張 楠 葛鑫會 - 石 琳 程永強 - 張秀清 -

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

麥胚作為小麥加工副產(chǎn)物之一，富含功能蛋白、活性肽類、凝集素、多糖等多種活性物質(zhì)[1-2]。其含油率達11%,且麥胚中的脂肪酶、脂肪氧化酶活性較高[3-5]，脂肪酶能催化油脂中的三酰甘油水解為高級脂肪酸和甘油，而脂肪氧化酶則催化不飽和脂肪酸如亞油酸氧化，生成氫過氧化物，并進一步分解生成揮發(fā)性的醛和酮等，從而發(fā)生酸敗[6-7]。麥胚通過研磨從小麥籽粒中脫離時，麥胚中的細胞間隔被破壞，內(nèi)源酶與油脂等底物接觸更加充分[8]。

過熱蒸汽是對飽和蒸汽進行加熱而產(chǎn)生的一種高于飽和溫度的水蒸氣(120～400 ℃)，其處理食品原料具有無氧性、熱效率高、鈍酶速率快、受熱均勻、營養(yǎng)流失少等優(yōu)點[9-11]，被廣泛應(yīng)用于原料的干燥、鈍酶、殺菌等方面[12-14]。研究擬以新鮮麥胚為原材料，研究過熱蒸汽處理對麥胚脂肪酶和脂肪氧化酶的鈍化作用，通過正交試驗確定最優(yōu)處理條件，并通過加速貯藏試驗考察其穩(wěn)定化處理效果，旨在為麥胚的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

小麥胚芽：出廠后立即放置在密封袋中于-18 ℃貯藏，山東永樂食品有限公司；

橄欖油、亞油酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、氫氧化鈉、鹽酸、無水乙醚、吐溫-20等：國產(chǎn)分析純。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

過熱蒸汽烤箱：350 Steam DC oven型，日本NAOMOTO公司；

電熱鼓風(fēng)干燥箱：DHG-9070A型，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；

恒溫恒濕培養(yǎng)箱：HWS智能型，寧波江南儀器廠；

恒溫震蕩培養(yǎng)箱：HZQ-X100型，太倉市實驗設(shè)備廠；

紫外可見分光光度計：T6型，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；

精密色差儀：3nh NR60CP型，上海高致精密儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 過熱蒸汽處理小麥胚芽的工藝優(yōu)化 過熱蒸汽處理時每次投料量為40 g，將其鋪成1 cm厚度的均勻薄層。選取過熱蒸汽處理溫度、處理時間、蒸汽流量3個因素，以脂肪酸值、脂肪酶活性和脂肪氧化酶活性為指標，進行L9(33)正交試驗，確定過熱蒸汽處理小麥胚芽的最優(yōu)工藝條件。

1.2.2 脂肪酶活動度測定 按GB/T 5523—2008《糧油檢驗 糧食、油料的脂肪酶活動度的測定》執(zhí)行，按式(1)計算脂肪酶活動度。

(1)

式中：

X——脂肪酶活動度(以干基、KOH計)，mg/g；

V1——試樣滴定用氫氧化鉀溶液體積，mL；

V0——空白試驗用氫氧化鉀溶液體積，mL；

c——實際氫氧化鉀溶液濃度，mol/L；

m——試樣質(zhì)量，g；

M——試樣水分含量，%；

56.1——氫氧化鉀摩爾質(zhì)量，g/mol。

1.2.3 脂肪氧化酶相對酶活測定

(1) 底物制備：將0.12 mL Tween-20加入到2.5 mL磷酸鹽緩沖液中(pH 7.0，0.05 mol/L)，逐滴緩慢加入0.1 mL亞油酸，隨后逐滴加入少量1 mol/L NaOH至溶液澄清，調(diào)pH為9.0后定容至50 mL，4 ℃冰箱避光冷藏備用。

(2) 粗酶液提?。悍Q取0.5 g小麥胚芽粉，加入5 mL磷酸緩沖液(pH 7.0, 0.05 mol/L)攪拌提取30 min，4 ℃、8 000 r/min離心15 min，取上清稀釋20倍。

(3) 脂肪氧化酶相對酶活測定：取2 mL磷酸緩沖液(pH 7.0，0.05 mol/L)、200 μL底物溶液和50 μL粗酶液快速振搖混勻，于234 nm下比色，每隔15 s測定一次吸光值，至吸光度呈線性趨勢，按式(2)計算脂肪氧化酶相對酶活。

(2)

式中：

Y——脂肪氧化酶相對酶活，%；

ΔA1——處理樣品溶液在234 nm下比色每分鐘吸光值變化；

ΔA2——未處理樣品溶液在234 nm下比色每分鐘吸光值變化。

1.2.4 脂肪酸值測定 按GB 15684—2015《谷物碾磨制品 脂肪酸值的測定》執(zhí)行。

1.2.5 加速貯藏試驗 將樣品放入鋁箔袋中密封，40 ℃恒溫恒濕箱中保存28 d，每7 d測定一次樣品中的脂肪酶活動度和脂肪酸值。

1.2.6 色澤分析 使用色差儀進行測定，顏色用Hunter系統(tǒng)的L、a、b值表示，按式(3)計算總色差。

(3)

