劉雅婧,陸晨浩,趙 騰,丁 超,鞠興榮,袁翔宇,袁 建,*

(1.南京財經(jīng)大學食品科學與工程學院,江蘇南京 210023; 2.安徽糧食工程職業(yè)學院,安徽合肥 230011)

稻谷儲藏不當或干燥不當,脂質在貯藏中容易被酶水解,發(fā)生過氧化反應,產(chǎn)生具有揮發(fā)性的羰基化合物醛類物質,產(chǎn)生霉味。在儲藏過程中,一方面,脂肪氧化酶將脂類中的不飽和脂肪酸氧化成羰基化合物(醛或酮)[1]。另一方面,在脂肪酶的作用下,脂肪會被水解成脂肪酸、甘油等物質,使糧食在儲藏過程中的脂肪酸值增大,導致糧食陳化變質[2]。因此,在稻谷的儲藏過程中,需控制脂肪氧化酶和脂肪酶等酶的活力,防止酶活過高而使稻谷產(chǎn)生霉味和陳化。

張玉榮等[3]使用一定功率微波處理能顯著地降低小麥胚芽脂肪酶活力,起到鈍化脂肪酶的作用。Ruen-Ngam D等[4]通過測定米糠中脂肪酸含量發(fā)現(xiàn),經(jīng)微波處理1 min后,米糠中脂肪酸值急劇下降。錢科盈等[5]研究了不同條件下微波抑制裸燕麥籽粒中脂肪酶的效果,結果發(fā)現(xiàn)微波加熱中設置合適的水分含量、潤麥和包裝條件可以提高滅酶的效果。張志慧等[6]使用1.5 kW/kg的微波劑量,將稻谷處理至50～60 ℃后進行儲藏發(fā)現(xiàn),微波后隨著儲藏時間增加,脂肪酶活力逐漸下降,游離脂肪酸含量逐漸增加,同時脂肪酸組成發(fā)生變化。向芳等[7]采用微波對糙米進行穩(wěn)定化處理(樣品水分含量為21%、微波功率700 W、處理時間100 s),并且優(yōu)化得到最優(yōu)穩(wěn)定工藝,此時糙米的脂肪酶活力較低,同時儲藏后脂肪酸值上升較慢。Lopes等[8]研究了微波對辣根過氧化物酶的影響,研究表明微波處理對辣根過氧化物酶的剩余酶活力有顯著影響,其中微波溫度為60 ℃、功率為60 W，處理30 min后,剩余酶活最低,為16.9%,且此條件處理后過氧化物酶活性沒有得到恢復。然而,通過微波干燥收獲后的稻谷,同時實現(xiàn)稻谷水分的快速降低、抑制脂肪酶活性、提高儲藏穩(wěn)定性和加工品質、進行偏高水分稻谷入倉的相關報道較少。因此,研究微波處理對稻谷中關鍵酶的鈍化效果對偏高水分的稻谷入倉儲藏具有重要意義。

本文從抑制酶活性出發(fā),對比了熱風干燥和微波干燥對稻谷中脂肪酶、脂肪氧化酶和過氧化物酶活性的影響,以提高稻谷儲藏期間的穩(wěn)定性和加工品質,延緩稻谷在儲藏期間的陳化,并在此基礎上對干燥工藝進行改進,采取了微波后對樣品做緩蘇處理(70 ℃于烘箱4 h取出)的方法,以期維持稻谷原有加工品質、食用口感,為響應國家安全儲糧戰(zhàn)略思想提供切實可行的加工方案。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

粳稻(淮陰5號,濕基水分含量17.01%±0.10%) 取自江蘇淮安,實驗前將取回的新鮮稻谷放在保鮮袋中并將其放置在(4±1) ℃冰箱內保存;阿拉伯膠、亞油酸(AR)、對硝基苯酚(AR) 上海麥克林生化科技有限公司;對硝基苯酚棕櫚酸酯(p-NPP) 上海麥克林生化科技有限公司。

