潘碧暉，魏振承，鄧媛元，張雁，唐小俊，廖娜，劉光*，張名位*

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州 510642）（2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部功能食品重點實驗室,廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東廣州 510610）

稻谷是世界上最主要的糧食作物之一[1]，而我國稻谷產(chǎn)量居世界首位，據(jù)統(tǒng)計，2020年我國稻谷年產(chǎn)量為2.12×108t，占世界稻谷總產(chǎn)量的30%。米糠是稻谷加工過程中主要的副產(chǎn)物，約占糙米質(zhì)量的6%～8%，主要由果皮、種皮、糊粉層、胚芽等部分組成[2]。米糠營養(yǎng)成分豐富，含有大量的不飽和脂肪酸和低敏性蛋白質(zhì)[3-5]，同時富含酚類物質(zhì)[6]、γ-谷維素[7]、植酸等生物活性成分，其在抗氧化[8]，預(yù)防癌癥[9]、心腦血管疾病[10]、糖尿病[10,11]等方面具有重要作用。然而，我國米糠主要用于畜禽飼料，高值化利用率不足15%，影響了米糠副產(chǎn)物的資源化開發(fā)。

限制米糠高值化利用的產(chǎn)業(yè)瓶頸主要是米糠極易發(fā)生酸敗變質(zhì)。米糠中含有的內(nèi)源脂肪酶能夠與油脂發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生脂肪酸，導(dǎo)致米糠酸價升高；生成的脂肪酸在內(nèi)源脂肪氧合酶作用下迅速氧化成醛、酮、酸等小分子物質(zhì)，使米糠產(chǎn)生“哈喇”味，品質(zhì)劣變。Wu等[12]報道米糠研磨后，常溫貯藏1 d其酸價可提高3倍以上。因此，鈍化米糠內(nèi)源活性酶是解決米糠酸敗變質(zhì)，保證其貯藏穩(wěn)定性的關(guān)鍵。

一系列的方法被應(yīng)用于米糠的穩(wěn)定化，包括過熱蒸汽法、微波加熱法、紅外加熱法、擠壓膨化法等物理方法，鹽酸處理法、乙酸處理法、二氧化硫處理法等化學(xué)方法，植物蛋白酶法、微生物蛋白酶法、動物原生物酶法等生物方法。其中，物理方法因其穩(wěn)定化效果好，操作簡便，且不引入新物質(zhì)而成為最常用的方法。微波加熱法因其工藝簡單、處理時間短、滅酶效果好，營養(yǎng)成分損失較少，逐漸被人們關(guān)注，但該方法不易控制溫度，容易將米糠烤焦而影響米糠的品質(zhì)；紅外加熱法具有熱慣性小、升溫快、加熱時間短等特點，且產(chǎn)品熱損傷低，能有效抑制米糠中脂肪酶活性，但其滅酶效果也有待進(jìn)一步提高；擠壓膨化法能夠有效鈍化米糠脂肪酶，但會改變米糠原有的營養(yǎng)特性。Yu等[13]對比了11種處理方式對米糠穩(wěn)定化效果影響，發(fā)現(xiàn)使用121 ℃高溫高壓蒸汽處理20 min米糠的脂肪酶鈍化效果最佳，Kim等[14]的研究也獲得了類似的研究結(jié)果。因此，高溫高壓蒸汽在米糠的穩(wěn)定化方面具有應(yīng)用前景。然而，目前研究使用的高溫高壓蒸汽處理時間均為20 min，未探討處理時間對米糠穩(wěn)定化影響，處理時間過長一方面對米糠中營養(yǎng)活性成分的損失存在不良影響，另一方面也造成了能源浪費(fèi)。

基于此，本研究采用121 ℃高溫高壓蒸汽對米糠進(jìn)行處理，探究處理時間對米糠脂肪酶活性、理化特性、微觀結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)活性成分等的影響規(guī)律，以期獲得最適米糠穩(wěn)定化工藝條件，為米糠的產(chǎn)業(yè)化利用提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

