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(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010018)

我國(guó)是稻米的生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó),據(jù)農(nóng)業(yè)部2015年發(fā)布的《中國(guó)農(nóng)業(yè)展望報(bào)告(2015-2024)》指出,稻谷是中國(guó)的第二大糧食作物[1],米糠是糙米精碾環(huán)節(jié)產(chǎn)生的副產(chǎn)物,我國(guó)年產(chǎn)米糠高達(dá)1000萬(wàn)噸以上。米糠富集了稻米約80%的營(yíng)養(yǎng),是一種極具開(kāi)發(fā)潛力的谷物資源[2-3],聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織(UNIDO)將米糠定義為“一種未被充分利用的原料”。然而,由于米糠油脂含量較高,稻米的糊粉層中含有活性較高的脂解酶和氧化酶,糙米精碾過(guò)程中這些脂肪酶與米糠中的油脂接觸即引發(fā)酶促氧化,使得米糠后期儲(chǔ)存中極易酸敗變質(zhì),故目前米糠產(chǎn)生后短期內(nèi)迅速飼用仍是其主要利用途徑,儲(chǔ)藏期短導(dǎo)致米糠的有效價(jià)值難以開(kāi)發(fā)利用[4-6]。

米糠的穩(wěn)定化即抑制米糠中油脂的氧化酸敗,保持米糠品質(zhì)穩(wěn)定,從而延長(zhǎng)米糠儲(chǔ)存期,是米糠資源開(kāi)發(fā)利用的首要前提,而鈍化米糠中的各種脂肪酶、抑制酶促氧化是米糠穩(wěn)定化最為行之有效的途徑,各種研究在這一方向持續(xù)展開(kāi),目前米糠的穩(wěn)定手段有化學(xué)破壞法、生物鈍化法(蛋白酶)、物理抑制法(高溫、低溫、輻射、微波)等[7],上述方法均有不同程度的穩(wěn)定效果。微波穩(wěn)定米糠的優(yōu)勢(shì)在于加熱穿透性強(qiáng)、溫度均勻、營(yíng)養(yǎng)損失少等[8],其原理是基于微波的熱效應(yīng)(主要)和非熱生化效應(yīng),以微波超高頻電磁波作用于極性分子使其發(fā)生劇烈摩擦產(chǎn)生熱能,使米糠溫度快速、均衡上升,米糠中的脂解酶受熱變性失活[9-10],采用微波穩(wěn)定米糠的試驗(yàn)研究已有報(bào)道,主要集中于對(duì)微波穩(wěn)定米糠的工藝參數(shù)確定和工業(yè)化實(shí)現(xiàn)以及微波對(duì)米糠重要組分的影響方面[11-13],而對(duì)食品物料中的水分子——這一最常見(jiàn)的強(qiáng)極性分子在微波處理中的增效作用的探索較少涉及。

本實(shí)驗(yàn)依據(jù)水的介電常數(shù)遠(yuǎn)高于米糠干物質(zhì),能夠高速大量吸收微波能量活化,進(jìn)而短時(shí)高效提高米糠溫度的特質(zhì),在前人微波穩(wěn)定化米糠研究的基礎(chǔ)上,采用調(diào)節(jié)原料米糠水分含量的方法利用微波穩(wěn)定米糠,以微波處理后米糠脂肪酶殘余活力和米糠加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)中酸價(jià)增長(zhǎng)情況為主要指標(biāo),通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)考察含水率、微波功率、微波處理時(shí)間對(duì)微波穩(wěn)定效果的影響并優(yōu)化微波穩(wěn)定米糠工藝,達(dá)到穩(wěn)定米糠、節(jié)能降耗和減小熱效應(yīng)對(duì)米糠不利影響等多重目的,為米糠有效成分的利用和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

