王月華,程芳園,成良玉,馮夢(mèng)迪,辛 穎*
1.山東三星玉米產(chǎn)業(yè)科技有限公司,山東 鄒平256209 2.河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院,河南 鄭州 450001
玉米胚芽作為玉米的精華,是一種高VE、高植物甾醇、低膽固醇的全價(jià)營(yíng)養(yǎng)食品,沒(méi)有造成“富貴病”的潛在因素,因此日益受到人們的關(guān)注[1]。但是玉米胚芽有異味,一般將其作為飼料處理。近年來(lái)由長(zhǎng)壽花等大品牌推出的玉米胚芽油排除了這一難題,使其逐漸成為健康養(yǎng)生的時(shí)尚寵兒。玉米胚芽油中含有的VE復(fù)合體可以軟化動(dòng)脈血管,植物甾醇可以減少膽固醇,降低患心血管病的風(fēng)險(xiǎn),并被譽(yù)為“生命的鑰匙”[2]。隨著越來(lái)越多的大型企業(yè)對(duì)玉米胚芽油料的需求量增大,玉米胚芽安全、科學(xué)的貯存就成了亟須解決的問(wèn)題。
目前,專注玉米胚芽貯藏穩(wěn)定性的研究較少,大多是對(duì)其他糧食作物貯藏特性的研究[3-5],也有少量對(duì)玉米胚芽營(yíng)養(yǎng)吸收進(jìn)行分析的報(bào)道[6-8]。在玉米胚芽貯藏過(guò)程中,其貯藏穩(wěn)定性受自身水分含量及環(huán)境濕度的影響顯著。因此,作者以不同水分含量和不同環(huán)境濕度貯藏的玉米胚芽為原料制備玉米胚芽油,測(cè)定玉米胚芽油的脂質(zhì)酸敗情況,研究VE、植物甾醇以及玉米赤霉烯酮含量的變化,為玉米胚芽的穩(wěn)定貯藏提供依據(jù)和參考。
玉米胚芽:山東三星玉米產(chǎn)業(yè)科技有限公司;VE、5α-膽甾烷-3β-醇:加拿大TRC;玉米赤霉烯酮、BSTFA+TMCS(質(zhì)量比99∶1):Sigma公司;正庚烷、四氫呋喃、乙腈、甲醇、無(wú)水乙醚、無(wú)水乙醇:色譜純,康科德科技有限公司;其余試劑均為分析純。
7 890 A氣相色譜儀:美國(guó)安捷倫科技有限公司;2695高效液相色譜儀:美國(guó)Waters有限公司;XS205DU電子天平:梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司。
1.3.1 原料處理
挑選2月份新鮮玉米胚芽,此時(shí)的玉米胚芽有獨(dú)特的風(fēng)味、無(wú)不良異味,顏色鮮亮、籽粒飽滿、無(wú)發(fā)霉蟲(chóng)蛀,除去玉米胚芽中的石子、泥土、草棍等雜質(zhì)。選出的玉米胚芽經(jīng)過(guò)直徑6 mm的篩子篩選,得到籽粒大小均勻的玉米胚芽。
1.3.2 玉米胚芽貯藏試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.3.2.1 不同水分含量的玉米胚芽貯藏試驗(yàn)設(shè)計(jì)
選擇水分含量為5%、9%、12%的玉米胚芽分成3組,在25 ℃、RH45%條件下貯藏50 d,間隔10 d取樣進(jìn)行測(cè)定。
1.3.2.2 不同環(huán)境濕度的玉米胚芽貯藏試驗(yàn)設(shè)計(jì)
將水分含量為9%的玉米胚芽用四分法隨機(jī)分為6組,分別放置在RH10%、20%、30%、40%、50%、60%,25 ℃的環(huán)境中,貯藏50 d,間隔10 d取樣進(jìn)行測(cè)定。
1.3.3 理化指標(biāo)測(cè)定
玉米胚芽油的提取參照GB 5009.229—2016;玉米胚芽油酸值測(cè)定參照GB 5009.229—2016;玉米胚芽油過(guò)氧化值測(cè)定參照GB 5009.227—2016;玉米胚芽油VE測(cè)定參照GB/T 26635—2011;玉米胚芽油植物甾醇含量測(cè)定參照GB/T 25223—2010;玉米胚芽油玉米赤霉烯酮測(cè)定參照GB 5009.209—2016。
