挤压稳定化全脂米糠室温条件下贮藏期的确定

李凡姝，崔晓彤，王 霞，曹慧英，杨 柳，肖志刚

（1.沈阳师范大学粮食学院，辽宁沈阳 110034；2.沈阳师范大学化学化工学院，辽宁沈阳 110034）

挤压稳定化全脂米糠室温条件下贮藏期的确定

李凡姝1，崔晓彤2，王 霞1，曹慧英1，杨 柳1，*肖志刚1

（1.沈阳师范大学粮食学院，辽宁沈阳 110034；2.沈阳师范大学化学化工学院，辽宁沈阳 110034）

将挤压稳定化米糠置于40，50，60℃的环境中加速贮藏，测定各温度下贮藏挤压稳定化米糠过氧化物酶残余酶活、脂肪酸值、菌落总数、霉菌总数及感官指标随时间的变化情况。根据限制性指标确定2个任意温度下贮藏期的比率Q10，在较短时间内确定稳定化米糠室温条件下的贮藏期。结果表明，挤压稳定化米糠贮藏过程中脂肪酸值最先达到限定值，确定40，50，60℃下的贮藏期分别为119，65，35 d，利用公式推算室温（20℃）下稳定化米糠的贮藏期为385.56 d。

稳定化；全脂米糠；贮藏期；脂肪酸值

0 引言

米糠占稻米总量的6%～8%，是稻谷加工过程中产生的主要副产物，富含稻谷中64%的营养素。米糠中除蛋白、脂肪、淀粉、膳食纤维等主要成分，还含有神经酰胺、γ-氨基丁酸、脂多糖、谷维素、生育酚、VB15等多种生理活性物质［1］。联合国工业发展组织称之为一种很有潜力但未被完全开发的食品原料，美国农业部将米糠誉为“天赐营养源”［2］。

我国稻谷年产量可达2×108t以上，居世界首位；米糠以8%计，年产量可达1 600×104t。尽管我国米糠产量可观、营养价值丰富，但目前米糠的综合利用率仅为10%，资源浪费严重［3-4］。主要由于米糠从糙米上碾下后成为一种性质不稳定的物质，其内部的脂肪水解酶和过氧化物酶迅速催化油脂分解，产生游离脂肪酸，之后在过氧化物酶、光照、微生物等因素的协同作用下，油脂氧化酸败，导致米糠酸败变质［5］。米糠的酸价上升速度极快，在碾下数小时后，就呈现人们很难接受的酸败味，极不耐贮藏，使得米糠的营养价值降低［6-7］。针对米糠的不稳定性质，国内外主要采取酶法、干热法、微波法、挤压法［8-11］等措施提高米糠的贮藏稳定性。

目前，由于试验客观条件的限制，多数研究学者都采用加速贮藏试验来进行米糠稳定化的研究，因而忽略了室温条件下稳定化米糠的贮藏期。因此，试验对稳定化米糠室温条件下的贮藏期进行预测。应用食品贮藏期加速测试（ASLT）的方法，将食品置于1个或几个外在环境因素高于正常水平的环境中，变质反应被加快，利用化学动力学使环境因素被量化，加速的比例也可以计算得出，因此可以在较短的时间内推算出产品在正常贮藏条件下的实际贮藏期［12-13］。本试验稳定化米糠加速贮藏选取的贮藏温度分别为40，50，60℃，并依据公式推算出米糠在室温（20℃）下的贮藏期。有效缩短米糠贮藏期测定周期，对突破米糠贮藏期的限制具有重要的实践意义［14］。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

采用本课题组已经研究的“全脂米糠过氧化物酶挤压钝化”最佳工艺参数［15］，机筒温度135℃，物料含水率22.5%，螺杆转速130 r/min，模孔直径8 mm挤压条件下制得的稳定化米糠，过氧化物酶残余酶活最小值达到0.53%。