米糠 由內(nèi)蒙古興安盟扎賚特旗龍鼎農(nóng)業(yè)股份有限公司提供,天然性狀為棕黃色、不規(guī)則碎屑狀的粉質(zhì)顆粒,吸水性良好,前期實(shí)驗(yàn)采用直接干燥法測(cè)得其水分含量為10.83%,索氏提取法測(cè)得其粗脂肪含量為18.9%,凱氏定氮法測(cè)得其粗蛋白含量為13.6%;鄰苯二甲酸氫鉀、氫氧化鈉、95%乙醇、無(wú)水乙醇、酚酞、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、異丙醇、石油醚、氫氧化鈉、硼酸、硫酸、甲基紅、亞甲基藍(lán) 天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司;棕櫚酸對(duì)硝基苯酯 上海士鋒生物科技有限公司;曲拉通-100 北京酷來(lái)搏科技有限公司,試劑均為分析純(AR)。

UV-2450紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì) 日本島津公司;LRH-100CA電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;LWMC-205可調(diào)功率微波化學(xué)反應(yīng)器 南京陵江科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司;SQP電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;QL-866旋渦振蕩器 海門(mén)市其林貝爾儀器制造有限公司;HH-2雙控?cái)?shù)顯電子恒溫水浴鍋、DGX-9053B-1恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海?，攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;K9801凱氏定氮儀 上海析達(dá)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 微波穩(wěn)定化方法 米糠撿除雜質(zhì)后過(guò)40目篩,在米糠原始水分含量基礎(chǔ)上,按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)加入蒸餾水調(diào)制成一定的含水率后裝入耐熱敞口平皿內(nèi),容器置于微波爐內(nèi),設(shè)定一定的功率和加熱一定的時(shí)間進(jìn)行穩(wěn)定化處理,處理完畢立即移出微波爐腔體,同時(shí)以未經(jīng)微波處理米糠為對(duì)照組(CK)。

1.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.2.1 米糠適宜含水率的選取 經(jīng)測(cè)定,米糠原始水分含量為11%,以2%為梯度調(diào)節(jié)原始米糠水分含量,綜合米糠加水后形態(tài),以拌水后潮濕不黏仍呈粉狀為基準(zhǔn),獲得11%(原始)、13%、15%、17%、19%、21%、23%、25%八種不同含水率米糠樣品,微波功率600 W,微波處理時(shí)間90 s,以米糠脂肪酶殘余活力、微波后米糠溫度、外加水分蒸發(fā)率及50 ℃恒溫加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)中米糠酸價(jià)為指標(biāo),選取微波穩(wěn)定米糠的適宜水分含量。

1.2.2.2 微波功率對(duì)增濕米糠穩(wěn)定化效果的影響 以原始米糠和23%含水率米糠為樣本,微波處理時(shí)間90 s,微波功率設(shè)定200、400、600、800 W四水平,以米糠脂肪酶殘余活力、微波后米糠溫度、外加水分蒸發(fā)率及50 ℃恒溫加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)中米糠酸價(jià)為指標(biāo),考察水分對(duì)微波功率的增效作用并選取適宜微波處理功率。

1.2.2.3 微波處理時(shí)間對(duì)增濕米糠穩(wěn)定化效果的影響 以原始米糠和23%含水率米糠為樣本,微波功率600 W,微波處理時(shí)間設(shè)置60、90、120、150 s四個(gè)水平,以米糠脂肪酶殘余活力、微波后米糠溫度、外加水分蒸發(fā)率及50 ℃恒溫加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)中米糠酸價(jià)為指標(biāo),考察水分對(duì)微波處理時(shí)間的增效作用并選取適宜微波處理時(shí)間。

1.2.3 正交試驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,選取含水率、微波功率、微波處理時(shí)間三個(gè)實(shí)驗(yàn)因素,以脂肪酶殘余活力為指標(biāo),對(duì)微波穩(wěn)定米糠條件進(jìn)行三因素三水平優(yōu)化,篩選出最佳工藝條件。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal array design