XOGZ-7KW連續(xù)隧道式微波干燥生產(chǎn)線 南京先歐儀器制造有限公司;MB-EHR12型陶瓷紅外-熱風聯(lián)合干燥裝置 鎮(zhèn)江美博紅外科技有限公司;101-308電熱鼓風干燥箱 上海蘇進儀器設備廠;MicroMR20-030V-I核磁共振分析儀 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司;UV-1000/2000紫外可見分光光度計 奧豪斯儀器有限公司;Triton X-100 上海麥克林生化科技有限公司;ZT-150型高速多功能粉碎機 永康市展帆工貿(mào)有限公司;JFYZ-II分樣器 蘇州奇樂電子科技有限公司;歐達時探針溫度計 潮州市潮安區(qū)保德儀器具有限公司;TESTO830-S1紅外線測溫儀 德圖德國集團;CP213電子天平(精確度0.001 g) 奧豪斯儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 微波實際功率的測定 先將微波設備分別調至500、1000、1500 W進行預熱,然后分別量取(2000±5) g水并記錄下初始溫度T0放入微波設備中,調整傳送帶速度,加熱120 s后取出用探針溫度計測量水溫為T1,每個功率重復三次,取平均值。根據(jù)下列公式計算設備的實際功率。

其中,C為水的比熱容,J/(kg·℃);m為水的質量,kg;T0為水的初始溫度, ℃;T1為經(jīng)處理后水的溫度, ℃;t為加熱時間,s。

表1 微波設備設定功率及實際功率比較Table 1 Comparison of setting power and actual power of microwave equipment

1.2.2 微波處理稻谷方法 將新收獲的水分含量17.01%±0.1%稻谷除雜脫殼后備用,稱取(760.0±0.5) g平鋪于傳送帶上,稻谷層面積為1155 cm2,稻谷層厚度為(1.0±0.1) cm。首先通過預實驗確定稻谷在不同微波功率下加熱到特定溫度所需時間[9-11],然后在設定功率分別為500、1000、1500 W的條件下,處理2 min后立刻用紅外測溫儀測量稻谷中層中心及同一平面上距離中心相等的四個點的溫度,取平均值作稻谷最終溫度,微波后達到最終溫度分別為50、60、70 ℃。將稻谷使用鐘鼎式分樣器分成兩份,一份緩蘇(70 ℃于烘箱4 h后取出),另一份則不進行緩蘇。取出后室溫下放置24 h后,4 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 熱風處理稻谷方法 將新收獲的水分含量17.01%±0.1%稻谷除雜脫殼后備用,對照組采用熱風60 ℃對樣品進行分段干燥,每10 min取出一份,緩蘇(70 ℃于烘箱4 h后取出),反復干燥至與微波干燥樣品水分含量相同[12-14]。

1.2.4 游離脂肪酸含量的測定 采用GB 5510-2011中苯提取法。取50 g待測稻谷樣品粉碎后過60目篩得到糙米粉,準確稱取(10.00±0.01) g糙米粉于250 mL錐形瓶中,加入50 mL苯振蕩30 min,過濾。取25 mL濾液用標準氫氧化鉀標準溶液滴定。游離脂肪酸的含量以中和每100 g干稻谷中游離脂肪酸所需的KOH毫克數(shù)表示。

1.2.5 稻谷中脂肪酸組成的測定 油脂的提取:稱取新鮮糙米粉10 g,索氏抽提5 h,浸提溫度40 ℃,旋轉蒸發(fā)除去溶劑。

油樣甲酯化:準確稱取提取后的油樣50 mg,加入1.5 mL 1 mol/L KOH-甲醇溶液,放入恒溫振蕩水浴器40 ℃水浴振蕩加熱30 min,使其完全甲酯化。取出后冷卻至室溫,加入正己烷3 mL,充分振搖,混合均勻后靜置2 min至溶液上下分層,使正己烷完全萃取出脂肪酸甲酯。取2 mL上層清液,加入少許無水硫酸鈉,轉移至氣相瓶后進行氣相色譜測定。

