米糠是稻谷加工的副產品，包含種皮、糊粉層、亞糊粉層及胚芽、胚乳和碎米。米糠含12%～22%脂質，11%~17%蛋白質，6%~14%膳食纖維，10%~15%水分以及8%~17%灰分。米糠在產出后糊粉層中脂質與橫斷層高活性的脂肪酶、脂肪氧化酶接觸，導致米糠迅速酸敗變質，游離脂肪酸含量增速每天可達5%~7%。目前，熱處理是米糠穩定化的主要手段，如蒸汽處理、熱風干燥、擠壓膨化、微波加熱等。蒸汽處理易導致米糠濕度過高，不利于油脂浸出。熱風干燥處理溫度高，米糠吸濕后，酶易復性。擠壓膨化易導致米糠蛋白高度變性，且擠壓處理可導致米糠中生育酚降解。微波處理則導致米糠發生顯著褐變，色澤加深。因此，有必要開發既能抑制酸敗，同時對米糠品質低破壞的穩定化方法。
紅外干燥具有加熱快、能耗低、營養物質破壞少等優點。蘇丹等利用紅外穩定化米糠，將過氧化物酶活性降至3.91%，儲藏穩定性提高5倍以上。利用中波和短波紅外輻照對米糠進行穩定化，發現兩者均獲得顯著的效果，且中紅外輻照對米糠品質影響較小。但是現有研究中，對紅外穩定化米糠的毛油品質缺乏深度評價。
本研究采用近紅外加熱技術對米糠進行穩定化，以穩定化效果及毛油品質作為表征指標，對其進行評價，并與微波加熱、擠壓膨化和冷凍干燥方法對比，旨在評價近紅外低溫穩定技術的可行性。
1.2 實驗方法
1.2.2 米糠相關指標測定
1.2.3 加速儲藏實驗
穩定化及新鮮米糠分別采用真空包裝和普通PE包裝，置于38 ℃恒溫箱儲藏28 d，每周不定時取樣測定其酸值，所有實驗重復測定3次。
1.2.4 米糠油萃取
取一定質量的米糠置于500 mL三角燒瓶中，按照料液比1∶ 10加入一定體積的正己烷，于氣浴恒溫振蕩搖床中30 ℃下200 r/min振蕩提取30 min，過濾后，將有機相減壓濃縮脫除正己烷，重復提取2次，合并2次萃取物于20 mL棕色樣品瓶中，置于-18 ℃儲藏備用。
1.2.5 米糠油品質指標的測定
酸值測定參照GB/T 5530—2005;色澤測定參照GB/T 22460—2008;生育酚測定參照GB/T 26635—2011;測定參照金俊等[19]的方法;脂肪酸組成分析參照GB/T 17376—2008和GB/T 17377—2008。
2 結果與討論
2.1 近紅外低溫穩定化工藝確定
2.1.1 加熱溫度的確定
在10~80 min的加熱時間里，加熱溫度越高，加熱時間越短，米糠水分含量降低越快。當米糠水分含量達4.13%時，80 ℃比70 ℃加熱時間縮短75%。90 ℃加熱20 min水分含量為3.66%，但此溫度穩定化的米糠提取的米糠毛油顏色較深，對米糠品質破壞程度大，后期米糠毛油精煉脫色難度增加。綜合考慮，將近紅外加熱溫度設定為80 ℃。
2.1.2 加熱時間的確定
將實驗組近紅外輻照(MSWIH)溫度設為80 ℃，加熱時間分別為10、25 min和60 min，測定米糠水分含量分別為6.54%、5.09%和3.82%，并以新鮮米糠(水分含量為10.65%)為空白組，分別進行加速儲藏實驗。
隨儲藏時間延長，米糠油的酸值呈增長趨勢。以真空包裝為例，發現當加熱時間為60 min時米糠水分含量低于4%，經過28 d的儲藏，酸值(KOH)上升至37 mg/g，是一個可接受的變化范圍;未經任何方法處理的新鮮米糠經過28 d儲藏，其酸值(KOH)上升至138 mg/g。真空包裝和普通PE包裝對于抑制米糠油酸值上升無顯著差異。綜合米糠水分含量和米糠油酸值的變化，本研究確定近紅外加熱的加熱時間60 min。