1.2.4 穩(wěn)定效果指標(biāo)值的測(cè)定

1.2.4.1 脂肪酶殘余活力的測(cè)定 在夏陳[14]、Qian[15]、張磊科[16]等測(cè)定方法基礎(chǔ)上改進(jìn)。將米糠和蒸餾水以質(zhì)量比1∶4 (w/w)混合成懸濁液,旋渦攪拌1 h,室溫下3000 r/min離心10 min,取上清液0.1 mL加入3 mL含0.5%曲拉通的0.1 mol/L磷酸緩沖液(pH7.4)中,再加入0.2 mL質(zhì)量濃度為3.33 mg/mL棕櫚酸對(duì)硝基苯酯的異丙醇溶液,將上述溶液漩渦混合后置于37 ℃水浴加熱4 h,使其充分反應(yīng),之后煮沸終止反應(yīng)再快速冷卻至室溫,室溫下6000 r/min離心4 min,取上清液于405 nm處測(cè)定吸光度,以吸光度為指標(biāo)比較脂肪酶殘余活力。

米糠脂肪酶殘余活力R(%)=m/M×100

式中:R-脂肪酶殘余活力,%;m-微波處理后米糠脂肪酶活力,以吸光度表示,Abs;M-微波處理前米糠脂肪酶活力,以吸光度表示,Abs。

1.2.4.2 微波后米糠溫度的測(cè)定 米糠微波后迅速移出微波爐,以對(duì)角線方式選取中心及四周共5點(diǎn)同時(shí)測(cè)定溫度,取平均值。

1.2.4.3 外加水分蒸發(fā)率的測(cè)定 以增濕米糠微波前后重量之差與米糠外加水重量之比(%)表示:

式中:m微波前-增濕米糠微波前重量,g;m微波后-增濕米糠經(jīng)微波處理再冷卻至常溫后的重量,g;m外加水-米糠所加入的蒸餾水的重量,g。

1.2.4.4 酸價(jià)的測(cè)定 參照GB/T 15684-2015 《谷物碾磨制品 脂肪酸值的測(cè)定》,在室溫下用95%乙醇提取米糠中的游離脂肪酸,用0.05 mol/L標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉乙醇溶液滴定,以標(biāo)準(zhǔn)溶液的耗用量計(jì)算米糠酸價(jià)。

1.2.4.5 加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn) 將上述單因素實(shí)驗(yàn)中不同含水率和微波參數(shù)處理的米糠不加包裝置于白瓷盤(pán)中,儲(chǔ)藏于50 ℃恒溫箱中使米糠在相對(duì)高溫下加速酸敗,并在儲(chǔ)藏4、12、36、72、108 h時(shí)分別測(cè)定米糠酸價(jià),以米糠酸價(jià)變化作為米糠穩(wěn)定化效果判定指標(biāo)之一。

1.2.5 長(zhǎng)期儲(chǔ)存對(duì)比實(shí)驗(yàn)

1.2.5.1 米糠儲(chǔ)藏臨界值的確定 該實(shí)驗(yàn)意在確定當(dāng)米糠酸敗至無(wú)食用價(jià)值時(shí)其酸價(jià)數(shù)值,并將該值作為米糠儲(chǔ)藏的臨界值,即將米糠儲(chǔ)藏臨界狀態(tài)數(shù)值化、指標(biāo)化,后續(xù)實(shí)驗(yàn)利用這一指標(biāo),檢驗(yàn)微波穩(wěn)定米糠到達(dá)該酸價(jià)臨界值的時(shí)間,從而判斷穩(wěn)定效果。實(shí)驗(yàn)采用50 ℃恒溫加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn),將原始米糠儲(chǔ)藏于50 ℃恒溫箱中使原始米糠快速酸敗,選擇10名嗜好型評(píng)價(jià)員組成評(píng)價(jià)小組,每隔2 d進(jìn)行一次感官評(píng)定,并測(cè)定米糠酸價(jià),直至米糠酸敗至其滋氣味不為評(píng)價(jià)員接受,即不可食用時(shí)結(jié)束實(shí)驗(yàn)。嗜好型評(píng)價(jià)人員僅僅從自身的主觀愿望出發(fā),評(píng)價(jià)是否喜歡或接受所評(píng)價(jià)的樣品及喜歡與接受的程度,反映普通消費(fèi)者對(duì)所評(píng)價(jià)樣品的直觀態(tài)度[17],感官指標(biāo)評(píng)定表見(jiàn)表2。

