加工技术-探索钝化处理方法对新鲜米糠耐储性的影响

探索钝化处理方法对新鲜米糠耐储性的影响

◆作者：黄芙蓉*，吴仕辉，郭敏慧，凌家亮

◆单位：广州市华莱科检测技术有限公司   农业农村部微生态资源养殖利用重点实验室

摘要：为了提高新鲜米糠的稳定性，延长其贮藏期。本研究采用高温微压法钝化处理新鲜米糠，并对处理前后米糠的脂肪酶活性进行测定和酸价的监测。结果显示，米糠经过高温（100 ℃）微压（0.2±0.02 kPa）处理4 min的钝化方法后，米糠的脂肪酶活动度仅为4.91 %，跟处理前相比降低了89.6%；钝化后的米糠保存在20 ℃环境中28天，酸价可一直保持在6.13 mg/g以下。该处理方法可以有效钝化米糠的脂肪酶活性，抑制其酸败变质，提高其酸价的稳定性和耐储性。

关键词：米糠；脂肪酶活动度；钝化；酸价

我国是稻米生产大国，年产米糠2000万吨以上（胡文忠，2021）。米糠是稻谷在加工成大米过程中脱皮产生的副产品，主要由种皮、果皮、外胚乳、糊粉层和胚等成分混合而成。米糠虽仅占稻谷重量的5%~7%，但含有油脂、维生素、纤维、微量元素等多种功能性营养物质（高亚楠等，2021），常被誉为“天赐营养源”，是一种具有广泛开发价值的资源。米糠中含油率为16%~24 %，米糠油富含不饱和脂肪酸，亚油酸和油酸分别占其不饱和脂肪酸总量的38%和42%（华钦等，2020）。除了含有丰富的脂肪、蛋白质、糖类、膳食纤维、维生素和矿物质等营养成分外，还含有多种天然抗氧化剂和生理活性物质，如生育酚、生育三烯酚、二十八烷醇、谷维素、角鲨烯等，这些物质对于抗癌、预防心脑血管疾病、降低血脂、增强免疫力、预防便秘和肥胖等具有重要意义（覃发等，2020）。

由于新鲜米糠酸价不稳定、容易酸败变质，从而降低了其使用价值。一些研究表明（乔展等，2012；朱文华等，2000；王金水等，2010；黄亮，2007），米糠中脂肪酶的活性很高，在完整的稻谷中，脂肪酶和油脂分别位于不同部位，不会发生反应。但经碾米后，二者混合，脂肪酶被激活并作用于油脂，并将米糠中的甘油三酯迅速分解为脂肪酸，油脂中的酸性物质（游离脂肪酸）的含量由酸价（AV）来体现（陈亚阳，2022），表现为米糠酸价不断升高，脂肪水解酸败，同时，产生的脂肪酸在一定的条件下分解成过氧化物，以及醛类、酮类物质等，这些物质使米糠产生刺激性气味，摄入后会对人体有害（徐浩等，2017），严重阻碍了米糠的深度开发利用。因此，要延长米糠资源的储藏期、提高其利用率，首先要研究使米糠中脂肪酶失活的方法，让米糠处于稳定状态。目前使米糠稳定化的主要处理方法有物理处理法（干热法、湿热法、挤压法、微波法、低温冷藏法等）、化学处理法（盐酸法、次氯酸钙法等）、生物处理法等，这些方法都可在一定程度上使米糠中的脂肪酶失活，同时可杀灭米糠中的细菌、真菌，以及昆虫等，从而延长新鲜米糠的存储时间（吴一庄，2020）。本文采用充氮气、加热加压等不同的处理方法对新鲜米糠进行钝化处理，以期筛选出绿色环保、经济实用、方便高效的钝化方法和条件，为工业化稳定新鲜米糠，使其耐存储提供参考依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

米糠购于广州市番禺区某米厂；油脂为食品级，磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、氢氧化钾、邻苯二甲酸氢钾、酚酞、无水乙醇和无水乙醚均为分析纯。