氣相色譜分析條件:氫離子化檢測器(FID),SP-2560毛細管柱(100 m×0.25 mm×0.2 μm),進樣口溫度260 ℃,分流比10∶1,進樣量1.0 μL,載氣為氮氣,流速為20 cm/s,升溫程序為:初溫140 ℃保持5 min,后以4 ℃/min的速率升至240 ℃,并保持30 min[15]。

1.2.6 脂肪酶活力測定 采用GB/T 5523-1985中的對硝基苯酚法。粗酶液的制備:將經(jīng)過不同處理后的稻谷進行除雜、脫殼、粉碎、過60目篩后置于保鮮袋中,低溫(4 ℃)于冰箱中儲藏備用。稱取10 g粉碎后的糙米粉置于蒸餾水中,控制料液比為1∶15,溫度為37 ℃,pH7.0,提取時間為1 h,對糙米粉進行粗提。將提取后的料液4000 r/min,離心10 min。取上清液備用。

配制p-NPP底物溶液(0.09 mg/L)和p-NP標準溶液(0.03 mg/L),將p-NP溶液用無水乙醇溶液稀釋成適當?shù)奶荻?加入5 mL 0.5 mol/L的三氯乙酸混合,再加入15 mL 0.5 mol/L NaOH調pH與加酸前一致,分別測定吸光度,繪制吸光度-濃度關系曲線。

取4 mL p-NPP底物溶液,37 ℃預熱5 min后加入1 mL酶液,反應10 min后立即加入5 mL 0.5 mol/L的三氯乙酸混合均勻,放置5 min終止反應,再加入15 mL 0.5 mol/L NaOH調pH,直至pH與反應前一致(將1 mL去離子水替換1 mL酶液,其他條件不變,即得空白),于410 nm測定吸光度。對照標準曲線算出生成的對硝基苯酚濃度,進而計算出酶活力。

脂肪酶酶活力單位定義為:在一定條件下,每分鐘釋放出1 μmol對硝基苯酚的酶量定義為1個脂肪酶活力單位(U)。

計算公式:

其中,X為脂肪酶活力,U/mL;c為對硝基苯酚濃度,μmol/L;V為酸堿調節(jié)后的反應液終體積,mL;V′為酶液的用量,mL;t為作用時間,min。

1.2.7 脂肪氧化酶活力測定 粗酶液制備:將處理后的稻谷脫殼、粉碎、過60目篩后備用。使用磷酸緩沖液(0.1 mol/L,pH6.5)對糙米粉進行粗提,料液比為1∶15,溫度為25 ℃,pH7.0,提取1 h,4000 r/min離心10 min,取上清液即為粗酶液，4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

底物溶液的配制:取0.4 mL亞油酸,加入0.5 mL的質量分數(shù)為10%的NaOH溶液溶解,定容至10 mL。取20 mL上述溶液加入0.1 mL的Tween 20,硼酸緩沖液(0.2 mol/L,pH9.0)定容至100 mL后保存?zhèn)溆谩?/p>

脂肪氧化酶活力測定:取2.8 mL底物溶液加入1 mL粗酶液,混勻后在234 nm波長下觀察吸光度的變化,記錄0、15、30、45 s處的吸光度[16]。之后根據(jù)南京建成試劑盒方法測定脂肪氧化酶活力。

1.2.8 過氧化物酶活力測定 粗酶液制備:同脂肪氧化酶活力測定制備過程。

過氧化物酶活力的測定:將4 mL 反應混合液(磷酸緩沖液2 mL、酶液1 mL、0.05 mol/L 愈創(chuàng)木酚1 mL)和1 mL 質量分數(shù)為2%的過氧化氫溶液加入試管中，立即搖勻并迅速倒入比色皿中,于470 nm波長下用紫外可見分光光度計比色,立刻記錄吸光度值,每30 s記錄1次,記錄4 min,以緩沖液代替酶液作對照[17]。之后根據(jù)南京建成試劑盒方法測定過氧化物酶活力。