表2 感官評(píng)定表Table 2 Sensory scoring criteria

當(dāng)對(duì)米糠的綜合評(píng)分?jǐn)?shù)平均值在60分以下時(shí),即為米糠儲(chǔ)藏終點(diǎn),測(cè)定所對(duì)應(yīng)的酸值作為米糠食用儲(chǔ)藏期終點(diǎn)指標(biāo)值。

1.2.5.2 長(zhǎng)期儲(chǔ)存對(duì)比實(shí)驗(yàn) 以未穩(wěn)定處理的米糠為對(duì)照,對(duì)按最優(yōu)微波穩(wěn)定工藝處理的米糠和僅以功率800 W、加熱時(shí)間105 s處理的米糠進(jìn)行長(zhǎng)期儲(chǔ)藏對(duì)比實(shí)驗(yàn),定期測(cè)定三組米糠樣品的酸價(jià),以到達(dá)米糠儲(chǔ)藏期終點(diǎn)的酸價(jià)臨界值為指標(biāo),判定三組米糠有效儲(chǔ)藏期限,以驗(yàn)證水分調(diào)節(jié)協(xié)同微波穩(wěn)定的作用效果。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)指標(biāo)平行測(cè)定5次,使用SPSS 20.0軟件中的Duncan法進(jìn)行方差分析和差異性分析,作圖采用Origin Pro V8.6進(jìn)行繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 米糠適宜含水率的選取 水是強(qiáng)極性分子,介電常數(shù)為60～80,而蛋白質(zhì)、淀粉等固體物質(zhì)的介電常數(shù)僅為2～3,因此,食品的水分含量對(duì)微波加熱的影響較其他組分要大得多[18-19],這也說(shuō)明一定范圍內(nèi),水分的增加可以更有效地將微波能量轉(zhuǎn)化為熱能,米糠升溫快速均勻,米糠內(nèi)各種酶受熱失活的速率也更快,故而可以采取向米糠中添加少量水分的方式增強(qiáng)微波穩(wěn)定米糠的效果[20]。

由圖1可知,米糠含水率對(duì)微波抑制米糠脂肪酶活力有較大影響,在相同微波參數(shù)條件下,19%含水率以上的米糠脂肪酶殘余活力下降幅度較大,23%含水率的米糠中脂肪酶殘余活性為各水平最低,說(shuō)明水分確有增強(qiáng)微波能量的功效。但過(guò)多水分亦會(huì)導(dǎo)致微波能量不足以活化全部水分而使熱效應(yīng)降低,抑酶效果下降,由圖1可見(jiàn)25%含水率米糠脂肪酶殘余活力有所回升。故19%～23%水分含量的米糠經(jīng)微波處理后脂肪酶活力有大幅下降,有利于米糠穩(wěn)定。

圖1 不同含水率對(duì)微波米糠脂肪酶殘余活力的影響Fig.1 Effects of water content on residual lipase activity注:a～g表示不同含水率米糠微波處理后脂肪酶殘余活力的差異,顯著性水平α=0.05。

水分蒸發(fā)率越高,說(shuō)明外加水分經(jīng)微波熱效應(yīng)蒸發(fā)散失越多,微波處理后與米糠原始水分含量越接近,則外加水分對(duì)米糠儲(chǔ)存的不利影響越小。由圖2可見(jiàn),19%～23%含水率米糠經(jīng)微波處理后,外加水分蒸發(fā)率近于100%,說(shuō)明外加水分基本蒸發(fā)除去,而其他含水率米糠外加水分蒸發(fā)率均低于90%,即米糠微波后米糠含水率上升,可能對(duì)米糠后期儲(chǔ)存不利。

