微波处理对米糠油品质的影响

余诚玮 胡 蓉 付泽建 胡蒋宁 邓泽元*

（1 南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室 南昌 330047

2 国家油茶产品质量监督检验中心 江西赣州 341000）

米糠油是一种营养丰富的植物油，食用后吸收率达90%以上[1]。米糠油中的脂肪酸组成、维生素E、甾醇、谷维素等有利于人体吸收[2]，具有清除血液中胆固醇，降低血脂，促进人体生长发育等作用，因而米糠油是国内外公认的营养健康油[3]。在欧美韩日等发达国家，它是一种与橄榄油齐名的健康营养油，已成为日常健康食用油，且深受高血脂、心脑血管疾患人群喜爱，具有较高的开发价值[4]。我国稻谷年产量在1.9亿t左右，米糠年产量在1 000万t左右，是一种量大面广的油料资源，市场潜力巨大[5]。然而，由于米糠具有易酸败，不易储藏等特性，通常被用作动物饲料，只有10%左右的米糠用来榨油或进一步制备植酸钙、肌醇或谷维素等价值较高的产品[6]，利用率很低。由于脂肪酶的存在，米糠储藏不当，其酸价迅速升高，游离脂肪酸的含量一般在10%～20%，有的甚至达到50%。米糠油中含有如游离脂肪酸、磷脂、色素、生育酚、谷维素等热敏性物质和蜡质，其大大增加了精炼米糠油的难度和中性油损失，尤其增加了碱炼脱酸的损失[7]。如果酸值很高的米糠油采用碱炼法进行脱酸，则精炼率低，炼耗大，并且产生大量的废水和皂脚，对环境造成污染，其中维生素E、谷维素等功能性成分损失也很大[8]。

近几年来，稳定米糠的处理方法引起许多学者的极大兴趣。国内外研究稳定米糠的方法主要包括挤压法、化学稳定法和湿热法等，其中挤压法加热被认为是目前较有实用价值的稳定米糠的方法，而挤压法需要较大的设备投资，处理量不高，操作和维护费用也较大[9]。微波是超高频的电磁波，通过物料时，由于分子摩擦使其能量转化为热能，从而对物料进行均匀、迅速加热，不需要从外到内的热传导过程，作用时间短、效率高[10]，物料温度上升快速，加热的热惯性小、节能、易于控制[12]。微波加热可使脂肪酶产生热变性而失活[11]，是一种有广阔应用前景的方法。然而，对于微波加热灭酶法提高米糠稳定性的研究报道不多。本文就微波处理米糠，对提取的米糠油中酸价、谷维素、脂肪酸及过氧化值的影响进行探讨。

1 材料与方法

1.1 材料及试剂

米糠，江西南昌本地市场；米糠油，苏宁易购网店。

石油醚（沸程30～60℃）；正庚烷、氢氧化钾、酚酞指示剂、无水乙醇、硫代硫酸钠、淀粉指示剂、冰乙酸、异辛烷均为分析纯级。正己烷、乙酸甲酯、草酸-乙酸乙酯、甲醇钠-甲醇溶液均为色谱级。

1.2 仪器与设备

微波炉（G80F20CN2L-B8），格兰仕；高速匀浆机（JJ-1），常州国华电器有限公司；离心机（TDL-5-A），上海安亭科学仪器厂；旋转蒸发仪（RE-2000A），上海亚荣生化仪器厂；紫外可见分光光度仪（LS6），上海仪电分析仪器有限公司；电子分析天平（AR1140）；磁力搅拌机（78），国华；磁力搅拌水浴锅（DF-101S），郑州市亚荣仪器有限公司；气相色谱仪（6890N），美国Agilent公司；氮吹仪（DSY-VI），北京东方精华苑科技有限公司；比较测色仪（WSL-2），上海昕瑞仪器仪表有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 微波处理 将一定量的新鲜米糠（陈谷）粉碎过40目筛，放入2 450MHz 800W微波炉中，分别微波处理0，4，6min，微波处理后的米糠迅速铺开，冷却至室温后用自封袋包装，置室温下保存备用。

1.3.2 米糠油的浸提 称取1.3.1节中不同微波时间的3种米糠样品各300 g，加入1 000mL石油醚，放置搅拌浸提3 h。静置片刻，将上层清液放入离心机中4 200 r/min离心10min，取上清液进行旋转蒸发，挥干石油醚后即可得到粗提米糠油。