1.2.9 酶最適反應溫度和熱穩(wěn)定性的測定 取5 mL粗酶液(1.2.6中提取制備的粗酶液),分別置于30、40、50、60、70、80、90 ℃的水浴鍋里保溫10 min后,檢測酶活力,以最高酶活為100%,分別計算相對酶活力,分析脂肪酶、脂肪氧化酶和過氧化物酶的最適反應溫度。

取5 mL粗酶液分別置于30、40、50、60、70、80、90 ℃的水浴鍋中加熱1 h,檢測酶活力,以最高酶活為100%,分別計算相對酶活力,分析脂肪酶的熱穩(wěn)定性。

1.2.10 酶最適反應pH和pH穩(wěn)定性測定 配制0.2 mol/L不同的4組pH緩沖液(醋酸緩沖液，pH4.0～5.0;檸檬酸緩沖液，pH6.0;磷酸緩沖液,pH7.0～8.0;硼酸緩沖液，pH9.0～10.0),取1.2.6中的粗酶液2 mL分別加入10 mL不同pH的緩沖液,脂肪酶、脂肪氧化酶和過氧化物酶分別在37、25 ℃和室溫下保溫10 min,測定酶活力,以最高酶活力為100%,計算相對酶活力,分析不同處理對脂肪酶最適pH的影響。

取5 mL粗酶液加入20 mL不同pH的緩沖液,混勻后靜置1 h,測酶的pH穩(wěn)定性。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS和Origin 8.0軟件進行數(shù)據(jù)處理,每組樣品三個平行。

2 結果與分析

2.1 不同處理條件對稻谷脂肪酸含量的影響

由圖1可知,原始稻谷的脂肪酸含量較低,經(jīng)過測定為11.12(KOH mg/100 g干基),由于緩蘇組和未緩蘇組脂肪酸的測定需要在室溫下放置24 h進行降溫和平衡水分,在這個過程中導致脂肪酸含量高于原始樣品的脂肪酸值。而經(jīng)過干燥處理的稻谷樣品脂肪酸含量隨著溫度的升高逐漸降低,其中微波1.29 W/g-70 ℃緩蘇組脂肪酸含量最低,這是因為高溫會使脂肪酸降解,同時抑制脂肪酶活力,脂肪酶水解脂肪產(chǎn)生的脂肪酸數(shù)量減少。隨著微波干燥時間增加,稻谷脂肪酸含量先上升后下降,因此顯示高溫下游離脂肪酸穩(wěn)定性較差,較易分解。

圖1 微波干燥對稻谷脂肪酸含量的影響Fig.1 Effects of microwave treatments on fatty acid content of paddy

由表2可知,未經(jīng)處理的稻谷樣品內不飽和脂肪酸含量最高,隨著微波處理溫度上升稻谷內不飽和脂肪酸含量逐漸下降,1.92 W/g-70 ℃條件下稻谷內不飽和脂肪酸含量最低為56.06%,可能是因為熱處理和微波輻射對不飽和脂肪酸有分解作用。與未經(jīng)處理的樣品相比,經(jīng)微波和熱風處理后的樣品反油酸的含量由39.95%分別下降至38.25%、38.23%,表明微波和熱風處理可能會降解反油酸。

表2 不同干燥方式下稻谷脂肪酸的組成Table 2 Composition of fatty acids in rice under different drying methods

2.2 微波處理對三種酶活力的影響

不同處理條件下脂肪酶活力比較如表3所示,選取了與熱風處理過后溫度同為60 ℃的微波樣品組進行對比(緩蘇與未緩蘇)。以未處理的原始樣品酶活為100%,經(jīng)微波和熱風處理后的稻谷脂肪酶、脂肪氧化酶和過氧化物酶的活力均有下降,跟熱風處理相比,微波對稻谷內的三種酶有明顯的抑制作用,其中1.29 W/g-60 ℃微波緩蘇條件下稻谷中脂肪酶、脂肪氧化酶和過氧化物酶活力最低(49.67%),稻谷脂肪酶、脂肪氧化酶、過氧化物酶的滅活率分別為50.33%、63.83%、26.20%。