石油醚、无水乙醇、磷酸氢二钠、柠檬酸、过氧化氢等，均为国产分析纯。

UV759CRT型紫外可见分光光度计，上海佑科仪器公司产品；YXQ-LS-50G型立式压力蒸汽灭菌锅，上海博迅实业有限公司医疗设备厂产品。

1.2 分析方法

1.2.1 过氧化物酶残余酶活的测定［16］

准确称取2.00g米糠样品，加入pH值6.5的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液50 mL，于25℃恒温水浴锅中磁力搅拌30 min，混合液以4 000 r/min离心10 min，移取上清液10 mL，用pH值6.5的磷酸氢二钠-柠檬酸稀释定容至250 mL，即为粗酶液。分别移取2份上述粗酶液25 mL于小烧杯内，其中1份加入0.5 mL 1%的邻苯二胺（溶于95%乙醇中）和0.5 mL 0.3%过氧化氢溶液于25℃恒温水浴锅中反应5 min后，立即加入1 mL饱和亚硫酸氢钠溶液终止反应，于430 nm处测定吸光度；另1份加入0.5 mL 1%邻苯二胺和饱和亚硫酸氢钠，再加入0.5 mL 0.3%过氧化氢溶液后作为空白。计算式如下：

式中：A——吸光度；

md——样品干基质量，g。

过氧化物酶残余活力用相对酶活力表示（%），公式如下：

1.2.2 菌落总数

参照GB 4789.2—2010。

1.2.3 霉菌总数

参照GB 4789.15—2010。

1.2.4 脂肪酸值

参照GB/T 5510—2011。

1.2.5 感官评定

选择10名接受过“食品感官鉴评”课程培训的师生对贮藏过程中不同贮藏条件下的米糠样品进行感官评定。

米糠感官评价标准见表1。

表1 米糠感官评价标准

1.2.6 挤压稳定化米糠贮藏期测试

将挤压稳定化米糠烘干水分至6%，粉碎过60目筛，取5 000g样品3份，分别置于40，50，60℃的恒温干燥箱中保存，每隔2 d，取样考察米糠脂肪酸值、过氧化物酶残余酶活、菌落总数、霉菌总数及感官指标5项指标。试验设定各指标限值分别为脂肪酸值300 mg KOH/100g、过氧化物酶残余酶活大于4%，菌落总数大于3 700 CFU/g，霉菌总数大于10 CFU/g，感官评分小于75分，选取最先达到的限值为限制性指标。以限制性指标为标准，确定米糠样品在40，50，60℃下的贮藏期。

在给定的温度条件下，产品的品质衰退与时间呈反比例。温差为10℃的2个任意温度下贮藏期的比率Q10=温度为T时的贮藏期/温度为（T+10℃）时的贮藏期［17］。根据所取温度与对应的贮藏期建立线性方程：

式中：X——T测试温度下确定的贮藏期；

Y——T+10℃测试温度下确定的贮藏期。

将不同温度及其对应贮藏期带入公式，即可获得线性系数K，即为Q10。

可根据下面公式推出其他温度的贮藏期。

式中：f1——较高测试温度T1下的贮藏时间；

f2——较低测试温度T2下的贮藏时间；

Δ——T1与T2的温度差。

从而，推算出米糠在室温（20℃）下的贮藏期。

2 结果分析

2.1 过氧化物酶残余酶活的变化

不同温度下贮藏过程中挤压稳定化米糠过氧化物酶残余酶活的变化见图1。

图1 不同温度下贮藏过程中挤压稳定化米糠过氧化物酶残余酶活的变化

米糠经过挤压处理过氧化物酶被大幅度钝化，残余酶活达到0.56%。从图1中可以看出，40℃下贮藏的挤压稳定化米糠过氧化物酶残余酶活随着贮藏时间的延长变化不明显；50℃下贮藏时间延长至90 d后呈现缓慢上升趋势；60℃下贮藏的挤压稳定化米糠在45 d内变化不明显，当贮藏时间超过45 d后过氧化物酶残余酶活呈上升趋势。这可能是由于稳定化米糠在贮藏过程中，小部分过氧化物酶发生“复活”引起的，但各温度贮藏的米糠过氧化物酶残余酶活在贮藏了125 d内始终维持在4%以下，过氧化物酶始终保持较低的活性。因此，单一从过氧化物酶残余酶活指标上来看，各不同温度的稳定化米糠样品在贮藏时间达到125 d时，仍未发生变质。