1.3.3 米糠油提取率的测定

式中，m——提取的米糠油质量，g；M——提取所用米糠的质量，g。

1.3.4 米糠油色泽的测定 使用GB/T 22460-2008进行测定。将待测样品加入比色池中，将比色池放入罗维朋比色计中，从镜头观察，调节比色片，使镜头中左、右两边的颜色相同，记下比色计读数即可。

1.3.5 米糠油中谷维素的测定 根据郎泊比尔定律，吸光度A与吸光物质的浓度c和吸收池光程长b的乘积成正比。当c以百分浓度为单位，液层厚度为1 cm时，k为该物质的比吸收系数，即A=kbc，按谷维素的吸收系数为350计算。

称取所提取的米糠油0.0700～0.0900 g，置于50mL烧杯中，加10mL正庚烷置于60℃水浴中不断振摇使之溶解，20min后冷却至室温；将其完全转移到50mL容量瓶中，并用正庚烷定容到刻度。在吸光波长为315 nm测得吸光度值。谷维素含量按下式计算：

式中，C——谷维素含量，%；A——样品吸光度；M——样品质量，g。

1.3.6 米糠油中酸价的测定 使用GB 5009.229-2016进行测定。称取上述提取的米糠油3 g于锥形瓶中，加入95%乙醇50mL使试样溶解，之后加入0.5mL滴酚酞指示剂，在水浴中加热至70℃，用0.1mol/L KOH溶液滴定至出现微红色在30 s不消失，记下消耗的碱液毫升数V。

1.3.7 米糠油中脂肪酸的测定

1）油脂甲酯化 称取2mg左右的油脂，加入1.5mL正己烷（色谱级），涡流30 s，再加40μL乙酸甲酯（色谱级）与100μL甲醇钠-甲醇溶液（色谱级），涡流30 s，在37℃水浴下反应20min，然后置于-20℃下冷冻10min，取出后迅速加入60μL草酸（溶于乙酸乙酯）（色谱级），离心取上清液200μL，氮吹仪吹干，加1mL正己烷（色谱级）溶解。

2）测定方法 色谱柱采用CP-Sil88熔融石英毛细管柱；载气为H2，燃烧气为N2、H2和空气；进样口温度250℃，压力169.06 kPa，总流量29.4 mL/min；气相柱的柱压 169.06 kPa，柱内流速1.8 mL/min；炉温为程序升温：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，总测定时间为86min；检测器温度250℃，H2流速30.0mL/min；空气流速 300mL/min；氮气流速 30.0mL/min[14]。

1.3.8 米糠油中过氧化值的测定 使用GB 5009.227-2016进行测定。称取3 g油样，加入50 mL乙酸-异辛烷（体积比3∶2），溶解试样，再加入0.5mL饱和KI溶液，迅速盖好，反应1 min，期间至少摇动锥形瓶3次。然后立即加入蒸馏水30 mL，用0.002mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，至淡黄色时加入淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失为终点。

1.3.9 微波处理对脂肪酶活性的影响测定 使用水提法提取微波处理后米糠中的粗蛋白，其中包含使米糠油酸价上升的脂肪酶。取0.1 g提取出的蛋白溶于1mL水中配成蛋白质溶液，加入米糠油中，储藏一定时间，通过1.3.6节中的酸价测定方法测定酸价上升的幅度，来评价微波处理对脂肪酶活性的抑制作用。

1.4 统计分析

所有数据均为3次重复试验的平均值，表示为平均值±标准差，通过Excel、SPSS20.0数据处理软件处理数据，单因素方差分析比较均值，P＜0.05代表有显著性差异，P＜0.01代表有极显著性差异。

2 结果与分析

2.1 微波处理对米糠油提取率的影响

对同一批米糠进行不同时间的微波处理，相同条件下使用同样提取方法对不同微波时间的米糠进行米糠油提取，所得结果见表1。微波处理过的试验组米糠油的提取率均显著高于未处理的试验组（P＜0.05），这可能是微波破坏了油和细胞基质间联系的化学键特别是共价键，使油的提取率升高[15-16]，也可能是破坏了细胞壁的缘故[17]。

