不同提取方法对米糠油品质的影响

张楚婕, 李道明, 张佳浩, 丁小刚, 梅 玲, 彭伊凡

(陕西科技大学 食品科学与工程学院, 陕西 西安 710021)

0 引言

食用油作为人们日常饮食不可或缺的营养组成,除了供给必要的能量之外,还可作为活性成分维持人体正常生命活动以及携带功能成分如生育酚、甾醇、谷维素、角鲨烯等.我国作为油脂消耗大国,粮油自给率仅有30%,由于产需缺口较大,我国油料和食用植物油高度依赖国际市场.过度依赖进口,不可避免带来潜在的市场风险.以棕榈油为例,需求端在国内,供给端则几乎全部依赖进口.油脂油料价格波动频繁,产业稳定健康发展面临较高的不确定性.2022年,中央一号文件提出,大力实施大豆和油料产能提升工程,让“油瓶子”里尽可能多装中国油.因此开发新型油脂、改良油脂提取工艺是提高油脂自给率、破解食用油依赖进口的关键.

糙米碾白时,米粒(胚乳)的表皮、米胚芽和少量破碎胚乳(碎米、米粞)的混合物,通常称为米糠.米糠是稻米加工的副产物,其中含有丰富的米糠油和蛋白等.我国米糠资源丰富、来源稳定,每年米糠产量约为1500万吨,与我国大豆产量相当.米糠出油率为18%～20%,计划可每年产米糠油300万吨,相当于提高7%自给率,但实际统计我国年产米糠油不足12万吨[1].虽然米糠是加工的副产物,重量不足糙米的10%,但是却含有稻米60%以上的营养,具有较高的营养价值[2],其中主要的营养物质为蛋白质、脂肪和膳食纤维.米糠中蛋白质含量可达11%～15%、脂肪含量为15%～22%、膳食纤维含量为24%～29%[3].米糠在营养保健等方面应用广泛,首先,米糠可以提取米糠油;其次,脱脂后的米糠中含有米糠多糖和蛋白质等丰富的资源[4].米糠蛋白质含有所有必需氨基酸,并且属低过敏性,适用于婴幼儿食品.米糠油的脂肪酸组成中油酸约占40%,亚油酸约占34%.此外,米糠所含的γ-谷维素、生育酚、生育三烯酚和肌醇等生理活性物质是米糠具有保健功能的重要原因[5].

米糠油是从米糠中获取的天然油脂,米糠油的脂肪酸组成主要为油酸、亚油酸、硬脂酸、棕榈酸,还含有少量的α-亚麻酸和花生酸,其中油酸和亚油酸比例接近1.1∶1,被称为“黄金比例”;同时米糠油中含有众多脂质伴随物如生育酚、磷脂、植物甾醇、角鲨烯、谷维素等,所以米糠油具有很高的营养价值[6].日本很早就将米糠油提取出来食用,而欧美等许多发达国家也将米糠油认定为与橄榄油齐名的健康油脂[7].因此,米糠油也被世界卫生组织评定为“三大健康食用油之一”[8].随着我国的不断发展,越来越多米糠油走上超市的货架供消费者选择.

中国地域辽阔,米糠作为主粮稻米的副产物,其产量丰富,但是利用米糠制备米糠油的利用率仅为20%,绝大多数米糠被用于动物饲料,仅小部分应用于米糠油的制备[9].同时米糠中的脂肪酶在米糠从稻米中剥离时活性被激活,米糠中的脂肪在脂肪酶的作用下分解,导致米糠中的游离脂肪酸(Free Fatty Acid,FFA)含量急剧升高,通常仅需一周时间游离脂肪酸含量即可达20%左右,所以目前国内米糠加工企业一般采用随即生产随即加工的生产模式避免脂肪酶的过度作用,而我国稻谷加工中部分加工方式呈现小作坊加工,小作坊为降低加工成本不会对米糠进行灭酶处理,导致米糠长时间室温保存,最终只能作为动物饲料,因此限制了我国米糠的加工利用[10].