美香粘2號稻谷，購于廣東海納農(nóng)業(yè)有限公司；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%的三氟化硼甲醇溶液，購于羅恩試劑公司；考馬斯亮藍(lán)（G250）溶液，購于Biosharp公司；對硝基苯酚月桂酸酯（PNPL）、十七酸、福林酚試劑、Trolox試劑、熒光素、2,2'-偶氮(2-甲基丙脒)鹽酸鹽（AAPH）、植酸鈉標(biāo)品等，購于美國Sigma公司；其余試劑均為分析純，購于天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

YZM-M60X70BI脈動真空壓力蒸汽滅菌器，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/廣州市豪爾生醫(yī)療設(shè)備有限公司聯(lián)合研制；Tecan GENios酶標(biāo)儀，瑞士Tecan有限公司；SOX416脂肪測定儀，德國Gerhardt公司；6890N/5975B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Aglient公司；IKA T25高速均質(zhì)機(jī)，德國IKA公司；UltraScan VIS型色度儀，美國HunterLab公司；S-3400N-II掃描電子顯微鏡，日本日立公司；JLGJ45型礱谷機(jī)，浙江臺州市糧儀廠；Starch Master2型RVA快速粘度儀，Perten公司。

1.3 方法

1.3.1 米糠的制備

新鮮米糠：稻谷經(jīng)礱谷、除雜、碾磨得到碾磨率為7%的米糠，儲存于-80 ℃冰箱備用。

1.3.2 米糠穩(wěn)定化

將新鮮米糠粉碎后過40目篩，121 ℃高溫高壓蒸汽分別處理0、1、3、5、7、10、15 min，得到7個不同組別的米糠，隨后經(jīng)粉碎機(jī)粉碎過40目篩，混勻，后儲存于-80 ℃?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 脂肪酶活性測定

參照Thunnop等[15]的方法，采用硝基苯基月桂酸酯法測定米糠中脂肪酶活性，并稍作修改。

米糠脂肪酶液的制備：準(zhǔn)確稱量2.000 g米糠，加入0.1 mol/L pH值7.0的磷酸鈉緩沖液10 mL，置于磁力攪拌器中攪拌提取，120 r/min下提取40 min。隨后，置于8 000 r/min的離心機(jī)中離心10 min，取上清粗酶液置于4 ℃冰箱備用。

脂肪酶活性的測定：分別配制A液（0.1 g PNPL溶于30 mL異丙醇）和B液（0.4 g曲拉通X-100、0.1 g阿拉伯樹膠溶于90 mL pH 7.0磷酸鹽緩沖液），取0.4 mL A液與6.0 mL B液混合均勻，然后加入0.4 mL粗酶液，35 ℃水浴反應(yīng)40 min，冰浴2 min，隨后，4 ℃下8 000 r/min離心5 min，取上清液于410 nm測定吸光值。另取一份米糠脂肪酶提取液先于沸水浴中，滅酶20 min后進(jìn)行如上操作作為空白。

采用對硝基苯酚制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，一個脂肪酶活性單位被定義為每克樣品每小時水解PNPL生成對硝基苯酚的量。脂肪酶活力由公式（1）求得：

式中：

H——脂肪酶活性，U/g；

A410——樣品吸光值；

n——稀釋倍數(shù)；

V——反應(yīng)體系的總體積，mL；

k——對硝基苯酚標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率；

139.11——對硝基苯酚相對分子質(zhì)量；

t——反應(yīng)時間，h；

m——樣品質(zhì)量，g；

M——樣品水分含量，%。

式中：

F——滅活率，%；

H前——滅菌前脂肪酶活性，U/g；

H后——滅菌后脂肪酶活性，U/g。

1.3.4 物理特性的測定

1.3.4.1 粘度測定

使用快速粘度儀法對米糠粘度進(jìn)行測定。量取25.0 mL水，移入干燥潔凈的樣品筒中。準(zhǔn)確稱取3.00 g試樣于樣品筒中，將攪拌器置于樣品筒中并上下快速攪動10次，使試樣分散。將攪拌器置于樣品筒中并可靠地插接到攪拌器的連接器上，使攪拌器恰好居中。當(dāng)儀器提示允許測試時，將儀器的攪拌器電動機(jī)塔帽壓下，驅(qū)動測試程序。根據(jù)計算機(jī)屏幕顯示的粘度變化曲線，記錄樣品的最終粘度。