表1 微波处理对米糠油提取率的影响Table1 The effect of microwave treatment on the extraction rate of rice bran oil

2.2 微波处理对米糠油色泽的影响

试验环境相同，取样量一定，提取不同微波时间的米糠油，使用WSL-2型测色仪测定所提取米糠油的色泽，所得结果见表2。食用米糠油经过精炼脱色，颜色最浅，随着微波时间的延长，米糠油的色泽逐渐加深，造成这种现象可能由于微波处理米糠会产生高温，发生美拉德反应，生产褐色物质或脂肪和蛋白质、糖类反应生成深色的有色物质[18-19]，造成了提取的米糠油色泽加深。

表2 油脂色泽的测定Table2 Determination of oil color

2.3 微波处理对米糠油中酸价的影响

由图1可以得出，随着米糠室温保存时间的延长，微波处理0min米糠油酸价在56 d的试验期间，总体呈明显上升趋势且上升幅度很大，酸价从原样的21.0013mg/g上升至56 d的156.9633 mg/g，存在极显著差异（P＜0.01）。经微波处理 4 min后，虽然酸价有所升高，但幅度很小，与对照组差异极显著（P＜0.01）。经微波处理6min的米糠油酸价趋于稳定，显著低于微波处理4min组。表明微波显著抑制了脂肪酶的活性。

图1 米糠油在不同微波处理后的酸价含量变化曲线Fig.1 The curves of the acid value content of rice bran oil after the different microwave processing

2.4 微波处理对脂肪酶活性的影响

由2.3节可知，微波处理抑制了米糠酸价的上升，可能是微波处理抑制了米糠中脂肪酶的活性，使脂肪酶失活[20]。通过将微波处理后米糠中提取的粗脂肪酶加入油中，根据酸价的变化可反映微波处理对脂肪酶活性的影响。

从表3可看出，微波处理后米糠中的脂肪酶活性较未处理的显著下降（P＜0.05），酸价增加较小，微波6min脂肪酶活性最低，其次为微波4 min，表明微波处理可显著抑制脂肪酶活性，增加米糠的储藏稳定性。

2.5 微波处理对米糠油谷维素含量的影响

谷维素是米糠油中一种特有的营养物质，在米糠中的含量一般在2%～2.5%，具有调节植物神经，促进动物生长，改善肠胃功能，阻止机体合成胆固醇，降低血清胆固醇，保护皮肤，促进皮肤微血管循环功能[21]。

图2为3个微波处理时间下米糠在储藏期间谷维素含量的变化。从图中可知，微波处理和存放时间对米糠中谷维素含量影响不大。

2.6 微波处理对米糠油中脂肪酸的影响

从表4可以看出，放置33 d不同微波时间的米糠油中主要几种脂肪酸，如亚油酸和亚麻酸等，含量没有明显变化，表明微波处理对脂肪酸组成的影响不大。

表3 微波处理对米糠中脂肪酶活性的影响Table3 The influence of microwave treatment on lipase activity of rice bran

图2 米糠油在不同微波处理后的谷维素含量变化曲线Fig.2 The curves of the oryzanol content of rice bran oil after the different microwave processing

表4 不同微波处理对米糠油脂肪酸含量的影响Table4 The change of the fatty acids content of rice bran oil after the different microwave processing

（续表4）

2.7 微波处理对米糠油中过氧化值的影响

米糠油从米糠中提取出来的前1个月过氧化值都较低，故本试验从米糠油提取出后第27天开始测定。从表5可以看出，微波处理使米糠中米糠油的过氧化值有所升高，而微波处理对过氧化值的上升有抑制作用，微波处理0，4，6min组，27～62 d过氧化值各上升了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过氧化值上升，微波抑制了酶的活性[15]，故可抑制过氧化值的上升。

表5 不同微波处理米糠油过氧化值含量的影响Table5 The change of the peroxide value content of rice bran oil after the different microwave processing

3 结论

微波处理米糠可以通过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，达到控制米糠酸价的作用，其中以800W微波处理6min效果最佳。同时，微波处理不会对米糠油中的脂肪酸、谷维素、过氧化值等产生影响，不会对米糠油的营养成分产生破坏作用。故微波处理米糠，控制米糠油酸价有待进一步研究。