目前工业上提取植物油普遍采用机械压榨法,而实验室中米糠油的提取多采用溶剂提取法,最为常见是正己烷提取法和异丙醇提取法[11].后期逐步开发出超声波、微波等辅助手段来辅助溶剂提取米糠油[12-14].本研究以米糠为原料,探究不同提取方法对米糠油品质的影响,对米糠出油率、脂肪酸组成、甘油酯组成、酸价、过氧化值以及脂质伴随物如生育酚、谷维素等含量进行测定,并通过扫描电镜观察不同提取方法处理后米糠的表面形态特征,以期为推动米糠油的工业化提取及加工利用提供技术参考.

1 材料与方法

1.1 主要材料及试剂

正己烷(分析纯),异丙醇(分析纯),石油醚(分析纯),甲酸(色谱纯),无水硫酸钠,无水碳酸钠,硫代硫酸钠,放置时间30天以上的米糠,生育酚混合标准品(陕西海斯夫生物工程有限公司),37种脂肪酸甲酯混合标准品(上海源叶生物科技有限公司)

1.2 主要仪器

旋转蒸发器(RE-52AA),分析精密天平(赛多利斯,BSA224S),高速台式离心机,数控超声波清洗器,微波炉,水分含量测定仪(HE53),环境扫描电镜(FEI Q45),气浴振荡器(THZ-92C),气相色谱仪(岛津 2010 Pro),液相色谱仪(岛津 LC-16)

1.3 实验方法

1.3.1 不同提取方法提取米糠油

(1) 振荡提取法

参考刘看看等[15]的方法,并进行适当修改.称取一定量的米糠放入锥形瓶中,以1∶5(w/v)的料液比量取一定体积的有机溶剂(正己烷、异丙醇、石油醚)倒入锥形瓶中,并手动摇晃均匀,最后用封口膜将锥形瓶瓶口密封,放入气浴摇床进行振荡提取.气浴振荡的条件为:温度50 ℃,转速200 rpm,时间120 min.然后利用抽滤瓶抽滤,回收滤液(澄清透明),将滤液置于旋转蒸发器中在45 ℃,200 rpm的条件下减压蒸馏15 min,最终获得米糠毛油.米糠出油率计算公式如式(1)所示:

(1)

式(1)中:Y表示米糠出油率(%),M0表示蒸馏瓶的质量(g),M1为蒸馏后米糠油和蒸馏瓶的质量(g),M2为米糠的质量(g).

(2) 超声辅助提取法

参考王玉莹等[12]的方法,并进行适当修改.称取一定量的米糠放入锥形瓶中,以1∶5(w/v)的料液比量取一定体积的提取溶剂(正己烷、异丙醇、石油醚)倒入锥形瓶中,并手动摇晃均匀,最后用封口膜将锥形瓶瓶口密封.在30℃、40 kHz的条件下超声25 min,后续提取米糠油的步骤同1.3.1中(1)所述的振荡提取法.

(3)微波辅助提取法

参考余诚玮等[16]的方法,并进行适当修改.实验采用微波炉对米糠进行处理,选择微波频率为800 W、处理时间3 min.将米糠平铺于玻璃容器中,每平铺一层,喷洒少量蒸馏水并插出排气孔,避免微波过程产生高温引发火灾.后续提取米糠油的步骤同1.3.1中(1)所述的振荡提取法.

1.3.2 米糠油理化性质检测

(1)酸价

参照GB5009.229-2016测定不同提取方法提取得到的米糠油的酸价[17].实验重复三次,结果以mg KOH/g表示.

(2)过氧化值

参照GB5009.227-2016测定不同提取方法提取得到的米糠油的过氧化值[18].实验重复三次,结果以mmol/kg表示.

