4-麦胚稳定化处理方法的比较研究
食品工业科技
S cience and Technology of Food Industry
研究与探讨
麦胚稳定化处理方法的比较研究
吴艳博, 董 英, 徐 斌
(江苏大学食品与生物工程学院, 江苏镇江212013)
摘 要:研究了热风干燥、微波干燥、常压蒸汽和高压蒸汽处理麦胚对其加速储藏期间脂肪酶的钝化效果。在38℃下进行35d 的加速储藏实验, 进行跟踪检测, 以酸值和过氧化值作为钝化脂肪酶的表征参数, 对不同方法处理原料的优化结果(酸值和过氧化值) 进行了比较。结果表明, 脂肪酶的钝化效果:湿热蒸汽处理的效果优于微波干燥, 明显好于热风干燥处理, 酸值和过氧化值均上升缓慢, 常压蒸汽处理20m in 即可达到预定效果。对常压蒸汽处理的麦胚原料进行超临界萃取并对得到的麦胚油进行了GC 分析, 与对照组原料相比, 脂肪酸组成与含量均无明显变化。水蒸汽是良好的热载体和传热介质, 蒸汽处理能够有效钝化脂肪酶的活力, 提高小麦胚芽的贮藏稳定性。关键词:小麦胚芽, 稳定化, 储藏, 酸值, 气相色谱
Com p a ra ti ve re sea rch o n the s e t ge r m
W -i (and J University, Zhenjiang 212013, China )
Ab strac t:S ta b w t e r m (W G ) b y o rd i na ry d rying, m i c row a ve d rying, a t m osp he ric s te am a nd h ig h p re s s u re s te am w s s tud i e d fo r e s ti m a ti ng the e ffe c t of d e a c ti va te d li p a s e 1W he a t g e r m w a s s to re d a t 38℃fo r 35d a nd ha d c a rrie d on the tra c k e xam i na ti on 1Ta ke a c id va lue a nd p e roxid e va lue a s the c ha ra c te ri za ti on p a ram e te r a nd c om p a re d op ti m ize d re s u lts (a c id va l ue a nd p e roxi d e va l ue ) fo r the d iffe re n t m e thod p roc e s s ing raw m a te ria l 1The re s u lts s how e d tha t li p a s e d e a c tiva te d e ffe c t:the e ffe c t of w e t he a t p roc e s s ing w a s ob vi ous b e tte r tha n o rd i na ry d ry in p roc e s s ing, the a c id va l ue a nd the p e roxi d e va lue ris e s low ly, a t m osp he ric s te am p roc e s s
20m in c ou l d a c h ie ve the d e s ire d e ffe c t 1W he a t g e r m o il e xtra c te d b y s up e rc riti c a l -CO 2from w he a t g e r m s te am e d b y a t m osp he ric s te am w a s a na l yze d b y g a s c h rom a tog rap hy, a nd c om p a re d w ith c on tro l g roup , fa tty a c id c om p os ition a nd c on te n t d i d no t c ha ng e s ig n i fic a n tl y 1The s te am is the g ood he a t -c a rrying a g e n t a nd the he a t tra ns fe r m e d i um , c a n e ffe c tive l y d e a c tiva te the li p a s e, e nha nc e s the s ta b ility of w he a t g e r m in s to ra g e 1
