微波處理對(duì)米糠油品質(zhì)的影響

余誠瑋 胡 蓉 付澤建 胡蔣寧 鄧澤元*

（1 南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南昌 330047

2 國家油茶產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 江西贛州 341000）

米糠油是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的植物油，食用后吸收率達(dá)90%以上[1]。米糠油中的脂肪酸組成、維生素E、甾醇、谷維素等有利于人體吸收[2]，具有清除血液中膽固醇，降低血脂，促進(jìn)人體生長(zhǎng)發(fā)育等作用，因而米糠油是國內(nèi)外公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)健康油[3]。在歐美韓日等發(fā)達(dá)國家，它是一種與橄欖油齊名的健康營(yíng)養(yǎng)油，已成為日常健康食用油，且深受高血脂、心腦血管疾患人群喜愛，具有較高的開發(fā)價(jià)值[4]。我國稻谷年產(chǎn)量在1.9億t左右，米糠年產(chǎn)量在1 000萬t左右，是一種量大面廣的油料資源，市場(chǎng)潛力巨大[5]。然而，由于米糠具有易酸敗，不易儲(chǔ)藏等特性，通常被用作動(dòng)物飼料，只有10%左右的米糠用來榨油或進(jìn)一步制備植酸鈣、肌醇或谷維素等價(jià)值較高的產(chǎn)品[6]，利用率很低。由于脂肪酶的存在，米糠儲(chǔ)藏不當(dāng)，其酸價(jià)迅速升高，游離脂肪酸的含量一般在10%～20%，有的甚至達(dá)到50%。米糠油中含有如游離脂肪酸、磷脂、色素、生育酚、谷維素等熱敏性物質(zhì)和蠟質(zhì)，其大大增加了精煉米糠油的難度和中性油損失，尤其增加了堿煉脫酸的損失[7]。如果酸值很高的米糠油采用堿煉法進(jìn)行脫酸，則精煉率低，煉耗大，并且產(chǎn)生大量的廢水和皂腳，對(duì)環(huán)境造成污染，其中維生素E、谷維素等功能性成分損失也很大[8]。

近幾年來，穩(wěn)定米糠的處理方法引起許多學(xué)者的極大興趣。國內(nèi)外研究穩(wěn)定米糠的方法主要包括擠壓法、化學(xué)穩(wěn)定法和濕熱法等，其中擠壓法加熱被認(rèn)為是目前較有實(shí)用價(jià)值的穩(wěn)定米糠的方法，而擠壓法需要較大的設(shè)備投資，處理量不高，操作和維護(hù)費(fèi)用也較大[9]。微波是超高頻的電磁波，通過物料時(shí)，由于分子摩擦使其能量轉(zhuǎn)化為熱能，從而對(duì)物料進(jìn)行均勻、迅速加熱，不需要從外到內(nèi)的熱傳導(dǎo)過程，作用時(shí)間短、效率高[10]，物料溫度上升快速，加熱的熱慣性小、節(jié)能、易于控制[12]。微波加熱可使脂肪酶產(chǎn)生熱變性而失活[11]，是一種有廣闊應(yīng)用前景的方法。然而，對(duì)于微波加熱滅酶法提高米糠穩(wěn)定性的研究報(bào)道不多。本文就微波處理米糠，對(duì)提取的米糠油中酸價(jià)、谷維素、脂肪酸及過氧化值的影響進(jìn)行探討。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

米糠，江西南昌本地市場(chǎng)；米糠油，蘇寧易購網(wǎng)店。

石油醚（沸程30～60℃）；正庚烷、氫氧化鉀、酚酞指示劑、無水乙醇、硫代硫酸鈉、淀粉指示劑、冰乙酸、異辛烷均為分析純級(jí)。正己烷、乙酸甲酯、草酸-乙酸乙酯、甲醇鈉-甲醇溶液均為色譜級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

