米糠是稻谷加工的副產(chǎn)品，包含種皮、糊粉層、亞糊粉層及胚芽、胚乳和碎米。米糠含12%～22%脂質(zhì)，11%~17%蛋白質(zhì)，6%~14%膳食纖維，10%~15%水分以及8%~17%灰分。米糠在產(chǎn)出后糊粉層中脂質(zhì)與橫斷層高活性的脂肪酶、脂肪氧化酶接觸，導(dǎo)致米糠迅速酸敗變質(zhì)，游離脂肪酸含量增速每天可達(dá)5%~7%。目前，熱處理是米糠穩(wěn)定化的主要手段，如蒸汽處理、熱風(fēng)干燥、擠壓膨化、微波加熱等。蒸汽處理易導(dǎo)致米糠濕度過高，不利于油脂浸出。熱風(fēng)干燥處理溫度高，米糠吸濕后，酶易復(fù)性。擠壓膨化易導(dǎo)致米糠蛋白高度變性，且擠壓處理可導(dǎo)致米糠中生育酚降解。微波處理則導(dǎo)致米糠發(fā)生顯著褐變，色澤加深。因此，有必要開發(fā)既能抑制酸敗，同時(shí)對(duì)米糠品質(zhì)低破壞的穩(wěn)定化方法。
紅外干燥具有加熱快、能耗低、營養(yǎng)物質(zhì)破壞少等優(yōu)點(diǎn)。蘇丹等利用紅外穩(wěn)定化米糠，將過氧化物酶活性降至3.91%，儲(chǔ)藏穩(wěn)定性提高5倍以上。利用中波和短波紅外輻照對(duì)米糠進(jìn)行穩(wěn)定化，發(fā)現(xiàn)兩者均獲得顯著的效果，且中紅外輻照對(duì)米糠品質(zhì)影響較小。但是現(xiàn)有研究中，對(duì)紅外穩(wěn)定化米糠的毛油品質(zhì)缺乏深度評(píng)價(jià)。
本研究采用近紅外加熱技術(shù)對(duì)米糠進(jìn)行穩(wěn)定化，以穩(wěn)定化效果及毛油品質(zhì)作為表征指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，并與微波加熱、擠壓膨化和冷凍干燥方法對(duì)比，旨在評(píng)價(jià)近紅外低溫穩(wěn)定技術(shù)的可行性。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.2 米糠相關(guān)指標(biāo)測定
1.2.3 加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)
穩(wěn)定化及新鮮米糠分別采用真空包裝和普通PE包裝，置于38 ℃恒溫箱儲(chǔ)藏28 d，每周不定時(shí)取樣測定其酸值，所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)測定3次。
1.2.4 米糠油萃取
取一定質(zhì)量的米糠置于500 mL三角燒瓶中，按照料液比1∶ 10加入一定體積的正己烷，于氣浴恒溫振蕩搖床中30 ℃下200 r/min振蕩提取30 min，過濾后，將有機(jī)相減壓濃縮脫除正己烷，重復(fù)提取2次，合并2次萃取物于20 mL棕色樣品瓶中，置于-18 ℃儲(chǔ)藏備用。
1.2.5 米糠油品質(zhì)指標(biāo)的測定
酸值測定參照GB/T 5530—2005;色澤測定參照GB/T 22460—2008;生育酚測定參照GB/T 26635—2011;谷維素測定參照金俊等[19]的方法;脂肪酸組成分析參照GB/T 17376—2008和GB/T 17377—2008。
2 結(jié)果與討論
2.1 近紅外低溫穩(wěn)定化工藝確定
2.1.1 加熱溫度的確定
在10~80 min的加熱時(shí)間里，加熱溫度越高，加熱時(shí)間越短，米糠水分含量降低越快。當(dāng)米糠水分含量達(dá)4.13%時(shí)，80 ℃比70 ℃加熱時(shí)間縮短75%。90 ℃加熱20 min水分含量為3.66%，但此溫度穩(wěn)定化的米糠提取的米糠毛油顏色較深，對(duì)米糠品質(zhì)破壞程度大，后期米糠毛油精煉脫色難度增加。綜合考慮，將近紅外加熱溫度設(shè)定為80 ℃。
2.1.2 加熱時(shí)間的確定
將實(shí)驗(yàn)組近紅外輻照(MSWIH)溫度設(shè)為80 ℃，加熱時(shí)間分別為10、25 min和60 min，測定米糠水分含量分別為6.54%、5.09%和3.82%，并以新鮮米糠(水分含量為10.65%)為空白組，分別進(jìn)行加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)。
隨儲(chǔ)藏時(shí)間延長，米糠油的酸值呈增長趨勢。以真空包裝為例，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加熱時(shí)間為60 min時(shí)米糠水分含量低于4%，經(jīng)過28 d的儲(chǔ)藏，酸值(KOH)上升至37 mg/g，是一個(gè)可接受的變化范圍;未經(jīng)任何方法處理的新鮮米糠經(jīng)過28 d儲(chǔ)藏，其酸值(KOH)上升至138 mg/g。真空包裝和普通PE包裝對(duì)于抑制米糠油酸值上升無顯著差異。綜合米糠水分含量和米糠油酸值的變化，本研究確定近紅外加熱的******加熱時(shí)間60 min。
