吳本剛，何榮海，潘忠禮，馬海樂,4，*

（1.江蘇大學食品與生物工程學院，江蘇鎮(zhèn)江212013；2.江蘇省農(nóng)產(chǎn)品生物加工與分離工程技術研究中心，江蘇鎮(zhèn)江212013；3.美國農(nóng)業(yè)部西部研究中心，美國加州94710；4.河南科技大學食品與生物工程學院，河南洛陽471039）

米糠微波滅酶及提油工藝研究

吳本剛1,2，何榮海1,2，潘忠禮1,3，馬海樂1,2,4，*

（1.江蘇大學食品與生物工程學院，江蘇鎮(zhèn)江212013；2.江蘇省農(nóng)產(chǎn)品生物加工與分離工程技術研究中心，江蘇鎮(zhèn)江212013；3.美國農(nóng)業(yè)部西部研究中心，美國加州94710；4.河南科技大學食品與生物工程學院，河南洛陽471039）

以新鮮米糠為原料，利用工業(yè)化連續(xù)微波滅酶設備進行滅酶處理，然后對滅酶米糠的提油工藝進行了研究。實驗結(jié)果表明，微波輻射具有很好地降低米糠中解脂酶活性的作用，并且得到最佳處理厚度為0.9cm，處理時間為4min，每小時處理量達到36kg。米糠油浸出的最佳工藝條件是：浸出溫度55℃，浸出時間2h，料液比1∶6，在此條件下米糠油得率達到90.04%，較未滅酶米糠油得率有明顯提高。

米糠，微波，解脂酶，米糠油，提取

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

米糠 由鎮(zhèn)江市恒順米廠提供，水分含量7.1%，粗脂肪含量16.7%；無水乙醚、95%乙醇、酚酞、氫氧化鉀、冰乙酸、異辛烷、碘化鉀、硫代硫酸鈉等 均為分析純。

WXD6S-10型微波設備 微波功率6kW，南京三樂微波技術發(fā)展有限公司；101C-3B型電熱鼓風干燥箱 上海實驗儀器廠有限公司；HH-S型數(shù)顯恒溫水浴鍋 江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；RE-52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠；BS224S型電子天平北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；索氏抽提器 自行組裝。

1.2 實驗方法

1.2.1 微波滅酶處理 新鮮米糠運來30min后，取適量均勻鋪于微波傳送帶上，在6kW功率下進行微波滅酶處理。米糠厚度分別為0.3、0.6、0.9、1.2、1.5cm滅酶4min為一組，米糠厚度為0.9cm處理時間分別為2、4、6、8、10min為一組。處理完后分別將10個樣品混勻，置于室溫下保存并測定水分含量。然后測定保存10d和30d后樣品的酸價及過氧化值，得出微波滅酶的效果，以未經(jīng)過微波滅酶的米糠作為對照組。

1.2.2 米糠油提取工藝及得率計算

米糠油浸提：取100g米糠分別放入圓底燒瓶中，加入不同體積的正己烷，在不同的浸提溫度和浸提時間，進行浸提。然后混合油蒸發(fā)，測定米糠油的質(zhì)量。

米糠油得率（%）=米糠油質(zhì)量/米糠質(zhì)量×100%

1.3 分析方法

粗脂肪含量的測定：GB/T 5512-2008；米糠水分含量的測定：GB/T 5497-1985；米糠油酸價的測定：GB/T 5530-2005 ISO660-1996；米糠過氧化值的測定：GB/T 5538-2005 ISO3960-2001。

2 結(jié)果與討論

2.1 微波滅酶工藝確定

2.1.1 處理厚度對米糠水分含量的影響 準確稱取5份不同處理厚度的滅酶米糠，每份5g置于培養(yǎng)皿中，放入烘箱，105℃下烘3h后取出，置于干燥器內(nèi)至室溫，取出稱重后，再按以上方法進行復烘，每隔30min取出冷卻稱重一次，烘至前后兩次重量差不超過0.005g為止，結(jié)果如圖1所示。