1.3.4.2 色度測定

使用UltraScan VIS色度儀測量不同處理組米糠的顏色。將足量的樣品置于石英比色皿中，放入樣品架上測定，其中，光圈的直徑為19 mm，得到L*值、a*值和b*值，L*值表示黑白亮度，L*值越大則表示越白亮；a*值表示綠紅色，值越大則表示樣品越紅；b*值表示藍(lán)黃色，值越大則表示樣品越黃。

1.3.5 微觀結(jié)構(gòu)觀察

參考周素梅等[16]的方法測定不同處理米糠的微觀形貌，并稍作修改。使用正己烷對米糠樣品進(jìn)行脫脂，過濾除去溶劑后將米糠置于通風(fēng)櫥風(fēng)干，隨后置于干燥器內(nèi)脫水一周，經(jīng)離子濺射噴金后置于掃描電子顯微鏡觀察，使用5 kV電壓和1 000×的條件進(jìn)行拍照。

1.3.6 營養(yǎng)組分測定

1.3.6.1 可溶性蛋白含量測定

采用考馬斯亮藍(lán)法測定米糠中可溶性蛋白含量，方法參照方勇等[17]的報道并稍作調(diào)整。準(zhǔn)確稱取樣品1.00 g，加入9 mL的生理鹽水，冰浴條件下機(jī)械均質(zhì)，懸濁液5 000 r/min離心5 min，取上清定容至25 mL。取定容后的上清液50 μL，加入3.0 mL考馬斯亮藍(lán)（G250）顯色劑，混勻并靜置10 min，595 nm波長下測定吸光值A(chǔ)1。50 μL去離子水代替樣液做空白對照，測得吸光值為A0，50 μL蛋白標(biāo)準(zhǔn)品（質(zhì)量濃度為0.521 g/L的BSA，Bovine Serum Albumin）做標(biāo)準(zhǔn)對照，測得吸光值為A2。樣液可溶性蛋白質(zhì)含量（記為P，g/100 g）計算公式如下：

1.3.6.2 脂肪含量測定

脂肪的測定參照GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定索式抽提法》。

1.3.6.3 脂肪酸組成測定

米糠粗脂肪的脂肪酸組成參照楊春英等[18]方法進(jìn)行分析，具體操作如下：稱取0.02 g油樣，加入2%（m/V）氫氧化鈉甲醇溶液2 mL，60 ℃水浴30 min，每隔10 min震蕩一次，然后加入2 mL三氟化硼甲醇溶液，60 ℃水浴2 min，迅速冷卻至室溫。加入色譜純正己烷2 mL，再加入飽和氯化鈉溶液5 mL，顛倒混勻，6 730g離心5 min分層。吸取上層正己烷溶液到離心管（管內(nèi)加入1 g無水硫酸鈉）搖勻，離心3 min，吸取上清液過濾膜后在GC-MS（Gas Chromatography and Mass Spectrometry）上進(jìn)行測定。氣相條件為：J&W DB-WAX毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；進(jìn)樣量：1.0 μL，分流比為20:1；初始溫度180 ℃，保持5 min，以3 ℃/min升溫速率升至230 ℃，保持15 min。質(zhì)譜條件為：電子電離（electron ionization，EI）離子源，電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；傳輸線溫度280 ℃；質(zhì)量范圍30～450 u，全掃描方式；溶劑延遲3 min。