貯藏過(guò)程中不同水分含量對(duì)玉米胚芽油酸值和過(guò)氧化值的影響如圖1和圖2所示。由圖1和圖2可知,玉米胚芽油的酸值、過(guò)氧化值均隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而升高,但水分含量為5%和9%時(shí)酸值變化雖然呈上升趨勢(shì),但兩者之間差別不大,僅分別增長(zhǎng)了31.06%和37.45%;水分含量為12%時(shí)酸值顯著升高,在50 d時(shí)酸值由起始的5.28 mg/g增長(zhǎng)到15.31 mg/g,增長(zhǎng)了1.9倍。過(guò)氧化值的變化與水分含量密切相關(guān),水分含量為5%時(shí)變化并不明顯,水分含量9%以內(nèi)的玉米胚芽油在30 d以內(nèi)其過(guò)氧化值增長(zhǎng)緩慢,未超過(guò)安全食用范圍(10 mmol/kg)。但隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),過(guò)氧化值顯著增加,在第50天時(shí)水分含量為9%和12%的過(guò)氧化值趨于一致,是水分含量5%時(shí)的3倍以上。主要是由于酶促作用使脂肪發(fā)生了水解和氧化從而導(dǎo)致酸值和過(guò)氧化值升高[9],水分含量越高的玉米胚芽油中的解脂酶活性越強(qiáng),酸值、過(guò)氧化值升高得越快。
圖1 貯藏過(guò)程中水分含量對(duì)玉米胚芽油酸值的影響Fig.1 Effect of moisture content on acid value of corn germ oil during storage
圖2 貯藏過(guò)程中水分含量對(duì)玉米胚芽油過(guò)氧化值的影響Fig.2 Effect of moisture content on peroxide value of corn germ oil during storage
貯藏過(guò)程中不同水分含量對(duì)玉米胚芽油的VE和植物甾醇的影響如圖3和圖4所示。由圖3和圖4可知,玉米胚芽油的VE、植物甾醇含量均隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。水分含量為5%、9%時(shí),植物甾醇含量均比較平穩(wěn),兩條曲線基本重合,說(shuō)明水分對(duì)它們影響不大;高水分玉米胚芽所制油脂的VE、植物甾醇損失比較大,從第30天開(kāi)始高水分的玉米胚芽所制油脂的VE、植物甾醇均出現(xiàn)不同程度的大量損失。其原因可能是在油脂氧化過(guò)程中VE可干預(yù)自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),具有抗氧化作用,先被氧化消耗掉;植物甾醇氧化速率與其側(cè)鏈上的雙鍵數(shù)量有關(guān),高水分活度下油脂水解和氧化速率增加,ROOH可與甾醇結(jié)合生成氧化產(chǎn)物[10]。
圖3 貯藏過(guò)程中水分含量對(duì)玉米胚芽油VE含量的影響Fig.3 Effect of moisture content on VEcontent in corn germ oil during storage
圖4 貯藏過(guò)程中水分含量對(duì)玉米胚芽油植物甾醇含量的影響Fig.4 Effect of moisture content on phytosterol content in corn germ oil during storage
貯藏過(guò)程中不同水分含量對(duì)玉米胚芽油中赤霉烯酮含量的影響如圖5所示。由圖5可知,玉米胚芽油中的赤霉烯酮含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而升高,水分含量在5%、9%時(shí)玉米赤霉烯酮含量比較平穩(wěn),沒(méi)有大幅度升高,說(shuō)明水分含量低對(duì)其影響不大;而高水分的玉米胚芽所制油脂中赤霉烯酮含量變化較大,增長(zhǎng)了140%,說(shuō)明高水分含量加速了玉米赤霉烯酮的產(chǎn)生,這與Escobar等[11-12]研究結(jié)果一致。
圖5 貯藏過(guò)程中水分含量對(duì)玉米胚芽油赤霉烯酮含量的影響Fig.5 Effect of water content on zearalenone content in corn germ oil during storage