微波爐（G80F20CN2L-B8），格蘭仕；高速勻漿機(jī)（JJ-1），常州國華電器有限公司；離心機(jī)（TDL-5-A），上海安亭科學(xué)儀器廠；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RE-2000A），上海亞榮生化儀器廠；紫外可見分光光度儀（LS6），上海儀電分析儀器有限公司；電子分析天平（AR1140）；磁力攪拌機(jī)（78），國華；磁力攪拌水浴鍋（DF-101S），鄭州市亞榮儀器有限公司；氣相色譜儀（6890N），美國Agilent公司；氮吹儀（DSY-VI），北京東方精華苑科技有限公司；比較測(cè)色儀（WSL-2），上海昕瑞儀器儀表有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 微波處理 將一定量的新鮮米糠（陳谷）粉碎過40目篩，放入2 450MHz 800W微波爐中，分別微波處理0，4，6min，微波處理后的米糠迅速鋪開，冷卻至室溫后用自封袋包裝，置室溫下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 米糠油的浸提 稱取1.3.1節(jié)中不同微波時(shí)間的3種米糠樣品各300 g，加入1 000mL石油醚，放置攪拌浸提3 h。靜置片刻，將上層清液放入離心機(jī)中4 200 r/min離心10min，取上清液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，揮干石油醚后即可得到粗提米糠油。

1.3.3 米糠油提取率的測(cè)定

式中，m——提取的米糠油質(zhì)量，g；M——提取所用米糠的質(zhì)量，g。

1.3.4 米糠油色澤的測(cè)定 使用GB/T 22460-2008進(jìn)行測(cè)定。將待測(cè)樣品加入比色池中，將比色池放入羅維朋比色計(jì)中，從鏡頭觀察，調(diào)節(jié)比色片，使鏡頭中左、右兩邊的顏色相同，記下比色計(jì)讀數(shù)即可。

1.3.5 米糠油中谷維素的測(cè)定 根據(jù)郎泊比爾定律，吸光度A與吸光物質(zhì)的濃度c和吸收池光程長(zhǎng)b的乘積成正比。當(dāng)c以百分濃度為單位，液層厚度為1 cm時(shí)，k為該物質(zhì)的比吸收系數(shù)，即A=kbc，按谷維素的吸收系數(shù)為350計(jì)算。

稱取所提取的米糠油0.0700～0.0900 g，置于50mL燒杯中，加10mL正庚烷置于60℃水浴中不斷振搖使之溶解，20min后冷卻至室溫；將其完全轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，并用正庚烷定容到刻度。在吸光波長(zhǎng)為315 nm測(cè)得吸光度值。谷維素含量按下式計(jì)算：

式中，C——谷維素含量，%；A——樣品吸光度；M——樣品質(zhì)量，g。

1.3.6 米糠油中酸價(jià)的測(cè)定 使用GB 5009.229-2016進(jìn)行測(cè)定。稱取上述提取的米糠油3 g于錐形瓶中，加入95%乙醇50mL使試樣溶解，之后加入0.5mL滴酚酞指示劑，在水浴中加熱至70℃，用0.1mol/L KOH溶液滴定至出現(xiàn)微紅色在30 s不消失，記下消耗的堿液毫升數(shù)V。

1.3.7 米糠油中脂肪酸的測(cè)定

1）油脂甲酯化 稱取2mg左右的油脂，加入1.5mL正己烷（色譜級(jí)），渦流30 s，再加40μL乙酸甲酯（色譜級(jí)）與100μL甲醇鈉-甲醇溶液（色譜級(jí)），渦流30 s，在37℃水浴下反應(yīng)20min，然后置于-20℃下冷凍10min，取出后迅速加入60μL草酸（溶于乙酸乙酯）（色譜級(jí)），離心取上清液200μL，氮吹儀吹干，加1mL正己烷（色譜級(jí)）溶解。