1.3.7 植物化學(xué)活性成分測定

1.3.7.1 植酸測定

參照時俠青等[19]的方法使用硫酸鐵銨-雙吡啶分光光度法測定植酸含量，具體操作如下：準(zhǔn)確稱取樣品25 mg于10 mL具塞試管中，依次加入2.5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的三氯乙酸和5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%的硫酸鐵銨溶液搖勻。將密封試管沸水浴30 min，取出后流水冷卻2 min，并轉(zhuǎn)移到10 mL離心管中，4 000 r/min離心10 min。然后取上清液2.0 mL放入另一試管中，加入3.0 mL雙吡啶溶液，搖勻，在10 min內(nèi)于519 nm測定吸光度，參比為2.0 mL蒸餾水加3.0 mL雙吡啶溶液。根據(jù)吸光值計算米糠的植酸含量。

式中：

Z——植酸含量，%；

c——由工作曲線計算得到植酸的質(zhì)量，μg；

m——樣品質(zhì)量，mg。

1.3.7.2γ-谷維素測定

參考LS/T 6121.1-2017《糧油檢驗植物油中谷維素含量的測定分光光度法》測定γ-谷維素含量，具體操作如下：準(zhǔn)確稱取米糠樣品0.100 g，加入正庚烷溶解并定容至50 mL，混勻后轉(zhuǎn)移離心管中，室溫下200 r/min磁力攪拌1 h，隨后，6 000 r/min離心5 min，上清液過0.22 μm有機(jī)相微孔濾膜后，即得到谷維素提取液，于315 nm波長處測定其吸光值。以γ-谷維素質(zhì)量濃度（mg/mL）為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)，進(jìn)行線性回歸，得到標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，按下式計算γ-谷維素含量。

式中：

G——γ-谷維素含量，mg/g；

c——待測樣品濃度，mg/mL；

V——待測液體積，mL；

n——稀釋倍數(shù)；

m——試樣質(zhì)量，g。

1.3.7.3 酚類物質(zhì)測定

米糠酚類物質(zhì)包含游離態(tài)和結(jié)合態(tài)。其中游離酚的提取采用Paiva等[20]的方法并略作修改，具體步驟為：準(zhǔn)確稱取1.00 g米糠樣品，加入50 mL 4 ℃預(yù)冷處理的體積分?jǐn)?shù)為80%丙酮，混勻，在冰浴中攪拌（10 000 r/min）提取5 min，隨后，4 ℃、8 500 r/min離心10 min，取上清液。采用同樣的方法對殘渣重復(fù)提取一次，合并上清液，45 ℃真空濃縮后加入4 ℃預(yù)冷處理的甲醇進(jìn)行復(fù)溶，并定容至10 mL，貯存于-20 ℃冰箱備用。

米糠結(jié)合酚的提取參照Finocchiaro等[21]的方法。將上述游離酚提取后剩余的物料殘渣與40 mL、2.0 mol/L NaOH混勻，充入氮?dú)?，密封容器，室溫下振? h。隨后，用濃鹽酸中和料液，調(diào)節(jié)溶液pH值至1.0，加入100 mL的正己烷萃取脫脂，再加入等體積乙酸乙酯萃取5次，合并萃取液，45 ℃真空濃縮后加入4 ℃預(yù)冷處理的甲醇進(jìn)行復(fù)溶，定容至10 mL，貯存于-20 ℃冰箱備用。

米糠游離酚和結(jié)合酚含量測定采用Dewanto等[22]的方法。取0.125 mL上述酚提取液，依次加入0.5 mL雙蒸水，0.125 mL福林酚試劑，混勻，室溫下避光反應(yīng)6 min；隨后加入1.25 mL Na2CO3（7%，m/V）和1.0 mL雙蒸水，混勻，室溫下避光反應(yīng)90 min；最后在760 nm波長下測定吸光度。利用沒食子酸作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。酚含量的最終結(jié)果表示為mg GAE/100 g DW，即mg沒食子酸當(dāng)量每100 g樣品干重。