表3 不同處理條件下三種酶活力的比較Table 3 Comparison of the activities of three enzymes under different treatment conditions

2.3 不同干燥條件對酶的最適反應溫度的影響

由圖2可知,脂肪酶相對酶活最高的溫度范圍在30～40 ℃,表明脂肪酶的最適反應溫度在30～40 ℃之間。當溫度為60 ℃時,稻谷的脂肪酶活力下降至72%。隨著溫度的升高,經(jīng)微波未緩蘇和微波緩蘇處理的樣品其脂肪酶相對酶活下降較快,當溫度為90 ℃時,其脂肪酶的相對酶活分別為52.0%和45.4%；而原始樣品和經(jīng)熱風處理的樣品其相對酶活分別為55.9%和71.1%。

圖2 不同處理條件下脂肪酶的最適反應溫度曲線Fig.2 The optimum reaction temperature curve of lipase under different treatment conditions

由圖3可知,脂肪氧化酶在最適溫度30 ℃條件下反應時,脂肪氧化酶的活力最高。溫度過低時脂肪氧化酶活力較低,較低溫度下脂肪氧化酶活性被抑制,與底物反應不充分;當溫度高于30 ℃時,脂肪氧化酶的活力受到高溫的影響,導致部分酶失活,因此相對酶活較低[18]。當溫度高于40 ℃時,與原始樣品和熱風對照組樣品相比,1.29 W/g緩蘇條件下的脂肪氧化酶隨著溫度的上升,反應速率下降最快,表明微波緩蘇處理對較高溫度下脂肪氧化酶的反應速率有一定影響。

圖3 不同處理條件下脂肪氧化酶最適反應溫度曲線Fig.3 The optimal reaction temperature curve of fat oxidase under different treatment conditions

由圖4可知,隨著溫度的上升過氧化物酶相對酶活均呈先上升后下降的趨勢,反應溫度到達90 ℃時,過氧化物酶相對酶活最低。當溫度在30～40 ℃時,相對酶活最高,在94.82%～100%范圍內,表明稻谷中的過氧化物酶的最適反應溫度為30～40 ℃。當溫度為20 ℃時由于反應溫度較低,過氧化物酶活性未完全得到激活,導致反應速率較低,而當溫度過高時(50～90 ℃)，過氧化物酶的結構可能在高溫下受到破壞,反應受到抑制,因此相對酶活較低[19]。未處理樣品、微波及熱風后樣品中的過氧化物酶的最適溫度范圍并無明顯差異,表明微波或熱風處理并未改變過氧化物酶的反應最適溫度。

圖4 不同處理條件下過氧化物酶最適反應溫度曲線Fig.4 The optimal reaction temperature curve of peroxidase under different treatment conditions

2.4 不同干燥條件對酶的熱穩(wěn)定性的影響

由圖5可知,脂肪酶的相對酶活力隨著溫度的增加呈下降趨勢,當溫度低于40 ℃時,各樣品的脂肪酶活力為100%,而當溫度上升至50 ℃時,經(jīng)不同處理(微波-緩蘇、微波-未緩蘇及熱風處理)后的樣品脂肪酶活力有所下降,分別下降了8.55%、9.24%、0.35%,其中熱風處理后脂肪酶活力下降最為緩慢。當溫度由50 ℃升高至60～90 ℃時,脂肪酶活力急劇下降,相對酶活下降至14.3%～6.7%。相比較于經(jīng)微波處理的樣品,原始樣品和熱風對照組的相對酶活較高,表明經(jīng)微波處理后的樣品熱穩(wěn)定性較差,分析原因可能是微波處理改變了脂肪酶的內部結構,使脂肪酶的耐熱性下降[20]。

圖5 不同處理條件下脂肪酶的熱穩(wěn)定性Fig.5 The thermal stability of lipase under different treatment conditions