圖2 不同含水率對(duì)米糠溫度和外加水蒸發(fā)率的影響Fig.2 Effects of different water content on rice bran temperature and added water evaporation rate

由圖3可知,在加速儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)中,微波后原始米糠和增濕米糠的酸價(jià)都較對(duì)照組下降,酸敗得到不同程度的抑制,說(shuō)明微波的抑酶作用確實(shí)使米糠穩(wěn)定性加強(qiáng),其中19%～23%含水率的米糠的酸價(jià)最低,而25%含水率米糠酸價(jià)較19%～23%的米糠稍高,可見(jiàn)該含水率下,微波能量不足以將多余水分蒸發(fā),造成米糠后續(xù)儲(chǔ)藏過(guò)程中水分含量偏高,易于酸敗,不利于儲(chǔ)藏。

圖3 不同含水率米糠經(jīng)微波處理后加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)中酸價(jià)的變化Fig.3 Effects of different water content on rice bran acid value in acceleration storage experiments

故綜合微波后米糠脂肪酶殘余活力、微波后米糠溫度、外加水分蒸發(fā)率、加速儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)中米糠酸價(jià)等指標(biāo)來(lái)看,微波前調(diào)整米糠含水率達(dá)到19%～23%可滿足微波穩(wěn)定所需要的效果。

2.1.2 微波功率對(duì)增濕米糠穩(wěn)定化效果的影響 大部分介質(zhì)吸收微波功率可用公式P=(1/1.8)fE2εrtanδ×10-2計(jì)算,即介質(zhì)吸收微波的功率P與微波頻率f、電場(chǎng)強(qiáng)度的平方E2、介質(zhì)的介電常數(shù)εr及損耗正切tanδ成正比[21],損耗正切tanδ一般估為常數(shù),而f、E都與微波功率有關(guān),所以物料吸收微波的能力總的來(lái)說(shuō)與微波功率和物料介質(zhì)的介電常數(shù)正相關(guān)[22]。

由圖4可知,隨著微波功率增大,原始米糠和增濕米糠(含水率23%)脂肪酶殘余活力均顯著下降,說(shuō)明微波功率確為微波抑酶的重要條件,且含水率23%米糠的脂肪酶殘余活力均顯著低于原始組,表明米糠增濕對(duì)微波功率有明顯增效作用,這也可以從微波熱效應(yīng)的原理解釋,微波功率越大意味著微波電場(chǎng)強(qiáng)度越大,則物料中極性分子(主要是水)受微波交變電場(chǎng)作用引起運(yùn)動(dòng)和摩擦就越強(qiáng)烈,熱效應(yīng)越顯著,對(duì)米糠脂肪酶的抑制作用也就越強(qiáng);且實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),800 W功率微波穩(wěn)定過(guò)程中,原始米糠表面出現(xiàn)焦糊,色澤變深,說(shuō)明米糠受到高溫炙烤,可能發(fā)生美拉德反應(yīng)[23],而含水率23%米糠僅產(chǎn)生米糠香味,色澤稍深,說(shuō)明水分對(duì)米糠有一定保護(hù)作用。

圖4 兩種米糠樣品經(jīng)不同微波功率處理脂肪酶殘余活力的變化Fig.4 Effects of different microwave power treatments on residual lipase activity of two rice bran samples注:a～d表示相同含水率米糠微波處理后脂肪酶殘余活力的差異,A～B表示原始米糠和23%含水率米糠微波處理后脂肪酶殘余活力的差異,顯著性水平α=0.05。

圖5加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)中增濕米糠(含水率23%)酸價(jià)的變化可以看出,400 W以上處理的增濕米糠其酸價(jià)和酸價(jià)的增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯小于對(duì)照組,而經(jīng)800 W處理的增濕米糠酸價(jià)變化最小,同時(shí),要考慮到添加的水分對(duì)米糠儲(chǔ)藏的不利影響,最好能夠利用微波的熱效應(yīng)將外加水分蒸發(fā)除去,結(jié)合圖6所示,600～800 W微波處理的米糠,外加水分蒸發(fā)率近于100%,即外加水分基本去除,綜合以上各因素選擇600～800 W微波功率較為適宜。

