控溫和真空儲藏對米糠穩(wěn)定性的研究

華 欽，黃海軍，曹 峰，劉麗麗，劉平穩(wěn)

無錫中糧工程科技有限公司 (無錫 214035)

米糠是稻谷在加工成大米過程中脫皮所產(chǎn)生的副產(chǎn)品，其含油率為15%～20%。米糠油富含不飽和脂肪酸，亞油酸和油酸分別占其不飽和脂肪酸總量的38%和42%，脂肪酸組成符合國際衛(wèi)生組織推薦的最佳比例，并且米糠油富含谷維素、角鯊烯、維生素E、甾醇等多種生理活性物質(zhì)，是一種高營養(yǎng)油品，具有降低血液中低密度膽固醇濃度，預(yù)防人體心腦血管疾病、抗癌、增強免疫力、降低血脂、預(yù)防便秘和肥胖癥等功能，營養(yǎng)價值與茶油、橄欖油相媲美[1-3]。我國是稻谷種植和加工大國，約有8億人口以稻米為主食，2019年度我國稻谷總消費量達19 410萬t，為世界之最。稻谷總消費量巨大，決定著我國也是米糠資源最豐富。2012年全國9 788個規(guī)模以上的大米加工企業(yè)在生產(chǎn)大米的同時，其米糠產(chǎn)量多達1 331萬t，超過了我國2012年大豆1 305萬t的產(chǎn)量[4]。

然而，市場上大規(guī)模加工稻米油的企業(yè)和稻米油產(chǎn)品數(shù)量少。限制米糠開發(fā)利用的最大問題是米糠極易酸敗變質(zhì)，米糠自身所含有的脂肪酶和氧化酶是導(dǎo)致其氧化酸敗的根本原因。國內(nèi)外米糠穩(wěn)定化方法主要包括化學(xué)法、熱處理法、擠壓膨化法、酶處理法和微波處理法等，出于經(jīng)濟性的考慮，這些方法主要適合于大型加工米廠。我國大米加工企業(yè)數(shù)量眾多且大部分為中小企業(yè)，適合中小企業(yè)使用、經(jīng)濟成本較低、操作簡單的米糠穩(wěn)定化技術(shù)非常稀缺，成為制約米糠大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用的技術(shù)瓶頸[5-7]，造成目前大多米糠當(dāng)作廉價飼料使用。

真空包裝和低溫儲藏是食品保質(zhì)保鮮儲藏最常用的兩個技術(shù)手段，目前尚未有同時利用真空包裝和低溫儲藏兩種技術(shù)用來處理米糠穩(wěn)定化的報道。真空包裝技術(shù)成熟，成本低廉。隨著成品糧低溫儲藏的要求，很多中小型大米加工企業(yè)已配置冷庫作為成品糧短期儲藏之地。鑒于常見的穩(wěn)定化措施難以在中小型大米加工廠推廣應(yīng)用，為延長米糠保質(zhì)保鮮儲藏，促進其制油等增值開發(fā)應(yīng)用，本文研究操作簡單、技術(shù)成熟、成本低廉的真空包裝、低溫儲藏等因素對米糠儲藏期的穩(wěn)定性影響，以期篩選出適宜的溫控真空儲藏條件。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試粳米糠：采用南粳46品種加工生產(chǎn)。PE/PA薄膜袋，厚度0.2 mm，市售；乙醚、石油醚、無水乙醇，均為分析純。

1.2 主要儀器與設(shè)備

XPR204型萬分位電子天平，德國梅特勒公司；TU-1810紫外分光光度計，北京普析通用儀器有限公司；NL-301P型封口機，株式會社石崎電機制作所；DZ型真空包裝機，恒鑫包裝機械廠；HW250型恒溫恒濕箱，溫度精度±1 ℃，濕度精度±5%，上海森信實驗儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1樣品處理

所需樣品為同一批次樣品。本文同一批次樣品是指同批次稻谷、同一時間段生產(chǎn)、且間隔時間不超過1 h的樣品。為了確保樣品的新鮮度，供試樣品收集后1 h內(nèi)送至實驗室進行分包和真空密封處理。每個獨立包裝為0.5 kg。真空包裝材料采用目前食品真空包裝常用的PE/PA薄膜袋。