1.3.7.4 酚類物質(zhì)抗氧化活性測定

采用氧自由基吸收能力（ORAC）評價米糠游離酚和結(jié)合酚抗氧化活性，具體方法參考Zhang等[23]的報道。20 μL酚稀釋液或Trolox標(biāo)準(zhǔn)液（濃度為6.25～50 μmol/L）與200 μL熒光素鈉工作液（濃度為0.96 μmol/L）混合，37 ℃孵育20 min后加入20 μL AAPH（濃度為119 μmol/L），用酶標(biāo)儀每隔4.5 min記錄一次熒光強(qiáng)度，激發(fā)波長485 nm，發(fā)射波長538 nm。ORAC測定結(jié)果表示為μmol Trolox當(dāng)量每g樣品干重，即μmol TE/g DW。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有指標(biāo)測定均重復(fù)3次，數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS 24.0統(tǒng)計軟件中單因素方差分析進(jìn)行組間差異比較，采用Duncan檢驗，顯著性水平為p＜0.05，圖表中不同字母表示該水平下差異顯著性。

2 結(jié)果與討論

2.1 高溫高壓蒸汽處理時間對米糠脂肪酶活性影響

圖1 121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠脂肪酶活的影響Fig.1 Effects of 121 ℃ high-temperature and high-pressure steam treatment time on lipase activity of rice bran

探究121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠脂肪酶活性影響，結(jié)果如圖1所示，高溫高壓蒸汽對米糠脂肪酶活性影響顯著（p＜0.05），處理1 min后，米糠脂肪酶滅活率達(dá)81.86%，繼續(xù)延長處理時間至15 min，其脂肪酶滅活率提高至83.87%，但與1 min組數(shù)據(jù)并無顯著差異。Yu等[13]和Kim等[14]的研究評價了多種處理方式對米糠穩(wěn)定化影響，發(fā)現(xiàn)相比于擠壓膨化、微波、紅外等米糠穩(wěn)定化方式，121 ℃高溫高壓蒸汽處理20 min具有較好的滅活米糠脂肪酶效果。本研究所得米糠最適處理時間為1 min，較Yu等[13]和Kim等[14]研究結(jié)果短，其原因主要是本研究所用高溫高壓蒸汽發(fā)生器為夾層式，可實現(xiàn)蒸汽的預(yù)熱，在達(dá)到所需溫度條件后再放置樣品，這樣就能較準(zhǔn)確的評價高溫高壓蒸汽處理時間對米糠的影響。同樣的，羅舜菁等[24]研究也發(fā)現(xiàn)過熱蒸汽可以在1 min內(nèi)使米糠脂肪酶活性顯著降低，進(jìn)一步延長處理時間，脂肪酶活性下降速率減緩，當(dāng)時間大于4 min后脂肪酶活性不再隨時間增加而發(fā)生顯著性變化。相較于眾多米糠穩(wěn)定化方法，高溫高壓蒸汽處理對米糠脂肪酶的滅活效果最佳，這可能是由于高溫和高壓的共同作用下更有利于破壞脂肪酶結(jié)構(gòu)，從而使其喪失油脂水解活性。然而，無論哪種處理方法都不能完全鈍化米糠脂肪酶，這可能與米糠中存在部分耐熱脂肪酶有關(guān)。

2.2 高溫高壓蒸汽處理時間對米糠物理特性影響

2.2.1 粘度

高溫高壓蒸汽處理時間對米糠粘度的影響結(jié)果如圖2所示，隨處理時間的增加，米糠粘度顯著下降（p＜0.05），處理7 min后，米糠粘度由14.67 cP下降至7.00 cP，繼續(xù)延長時間，米糠粘度雖有下降，但與處理7 min時的米糠粘度并無顯著差異（p＞0.05）。米糠粘度降低的原因主要是由于高溫高壓蒸汽處理后，米糠淀粉發(fā)生糊化，處理結(jié)束后溫度降低，導(dǎo)致淀粉老化，從而影響了物料粘度。胡月明等[25]研究過熱蒸汽處理對重組全麥粉（麥麩與面粉干基質(zhì)量比為2:8）粘度的影響發(fā)現(xiàn)，過熱蒸汽處理后重組全麥粉的最終粘度由3604 cP下降至3202 cP（p＜0.05）。經(jīng)高溫高壓蒸汽處理后的米糠粘度值降低，這有利于促進(jìn)米糠在沖調(diào)、焙烤等食品中的應(yīng)用[26]。