由圖6可知,當溫度低于30 ℃時,稻谷脂肪氧化酶的活力基本保持不變，為100%,但當溫度上升至40 ℃及以上時,稻谷的脂肪氧化酶熱穩(wěn)定性下降,且溫度越高相對酶活越低,當溫度上升至80 ℃以上時,稻谷脂肪氧化酶相對酶活趨近于0。表明無論是使用微波將稻谷處理至60 ℃還是使用60 ℃熱風處理稻谷時,均會抑制稻谷內的脂肪氧化酶的活力。經(jīng)熱風和微波處理后的樣品其脂肪氧化酶相對酶活較未處理的稻谷下降快,熱穩(wěn)定性更差,說明微波和熱風干燥對稻谷的脂肪氧化酶均有影響。

圖6 不同處理條件下脂肪氧化酶熱穩(wěn)定性Fig.6 The thermal stability of fat oxidase under different treatment conditions

由圖7可知,溫度低于30 ℃時對稻谷內的過氧化物酶無影響,當溫度高于40 ℃時,過氧化物酶活性隨著溫度降低而下降,溫度達到80 ℃以上時過氧化物酶失活。未經(jīng)處理的樣品熱穩(wěn)定性較好,隨著溫度的上升相對酶活下降較慢,熱風處理樣品其次,微波處理樣品酶活下降最快。引起酶的熱穩(wěn)定性發(fā)生變化的原因可能為微波引發(fā)蛋白質結構的改變[6]。

圖7 不同處理條件下過氧化物酶熱穩(wěn)定性Fig.7 Thermal stability of peroxidase under different treatment conditions

2.5 不同干燥條件對酶的最適pH的影響

由圖8可知,稻谷脂肪酶相對酶活隨著pH的升高先上升后下降,pH為8.0為酶最適pH,在此基礎上過高或過低的pH均會影響稻谷的脂肪酶。比較幾種處理條件下的相對酶活,發(fā)現(xiàn)熱風和微波處理方式對脂肪酶的最適pH影響并不顯著。在pH3～4時,原始樣品的脂肪酶的反應速率較小,而經(jīng)熱風和微波處理后的樣品反應速率相對較大。當pH為8時,脂肪酶對相對酶活為100%,并且脂肪酶相對酶活隨著pH的增加而下降。

圖8 不同處理條件下脂肪酶的最適pHFig.8 The optimal pH of lipase in different treatment conditions

由圖9可知,脂肪氧化酶相對酶活隨著pH的升高先上升后下降,當pH為8.0時為酶最適pH,過高或過低的pH均會影響稻谷的脂肪氧化酶活力,且熱風和微波處理方式對脂肪氧化酶的最適pH影響并不顯著。當pH為8時脂肪氧化酶相對酶活為100%,并且脂肪氧化酶相對酶活隨著pH的增加而下降。在酸性條件下隨著pH的增加,脂肪氧化酶相對酶活上升,pH越小,酶活力越低。因此過酸或過堿的條件均會影響脂肪氧化酶的反應速率,且酸性條件下對脂肪氧化酶的反應速率影響更大,表明堿性條件更適合脂肪氧化酶反應。

圖9 不同處理條件下脂肪氧化酶最適pHFig.9 The optimal pH of fat oxidase under different treatment conditions

圖10為不同處理條件下過氧化物酶的最適pH。由圖10可知,過氧化物酶的最適pH為5～6,在pH為6時相對酶活普遍較高,表明pH為6時最適宜過氧化物酶反應。隨著pH上升,稻谷中過氧化物酶的相對酶活力下降。表明在弱酸性環(huán)境下過氧化物酶反應速率最大,在pH低于或高于6的條件下不適合過氧化物酶反應。

圖10 不同處理條件下過氧化物酶的最適pHFig.10 The optimal pH of peroxidase under different treatment conditions