1.3.3 气相色谱法测定米糠油脂肪酸组成

(1)气相色谱条件

FBX-10毛细管柱(100 m×0.25 mm×0.20 μm),气化室温度:250 ℃,检测器温度:280 ℃.进样量1 μL,进样方式:分流进样,分流比100∶1,以N2为载气,N2流量35 mL/min,H2流量40 mL/min,空气流量400 mL/min.程序升温条件:初始温度120 ℃,保留3 min,然后以5 ℃/min升温到140 ℃,保留3 min;再以3 ℃/min,升温到200 ℃,保留3 min;再以3 ℃/min,升温到230 ℃,保留40 min.程序升温时间合计83 min,检测结束时间为87 min.

(2)气相分析中甲酯化方法

取米糠油10 μL于具塞试管,加入2 mL正己烷充分振荡,使米糠油完全溶解.继续加入2 mL浓度为0.75 mol/L氢氧化钠-甲醇溶液,混合均匀.通入N2充当保护气,密封试管甲酯化10 min,期间不断振荡试管.结束后加入1 mL正己烷充分摇匀提取脂肪酸甲酯,再加入1 mL饱和氯化钠溶液促进分层,静置20 min取1 mL上清液加入0.5 g无水硫酸钠除水.最后在10 000 rpm离心2 min,取上清液1 mL于色谱瓶中待气相色谱分析.

1.3.4 高效液相色谱法测定米糠油甘油酯组成

使用HPLC-RID(High Performance Liquid,高效液相色谱)对米糠油的甘油酯组成进行分析.

液相色谱条件:EXL-127-2546U色谱柱,填料ACE Excel 5 SIL,尺寸为250 mm×4.6 mm,配备RID-20A(Refractive index detector,折光示差检测器),流动相为正己烷/异丙醇/甲酸(18∶1∶0.03,v/v/v),等度洗脱,流速1.0 mL/min,柱温30 ℃.

取米糠油20 μL于2 mL离心管中加入1 mL流动相充分溶解,加入0.5 g无水硫酸钠振荡2 min,最后在10 000 rpm离心两分钟,取上清液1 mL于2 mL棕色色谱瓶中,待高效液相色谱仪器分析.

出峰顺序分别为甘油三酯、游离脂肪酸、1,3-甘油二酯、1,2-甘油二酯、1-甘油单酯、2-甘油单酯.对各物质分别用标准品定性,并用面积归一化法对各产物进行定量计算.

1.3.5 米糠油中谷维素的测定

参照LS/T 6121.1-2017利用分光光度法测定不同提取方法提取得到的米糠油中谷维素含量[19].实验重复三次,结果以%表示.

1.3.6 米糠油中生育酚的检测方法

参考GB/T 26635-2011、GB5009.82-2016以及张瑜等的方法[20-22],并进行适当修改.

(1)液相色谱条件

EXL-1110-1546U色谱柱,填料ACE Excel 3 C18-PFP,尺寸为150 mm×4.6 mm,配备紫外检测器,检测波长为294 nm,流动相为90%甲醇,等度洗脱,流速0.9 mL/min,柱温30 ℃,进样量为10 μL.

(2)生育酚标准溶液的配制

称取生育酚混合标准品99.2 mg(注:出厂检验报告α-生育酚8.18%、β-生育酚1.25%、δ-生育酚22.48%、γ-生育酚68.09%),用异丙醇定容至1 mL,得99.2 mg/mL的生育酚混标.通过逐步稀释,得到梯度为0.496 mg/mL、0.099 5 mg/mL、0.049 6 mg/mL、0.029 8 mg/mL、0.009 95 mg/mL的生育酚混标梯度,通过换算获得四种生育酚各自的浓度梯度.

(3)制样

称取一定质量米糠油,溶于1 mL异丙醇中,充分振荡,再加入0.5 g无水硫酸钠除水,最后在10 000 rpm 离心2 min 取上清进样分析.