圖2 121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠粘度的影響Fig.2 Effect of 121 ℃ high-temperature and high-pressure steam treatment time on viscosity of rice bran

2.2.2 色度

表1 121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠色度的影響Table 1 Effect of 121 ℃ high-temperature and high-pressure steam treatment time on chroma of rice bran

不同處理時間的米糠色度變化情況如表1所示，隨處理時間的延長，米糠L*值由71.53逐漸下降至67.37，表明米糠的顏色逐漸變暗；米糠a*值由2.24顯著增加至5.06（p＜0.05），這說明米糠的顏色逐漸變紅；米糠b*值呈先增大后減小的趨勢，但處理后米糠的b*值顯著大于對照組（p＜0.05），處理時間3 min時，b*值由20.67增加至24.72，進(jìn)一步延長處理時間至15 min時，b*值下降至24.15，說明米糠的色澤逐漸變黃。米糠色度發(fā)生變化的原因是米糠中含有蛋白質(zhì)和糖類，高溫條件下發(fā)生了美拉德反應(yīng)，引起了米糠的色澤加深；盡管美拉德反應(yīng)會改變米糠的色澤，但同時也能增加米糠的香氣物質(zhì)[27,28]，從而提高其風(fēng)味。

2.2.3 微觀結(jié)構(gòu)

圖3 121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.3 Effects of 121 ℃ high-temperature and high-pressure steam treatment time on microstructure of rice bran

掃描電鏡可用于觀察樣品的微觀形貌結(jié)構(gòu)，不同處理時間米糠微觀結(jié)構(gòu)如圖3。由圖可見，未經(jīng)處理的樣品，結(jié)構(gòu)較為松散，淀粉顆粒完整性較好，呈立體球形或橢球形。隨著高溫高壓蒸汽處理時間的增加，淀粉顆粒的外觀由球形或橢球形變?yōu)閳A形片狀形態(tài)，并與其他組分融為一體形成致密的片狀結(jié)構(gòu)，形貌完整的淀粉顆粒逐漸減少。這與徐芬等[29]報道結(jié)果一致，即隨著水熱處理時間的延長，淀粉顆粒原有的橢圓狀形貌被破壞，淀粉顆粒邊緣逐漸模糊破裂。米糠微觀結(jié)構(gòu)的變化可能是由于高溫高壓蒸汽處理后淀粉發(fā)生不同程度的糊化進(jìn)而使淀粉顆粒的外觀形貌發(fā)生變化。Huang等[30]研究也表明，當(dāng)?shù)矸酆M(jìn)行到不可逆吸水膨脹階段時，水分不斷進(jìn)入淀粉微晶間隙，淀粉顆粒體積膨脹到一定限度后出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，從而導(dǎo)致微觀結(jié)構(gòu)中的空隙形成。

2.3 處理時間對米糠主要營養(yǎng)成分影響

2.3.1 可溶性蛋白含量變化

米糠蛋白的氨基酸組成和比例符合人體需求，具有生物效價高、消化率高和低致敏性等特點[31]。圖4為高溫高壓蒸汽處理時間對米糠可溶性蛋白含量的影響，由圖可知，處理1 min后，米糠可溶性蛋白含量顯著下降了71.89%，且隨時間延長無顯著變化。周素梅等[16]研究也發(fā)現(xiàn)，擠壓膨化穩(wěn)定化后米糠的可溶性蛋白組分由44.20%下降至14.30%；Runyon等[32]研究也發(fā)現(xiàn)，熱處理可使燕麥的可溶性蛋白含量下降近50%。這些處理方式都含有熱處理因素，因此造成可溶性蛋白含量下降的主要原因可能是由于蛋白質(zhì)受熱變性，導(dǎo)致疏水基團(tuán)更多地暴露出來，從而使可溶性蛋白含量顯著下降[33]。