2.2 近紅外穩(wěn)定化處理對(duì)米糠及米糠毛油品質(zhì)的影響
2.2.1 對(duì)米糠品質(zhì)的影響
2.2.1.1 對(duì)米糠儲(chǔ)藏穩(wěn)定性影響
將******工藝條件下穩(wěn)定化處理米糠與其他對(duì)照組進(jìn)行綜合對(duì)比，其中經(jīng)微波加熱(MTE)、擠壓膨化(EP)、冷凍干燥(FD)處理的米糠水分含量分別為6.68%，12.21%和3.23%。
幾種穩(wěn)定化米糠儲(chǔ)藏穩(wěn)定性
經(jīng)過28 d的儲(chǔ)藏，近紅外處理米糠油的酸值(KOH)接近37 mg/g;與其他3種方法結(jié)果一樣，酸值均遠(yuǎn)低于空白組。說明此條件下大部分的脂肪酶和脂肪氧化酶已被破壞，穩(wěn)定化效果較好。
2.2.1.2 對(duì)米糠中脂肪酶和脂肪氧化酶活力的影響
4種穩(wěn)定化方法處理后脂肪酶和脂肪氧化酶活性均呈現(xiàn)下降趨勢。與空白組相比，MSWIH處理后的米糠酶活顯著降低，其中脂肪酶相對(duì)活性降至43.00%，好于FD處理的(58.00%)，但差于MTE(36.00%)和EP處理的(17.00%);脂肪氧化酶相對(duì)活性降至38.47%，與其他3種方法比較的結(jié)果與脂肪酶一致。結(jié)合它們各自對(duì)應(yīng)的水分含量分析發(fā)現(xiàn)，水分含量的高低是抑制脂肪酶酶活的重要因素，當(dāng)水分含量降至4%以下，脂肪酶相對(duì)活性降至40%左右，米糠穩(wěn)定化效果較好且品質(zhì)破壞程度較小;EP的穩(wěn)定化溫度最高，穩(wěn)定化后的米糠水分含量高達(dá)12.21%，滅酶率是4種方法中最高的，但米糠品質(zhì)已被嚴(yán)重破壞。綜合分析，近紅外加熱是一種較為溫和的穩(wěn)定化方法。
對(duì)米糠油中谷維素含量的影響
不同穩(wěn)定化處理米糠油谷維素含量
%
ControlMSWIHMTEFDEP
2.54±0.062.48±0.102.35±0.082.52±0.062.14±0.06
經(jīng)MSWIH處理，米糠油谷維素含量降低較少，谷維素保留率為97.64%，略低于FD組的(99.21%)，高于MTE組(92.52%)和EP組的(84.25%)，在高溫下部分谷維素被破壞[19]，而MSWIH法條件溫和，對(duì)米糠的破壞較小，較大程度保留了原米糠中的谷維素。
2.2.2.3 對(duì)米糠油中主要脂肪酸的影響(見表3)
從表3可知，米糠油中主要不飽和脂肪酸為油酸、亞油酸，兩者的比例接近1∶ 1，不飽和脂肪酸含量與飽和脂肪酸含量的比值約為4.2。MSWIH法與空白組及其他3種穩(wěn)定化方法相比，脂肪酸組成未發(fā)生顯著性變化，說明MSWIH處理對(duì)米糠油的脂肪酸組成無差異性影響。
表3 不同穩(wěn)定化處理米糠油脂肪酸組成及含量%
脂肪酸ControlMSWIHMTEFDEP
2.2.2.4 對(duì)米糠油中生育酚含量的影響(見表4)
生育酚在高溫下可能會(huì)降解[9]。從表4可知，與空白組相比，MSWIH法對(duì)生育酚的破壞很小，其生育酚總量保留率為97.80%;與FD組的相差不大，但高于MTE和EP處理的。擠壓處理和微波加熱均對(duì)米糠中的生育酚造成了顯著的破壞，可見近紅外處理幾乎不破壞米糠中的生育酚。
表4 不同穩(wěn)定化處理米糠油生育酚含量
mg/kg
穩(wěn)定化方法α-生育酚β-生育酚γ-生育酚δ-生育酚總生育酚
3 結(jié) 論
采用近紅外對(duì)米糠進(jìn)行穩(wěn)定化處理，得到的******工藝參數(shù)為：加熱溫度80 ℃，加熱時(shí)間60 min。在******工藝條件下，38 ℃儲(chǔ)藏28 d，米糠酸值(KOH)僅增加15 mg/g。
經(jīng)過與微波加熱、擠壓膨化、冷凍干燥3種穩(wěn)定化方法對(duì)比發(fā)現(xiàn)，經(jīng)近紅外熱處理后，米糠原料中的脂肪酶和脂肪氧化酶活力明顯降低，儲(chǔ)藏穩(wěn)定性明顯提高，米糠油色澤、脂肪酸組成無顯著變化，其中的谷維素和生育酚保留率分別高達(dá)97.64%和97.80%，與冷凍干燥米糠的毛油品質(zhì)沒有顯著差異。綜上，近紅外加熱是一種可靠、低破壞的米糠穩(wěn)定化方法。
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