式中：

ΔE——總色差；

L——明度或暗度；

a——紅色或綠色；

b——黃色或藍色；

ΔL、Δa、Δb——對照組與處理組L、a、b值之間的差異。

1.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理 所有試驗重復(fù)3次，結(jié)果表示為平均值±標準差；使用Excel 2018軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理；采用IBM SPSS Statistics軟件進行數(shù)據(jù)分析；采用Origin 8.6軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 過熱蒸汽處理小麥胚芽的工藝優(yōu)化

2.1.1 正交試驗 為了優(yōu)化過熱蒸汽處理小麥胚芽的工藝條件，設(shè)計處理溫度、處理時間、蒸汽流量三因素三水平正交試驗，試驗因素水平表見表1，試驗設(shè)計與結(jié)果見表2。

由表2可知，各因素對脂肪酶活動度影響依次為處理溫度>處理時間>蒸汽流量，對脂肪氧化酶相對酶活影響依次為蒸汽流量>處理時間>處理溫度，對脂肪酸值影響依次為處理時間>蒸汽流量>處理溫度。

脂肪氧化酶的熱敏性較強，故高溫處理對其滅活效果較好，而脂肪酶熱穩(wěn)定性較高，且在麥胚酸敗過程中起到首要作用[6]。由表3可知，處理溫度、處理時間和蒸汽流量3因素均對脂肪酶活動度影響顯著(P<0.05)。綜合考慮過熱蒸汽處理對脂肪酶和脂肪氧化酶的鈍化效果，選取脂肪酶鈍化效果為主要考慮指標，得出最優(yōu)工藝條件為220 ℃、Steam檔位處理30 s。

2.1.2 驗證實驗 由表4可知，最優(yōu)過熱蒸汽處理條件下，麥胚中脂肪酶活動度為7.50 mg/g，為對照組的17.26%，滅活率為82.74%；脂肪氧化酶相對酶活為12.97%，滅活率為87.03%，與正交試驗結(jié)果基本一致，說明該最佳工藝條件有效。

表1 正交試驗設(shè)計L9(33)?

表2 過熱蒸汽處理條件對小麥胚芽的影響

2.2 過熱蒸汽處理對小麥胚芽色澤的影響

由表5可知，麥胚經(jīng)過熱蒸汽處理前后總色差ΔE差異顯著(P<0.05)。過熱蒸汽處理后麥胚的L值下降，a、b值增加，表明過熱蒸汽處理使麥胚色澤變暗，顏色向紅、黃方向偏移,與肉眼觀察變化相符。這可能是由于過熱蒸汽處理使麥胚發(fā)生美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)[15]。

表3 過熱蒸汽處理小麥胚芽對脂肪酶活性影響的方差分析?

2.3 過熱蒸汽處理后麥胚的貯藏特性

2.3.1 對殘存脂肪酶活動度的影響 由圖1(a)可知，對照組和處理組的脂肪酶活動度均隨貯藏時間的延長而降低，貯藏第28天，對照組麥胚仍具有50.80%的活性(由43.46 mg/g降至22.07 mg/g)；鈍化處理后的麥胚脂肪酶活動度由貯藏初期的7.50 mg/g降至6.51 mg/g，貯藏過程中的脂肪酶活動度均顯著低于對照組。

2.3.2 對脂肪酸值的影響 由圖1(b)可知，對照組小麥胚芽的脂肪酸含量迅速增加，從最初的36.26 mg/100 g增加至150.88 mg/100 g，超出了LS/T 3210—1993標準的規(guī)定(麥胚脂肪酸值≤140 mg/100 g)。過熱蒸汽處理后的麥胚脂肪酸含量雖有上升，但至貯藏結(jié)束時脂肪酸值為78.67 mg/100 g。因此，過熱蒸汽處理能夠顯著降低脂肪酶活(P<0.05)，抑制貯藏期間麥胚的脂肪酸值增加。

表4 過熱蒸汽處理麥胚最優(yōu)工藝驗證

表5 過熱蒸汽處理對小麥胚芽色澤的影響?

圖1 加速貯藏期間小麥胚芽的脂肪酶活動度和脂肪酸值

3 結(jié)論

經(jīng)正交試驗優(yōu)化后，小麥胚芽過熱蒸汽處理的最佳工藝條件為220 ℃、Steam檔位處理30 s，該條件下可以有效滅活脂肪酶和脂肪氧化酶。28 d加速貯藏試驗顯示其脂肪酸值增加量顯著低于未處理組，降低了47.86%，說明過熱蒸汽處理能有效降低小麥胚芽的脂肪酶活性，抑制貯藏過程中脂肪酸值增加，提高麥胚的穩(wěn)定性，有利于延長麥胚貯藏期。后續(xù)實際生產(chǎn)時需根據(jù)設(shè)備和處理量差異進行工藝調(diào)整。