圖4 121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠可溶性蛋白含量的影響Fig.4 Effects of 121 ℃ high-temperature and high-pressure steam treatment time on soluble protein content of rice bran

2.3.2 粗脂肪含量及脂肪酸組成變化

米糠脂肪酸主要以油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸為主，這些成分能有效促進(jìn)人體生長發(fā)育，具有抗炎、預(yù)防心腦血管疾病和降血脂等重要生理功能[34]。因此，評價了高溫高壓蒸汽處理時間對米糠脂肪含量及脂肪酸組成的影響（圖5）。高溫高壓蒸汽處理1 min后，米糠粗脂肪含量顯著（p＜0.05）提高5.94%，而隨著處理時間的延長，米糠粗脂肪含量無明顯變化。這可能是由于高溫高壓蒸汽破壞了米糠原有的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升了粗脂肪的提取率。

圖5 121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠脂肪含量的影響Fig.5 Effect of 121 ℃ high-temperature and high-pressure steam treatment time on fat content of rice bran

表2是121 ℃高溫高壓蒸汽處理對米糠脂肪酸組成的影響，由表2可知，通過GC-MS分析結(jié)果共檢測出10種脂肪酸，分別為肉豆蔻酸（C14:0）、棕櫚酸（C16:0）、硬脂酸（C18:0）、花生酸（C20:0）、山崳酸（C22:0）等飽和脂肪酸，棕櫚油酸（C16:1）、油酸（C18:1）、亞油酸（C18:2）、亞麻酸（C18:3）和花生烯酸（C20:1）等不飽和脂肪酸。其中，飽和脂肪酸含量占比22.25%，不飽和脂肪酸含量占比77.75%，脂肪酸組成結(jié)果與林丹等[35]和梁盈等[36]研究結(jié)果接近。高溫高壓蒸汽處理并不會改變米糠油脂肪酸的組成，且對其含量影響也較小，處理15min后，飽和脂肪酸含量提高到22.58%，不飽和脂肪酸含量降低到77.42%，較未處理組分別變化1.48%和0.42%。因此，該結(jié)果表明，高溫高壓蒸汽處理能夠較好地保留米糠中不飽和脂肪酸，從而不影響其營養(yǎng)價值。

表2 121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠脂肪酸組成的影響（%）Table 2 Effects of 121 ℃ high-temperature and high-pressure steam treatment time on fatty acid composition of rice bran (%)

2.4 處理時間對米糠植物化學(xué)成分的影響

2.4.1γ-谷維素含量

圖6 121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠γ-谷維素含量的影響Fig.6 Effects of 121 ℃ high-temperature and high-pressure steam treatment time on the content of γ-glutamine in rice bran

γ-谷維素是米糠中含量豐富的活性營養(yǎng)成分之一，具有抗氧化、預(yù)防炎癥、預(yù)防心腦血管疾病等功效[37]。因此，明確高溫高壓蒸汽對米糠谷維素含量影響具有重要意義。

如圖6所示，在所選的處理時間范圍內(nèi)，γ-谷維素含量隨處理時間無顯著變化（p＞0.05），其含量維持在4.90至5.08 mg/g之間。羅舜菁等[24]的研究也發(fā)現(xiàn)，120 ℃過熱蒸汽處理米糠4 min后，米糠中的γ-谷維素含量無顯著性變化（p＞0.05）。本研究結(jié)果表明，即便121 ℃處理15 min，γ-谷維素仍無明顯損失，這與γ-谷維素具有較好的熱穩(wěn)定性有關(guān)[38]。