2.6 不同干燥條件對酶pH穩(wěn)定性的影響

由圖11可知,脂肪酶在不同pH條件下的穩(wěn)定性呈先上升后下降的趨勢。在pH為8左右時,稻谷脂肪酶相對酶活較高。當pH為3.0時相對酶活最低,隨著pH升高,稻谷的酶活逐漸上升。當pH由5.0升至6.0時,稻谷脂肪酶相對活力陡增,表明pH在2～5時對稻谷脂肪酶影響較大。進一步比較微波-未緩蘇、微波-緩蘇和熱風處理后組相對酶活發(fā)現(xiàn),干燥處理對脂肪酶酶活影響不太明顯。

圖11 不同處理條件下脂肪酶的pH穩(wěn)定性Fig.11 The pH stability of lipase under different treatment conditions

由圖12可知,在pH為7～9時,稻谷脂肪氧化酶相對酶活較高,在此pH范圍內對稻谷脂肪氧化酶影響較小,當pH在3～6的酸性條件下時,脂肪氧化酶表現(xiàn)出較低的相對酶活,對酸性條件耐受性較差。經(jīng)微波處理后的稻谷脂肪氧化酶在酸性條件下的相對酶活下降較快,原始樣品和熱風處理后的樣品相對酶活下降較慢。而比較微波后經(jīng)緩蘇和未緩蘇的樣品發(fā)現(xiàn),在酸性條件下微波緩蘇組的脂肪氧化酶相對酶活更低。

圖12 不同處理條件下脂肪氧化酶pH穩(wěn)定性Fig.12 The pH stability of fat oxidase under different treatment conditions

由圖13可知,隨著pH的上升,稻谷過氧化物酶的相對酶活先上升后下降,在pH為5～6時相對酶活最高。經(jīng)微波和熱風處理后過氧化物酶在過酸或過堿的環(huán)境中酶活下降較快,表明微波和熱風處理均會對過氧化物酶產(chǎn)生影響。進一步比較微波-未緩蘇、微波-緩蘇和熱風處理后組相對酶活發(fā)現(xiàn),微波緩蘇組酶活下降最快,熱風處理組次之,表明熱風60 ℃處理和微波輻射對過氧化物酶的pH穩(wěn)定性有一定的影響。

圖13 不同處理條件下過氧化物酶的pH穩(wěn)定性Fig.13 The pH stability of peroxidase under different treatment conditions

3 結論

微波處理對稻谷內脂肪酶、脂肪氧化酶和過氧化物酶的活力有明顯抑制作用,抑制酶活的效果優(yōu)于熱風處理,其中1.29 W/g微波緩蘇條件下稻谷的三種酶活力下降最為明顯,在此條件下稻谷脂肪酶、脂肪氧化酶、過氧化物酶的滅活率分別為50.33%、63.83%、26.20%。微波緩蘇處理對稻谷脂肪酶、脂肪氧化酶和過氧化物酶的最適反應溫度和熱穩(wěn)定性、最適pH和pH穩(wěn)定性也有明顯影響。隨著溫度的升高,經(jīng)微波緩蘇處理的樣品脂肪酶相對酶活下降較快。當溫度高于40 ℃時,微波緩蘇條件下的脂肪氧化酶隨著溫度的上升,反應速率下降最快。微波緩蘇處理后的樣品在溫度升高至90 ℃時,脂肪酶相對酶活下降至6.7%。研究顯示,微波緩蘇處理后的樣品過氧化物酶酶活下降速度同樣最快。pH穩(wěn)定性研究顯示,經(jīng)微波處理后的稻谷脂肪氧化酶在酸性條件下的相對酶活下降較快。比較微波-未緩蘇、微波-緩蘇和熱風處理后組相對酶活發(fā)現(xiàn),微波緩蘇組過氧化物酶酶活下降最快,熱風處理組次之,表明熱風60 ℃處理和微波輻射對過氧化物酶的pH穩(wěn)定性有一定的影響。

熱風和微波處理后三種酶的酶學性質均發(fā)生了變化,而其中微波-緩蘇至60 ℃對三種酶的性質變化影響最為顯著,可以在高水分稻谷入倉前快速有效地抑制酶活,起到延緩儲藏過程中稻谷陳化的作用,進而為我國安全儲糧提供可行方案。