2）測(cè)定方法 色譜柱采用CP-Sil88熔融石英毛細(xì)管柱；載氣為H2，燃燒氣為N2、H2和空氣；進(jìn)樣口溫度250℃，壓力169.06 kPa，總流量29.4 mL/min；氣相柱的柱壓 169.06 kPa，柱內(nèi)流速1.8 mL/min；爐溫為程序升溫：45℃保持4min，然后以13℃/min升至175℃，保持27min，再以4℃/min升至215℃，保持35min，總測(cè)定時(shí)間為86min；檢測(cè)器溫度250℃，H2流速30.0mL/min；空氣流速 300mL/min；氮?dú)饬魉?30.0mL/min[14]。

1.3.8 米糠油中過氧化值的測(cè)定 使用GB 5009.227-2016進(jìn)行測(cè)定。稱取3 g油樣，加入50 mL乙酸-異辛烷（體積比3∶2），溶解試樣，再加入0.5mL飽和KI溶液，迅速蓋好，反應(yīng)1 min，期間至少搖動(dòng)錐形瓶3次。然后立即加入蒸餾水30 mL，用0.002mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至淡黃色時(shí)加入淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失為終點(diǎn)。

1.3.9 微波處理對(duì)脂肪酶活性的影響測(cè)定 使用水提法提取微波處理后米糠中的粗蛋白，其中包含使米糠油酸價(jià)上升的脂肪酶。取0.1 g提取出的蛋白溶于1mL水中配成蛋白質(zhì)溶液，加入米糠油中，儲(chǔ)藏一定時(shí)間，通過1.3.6節(jié)中的酸價(jià)測(cè)定方法測(cè)定酸價(jià)上升的幅度，來評(píng)價(jià)微波處理對(duì)脂肪酶活性的抑制作用。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)試驗(yàn)的平均值，表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，通過Excel、SPSS20.0數(shù)據(jù)處理軟件處理數(shù)據(jù)，單因素方差分析比較均值，P＜0.05代表有顯著性差異，P＜0.01代表有極顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波處理對(duì)米糠油提取率的影響

對(duì)同一批米糠進(jìn)行不同時(shí)間的微波處理，相同條件下使用同樣提取方法對(duì)不同微波時(shí)間的米糠進(jìn)行米糠油提取，所得結(jié)果見表1。微波處理過的試驗(yàn)組米糠油的提取率均顯著高于未處理的試驗(yàn)組（P＜0.05），這可能是微波破壞了油和細(xì)胞基質(zhì)間聯(lián)系的化學(xué)鍵特別是共價(jià)鍵，使油的提取率升高[15-16]，也可能是破壞了細(xì)胞壁的緣故[17]。

表1 微波處理對(duì)米糠油提取率的影響Table1 The effect of microwave treatment on the extraction rate of rice bran oil

2.2 微波處理對(duì)米糠油色澤的影響

試驗(yàn)環(huán)境相同，取樣量一定，提取不同微波時(shí)間的米糠油，使用WSL-2型測(cè)色儀測(cè)定所提取米糠油的色澤，所得結(jié)果見表2。食用米糠油經(jīng)過精煉脫色，顏色最淺，隨著微波時(shí)間的延長(zhǎng)，米糠油的色澤逐漸加深，造成這種現(xiàn)象可能由于微波處理米糠會(huì)產(chǎn)生高溫，發(fā)生美拉德反應(yīng)，生產(chǎn)褐色物質(zhì)或脂肪和蛋白質(zhì)、糖類反應(yīng)生成深色的有色物質(zhì)[18-19]，造成了提取的米糠油色澤加深。

表2 油脂色澤的測(cè)定Table2 Determination of oil color

2.3 微波處理對(duì)米糠油中酸價(jià)的影響

由圖1可以得出，隨著米糠室溫保存時(shí)間的延長(zhǎng)，微波處理0min米糠油酸價(jià)在56 d的試驗(yàn)期間，總體呈明顯上升趨勢(shì)且上升幅度很大，酸價(jià)從原樣的21.0013mg/g上升至56 d的156.9633 mg/g，存在極顯著差異（P＜0.01）。經(jīng)微波處理 4 min后，雖然酸價(jià)有所升高，但幅度很小，與對(duì)照組差異極顯著（P＜0.01）。經(jīng)微波處理6min的米糠油酸價(jià)趨于穩(wěn)定，顯著低于微波處理4min組。表明微波顯著抑制了脂肪酶的活性。

