李良玉，羅棖，劉晚霞，李朝陽

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)國家雜糧工程技術(shù)研究中心，大慶 163319；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院；3.糧食副產(chǎn)物加工與利用教育部工程研究中心）

小米富含蛋白質(zhì)、膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)、多酚、黃酮、不飽和脂肪酸等多種營養(yǎng)物質(zhì)，具有預(yù)防心血管疾病、提高免疫力、消炎、促消化、降血脂等多種功能作用[1]。小米在我國種植與食用歷史悠久，是我國重要的雜糧之一，因此，受到了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。單璐[2]研究不同加工方式對小米營養(yǎng)成分的變化，研究了抗氧化性的變化及氨基酸組成變化；王海棠等[3]在小米油中發(fā)現(xiàn)了二亞油酸甘油酶、亞麻酸甘油酯等活性物質(zhì)，實驗證明其對皮膚、中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有良好的保護(hù)作用，而且對動脈硬化和肝硬化也有預(yù)防的效果；李娜[4]曾經(jīng)研究油脂食品的衛(wèi)生質(zhì)量會受到油脂氧化的影響，而食品質(zhì)量與安全中的一個重要研究方向就是如何保證油脂的穩(wěn)定性。Ren 等[5]研究了沸騰，蒸汽、擠壓等不同加工方式對小米淀粉消化特性的影響，以體外消化率及升糖指數(shù)為指標(biāo)，結(jié)果表明沸騰，蒸汽和擠壓的加工方式會減少抗性淀粉的生成，提高升糖指數(shù)，但是通過實驗發(fā)現(xiàn)長期食用小米粥對糖尿病有一定的益處。微波是一種電磁波具有適用范圍廣、重現(xiàn)性好、污染小等優(yōu)勢，是一種先進(jìn)的干燥加工技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用的技術(shù)，常用濃縮、干燥、熟化等工藝當(dāng)中[6-10]，為人們的生活帶來方便，也為相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)帶來便利。但是，由于微波處理會產(chǎn)生瞬間的高溫效應(yīng)，會對食物中的脂肪酸產(chǎn)生破壞作用，影響脂肪酸的組成及相關(guān)活性[11-13]，因此，如何正確的將微波技術(shù)應(yīng)用到小米加工中具有重要的實際意義。研究以小米為原料，采用微波技術(shù)處理小米，通過對小米油中不飽和脂肪酸及其抗氧化活性的變化，探索不同微波處理條件對小米油加工的影響規(guī)律，為小米及小米油的綜合加工利用提供了理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

小米：超市購買。

1.1.2 試劑

DPPH、ABTS sigma 公司；正己烷、無水乙醇、Vc、過硫酸鉀、Tris 堿、鄰苯三酚、FeSO4、水楊酸、鹽酸等均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

ZX41-415 型秒表：深圳市盟康寶電子有限公司；FA2104N 型電子分析天平：上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司；EMS-40A 型電熱恒溫水浴鍋：廣州市康恒儀器有限公司；RE52CS 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器廠；UV-1800 型分光光度計：日本島津公司；7890A-5975C 型氣質(zhì)分析色譜儀：安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 小米油提取方法

精密稱取100 g 小米放置在燒杯內(nèi)，加入200 mL的正已烷，置于30 ℃的電熱恒溫水浴鍋內(nèi)不段攪拌提取，每次提取2 h，提取3 次，合并提取液，后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)，蒸出正己烷，得到油水混合物，并采用無水硫酸鈉處理后，得到小米油備用[14]。

1.3.2 微波處理對小米油脂肪酸組成與抗氧化活性的影響

1.3.2.1 微波液料比對小米油脂肪酸組成與抗氧化活性的影響

稱取一定量的小米，清洗除去灰塵和雜質(zhì)，以液料比分別為3∶1、6∶1、9∶1 加水，并在微波功率400 W下，微波處理9 min。得到小米粥樣品，按照1.3.1 的方法進(jìn)行脂肪酸提取，采用氣質(zhì)分析方法測定樣品中脂肪酸的組成，并對樣品油的抗氧化活性進(jìn)行測定，探討微波處理對小米油脂肪酸組成與抗氧化活性的影響[15]。