1.3.2儲藏條件

儲藏溫度條件設(shè)為10 ℃、15 ℃、20 ℃和25 ℃四個梯度。供試樣品分成4份，分別儲藏在4個與儲藏溫度條件相對應(yīng)的恒溫恒濕箱內(nèi)，每種條件所存樣品數(shù)量為15份。根據(jù)試驗地區(qū)氣候條件，恒溫恒濕箱內(nèi)濕度條件統(tǒng)一為55%。儲藏后，每間隔3 d隨機選取一份樣品進行檢測。穩(wěn)定性檢測指標(biāo)包括脂肪酸值、粗脂肪、脂肪酶活動度和菌落總數(shù)。

1.3.3測定方法

粗脂肪：GB/T 5512—2008《糧油檢驗：糧食中粗脂肪含量的測定》；脂肪酶活動度：GB/T 5523—2008《糧油檢驗：糧食、油料的脂肪酶活動度的測定》；菌落總數(shù)：GB4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗：菌落總數(shù)測定》：脂肪酸值：GB/T 5510—2011《糧食檢驗 糧食、油料脂肪酸值測定法》。

1.3.4數(shù)據(jù)處理方法

試驗結(jié)果用EXCEL軟件進行制圖，利用DPS數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 脂肪酸值

經(jīng)PE/PA薄膜袋真空包裝后，不同溫度條件儲藏的米糠脂肪酸值變化情況如表1和圖1所示。隨著儲藏時間的延長，脂肪酸值均呈現(xiàn)增長的趨勢，儲藏前期增長速度較快，儲藏后期增長速度較慢，且溫度越低，增長的速度越慢。儲藏30 d后，10 ℃條件儲藏米糠脂肪酸值最小，為36.93 mg/100 kg，增長率為98.33%，25 ℃條件儲藏米糠脂肪酸值最大，為62.66 mg/100 kg，增長率為236.52%。顯著性分析表明，不同溫度條件下的米糠脂肪酸值存在極顯著性差異(P<0.01)。試驗結(jié)果表明，通過PE/PA薄膜袋真空包裝處理且在控溫條件下儲藏米糠，在減緩脂肪酸值上升方面，溫度的高低與米糠脂肪酸值的大小呈現(xiàn)正相關(guān)，即溫度越低，越有利于減緩米糠脂肪酸值的上升。

表1 米糠脂肪酸值 mg/100 g

注：圖中字母相同表示無顯著性差異，字母不同表示存在顯著性差異)(P<0.01，大寫字母)水平。采用Duncan新復(fù)極差法比較。下圖同。

2.2 粗脂肪含量

米糠中的脂肪含量約為16%～24%，且80%以上為不飽和脂肪酸，在較高的空溫度和濕度條件下，能提高米糠中脂肪酶的活性，使米糠中的脂肪迅速轉(zhuǎn)化為游離脂肪酸，失去經(jīng)濟實用價值。經(jīng)PE/PA薄膜袋真空包裝后，不同溫度條件儲藏的米糠粗脂肪含量變化情況如表2和圖2所示。隨著儲藏時間的延長，各處理條件下的米糠粗脂肪含量均呈現(xiàn)下降趨勢，且溫度越低，下降的越慢。儲藏30 d后，25 ℃儲藏條件下米糠粗脂肪含量為15.48%，下降了25.72%；10 ℃儲藏條件下米糠粗脂肪含量為17.63%，下降了15.40%。顯著性分析表明，儲藏30 d后的米糠粗脂肪含量降低率之間存在著極顯著性差異(P<0.01)。試驗結(jié)果表明，通過PE/PA薄膜袋真空包裝處理且在控溫條件下儲藏米糠，能夠有效減緩粗脂肪含量下降，且溫度的高低與米糠脂肪酸值的大小呈負(fù)相關(guān)，即溫度越低，越有利于減緩米糠粗脂肪含量下降。