從圖1可知，在微波加熱時間相同的條件下，米糠厚度從0.3cm增加到0.9cm時，水分含量變化不大。隨著米糠厚度的繼續(xù)增加，水分含量呈現(xiàn)逐漸增高的趨勢。這可能是由于米糠厚度在0.9cm以下時，在此微波加熱時間下，米糠中自由水含量已接近蒸發(fā)完畢，隨著米糠厚度的增加，底部米糠水分未能得到充分干燥，故水分含量會進一步增加。所以，米糠厚度為0.9cm是較理想的處理厚度。

圖1 處理厚度對米糠水分含量的影響

2.1.2 處理厚度對米糠酸價的影響 先將5份不同處理厚度的滅酶米糠分別提油，按國標GB/T 5530-2005的方法分別測定保存10d和30d的米糠油酸價，結(jié)果如圖2所示。

圖2 處理厚度對米糠酸價的影響

如圖2所示，在微波加熱時間相同的條件下，保存10d的米糠隨著處理厚度的增加，米糠酸價呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，當米糠厚度增加到1.2cm時，米糠酸價迅速升高。在微波處理30d后，所有處理厚度的米糠酸價均較10d后有所升高，并且隨著米糠厚度的增加，酸價呈現(xiàn)上升趨勢。這是由于處理時間較短或微波功率較小對脂肪酶的鈍化不完全，導致貯藏后期酸價升高[4]。

綜合10d和30d的酸價可以看出，米糠厚度為0.9cm處理時在短時間和較長時間內(nèi)酸價相對較小，說明抑制解脂酶分解油脂效果較明顯，進一步說明滅酶效果較好。

2.1.3 處理厚度對米糠過氧化值的影響 先將5份不同處理厚度的滅酶米糠分別提油，按國標GB/T 5538-2005的方法分別測定保存10d和30d的米糠油的過氧化值，結(jié)果如圖3所示。

圖3 處理厚度對米糠過氧化值的影響

如圖3所示，在微波加熱時間相同的條件下，隨著米糠厚度的增加，保存10d后米糠油的過氧化值基本保持不變，說明短時間內(nèi)，處理厚度對米糠過氧化值影響不大。微波處理30d后，米糠油的過氧化值較10d后整體升高，并且處理厚度在0.9cm以下時過氧化值基本持平，但隨著處理厚度的進一步增加，過氧化值有明顯增高的趨勢。

綜合10d和30d的過氧化值可以看出，米糠厚度為0.9cm處理時在短時間和較長時間內(nèi)過氧化值較小，說明抑制油脂氧化效果較明顯，進一步說明滅酶效果較好。

2.1.4 處理時間對米糠水分含量的影響 準確稱取5份不同處理時間的滅酶米糠，每份5g置于培養(yǎng)皿中，放入烘箱，105℃下烘3h后取出，置于干燥器內(nèi)至室溫，取出稱重后，再按以上方法進行復烘，每隔30min取出冷卻稱重一次，烘至前后兩次重量差不超過0.005g為止，結(jié)果如圖4所示。

圖4 處理時間對米糠水分含量的影響

從圖4可知，在米糠厚度相同的條件下，隨著微波處理時間的延長，米糠水分含量呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。處理時間4min到6min時變化不大，可能是由于在此階段米糠中自由水已經(jīng)流失完畢，隨著處理時間的進一步延長，米糠中結(jié)合水開始流失，導致水分含量進一步下降。但由于時間過長會引起米糠燒焦[3]，故應取處理時間4min較為合適。

2.1.5 處理時間對米糠酸價的影響 先將5份不同處理時間的滅酶米糠分別提油，按國標GB/T 5530-2005的方法分別測定保存10d和30d的米糠油酸價，結(jié)果如圖5所示。