2.2 脂肪酸值的变化

不同温度贮藏过程中挤压稳定化米糠脂肪酸值含量变化见图2。

图2 不同温度贮藏过程中挤压稳定化米糠脂肪酸值含量变化

从图2中可以看出，随着贮藏时间延长，不同温度下贮藏米糠样品的脂肪酸值随贮藏时间的延长均呈现上升趋势，这是由于稳定化米糠中的油脂在内源酶催化活性很低的情况下，仍然发生缓慢降解生成脂肪酸，导致脂肪酸值的上升［18-19］。40℃下贮藏稳定化米糠样品的脂肪酸值上升较平缓，在贮藏时间为122 d时，脂肪酸值达到305.41 mg KOH/100g超过了限定值300 mg KOH/100g，视为米糠样品变质，因此挤压稳定化米糠置于40℃下能够稳定贮藏119 d，确定在此温度下的贮藏期为119 d。50℃下贮藏的稳定化米糠样品呈现先平缓后急剧上升的变化趋势，在贮藏68 d时，脂肪酸值达到302.30 mg KOH/100g，即视为变质，确定此条件下挤压稳定化米糠贮藏期为65 d。60℃下贮藏的稳定化米糠样品在贮藏过程中，脂肪酸值上升明显，在贮藏时间超过35 d时，脂肪酸值超过300 mg KOH/100g，即稳定化米糠能够在50℃条件下稳定贮藏35 d，此条件下贮藏期为35 d。

2.3 菌落总数的变化考察贮藏期间稳定化米糠菌落总数的变化情况。

不同温度下挤压稳定化米糠菌落总数的变化见表2。

表2 不同温度下挤压稳定化米糠菌落总数的变化/CFU·g-1

从表2可以看出，米糠经过挤压处理，米糠中细菌被大部分杀死，在40℃下加强贮藏125 d的过程中稳定化米糠样品菌落总数始终小于3 700 CFU/g，菌落总数未超标，产品合格［20］；50℃下贮藏的稳定化米糠样品在贮藏105 d后，菌落总数超标，产品变质；60℃下贮藏的稳定化米糠样品菌落总数始终保持上升趋势，在贮藏第75天时，菌落总数达到界限值3 700 CFU/g，之后发生变质。

2.4 霉菌总数的变化

不同温度下挤压稳定化米糠霉菌总数的变化见表3。

表3 不同温度下挤压稳定化米糠霉菌总数的变化/CFU·g-1

从表3可以看出，40℃下贮藏期间霉菌总数均检出＜10 CFU/g，霉菌总数合格；50℃下贮藏第125天时，霉菌总数超标；60℃贮藏75 d时，霉菌总数超标，因此从霉菌总数这一指标可以得出，40℃在125 d内能够稳定贮藏，50℃下可稳定贮藏105 d，60℃下可稳定贮藏60 d。