Ke y wo rd s:w he a t g e r m ; s ta b iliza tion; s to ra g e; a c i d va l ue; GC
中图分类号:TS21011 文献标识码:A 文章编号:1002-0306(2008) 06-0154-04 小麦胚芽是小麦制粉的副产物, 约占小麦籽粒重的2%。小麦胚芽是小麦籽粒的精华, 含有丰富、优质的蛋白质、脂肪、多种维生素(B 1、B 2、B 6、V E 等) 及矿物质, Shur palekar SR , Haridas Rao 报道, 小麦胚芽所含有的蛋白质、脂肪、矿物质分别是面粉的3、7和6倍, 被誉为“人类天然的营养宝库”。小麦胚芽不仅含有较高的脂肪和水分, 而且还含有二肽酶、蛋
[2]
白酶、脂肪酶、脂肪氧化酶和肌醇六磷酸酶, 生理活性旺盛。脂肪酶和脂肪氧化酶的活性较高, 造成小麦胚芽的稳定性差, 不宜储藏, 使小麦胚芽的开发利用受到很大的限制。因此, 稳定化处理是小麦胚芽资源能否被充分、合理、有效利用的关键。麦胚的稳定化处理通常有物理和化学两种方法。物理稳定化方法主要包括:高压蒸汽处理、常压蒸汽处理、热风
收稿日期:2007-10-08
作者简介:吴艳博(1982-) , 男, 在读硕士研究生, 研究方向:食品生物
技术。
基金项目:镇江市农业科技攻关项目(NY2007018) 。
[1]
干燥处理、微波加热处理、远红外热处理、焙烤、挤压
[2～9]
膨化、脱脂处理等。化学稳定化方法具有操作简便、抑酶活性高、稳定性好等优点, 但费用较高, 且有程度不同的污染, 因此化学方法的使用受到一定限制。在国内, 仍以物理方法中的热处理作为主要手段。目前国内外对于麦胚稳定化的研究大多是对某一种方法的研究, 或者是对各种方法的综述性报道, 对不同方法进行比较系统的对比实验研究很少。本实验采用热风烘干、微波干燥、常压蒸汽和高压蒸汽四种方法对小麦胚芽进行稳定化处理, 以酸价和过氧化值作为评价指标, 分别对几种方法钝化脂肪酶的效果进行了动态跟踪比较研究, 采用气相色谱分析麦胚脂肪酸组成与含量的变化情况, 实验结果为小麦胚芽的深加工和工业化生产提供参考。
1 材料与方法
111 材料与仪器
小麦胚芽 由江南面粉有限公司提供, 水分含量1215%, 粗脂肪含量918%, 蛋白含量2916%; 乙醇、无水乙醚、石油醚(30～60℃) 、三氯甲烷、冰醋酸、碘
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化钾、硫代硫酸钠、K OH 等 均为分析纯。
安捷伦5890型气相色谱仪, 南通华安超临界萃取设备有限公司HA121-40-02型超临界萃取设备, Galanz 家用微波炉, DHG-9245A 型烘箱, 高压蒸汽设备(Y X-400Z 型高压灭菌锅) , HH -S 型数显恒温水浴锅, RE-52AA 型旋转蒸发仪, 常压蒸煮设备等。
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败气味; 在10d 之后麦胚的P OV 值开始出现快速上
升趋势, 第20d 的P OV 值已经超过13mmol/kg, 麦胚品质劣变已比较严重。这一结果说明一般热风干燥处理不能完全钝化脂肪酶, 只能在比较短的时间里抑制酶活, 储藏期间会发生酶复活现象, 使酸值和过氧化值继续快速上升, 导致麦胚变质。
表1 不同温度烘干处理麦胚AV 与P OV 变化时间(d ) 0510152025
()
[***********][***********][***********][***********][1**********]174
()
[***********][***********][***********][***********]319127
112 实验方法
11211 稳定化方法
1121111 热风干燥 料层厚1～2c m , 分别以110、115、120℃的温度, 烘干30m in, 待温度自然降到室温后聚
乙烯保鲜袋包装。
1121112 微波干燥 料层厚1～2c m , 在200、400、600W 的功率下, 分别处理3、2、1m in, 待温度自然降低到室温后聚乙烯保鲜袋包装。1121113 常压蒸汽处理 在常压下料层厚1～2c m , 蒸汽分别处理15、20、25m in, 冷风干燥20m in 后聚乙烯保鲜袋包装。1121114 高压蒸汽处理 采用高压灭菌锅, 料层厚1～2c m , 高压蒸汽分别以0108、0109、011M Pa (表压) , 分别处理20m in 和25m in 后聚乙烯保鲜袋包装。11212 储藏实验℃条件下储藏, 每隔5d 。11213 提油实验 1∶3的料液比在55℃水浴中提取90m in, 过滤, 滤液真空浓缩脱除溶剂, 得麦胚毛油。