1.3.2.2 微波功率對小米油脂肪酸組成與抗氧化活性的影響

稱取一定量的小米，清洗除去灰塵和雜質(zhì)，微波液料比為6∶1 加水，并分別在微波功率分別為200、400、600 W 下，微波處理9 min。得到小米粥樣品，按照1.3.1 的方法進(jìn)行脂肪酸提取，采用氣質(zhì)分析方法測定樣品中脂肪酸的組成，并對樣品油的抗氧化活性進(jìn)行測定，探討微波處理對小米油脂肪酸組成與抗氧化活性的影響。

1.3.2.3 微波時間對小米油脂肪酸組成與抗氧化活性的影響

稱取一定量的小米，清洗除去灰塵和雜質(zhì)，微波液料比為6∶1 加水，微波功率400 W，分別微波處理3、9、15 min。得到小米粥樣品，按照1.3.1 的方法進(jìn)行脂肪酸提取，采用氣質(zhì)分析方法測定樣品中脂肪酸的組成，并對樣品油的抗氧化活性進(jìn)行測定，探討微波處理對小米油脂肪酸組成與抗氧化活性的影響。

1.4 抗氧化性的測定方法

1.4.1 清除DPPH 自由基能力的測定

參考文獻(xiàn)［16］-［20］中所涉及到的一些方法，并作出適當(dāng)調(diào)整。用無水乙醇配制0.04 g·L-1的DPPH溶液，將小米油配制成不同質(zhì)量濃度的溶液（無水乙醇混合溶劑溶解），作為待測樣品。取2 mL 的小米油樣品溶液于試管中，再加入2 mL 的DPPH 溶液，搖勻，暗處反應(yīng)30 min 后，于517 nm 比色測其吸光值記為Ai，2 mL 小米油樣品加入2 mL 乙醇溶液反應(yīng)后的吸光值記為Aj，2 mL 乙醇加入2 mL 的DPPH溶液反應(yīng)后的吸光值記為Ao，每個樣品測定3 次，取平均值，以乙醇為空白，VC 為對照。樣品對DPPH·的清除能力（SA） 表示為：

式中：A0為空白的吸光值；Ai為樣品添加DDPH的吸光值；Aj為樣品添加乙醇的吸光值。

1.4.2 清除ABTS 自由基的測定

參考文獻(xiàn)［21］～［25］中所涉及的一些方法，并作出適當(dāng)調(diào)整。取4 mL 的ABTS 工作液與1 mL 的樣品混合（用無水乙醇溶解），在室溫下避光放置6 min，于734 nm 處測定吸光值。無水乙醇作為空白，清除率（%）以下式汁算：

式中：A0為空白的吸光值；A1為樣品的吸光值。

1.4.3 清除羥基自由基能力的測定

參考文獻(xiàn)［26］～［29］中所涉及的一些方法，并作出適當(dāng)調(diào)整。將小米油配制成不同質(zhì)量濃度的樣品液（用無水乙醇溶解）。取2.0 mL 小米油樣品于試管中，加入6 mmol·L-1的水楊酸溶液2.0 mL，再加入6 mmol·L-1的FeSO4溶液2.0 mL，3.5 mL 蒸餾水，加入2.0 mL 的6 mmol·L-1H2O2并用振蕩器混勻，使之啟動Fenton 反應(yīng)，反應(yīng)后在510 nm 波長處測定吸光度即為Ai；取2.0 mL 的無水乙醇代替濃度為6 mmol·L-1水楊酸，在510 nm 處所測得吸光度即為Aj；取2.0 mL 無水乙醇代替樣品乳化液，在510 nm處所測得的吸光度即為A0；以VC為對照，根據(jù)下式計算各待測物對輕基自由基的清除率SA。

式中：A0為空白的吸光值；Ai為樣品添加水楊酸的吸光值；Aj為樣品添加乙醇的吸光值。

1.5 小米油不飽和脂肪酸的組成成分分析方法

1.5.1 甲酯化方法

準(zhǔn)確稱取油樣品0.2 g，加入異辛烷4.0 mL 充分溶解，然后超聲波處理10 min，加入0.8 mL 氫氧化鉀甲醇溶液（11 g 氫氧化鉀溶于100 mL 甲醇中），超聲波處理10 min，最后加入0.5 g 的無水硫酸鈉，混勻，靜止分層取上層液。