表2 米糠粗脂肪含量 %

圖2 粗脂肪含量降低率

2.3 脂肪酶活動度

米糠敗壞的主要原因是其自身含有活有極高的脂肪酶。經(jīng)PE/PA薄膜袋真空包裝后，不同溫度條件儲藏的米糠脂肪酶活動度變化情況如圖3和圖4所示。隨著儲藏時間的延長，各處理條件下的米糠脂肪酶活動度均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，其中，10 ℃和15 ℃處理條件下米糠脂肪酶活動度于儲藏第6 d后分別達到最大值23.15 mg/g、23.63 mg/g后開始下降，于儲藏第30天后分別達到5.19 mg/g、6.68 mg/g，分別下降了73.05%、65.32%，20 ℃和25 ℃處理條件下米糠脂肪酶活動度于儲藏第9 d后分別達到最大值28.40 mg/g、33.81 mg/g后開始下降，于儲藏第30 d后分別達到6.91 mg/g、7.08 mg/g，分別下降了64.12%和63.24%，30 d后各處理條件米糠脂肪酶活動度的大小與溫度的高低呈正相關(guān)，即溫度越高，米糠脂肪酶活動度值越大，溫度越低，米糠脂肪酶活動度值越小。經(jīng)顯著性分析表明，30 d后各處理條件米糠脂肪酶活動度的降低率之間存在極顯著性差異(P>0.01)。試驗結(jié)果表明，通過PE/PA薄膜袋真空包裝處理且在控溫條件下儲藏米糠，能有效控制脂肪酶活動度；同時，溫度越低，越有利于控制米糠脂肪酶活動度。

圖3 脂肪酶活動度變化情況

圖4 脂肪酶活動度降低率

2.4 菌落總數(shù)

菌落總數(shù)是體現(xiàn)米糠衛(wèi)生安全的重要指標(biāo)，經(jīng)檢測，原始米糠樣品菌落總數(shù)為2.93×108CFU/g，如圖5所示，經(jīng)PE/PA薄膜袋真空包裝后，不同溫度條件儲藏的米糠菌落總數(shù)經(jīng)30 d儲藏期后均表現(xiàn)為下降，其中10 ℃處理條件米糠菌落總數(shù)最小，為2.6×106CFU/g 15 ℃次之，25 ℃最高，各溫度條件下的米糠菌落總數(shù)均下降了兩個數(shù)量級。試驗結(jié)果表明，通過PE/PA薄膜袋真空包裝處理且在控溫條件下儲藏，能有效降低米糠的菌落總數(shù)；同時，溫度越低，越有利于降低米糠菌落總數(shù)。

3 結(jié)論

通過PE/PA薄膜袋真空包裝處理且在10 ℃～25 ℃控溫條件下儲藏對米糠穩(wěn)定性作用的效果依次為10 ℃>15 ℃>20 ℃>25 ℃,其中，10 ℃控溫儲藏條件下，供試米糠經(jīng)30 d儲藏期后，脂肪酸值上升了98.33%，粗脂肪含量降低了15.40%，脂肪酶活動度上升了73.05%，菌落總數(shù)下降了兩個數(shù)量級。試驗結(jié)果表明，PE/PA薄膜袋真空包裝能在一定程度上抑制米糠的酸敗，減少微生物總量、穩(wěn)定感官品質(zhì)，有利于保護米糠的儲藏品質(zhì)；同時，利用低溫和PE/PA薄膜袋真空包裝條件儲藏米糠，更好的提高了米糠儲藏的穩(wěn)定性，因此，米糠原料資源加工利用前的運輸保存，可以選擇方便可行、經(jīng)濟成本低的PE/PA薄膜袋真空包裝以及低溫運輸儲藏，穩(wěn)定原料品質(zhì)，提高米糠加工利用價值。

米糠作為稻米油以及其他營養(yǎng)成分提取等高附價值開發(fā)，最重要的是保持原料的新鮮度。通過研究PE/PA薄膜袋真空包裝低溫儲藏條件下米糠穩(wěn)定性變化規(guī)律，建立一種尤其是適合于中小大米加工企業(yè)開發(fā)應(yīng)用的操作簡單、使用成本低的米糠保質(zhì)保鮮技術(shù)，為米糠高附價值開發(fā)提供了技術(shù)支撐。同時，雖然溫度越低，保質(zhì)保鮮效果更佳，但溫度控制所耗能耗費用越高。本文研究結(jié)論為相關(guān)企業(yè)根據(jù)實際需求，選擇適宜的儲藏溫度，實現(xiàn)成本最小和利益最大化提供技術(shù)支撐。

證實了PE/PA薄膜袋真空包裝能在一定程度上抑制米糠的酸敗，減少微生物總量、穩(wěn)定感官品質(zhì)，利于保護米糠的儲藏品質(zhì)。同時，利用低溫和PE/PA薄膜袋真空包裝條件儲藏米糠，更好的提高了米糠儲藏的穩(wěn)定性，因此，米糠原料資源加工利用前的運輸保存，可以選擇方便可行的PE/PA薄膜袋真空包裝以及低溫運輸，穩(wěn)定原料品質(zhì)，提高米糠加工利用價值。