[11]
11214 酸值(AV ) 检测方法 按G B /T 5530-85测定酸值。
[11]
11215 过氧化值(P OV ) 检测方法 按G B /T5538-1995测定过氧化值。11216 超临界二氧化碳(S C -CO 2) 萃取小麦胚芽油
萃取压力27M Pa 、温度35℃、分离压力5M Pa 、分离温度20℃、流量13L /h 。11217 气相色谱法测定脂肪酸组成1121711 色谱条件 色谱检测器:氢火焰离子化检测器。进样温度为250℃, 柱温为180℃, 检测器温度为240℃。载气(N 2) 流速为100mL /min, 氢气流速为40mL /min, 空气流速为350mL /min 。
[11]
1121712 样品预处理 快速甲酯化法。即称取超临界萃取得到的油脂100mg, 置于具塞试管中, 加入1～2mL 石油醚与苯(1+1) 混合液, 振摇使油脂溶解后, 加入1～2mL 014mol/L的K OH -CH 3OH 溶液, 混匀后在室温下静置5～10m in, 加入12mL 水, 振摇, 静置, 取上层清液进行色谱分析。1121713 脂肪酸组成 采用面积归一法进行定量, 即用相对含量进行计算。
[12, 13]
212 2m in 微波处理钝化, 35d 的加速储藏期间, 酸值和增加1127m gK OH /g 和9148mmol/kg 。W , 1m in 的处理可能因为处理时间较短, 对脂肪酶的钝化不完全, 酸值和P OV 值分别增长2161mgK OH /g 、9154mmol/kg; 200W , 3m in 的处理可能是功率较小, 对脂肪酶的钝化不彻底, 酸值和P OV 值分别增长215mgK OH /g 、916mmol/kg, 综合效果比400W , 2m in 差。另外, 由于原料原始水分偏低(12%左右) , 如果在处理过程中能够适当调节原料水分含量, 可能会达到更好的效果, 有待于进一步的研究。
表2 不同微波处理麦胚AV 与P OV 变化时间
(d )
[1**********]035
AV (mgK OH /g) 200W 400W 600W 3m in 2m in 1m in [***********][***********][1**********]111
[***********][**************]91
[***********][**************]20
P OV (mmol/kg)
200W 400W 600W 3m in 2m in 1m in [***********][***********]11109
[***********][1**********]
[***********]5815411103
213 常压蒸汽处理对麦胚储藏期间酸值和过氧化值
变化的影响
经蒸汽处理的麦胚带有金黄的色泽和浓郁的麦
香味, 酸值和P OV 值较低。常压蒸汽处理对脂肪酶有良好的钝化效果, 水蒸气能够充分的传导热量, 湿热蒸汽处理一定时间可以有效的钝化酶活力, 降低脂肪酶水解不饱和脂肪酸的速度。从表3可以看出, 常压蒸汽处理时间对处理结果影响较大, 从15m in 到25m in, 加速储藏期间酸值和P OV 值的变化随处理时间的延长而减小, 经20m in 常压蒸汽处理的麦胚在加速储藏条件下即可安全储藏35d, 效果显著, 同时发现当处理时间延长至25m in 时, 对脂肪酶的钝化效果相比处理20m in 的麦胚没明显提高。
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2 结果与分析
211 热风干燥处理对麦胚储藏期间酸值和过氧化值
变化的影响
从表1中可以看出, 热风干燥015h 的原料, 在前10d 的加速储藏期内, 酸值分别上升1142、1126、2125m gK OH /g, 10d 之后酸值出现大幅度上升, 25d 的时候, 酸值均达到21mgK OH /g 以上, 出现明显的酸
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表3 不同蒸煮时间处理麦胚AV 与P OV 变化时间(d ) [1**********]035
()
[***********][***********][***********][***********][***********][***********][1**********]8
()
[***********][***********][***********][***********][***********]49108
研究与探讨
理结果可以看出, 对照组原料加速储藏10d 就已经
酸败,