1.5.2 氣質(zhì)連用測定方法

色譜條件如下，溫度：汽化室250 ℃，接口溫度250 ℃；載氣：高純氦氣，流速1.9 mL·min-1；色譜柱：DB-23（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；柱溫：程序升溫50 ℃保持1 min，25 ℃·min-1升至180 ℃，2 ℃·min-1升至230 ℃，保持5 min；吹掃流量3 mL·min-1；進(jìn)樣體積1 μL；分流比1∶30。

質(zhì)譜條件：離子源：220 ℃；EI：70 eV；掃描范圍：29～500 m·z-1；容積延遲：5 min；定性：NIST 檢索保留指數(shù);定量：峰面積歸一化。

2 結(jié)果與分析

2.1 小米油脂肪酸組成的GC-MS 分析結(jié)果

原料小米油的脂肪酸組成的氣質(zhì)分析圖及分析結(jié)果，分別見圖1、表1。

圖1 小米油脂肪酸組成的氣質(zhì)分析圖Fig.1 The GC-MS of millet oil fatty acid

圖2 小米油脂肪酸組成的質(zhì)譜圖Fig.2 The mass spectrogram of millet oil fatty acid

表1 小米油脂肪酸組成GC-MS 分析結(jié)果Table1 The GC-MS of millet oil fatty acid

由圖1、圖2、表1 可知，小米油的脂肪酸中主要含有6 種成分，經(jīng)色譜工作站NIST 譜庫檢索鑒定上述成分分別為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、花生酸和亞麻酸，其中含量最高的是亞油酸，其次為油酸，不飽和脂肪酸含量達(dá)到了85%以上，飽和脂肪酸只有15%左右，可見小米油中含有大量的不飽和脂肪酸，因此小米油具有較高的利用價值。

2.2 微波加工處理對小米油不飽和脂肪酸的影響

微波處理對小米油不飽和脂肪酸的影響，見表2。

表2 不同處理對小米脂肪酸組成的影響Table 2 Effects of different processing interventions on fatty acids composition in millet

由表2 可以看出，微波處理對小米油中的油酸與亞油酸組成影響差異不顯著，而對亞麻酸具有一定影響，這是由于亞麻酸為n18∶3 結(jié)構(gòu)相對于油酸與亞油酸已被分解破壞，高溫易造成結(jié)構(gòu)的變化。研究發(fā)現(xiàn)在微波功率及微波液料比對小米油中的亞麻酸含量影響較大，較大存在差異顯著（P＜0.05），二微波時間差異不顯著。這是可能由于微波處理過程中會出現(xiàn)瞬間高于250 ℃的高溫，在高功率及低水分的情況下出現(xiàn)的頻率更大一些，造成了料液中瞬間溫度過高，這與溫度超過200 ℃后α-亞麻酸開始降解的研究結(jié)果一致[30]，因此導(dǎo)致小米油中的α-亞麻酸含量下降。

2.3 微波處理對小米油抗氧化活性的影響

2.3.1 微波液料比對小米油抗氧化活性的影響

微波液料比對小米油抗氧化活性影響的實驗結(jié)果，見圖3。

由圖3 可以看出，隨微波液料比升高，小米油清除DPPH、-OH 的能力差異不大，且顯著低于未處理的小米油與Vc 對照組，但是小米油清除ABTS 自由基的能力存在顯著的差異（P＜0.05），呈逐漸減弱的趨勢，且低于未處理的小米油清除率與Vc 對照組，說明小米油清除ABTS 自由基能力隨著微波液料比的增大而下降。這是由于隨著液料比的增大，物料中水含量不斷增加，水分子的極性較強(qiáng)會影響一些弱極性活性物質(zhì)的提取，導(dǎo)致隨著液料比的增大小米油中活性物質(zhì)含量降低，清除ABTS 自由基能力逐步降低。