2.4.2 植酸含量

植酸是一種在豆類和谷類中含量較高的天然化合物，由于其具有降低食品中營養(yǎng)物質(zhì)生物利用率的抗?fàn)I養(yǎng)效應(yīng)而引起了廣泛關(guān)注[39]。米糠中植酸含量較高，因此，本研究進(jìn)一步探究了高溫高壓蒸汽處理對米糠植酸含量影響，結(jié)果如圖7。由圖可知，高溫高壓蒸汽處理15 min對米糠植酸含量無明顯影響（p＞0.05），表明本研究處理手段并不能降低米糠中植酸含量。有研究報道，120 ℃高壓滅菌30 min可使扁豆中植酸含量下降10%[40]。因此，通過延長處理時間或提高處理溫度對降低米糠植酸含量可能有一定作用。

圖7 121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠植酸含量的影響Fig.7 Effect of 121 ℃ high-temperature and high-pressure steam treatment time on phytic acid content in rice bran

2.4.3 酚類物質(zhì)含量及其抗氧化活性

米糠中含有豐富的酚類物質(zhì)，分為游離態(tài)和結(jié)合態(tài)。一系列的研究已證明了米糠多酚具有很強(qiáng)的生物活性，包括抗氧化、抗癌、抗炎等功效[41]。因此，本研究評價了高溫高壓蒸汽處理時間對米糠酚類物質(zhì)含量及其抗氧化活性的影響。

圖8 121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠酚類物質(zhì)含量的影響Fig.8 Effects of 121 ℃ high-temperature and high-pressure steam treatment time on the content of phenolic substances in rice bran

圖8為不同處理時間米糠游離酚和結(jié)合酚含量的變化，結(jié)果表明，高溫高壓蒸汽處理對游離酚含量有負(fù)面影響，處理1 min后，米糠游離酚含量降低9.07%，進(jìn)一步延長時間，米糠游離酚含量無明顯損失（p＞0.05）。游離酚減少的原因應(yīng)與高溫引起的米糠游離酚結(jié)構(gòu)破壞有關(guān)，但游離酚的含量并沒有隨處理時間的延長而持續(xù)降低，說明游離酚中的大部分組分在121 ℃熱處理條件下的穩(wěn)定性較好。而對于米糠結(jié)合酚，高溫高壓蒸汽對其含量的影響并不明顯，盡管隨著處理時間的延長，米糠結(jié)合酚含量總體呈現(xiàn)上升趨勢，但與對照組比并無顯著差異（p＞0.05）。

進(jìn)一步使用ORAC評價了米糠游離酚和結(jié)合酚的抗氧化活性，其結(jié)果與米糠酚類含量具有相似的規(guī)律。結(jié)果如圖9所示，高溫高壓蒸汽處理1 min后米糠游離酚抗氧化活性降低18.55%，進(jìn)一步延長處理時間，其抗氧化活性無明顯變化（p＞0.05）。此外，在所選處理時間范圍內(nèi)，米糠結(jié)合態(tài)多酚ORAC抗氧化活性隨處理時間延長無顯著變化（p＞0.05）。

圖9 121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠酚類物質(zhì)ORAC值的影響Fig.9 Effects of 121 ℃ high-temperature and high-pressure steam treatment time on the absorption capacity of phenolic compounds oxygen free radical in rice bran

3 結(jié)論

本研究系統(tǒng)探究了121 ℃高溫高壓蒸汽處理時間對米糠理化特性和營養(yǎng)品質(zhì)影響，結(jié)果表明，處理1 min后，米糠脂肪酶活性降低了81.86%，可溶性蛋白、米糠游離酚含量及抗氧化活性顯著降低，而米糠粗脂肪含量提取率提高；隨處理時間延長，米糠的粘度逐漸降低，顏色加深，結(jié)構(gòu)變得更加致密；而米糠脂肪酸組成及比例、γ-谷維素、植酸、結(jié)合酚及抗氧化活性等指標(biāo)不受處理時間影響。因此，綜合考慮各指標(biāo)變化，選擇121 ℃高溫高壓蒸汽處理1 min為最適米糠處理條件。研究結(jié)果為米糠的深加工利用提供了理論和技術(shù)支撐。