圖5 處理時間對米糠酸價的影響

如圖5所示，在相同處理厚度條件下，隨著處理時間的延長，兩個保存時間的米糠酸價均呈明顯下降趨勢，說明隨著處理時間的延長，滅酶效果較明顯。在微波處理30d后，米糠酸價較處理10d時有明顯升高，并且隨著處理時間的延長，酸價下降較明顯。

綜合10d和30d酸價值可以看出，處理時間在4～ 6min時，酸價值變化不大，綜合考慮能耗問題，故選處理時間為4min在短期及較長時間保存米糠較合理，滅酶效果較好。

2.1.6 處理時間對米糠過氧化值的影響 先將5份不同處理時間的滅酶米糠分別提油，按國標GB/T 5538-2005的方法分別測定保存10d和30d的米糠油的過氧化值，結(jié)果如圖6所示。

圖6 處理時間對米糠過氧化值的影響

如圖6所示，在相同處理厚度的條件下，保存10d后隨著處理時間的延長，過氧化值呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢。這是因為微波加熱引發(fā)油脂氧化反應，能加速油自動氧化，使油過氧化值上升[15]。微波處理30d后，油過氧化值呈現(xiàn)曲折變化。這是因為隨著保存時間的延長，油脂除氧化生成過氧化物外，還有一部分過氧化物分解，使過氧化值出現(xiàn)曲折變化。這一現(xiàn)象也說明，過氧化物只是油脂氧化過程的中間產(chǎn)物，其形成后會逐漸分解[15]。

2.2 米糠油浸出工藝條件確定

新鮮米糠在處理厚度為0.9cm條件下滅酶4min，用正己烷作為浸出溶劑，分別對浸出溫度、浸出時間和料液比進行優(yōu)化實驗，以米糠油得率為考察指標。以未滅酶米糠提油率為對照。

2.2.1 浸出溫度對浸出效果的影響 準確稱取5份滅酶米糠，每份100g，按料液比1∶5（g/mL）加入正己烷，分別在45、50、55、60、65℃下浸出2h，結(jié)果見圖7。

圖7 浸出溫度對米糠油得率的影響

從圖7可知，溫度小于60℃時，提油率隨溫度的升高而增加，溫度超過60℃后，提油率隨溫度的升高而迅速降低。這是由于溫度達到60℃時，正己烷已接近其沸點，如果溫度再上升，溶劑沸騰，使油脂分子擴散困難，影響浸出效果[16]。而當溫度達到55℃時，提油率與60℃基本持平，因此選擇55℃為最佳溫度。

2.2.2 浸出時間對浸出效果的影響 準確稱取5份滅酶米糠，每份100g，按料液比1∶5（g/mL）加入正己烷，分別在55℃下浸出1、1.5、2、2.5、3h，結(jié)果見圖8。

從圖8可知，隨著浸出時間的延長，提油率逐漸升高，而2h后再延長浸出時間提油率增加較少。這是由于浸出2h時，米糠油已經(jīng)接近提取完畢。因此，綜合考慮選擇2h為最佳浸出時間。

圖8 浸出時間對米糠油得率的影響

2.2.3 料液比對浸出效果的影響 準確稱取5份滅酶米糠，每份100g，按不同料液比加入正己烷，在55℃下浸出2h，結(jié)果見圖9。

圖9 料液比對米糠油得率的影響

從圖9可知，隨著料液比的增加，提油率逐漸升高。當料液比達到1∶6時提油率已經(jīng)達到90%，而料液比過大則能耗高，綜合考慮，選擇最佳料液比為1∶6。

以米糠油浸出的最佳工藝條件，浸出溫度55℃，浸出時間2h，料液比1∶6時米糠油得率為90.04%，而未滅酶米糠油得率為85.05%。滅酶米糠對米糠油得率有明顯提高。

3 結(jié)論

3.1 微波滅酶能夠很好地抑制和鈍化米糠脂肪酶和脂肪氧化酶活性，降低米糠酸價值和過氧化值，提高其儲藏性能。得到最佳工藝條件為：處理厚度0.9cm和處理時間4min，在此工藝條件下，米糠每小時處理量為36kg。