2.5 感官指标的变化

40℃下贮藏期间挤压稳定化米糠的感官指标变化见表4，50℃下贮藏期间挤压稳定化米糠的感官指标变化见表5，60℃下贮藏期间挤压稳定化米糠的感官指标变化见表6。

表4 40℃下贮藏期间挤压稳定化米糠的感官指标变化

表5 50℃下贮藏期间挤压稳定化米糠的感官指标变化

表6 60℃下贮藏期间挤压稳定化米糠的感官指标变化

从表4可以看出，稳定化米糠在40℃下贮藏过程中性状、色泽基本保持稳定，米糠样品均一、松散且色泽金黄，随着贮藏时间的增加，米糠气味和滋味略有下降，但无油味、苦涩味等异味，总分保持在85分以上，感官品质优良。从表5中可以看出，米糠样品在50℃下贮藏，随着贮藏时间增加，产品性状、气味和滋味呈下降趋势，贮藏125 d时总分低于75分，产品有少许结块并伴有轻微哈喇味，感官品质较差，不能作为食品原料应用于食品加工。由表6中可以看出，米糠感官指标变化明显，各感官指标均下降明显，随着贮藏时间的增加，原本松散的粉末状逐渐结块，浓郁的坚果香气逐渐消散，并出现油脂酸败产生的哈喇味，口感变差，出现酸涩味，贮藏60 d开始，米糠样品感官评价总分低于75分，即不为人感官所接受，视为变质。稳定化米糠在高温下长期贮藏，米糠的脂肪酸值升高，菌落总数、霉菌总数超标，在微生物的作用下，油脂发生氧化酸败，直接影响米糠的感官性质，导致米糠变质。

2.6 挤压稳定化米糠贮藏期推算

经过加速贮藏试验，获得稳定化米糠在不同贮藏温度下过氧化物酶残余酶活、脂肪酸值、菌落总数、霉菌总数及感官指标的测定结果。40℃下贮藏过程中，米糠脂肪酸值最先超过限定值，确定的贮藏期为119 d；50℃下，稳定化米糠样品贮藏至65 d时，脂肪酸值超过限定值，菌落总数、霉菌总数及感官指标均在脂肪酸值超标并继续贮藏的过程中达到各自限定值，脂肪酸值为限制性条件；60℃与50℃条件下的测定结果相似，脂肪酸值先于另外3种指标最快到达限定值。因此，40，50，60℃的贮藏期由脂肪酸值测定结果确定，分别为119，65，35 d。

根据试验选取的温度40，50，60℃与对应的贮藏期带入公式，获得米糠贮藏期方程为：Y=1.8X+2，即Q10为1.8。

因此公式f2=f1·Q10Δ/10可确定为f2=f1·（1.8）Δ/10，根据40℃的贮藏期119 d即可推算得出室温（20℃）下，稳定化米糠贮藏期为385.56 d。

3 结论

依据食品加速贮藏原理，考察挤压稳定化米糠的贮藏特性，最终确定挤压稳定化米糠在室温（20℃）条件下可稳定贮藏385.56 d。因此，在室温条件下，挤压稳定化米糠能够在12个月内保持品质稳定。突破米糠保质期的限制，为米糠进一步加工利用提供保障。

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The Determination of Shelf Life of Extruded Stabilized Full-Fat Rice Bran at Room Temperature

LI Fanshu1，CUI Xiaotong2，WANG Xia1，CAO Huiying1，YANG Liu1，*XIAO Zhigang1
（1.Grain College，Shenyang Normal University，Shenyang，Liaoning 110034，China；2.College of Chemistry and Chemical Engineering，Shenyang Normal University，Shenyang，Liaoning 110034，China）

The storage of stabilized rice bran by extrusion is determined，the extrusion stabilized rice bran is placed 40，50，60℃ environment in accelerate storage，is measured at each temperaturestorage stabilized rice bran extrusion residual peroxidase activity，fatty acid value，the total number of colonies，the total number of fungi and sensory changes over time. According to Q10restrictive index to determine the rate of two arbitrary storage temperatures，the use of chemical dynamics，determine the shelf life of stabilized rice bran at room temperature in a short period of time.The results show that：extrusion stabilized rice bran fatty acid value during storage limit is reached first，to determine the 40，50，60℃storage period under respectively 119，65，35 d，calculated using the formula at room temperature（20℃） stable rice bran storage period is 385.56 d.

stabilized；full-fat rice bran；storage；fatty acid value

TS210.9

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.04.004

1671-9646（2016）04a-0012-05

2016-03-19

国家星火计划重点项目（2015GA650007）；辽宁省“百千万人才工程”资助项目（2013921038）；沈阳市科技创新专项资金项目（F14-104-3-00）。

李凡姝（1991— ），女，在读硕士，研究方向为生物化工。

*通讯作者：肖志刚（1972— ），男，教授，博士生导师，研究方向为粮食油脂及植物蛋白工程。