胚芽水分含量成正相關(guān)。對(duì)玉米胚芽進(jìn)行不同的預(yù)處理(105℃、2 h烘箱干熱處理和110℃、0.05 MPa高壓水蒸氣5 min濕熱處理)均能夠有效抑制正己烷體系中生育酚含量的減少，由此可驗(yàn)證上述推測(cè)，即玉米胚芽中存在一種酶，可催化生育酚氧化，導(dǎo)致生育酚含量降低。因此，在對(duì)玉米胚芽在進(jìn)行油脂制取前，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行高溫烘烤或高壓水蒸氣加熱等預(yù)處理，以防止其中的生育酚氧化。但玉米胚芽中存在的這種物質(zhì)(酶)的性質(zhì)、催化過程和生育酚的氧化產(chǎn)物還有待進(jìn)一步研究。

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Influenceofcorngermpretreatmentmethodsontocopherolcontentsinn-hexanesystem

JI Congli，HUANG Jianhua，LIU Ruijie，JIN Qingzhe，WANG Xingguo

(College of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China)

The corn germ was pretreated by baking for 2 h at 105℃ or heating for 5 min with 110℃，0.05 MPa high pressure steam, and then it was adjusted to different water contents. Room-temperature and away-from-light storage experiment was conducted by putting corn germ pretreated into tocopheroln-hexane solution, then the change of tocopherol content was measured during the storage to systemically study the influence of different pretreatment methods of corn germ on tocopherol contents. The results showed that the higher the water content of the corn germ without pretreatment was, the faster the contents ofgammaandalphatocopherol in tocopheroln-hexane solution decreased; baking for 2 h at 105℃ and heating for 5 min with 110℃，0.05 MPa high pressure steam could both effectively keep the contents ofgammaandalphatocopherol constants. Therefore, the corn germ should be pretreated to prevent the oxidation of tocopherol before processing corn germ oil.

tocopherol；corn germ；high-temperature dry-heat treatment; wet-heat treatment with high pressure steam

2016-08-22；

：2017-04-24

紀(jì)聰利(1991)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)橛椭c植物蛋白(E-mail)jcl0721@outlook.com。

劉睿杰，副教授，碩士生導(dǎo)師(E-mail)15995287126@163.com。

TS224;Q566

：A

1003-7969(2017)08-0067-04