圖5 增濕米糠經(jīng)不同微波功率處理后加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)中酸價(jià)的變化Fig.5 Effects of different microwave power treatments on rice bran acid value in acceleration storage experiments

圖6 不同微波功率處理對(duì)增濕米糠溫度和外加水蒸發(fā)率的影響Fig.6 Effects of different microwave power treatments on humidified rice bran temperature and added water evaporation rate

2.1.3 微波處理時(shí)間對(duì)增濕米糠穩(wěn)定化效果的影響 結(jié)合圖8加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)中增濕米糠(含水率23%)酸價(jià)的變化,90～150 s處理的米糠在加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)中酸價(jià)都明顯小于對(duì)照組,證實(shí)90 s以上的微波處理時(shí)間可達(dá)到較好的滅活脂肪酶和抑制酶促氧化效果;且由圖9可見(jiàn),90～120 s微波處理的米糠,外加水分蒸發(fā)率在100%上下,即外加水分基本蒸發(fā)除去,所以平衡水分含量、微波處理時(shí)間與米糠品質(zhì)及加工效率間的關(guān)系,選取微波處理時(shí)間90～120 s為宜。

圖7 兩種米糠樣品經(jīng)不同微波處理時(shí)間脂肪酶殘余活力的變化Fig.7 Effects of different microwave treatment time on residual lipase activity of two rice bran samples注:a～d表示相同含水率米糠經(jīng)不同時(shí)間微波處理后脂肪酶殘余活力的差異,A～B表示原始米糠和23%含水率米糠經(jīng)相同微波時(shí)間處理后脂肪酶殘余活力的差異,顯著性水平α=0.05。

圖8 增濕米糠經(jīng)不同時(shí)間微波處理后加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)中酸價(jià)的變化Fig.8 Effects of different microwave treatment time on rice bran acid value in acceleration storage experiments

圖9 不同微波處理時(shí)間對(duì)增濕米糠溫度和外加水蒸發(fā)率的影響Fig.9 Effects of different microwave treatment time on humidified rice bran temperature and added water evaporation rate

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

由表3的R值可知,對(duì)微波穩(wěn)定米糠影響因素大小依次為:A>B>C,即米糠含水率>微波功率>微波處理時(shí)間;根據(jù)k值,微波加熱米糠脂肪酶殘余活力最低的優(yōu)化水平組合為A3B3C2,即米糠含水率23%、微波功率800 W、加熱時(shí)間105 s。該優(yōu)化條件下驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)測(cè)得脂肪酶殘余活力為20.24%,米糠溫度84 ℃,外加水分蒸發(fā)率113%,可見(jiàn)按此工藝條件處理的米糠,其脂肪酶活力最低,有效降低了脂肪酶對(duì)米糠油脂的水解催化作用,使其不易酸敗而品質(zhì)穩(wěn)定,而微波后米糠溫度和外加水分蒸發(fā)率較為適宜,對(duì)米糠組分和后續(xù)儲(chǔ)藏的負(fù)面影響最低,因此可將A3B3C2作為最優(yōu)工藝方案。

表3 L9(33)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表Table 3 Results of L9(33) orthogonal experiment

2.3 長(zhǎng)期儲(chǔ)存對(duì)比實(shí)驗(yàn)

2.3.1 米糠儲(chǔ)藏臨界值的確定 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4,米糠在加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)的第16 d感官評(píng)分為59.2分,第一次處于60分以下,判定為米糠儲(chǔ)藏終點(diǎn),此時(shí)米糠酸價(jià)為23.63 mg/g,為實(shí)驗(yàn)方便,確定酸價(jià)23 mg/g為米糠儲(chǔ)藏期終點(diǎn)的臨界值。