1.2仪器与设备

电子分析天平，研钵，微生物用灭菌锅，恒温干燥箱，家用蒸锅，手持数显压力表，数显带探头温度计。

1.3实验方法

1.3.1样品检测

1.3.1.1 米糠中脂肪酶活动度的测定

参照GB/T 5523-2008 《粮油检验 粮食、油料的脂肪酶活动度的测定》。

1.3.1.2 米糠中酸价的测定

参照NY/T 3969-2021《饲料原料 鸡肉粉》附录A 酸价测定方法。

1.3.2样品处理

1.3.2.1模拟不同季节温度条件，监测米糠酸价变化情况

将从米厂购买的新鲜米糠低温冷藏运输至实验室，检测样品酸价的同时将样品分成若干份，用小型饲料袋封装后，分别放置于3个模拟不同季节温湿度的房间里，保持3个房间分别在温度5±2℃，湿度30%±5%（冬季）；温度22±2℃，湿度40%±5%（春秋） 和温度36±2℃，湿度50%±5 %（夏季），每次同时从3个房间各取一份样品，检测米糠的酸价，持续监测77 d。

1.3.2.2米糠钝化方法的选择

将新鲜米糠样品分为3个实验组，第一组为常温有氧对照组；第二组为无氧实验组，即充氮气保护；第三组为高温压力实验组，即米糠用微生物用灭菌锅在高温低压（温度为120℃，压力为0.1 MPa）条件下处理10 min。将3个实验组处理后的样品分成5份封装后均置于22±2℃房间，每次同时取3组样品各一份，检测米糠的酸价，持续监测6d。

1.3.2.3不同温度和压力条件对米糠钝化效果的影响。

1.3.2.3.1基于1.3.2.2中的实验结果，从实际生产能耗方面考虑，探索不同的高温、压力、干热、湿热等钝化方式对米糠钝化效果的影响：由于1.3.2.2实验中用的微生物灭菌锅在升温升压和降温降压的过程中耗时较长，不易快速操作和精确计时，因此，采用家用蒸锅替代微生物用灭菌锅对米糠进行加热处理。将新鲜米糠样品分为5个实验组分别加热5 min，详细条件如表1所示。

将5个实验组处理的米糠样品进行脂肪酶活动度的检测，同时分成5份封装后均置于22±2 ℃房间，每次同时取5组样品各一份，检测米糠的酸价，持续监测6d。

1.3.2.3.2处理时间对米糠钝化效果的影响

将新鲜米糠样品分为5个实验组，第一组为对照组，其它实验组使用家用蒸锅进行高温（蒸汽温度为100 ℃）微压（蒸汽压力为0.2±0.02 kPa）方式分别处理2 min、3 min 、4 min 和5 min。将5个实验组处理的米糠样品进行脂肪酶活动度和水分的检测，同时分成5份封装后均置于22±2 ℃房间，每次同时取5组样品各一份，检测米糠的酸价，持续监测28d。

2结果与分析

2.1米糠在不同环境下的酸价变化情况

监测3种不同环境下的米糠样品酸价的结果如图1，可以看出，在冬季气温较低的环境下，随着储藏时间的延长，米糠的酸价变化很慢，在二十天内均保持在稳定低值的状态，而在36 ℃环境下的米糠酸价呈直线上升趋势，20 ℃环境下储藏前期酸价增长速度较慢，但从第7天开始快速上升，因此，在南方地区尤其是夏天，如何使米糠的保质期延长更耐存储，具有非常重要的意义，也是综合利用米糠的前提和基础。