酸值达到了25mgK OH /g 以上, 过氧化值超过12mmol/kg; 经热风干燥处理的麦胚经过25d 加速储藏酸值即达到22mgK OH /g, 过氧化值达到15mmol/kg 以上, 出现酸败气味。按照我国食用植物油卫生标准
[14]
(G B2716-88, 食用植物油P OV ≤10mmo L /kg ) , 麦胚油已经变质, 不能作为食用油使用。微波干燥处理对麦胚脂肪酶的钝化效果优于热风干燥, 但不及湿热蒸汽对麦胚脂肪酶的钝化效果。湿热蒸汽处理的效果明显好于热风干燥处理, 经湿热蒸汽处理的麦胚色泽金黄、味微甜, 有特有的麦香味, 经常压蒸汽和高压蒸汽处理的麦胚酸值在35d 的加速储藏期间基本保持了一个平稳的变化趋势, 过氧化值增高明显低于干热处理原料, 在室温下可以安全储藏6个月以上设备、操作、要, 先为工业化生产的214 高压蒸汽处理麦胚
21411 20m in 高压蒸汽处理麦胚储藏期间酸值和过
氧化值变化 如表4所示, 原料麦胚分别在0108、0109、011M Pa 的高压蒸汽下处理20m in, 加速储藏35d 后酸值分别增加1122、0196、0168mgK OH /g, 变化平缓; P OV 值分别增加到8137、8133、8129mmol/kg, 有效降低了脂肪酶的水解作用, 保持了麦胚的原有品质。同时发现, 随蒸汽压力的增高, 麦胚的稳定性逐渐提高, 脂肪酶的钝化效果显著。
表4 20m in (() 时间
(d ) [***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********] 25m in 高压蒸汽处理麦胚储藏期间酸值和过氧化值变化 如表5所示, 原料麦胚分别经0108、0109、011M Pa 高压蒸汽处理25m in 后, 经过35d 的加速储藏, 酸值分别增长019、0173、0162m gK OH /g; 过氧化值均有效控制在812mmol/kg 以内, 说明对脂肪酶的钝化效果明显。高压蒸汽处理的麦胚颜色金黄, 带有浓郁的麦香味, 味道微甜。综合比较21411和21412, 我们可以看出, 高压蒸汽处理对麦胚中脂肪酶的钝化效果显著, 随蒸汽压力的提高和处理时间的延长脂肪酶的钝化效果呈逐渐增强的趋势, 可以达到彻底钝化脂肪酶的目的。
表5 25m in 不同蒸汽压力处理麦胚AV 与P OV 变化() () 时间
(d ) [***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********]13
216 常压蒸汽稳定化处理得到的脂肪酸组成
如表6和图3、图4所示, 与对照组样品相比, 经
常压蒸汽处理的麦胚脂肪酸的组成和含量无明显的变化, 不饱和脂肪酸含量保持在80%以上, 很好的保持了麦胚原有的营养品质, 说明常压蒸汽处理没有引起小麦胚芽中脂肪酸的损失, 有效的控制了脂肪酶对不饱和脂肪酸的水解, 是一种理想的稳定化方法
表6 常压蒸汽稳定化处理得到的脂肪酸组成(%) 处理方法棕榈酸硬脂酸对照组161860158常压蒸汽151550168
油酸亚油酸亚麻酸
[***********]2601227175
其他
11431198
3 结论
311 热风干燥处理的麦胚储藏时间短, 对脂肪酶的
灭活不彻底, 储藏期间会出现酶复活现象, 导致麦胚
酸败, 出现哈败气味。
215 不同处理方法最优效果比较
如图1和图2所示, 综合比较几种方法的优选处
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312 微波干燥处理可以钝化麦胚的脂肪酶, 效果较
研究与探讨
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好, 但微波干燥稳定化技术中各因素及原料中水分
含量对麦胚中脂肪酶钝化效果的影响比较复杂, 进一步研究。
313 压蒸汽处理次之操作、, 优先考虑常压蒸汽处理作为一种经济可行的麦胚工业化生产的方法。
314 与对照组样品相比, 经过常压蒸汽处理的麦胚
脂肪酸在组成和含量上均无明显变化, 说明常压蒸汽处理没有对麦胚的脂肪酸组成和含量造成不良影响, 较好的保持了原有品质。
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全面深入研究提供了依据。
乙醇浓度、液料比、超声提取时间对超声波法提取长白 木叶总黄酮有影响, 正交实验结果表明三者影响总黄酮提取率的大小顺序为乙醇浓度>液料比>提取时间, 超声波法提取总黄酮的最佳工艺参数组合为:乙醇浓度50%、提取时间90m in 、液料比90mL /g, 在这个最佳条件下实验, 总黄酮提取率为3108%。
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