2.2 近紅外穩定化處理對米糠及米糠毛油品質的影響
2.2.1 對米糠品質的影響
2.2.1.1 對米糠儲藏穩定性影響
將工藝條件下穩定化處理米糠與其他對照組進行綜合對比，其中經微波加熱(MTE)、擠壓膨化(EP)、冷凍干燥(FD)處理的米糠水分含量分別為6.68%，12.21%和3.23%。
幾種穩定化米糠儲藏穩定性
經過28 d的儲藏，近紅外處理米糠油的酸值(KOH)接近37 mg/g;與其他3種方法結果一樣，酸值均遠低于空白組。說明此條件下大部分的脂肪酶和脂肪氧化酶已被破壞，穩定化效果較好。
2.2.1.2 對米糠中脂肪酶和脂肪氧化酶活力的影響
4種穩定化方法處理后脂肪酶和脂肪氧化酶活性均呈現下降趨勢。與空白組相比，MSWIH處理后的米糠酶活顯著降低，其中脂肪酶相對活性降至43.00%，好于FD處理的(58.00%)，但差于MTE(36.00%)和EP處理的(17.00%);脂肪氧化酶相對活性降至38.47%，與其他3種方法比較的結果與脂肪酶一致。結合它們各自對應的水分含量分析發現，水分含量的高低是抑制脂肪酶酶活的重要因素，當水分含量降至4%以下，脂肪酶相對活性降至40%左右，米糠穩定化效果較好且品質破壞程度較小;EP的穩定化溫度，穩定化后的米糠水分含量高達12.21%，滅酶率是4種方法中的，但米糠品質已被嚴重破壞。綜合分析，近紅外加熱是一種較為溫和的穩定化方法。
對米糠油中含量的影響
不同穩定化處理米糠油含量
%
ControlMSWIHMTEFDEP
2.54±0.062.48±0.102.35±0.082.52±0.062.14±0.06
經MSWIH處理，米糠油含量降低較少，保留率為97.64%，略低于FD組的(99.21%)，高于MTE組(92.52%)和EP組的(84.25%)，在高溫下部分被破壞[19]，而MSWIH法條件溫和，對米糠的破壞較小，較大程度保留了原米糠中的。
2.2.2.3 對米糠油中主要脂肪酸的影響(見表3)
從表3可知，米糠油中主要不飽和脂肪酸為油酸、，兩者的比例接近1∶ 1，不飽和脂肪酸含量與飽和脂肪酸含量的比值約為4.2。MSWIH法與空白組及其他3種穩定化方法相比，脂肪酸組成未發生顯著性變化，說明MSWIH處理對米糠油的脂肪酸組成無差異性影響。
表3 不同穩定化處理米糠油脂肪酸組成及含量%
脂肪酸ControlMSWIHMTEFDEP
2.2.2.4 對米糠油中生育酚含量的影響(見表4)
生育酚在高溫下可能會降解[9]。從表4可知，與空白組相比，MSWIH法對生育酚的破壞很小，其生育酚總量保留率為97.80%;與FD組的相差不大，但高于MTE和EP處理的。擠壓處理和微波加熱均對米糠中的生育酚造成了顯著的破壞，可見近紅外處理幾乎不破壞米糠中的生育酚。
表4 不同穩定化處理米糠油生育酚含量
mg/kg
穩定化方法α-生育酚β-生育酚γ-生育酚δ-生育酚總生育酚
3 結 論
采用近紅外對米糠進行穩定化處理，得到的工藝參數為：加熱溫度80 ℃，加熱時間60 min。在工藝條件下，38 ℃儲藏28 d，米糠酸值(KOH)僅增加15 mg/g。
經過與微波加熱、擠壓膨化、冷凍干燥3種穩定化方法對比發現，經近紅外熱處理后，米糠原料中的脂肪酶和脂肪氧化酶活力明顯降低，儲藏穩定性明顯提高，米糠油色澤、脂肪酸組成無顯著變化，其中的和生育酚保留率分別高達97.64%和97.80%，與冷凍干燥米糠的毛油品質沒有顯著差異。綜上，近紅外加熱是一種可靠、低破壞的米糠穩定化方法。