2.2 米糠钝化方法的选择

将3组不同处理的米糠试验组进行6天酸价的检测结果如图2，从数据来看，常温有氧和无氧氮气实验组的米糠6天内酸价均有大幅上升，说明无氧条件不能阻止米糠在短时间内酸败，因为油脂酸败方式一般有两种，一是水解，二是氧化，油脂水解过程中酸价会上升，但过氧化值无明显变化（华钦等，2020）。米糠经高温微压蒸汽处理后的实验组酸价在前4天内一直保持较低、稳定的水平，这种结果可能是由于高温能使米糠中的脂肪酶失活（华钦等，2000），加压过程中设备的机械能转化为米糠的内能，米糠在微生物灭菌锅内受到的压力、膨胀等作用使其重新组织化，从而达到钝酶的目的（孙明等，2005）。从3组实验结果可以看出，高温低压蒸汽处理方法能使米糠的酸价在一段时间内稳定在低值不变，对米糠的钝化效果最为明显。

2.3不同温度、压力等条件对米糠钝化效果的影响

2.3.1不同加热方式及温度对钝化效果的影响

将米糠通过不同方式的热处理后进行脂肪酶活动度的检测结果如表2，从脂肪酶活动度检测，结果来看，第二、三和第四组，经过烘箱、蒸汽加热等高温处理后的米糠脂肪酶活动度与第一组对照组相比略有降低，只有第五组经过高温微压蒸汽处理后的米糠脂肪酶活动度显著下降，与对照组相比，降低了91%。将5个实验组样品置于温度20±2 ℃，湿度55%±5%条件下进行7天酸价监测，结果如图3。从酸价监测结果可以看出，第二组和第三组用不同温度烘箱处理米糠的钝化效果差异不显著，酸价不断升高的变化趋势与对照组基本一致。第四组高温湿热的钝化效果略优于对照组，而第五组高温微压处理5分钟的实验组米糠的酸价变化幅度最小，7天后的酸价值远低于其它实验组，结合脂肪酶活动度检测结果来看，第五组高温微压蒸汽条件下处理后钝化效果最佳。这可能是由于蒸锅加热过程中，米糠的水分会提高，由于水是良好的传热介质，加压过程中温度分布更均匀，且米糠水分愈高，酶的抗热性愈低（顾尧臣，19878），这样更容易使酶失活。同时也验证了脂肪酶活动度是评价米糠钝化效果的关键指标之一。

2.3.2   处理时间对米糠钝化效果的影响

将米糠通过高温微压蒸汽处理不同时间后进行脂肪酶活动度和水分的检测结果见表3，可以看出，随着处理时间的延长，米糠的水分会不断升高，同时脂肪酶活动度呈负相关，不断降低，其中实验处理4 min和5 min后的米糠脂肪酶活动度均下降至5%以下。将5个实验组样品置于温度20±2 ℃，湿度55%±5%条件下进行28天酸价监测的结果如图4，可以看出，处理4 min和5 min的实验组结果差别不大，酸价最为稳定。参考朱文华（2000）的研究结果，在水分（挤压后）为15%～17%的米糠中钝化了的脂肪酶复活能力，比低水分（挤压后）条件下的米糠来得强，低水分低脂肪酶活动度的米糠品质更稳定。同时从工业化节能的角度综合考虑，最适宜的高温微压处理时间为4 min，对钝化米糠脂肪酶，稳定酸价的效果最好。

3结论

本文研究了新鲜米糠在不同温度环境条件下酸价的变化规律，发现低温干燥的环境（例如冬季）有利于米糠新鲜度的保持，而在其他季节条件下，米糠储存时间往往不能超过1周。通过不同钝化处理方式的对比实验表明，无氧条件对新鲜米糠的酸败没有抑制作用，而通过加热加压处理的方式能有效抑制米糠酸价的快速升高。通过比较不同温度、压力及加热方式对钝化效果的影响，得出高温微压（温度100 ℃，压力0.2±0.02 kPa）蒸汽处理4 min的方式能使米糠中脂肪酶活动度从47.41 %下降到5 %以下，将钝化的米糠置于温度20±2 ℃，湿度55%±5%环境下，连续监测28天该米糠的酸价均保持在7%以内。本研究对新鲜米糠的钝化方法绿色环保、成本低，能有效提高米糠的耐贮性，将对米糠的精深加工应用带来较大的经济效益和社会意义，同时为工业化稳定新鲜米糠提供科学参考。

参考文献：（略）