2.3.2 微波功率對小米油抗氧化活性的影響

微波功率對小米油抗氧化活性影響的實驗結(jié)果，見圖4。

圖3 微波液料比對小米油抗氧化活性的影響Fig.3 Effect of microwave liquid-to-material ratio on antioxidant activity of millet oil

圖4 微波功率對小米油抗氧化活性的影響Fig.4 Effect of microwave power on antioxidant activity of millet oil

由圖4 可以看出，隨微波功率升高，小米油清除DPPH、-OH 的能力差異不大，且顯著低于未處理的小米油與Vc 對照組，但是小米油的清除ABTS 的能力存在顯著的差異（P＜0.05），呈顯著減弱的趨勢，且低于未受微波處理的小米油清除率與Vc 對照組，說明小米油清除ABTS 的能力隨著微波功率的增大而下降。這是由于隨著功率的升高，小米油中多酚等活性物質(zhì)破壞。在微波條件下，高功率時溫度會瞬間增高，小米油中的黃酮、多酚及其他具有較強(qiáng)清除ABTS 能力的活性物質(zhì)在熱作用下結(jié)構(gòu)遭到破壞或者發(fā)生降解，因此，小米油的清除ABTS 能力減弱。

2.3.3 微波時間對小米油抗氧化活性的影響

微波時間對小米油抗氧化活性影響的實驗結(jié)果，見圖5。

圖5 微波時間對小米油抗氧化活性的影響Fig.5 Effect of microwave time on antioxidant activity of millet oil

由圖5 可以看出，隨微波時間延長，小米油清除DPPH、-OH 的能力差異不大，且顯著低于未處理的小米油與Vc 對照組，同時發(fā)現(xiàn)未處理的小米油與Vc 對照組的差異不大，說明小米油具有較強(qiáng)的清除DPPH、-OH 能力。但是小米油的清除ABTS 的能力存在顯著的差異（P＜0.05），呈逐漸減弱的趨勢，且遠(yuǎn)低于未受微波處理的小米油清除率與Vc 對照組，說明小米油清除ABTS 的能力隨著微波時間的延長而下降，這是由于隨處理微波時間加長，小米油中的黃酮、多酚及其他具有較強(qiáng)清除ABTS 能力的活性物質(zhì)在熱作用下結(jié)構(gòu)遭到破壞或者發(fā)生降解，導(dǎo)致小米油抗氧化能力減弱。

研究為合理高效的利用小米油資源、健康食用小米油具有一定的指導(dǎo)作用，為小米及小米油脂的綜合加工利用提供了理論參考依據(jù)。

3 結(jié)論

通過氣質(zhì)分析小米油的脂肪酸組成，結(jié)果表明其中主要含有棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、花生酸和亞麻酸等六種脂肪酸，不飽和脂肪酸含量達(dá)到了85%以上。研究表明微波液料比及微波功率對小米油不飽和脂肪酸中的亞麻酸影響顯著，隨著微波液料比及微波功率的提高，小米油中亞麻酸含量顯著下降?？寡趸囼灡砻?，小米油具有較強(qiáng)的清除DPPH、ABTS、-OH 自由基的能力，處理后小米油抗氧化活性顯著低于未經(jīng)處理的小米油的抗氧化活性。各處理方式對小米油清除DPPH、-OH 自由基能力的影響差異不顯著，而對清除ABTS 自由基能力的影響顯著。經(jīng)分析這可能與小米油中抗氧化活性物質(zhì)的穩(wěn)定性及抗氧化活性的針對性有關(guān)，需要進(jìn)一步篩查抗氧化活性與活性物質(zhì)的關(guān)聯(lián)，并建立相關(guān)的體內(nèi)外模型。

研究僅進(jìn)行了體外抗氧化研究，微波處理對小米油的影響，在體內(nèi)是否也同樣成立，還需要進(jìn)一步研究加以驗證。此外，小米油在其他加工過程中的調(diào)控及活性保持技術(shù)等方面的研究需要進(jìn)一步的研究，以指導(dǎo)實際的生產(chǎn)，保證將加工過程中的營養(yǎng)損失降到最低。