3.2 滅酶米糠提油工藝采用正己烷為提取溶劑，通過單因?qū)嶒炑芯苛私釡囟?、浸提時間和料液比對提取率的影響。綜合考慮，選擇最佳提取條件為浸提溫度55℃，浸提時間2h，料液比1∶6，在此工藝條件下，米糠油得率為90.04%，較未滅酶米糠油得率有明顯提高。

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Study on enzyme inactivation by microwave and extraction of rice bran oil

WU Ben-gang1,2,HE Rong-hai1,2,PAN Zhong-li1,3,MA Hai-le1,2,4,*
（1.College of Food and Biological Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang 212013，China；2.JiangsuProvincialResearchCenterofBio-processingandSeparationEngineeringofAgri-products,Zhenjiang212013,China；3.Western Regional Research Center,California 94710,USA；4.College of Food and Biological Engineering，University of Science and Technology，Luoyang 471039，China）

The enzyme inactivation by industrial continuous microwave processing equipment and rice bran oil extraction process of rice bran were studied.According to the change of the index of free fatty acids，the effect of microwave radiating on the lipase of rice bran was studied.The results showed that the best conditions were using thickness of 0.9cm by microwave for 4min and it could deal with 36kg of rice bran per hour.And the best conditions to extract rice bran oil were:extraction temperature 55℃，extraction time 2h，ratio of stuff to solvent 1:6.Under this condition，rice bran oil yield reached 90.04%and oil rate was obviously improved.

rice bran；microwave；lipase；rice bran oil；extraction

TS210.1

B

1002-0306（2011）10-0298-04

米糠是稻谷加工過程中的副產(chǎn)品，約占糙米重量的5%～7%。米糠富含多種營養(yǎng)成分，除含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、糖類外，還含有生育三烯酚、脂多糖、硫辛酸等多種天然抗氧化劑和生物活性物質(zhì)，對人體健康具有重要意義[1-2]。我國是世界上第一產(chǎn)米大國，主要副產(chǎn)物米糠的產(chǎn)量也相當巨大。由于米糠極易變質(zhì)，糙米皮層中所含的脂肪水解酶能夠快速水解米糠脂肪，使酸值在數(shù)小時內(nèi)迅速上升。新鮮米糠的不穩(wěn)定性給米糠儲存、運輸帶來極大困難[3]。所以穩(wěn)定米糠是大幅度提高米糠經(jīng)濟價值的關鍵。穩(wěn)定化方法主要包括：微波加熱處理、熱風干燥處理、遠紅外熱處理、蒸汽處理、擠壓膨化等[4-8]。微波處理具有加熱迅速均勻、穿透速度快、能最大限度地保持物料中活性物質(zhì)和營養(yǎng)成分等特性[9]。前人對微波處理進行了研究[10-12]，但仍然存在一定的局限性。由于前人主要利用微波爐進行滅酶，存在處理量小、難以實現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)等問題，本文針對此問題利用工業(yè)化生產(chǎn)設備，易實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)、節(jié)省勞力、改善勞動條件等優(yōu)越特性。因此，此方法有著極好的應用價值和發(fā)展前景。而米糠制油技術從最初的鮮糠壓榨發(fā)展到直接溶劑浸出，米糠油的生產(chǎn)有了很大飛躍[13]。而制約米糠油提取的關鍵正是米糠油酸價值過高而無法精煉[14]的問題。本文基于我國米糠研究的現(xiàn)狀，先采用工業(yè)化連續(xù)微波技術進行滅酶處理，穩(wěn)定米糠，然后利用溶劑浸出法，對米糠油浸提工藝進行了研究，以期為米糠的滅酶技術及米糠油的生產(chǎn)開發(fā)利用提供依據(jù)。

2010-12-02 *通訊聯(lián)系人

吳本剛（1985-），男，碩士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工。

科技部國際合作項目（2009DFA32000）；江蘇省國際科技合作計劃（BZ2009065）。