圖1 米糠油在不同微波處理后的酸價(jià)含量變化曲線Fig.1 The curves of the acid value content of rice bran oil after the different microwave processing

2.4 微波處理對(duì)脂肪酶活性的影響

由2.3節(jié)可知，微波處理抑制了米糠酸價(jià)的上升，可能是微波處理抑制了米糠中脂肪酶的活性，使脂肪酶失活[20]。通過將微波處理后米糠中提取的粗脂肪酶加入油中，根據(jù)酸價(jià)的變化可反映微波處理對(duì)脂肪酶活性的影響。

從表3可看出，微波處理后米糠中的脂肪酶活性較未處理的顯著下降（P＜0.05），酸價(jià)增加較小，微波6min脂肪酶活性最低，其次為微波4 min，表明微波處理可顯著抑制脂肪酶活性，增加米糠的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。

2.5 微波處理對(duì)米糠油谷維素含量的影響

谷維素是米糠油中一種特有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在米糠中的含量一般在2%～2.5%，具有調(diào)節(jié)植物神經(jīng)，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，改善腸胃功能，阻止機(jī)體合成膽固醇，降低血清膽固醇，保護(hù)皮膚，促進(jìn)皮膚微血管循環(huán)功能[21]。

圖2為3個(gè)微波處理時(shí)間下米糠在儲(chǔ)藏期間谷維素含量的變化。從圖中可知，微波處理和存放時(shí)間對(duì)米糠中谷維素含量影響不大。

2.6 微波處理對(duì)米糠油中脂肪酸的影響

從表4可以看出，放置33 d不同微波時(shí)間的米糠油中主要幾種脂肪酸，如亞油酸和亞麻酸等，含量沒有明顯變化，表明微波處理對(duì)脂肪酸組成的影響不大。

表3 微波處理對(duì)米糠中脂肪酶活性的影響Table3 The influence of microwave treatment on lipase activity of rice bran

圖2 米糠油在不同微波處理后的谷維素含量變化曲線Fig.2 The curves of the oryzanol content of rice bran oil after the different microwave processing

表4 不同微波處理對(duì)米糠油脂肪酸含量的影響Table4 The change of the fatty acids content of rice bran oil after the different microwave processing

（續(xù)表4）

2.7 微波處理對(duì)米糠油中過氧化值的影響

米糠油從米糠中提取出來的前1個(gè)月過氧化值都較低，故本試驗(yàn)從米糠油提取出后第27天開始測(cè)定。從表5可以看出，微波處理使米糠中米糠油的過氧化值有所升高，而微波處理對(duì)過氧化值的上升有抑制作用，微波處理0，4，6min組，27～62 d過氧化值各上升了41.46%，25.06%，16.32%，可能是脂肪酶和脂肪氧合酶的作用使米糠油的過氧化值上升，微波抑制了酶的活性[15]，故可抑制過氧化值的上升。

表5 不同微波處理米糠油過氧化值含量的影響Table5 The change of the peroxide value content of rice bran oil after the different microwave processing

3 結(jié)論

微波處理米糠可以通過微波使米糠中的脂肪酶活力降低甚至失活，降低了脂肪酶水解脂肪酸的能力，達(dá)到控制米糠酸價(jià)的作用，其中以800W微波處理6min效果最佳。同時(shí)，微波處理不會(huì)對(duì)米糠油中的脂肪酸、谷維素、過氧化值等產(chǎn)生影響，不會(huì)對(duì)米糠油的營(yíng)養(yǎng)成分產(chǎn)生破壞作用。故微波處理米糠，控制米糠油酸價(jià)有待進(jìn)一步研究。