貯藏過(guò)程中不同環(huán)境濕度下玉米胚芽油過(guò)氧化值的變化如圖6所示。由圖6可知,過(guò)氧化值隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì),在相同貯藏時(shí)間內(nèi)過(guò)氧化值與環(huán)境濕度呈正相關(guān),環(huán)境濕度越高,過(guò)氧化值變化越明顯。濕度越大玉米胚芽?jī)?nèi)源酶活性越大,加速了脂肪發(fā)生氧化的過(guò)程,當(dāng)RH60%時(shí)過(guò)氧化值上升最快,20 d時(shí)玉米胚芽油過(guò)氧化值就超過(guò)安全食用范圍(10 mmol/kg)。在RH50%以下過(guò)氧化值相對(duì)比較平穩(wěn),升高緩慢,而且貯藏時(shí)間均能達(dá)到30 d。
圖6 貯藏過(guò)程中環(huán)境濕度對(duì)玉米胚芽油過(guò)氧化值的影響Fig.6 Effect of environmental humidity on peroxide value in corn germ oil during storage
對(duì)不同環(huán)境濕度下玉米胚芽油VE、植物甾醇的含量進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果如圖7和圖8所示??梢钥闯?,在不同貯存環(huán)境濕度下,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),VE、植物甾醇的含量均不同程度地下降,貯藏濕度小于30%,大于50%時(shí),VE、植物甾醇的損失率較大,而玉米胚芽貯藏環(huán)境相對(duì)濕度在30%~50%的范圍內(nèi)可以最大限度地保留玉米胚芽油的VE、植物甾醇的含量。
圖7 貯藏過(guò)程中環(huán)境濕度對(duì)玉米胚芽油VE含量的影響Fig.7 Effect of environmental humidity on VEcontent in corn germ oil during storage
圖8 貯藏過(guò)程中環(huán)境濕度對(duì)玉米胚芽油植物甾醇含量的影響Fig.8 Effect of environmental humidity on phytosterol content in corn germ oil during storage
貯藏過(guò)程中不同環(huán)境濕度下玉米胚芽油中赤霉烯酮含量的變化如圖9所示。赤霉烯酮含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)和濕度的增大而升高,所處的環(huán)境濕度越大霉變的速度越快。原因可能是霉菌在高濕度環(huán)境下更易生長(zhǎng)和產(chǎn)生毒素[13],不排除玉米胚芽?jī)?nèi)的菌群中串珠鐮刀菌隨著環(huán)境濕度的增大產(chǎn)生大量玉米赤霉烯酮的可能性。當(dāng)濕度大于50%時(shí),玉米赤霉烯酮含量的上升速度明顯;當(dāng)貯存時(shí)間超過(guò)20 d后,玉米赤霉烯酮出現(xiàn)大幅度增長(zhǎng),說(shuō)明濕度與時(shí)間對(duì)玉米赤霉烯酮含量影響較大。
圖9 貯藏過(guò)程中環(huán)境濕度對(duì)玉米胚芽油赤霉烯酮含量的影響Fig.9 Effect of environmental humidity on zearalenone content in corn germ oil during storage
以不同水分含量和不同環(huán)境濕度貯藏的玉米胚芽為原料制備玉米胚芽油,分析了玉米胚芽中油脂的脂質(zhì)酸敗情況,VE、植物甾醇等營(yíng)養(yǎng)素的變化情況,以及玉米赤霉烯酮含量增加的程度。結(jié)果表明:貯藏期間,與高水分含量(12%)玉米胚芽相比,玉米胚芽水分含量為5%和9%時(shí),玉米胚芽油的酸值變化較小。水分含量高于9%會(huì)顯著加速玉米胚芽油過(guò)氧化值的增大,VE和甾醇含量的降低,以及玉米赤霉烯酮含量的升高。貯藏環(huán)境濕度為30%~50%可以最大限度地抑制玉米胚芽油過(guò)氧化值和玉米赤霉烯酮含量的上升,以及VE、植物甾醇等營(yíng)養(yǎng)成分的下降。推薦玉米胚芽的安全貯藏條件:水分含量低于9%,環(huán)境濕度為30%~50%。