表4 感官評(píng)價(jià)結(jié)果與對(duì)應(yīng)酸價(jià)Table 4 Sensory evaluation results and AV of rice bran

2.3.2. 長(zhǎng)期儲(chǔ)存對(duì)比試驗(yàn) 以原始米糠為對(duì)照,按照前述最優(yōu)工藝方案的微波功率和處理時(shí)間對(duì)含水率分別為11%和23%的米糠進(jìn)行微波穩(wěn)定,之后將三組樣品保存于同一室溫條件下,每周測(cè)定一次米糠酸價(jià),結(jié)果見(jiàn)圖10所示。

圖10 長(zhǎng)期儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)中米糠酸價(jià)的變化Fig.10 Rice bran acid value change in Long-term storage experiment

由圖10可以看出,三組米糠儲(chǔ)存過(guò)程中到達(dá)酸價(jià)臨界值的時(shí)間有所差異,其中原始對(duì)照組經(jīng)約5周儲(chǔ)藏酸價(jià)已超限,而經(jīng)微波穩(wěn)定的米糠儲(chǔ)藏時(shí)間均有延長(zhǎng),以米糠初始水分狀態(tài)進(jìn)行微波處理的米糠可儲(chǔ)藏至約11周,儲(chǔ)存時(shí)間最長(zhǎng)的是調(diào)節(jié)水分與微波協(xié)同作用的最優(yōu)工藝處理的米糠可達(dá)近17周,是以上二者儲(chǔ)存時(shí)間的3.4倍和1.5倍,據(jù)此驗(yàn)證微波法可有效穩(wěn)定米糠,且基于水分調(diào)節(jié)的微波穩(wěn)定最優(yōu)工藝條件效果顯著。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)以微波抑酶的機(jī)理為切入點(diǎn),重點(diǎn)考察水分在微波抑酶處理中所發(fā)揮的作用,結(jié)論如下:

微波處理可有效抑制米糠脂肪酶活性,穩(wěn)定效果突出,水分對(duì)微波熱效應(yīng)的發(fā)揮確有增效作用,與單純對(duì)米糠施以微波處理相比,人工增濕協(xié)同微波處理的米糠脂肪酶殘余活力均小于前者;所以在米糠微波穩(wěn)定化過(guò)程中選擇合適的水分含量配合微波功率和微波處理時(shí)間對(duì)于米糠穩(wěn)定效果至關(guān)重要。

經(jīng)過(guò)單因素和正交實(shí)驗(yàn)得出對(duì)微波穩(wěn)定米糠影響因素大小依次為:米糠含水率>微波功率>微波處理時(shí)間;微波加熱米糠脂肪酶殘余活力最低的優(yōu)化水平組合為A3B3C2,即米糠含水率23%、微波功率800 W、加熱時(shí)間105 s。該優(yōu)化條件下米糠脂肪酶殘余活力為20.24%,顯示出高抑酶率。

以原始米糠為對(duì)照,對(duì)調(diào)節(jié)水分與微波協(xié)同作用的最優(yōu)工藝處理的米糠和僅微波處理的米糠進(jìn)行長(zhǎng)期儲(chǔ)存對(duì)比實(shí)驗(yàn),定期測(cè)定米糠酸價(jià)以驗(yàn)證基于水分調(diào)節(jié)的最優(yōu)微波工藝方案的穩(wěn)定效果,實(shí)驗(yàn)證明,以調(diào)節(jié)水分與微波協(xié)同作用的最優(yōu)工藝處理的米糠儲(chǔ)存時(shí)間最長(zhǎng)達(dá)17周,分別為原始米糠儲(chǔ)存時(shí)間的3.4倍和僅微波處理米糠的1.5倍,由此證實(shí)基于水分調(diào)節(jié)的微波處理對(duì)米糠穩(wěn)定有顯著效果,使米糠儲(chǔ)存期明顯延長(zhǎng),為米糠的開(kāi)發(fā)利用提供了保障。