(4)定性

利用生育酚标准溶液的色谱峰保留时间得到出峰时间.在上述色谱条件下出峰顺序为δ-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、α-生育酚.

(5)定量

通过外标法建立四种生育酚标准曲线,生育酚浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,得到回归方程.换算出待测生育酚浓度mg/mL.参考GB-5009.82-2016维生素A D E的测定[21].样品中的α-生育酚、β-生育酚、δ-生育酚、γ-生育酚含量可换算为如下公式(2)所示:

(2)

式(2)中:X(mg/100 g)是试样中α-生育酚、β-生育酚、δ-生育酚、γ-生育酚的含量,C1(mg/mL)是标准曲线获得各生育酚的浓度,C0(g/mL)为样品的浓度,100是试样中量以百克计算的换算系数.

生育酚中α-生育酚的活性最高,所以在表示总酚含量时可按如下所示:总酚含量=α-生育酚(mg/100 g)+β-生育酚(mg/100 g)×0.5+δ-生育酚(mg/100 g)×0.1+γ-生育酚(mg/100 g)×0.01.

1.3.7 扫描电镜分析

参考崔俊杰[23]的方法,采用美国FEI Q45型台式电子扫描显微镜对米糠的表面形态进行观察.将不同提取方法处理后的米糠在抽滤结束后进行收集,并在50 ℃下干燥12 h,除去米糠表面残留的试剂.首先,先将导电胶黏在样品台上,分别取少量米糠粘在导电胶对应的位置,再使用透明胶带除去导电胶上多余的样品,保证样品均匀平铺并保持台面整洁,最后将样品台放入喷金仪中喷溅.喷金结束后利用环境扫描电镜观察样品采集图像.

1.3.8 数据处理

每组实验重复三次,数据通过SPSS分析软件进行处理,结果使用平均值±标准误差表示,同因素不同水平通过单因素方差分析(ANOVE)测定,不同水平的显著性差异用字母表示(P<0.05).本章绘图采用绘图软件Origin.

2 结果与讨论

2.1 米糠油的提取

本文选择溶剂提取法来提取米糠油,并研究了不同提取方法对米糠油的影响.溶剂的选择主要考虑以下三个方面:(1)正己烷多用于米糠油提取;(2)异丙醇的安全稳定;(3)石油醚在植物油提取中应用最为广泛.溶剂相关信息如表1所示.

从表1可知,正己烷的沸点仅有69 ℃,在实验过程中观察到,45 ℃减压蒸馏下,正己烷蒸馏速度最快,同时升温时最容易发生挥发,其微溶于水,对水资源危害较高,有潜在可能性对生育能力造成伤害;异丙醇的沸点可达83 ℃,相比正己烷和石油醚更为稳定,在实验中观察到经过异丙醇处理后的米糠表面湿润,同时异丙醇区别于其他两种溶剂易溶于水,也表明异丙醇在提取米糠油时可以提取部分水溶性成分,其生物安全更高,但异丙醇被IARC机构(International Agency for Research on Cancer,国际癌症研究机构)分类列入类别三致癌物(对人类致癌性可疑,尚无人体或者动物实验数据);提取米糠油中选择中等沸程石油醚的原因在于60 ℃～90 ℃沸程的石油醚安全性更高,实验发现30 ℃～50 ℃沸程的石油醚在减压蒸馏过程中,回收瓶中的石油醚发生二次挥发后易对人体健康造成危害,同时低沸程的石油醚在食品加工中危险程度更高,实验观察到在45 ℃减压蒸馏下,60 ℃～90 ℃沸程的石油醚蒸馏需要的较长时间才能将石油醚蒸馏干净,这可能是由于石油醚沸程过高和减压蒸馏温度过低的缘故.45 ℃下减压蒸馏的蒸馏速度:正己烷>石油醚>异丙醇.

不同提取方法对米糠的出油率的影响,如表2所示.实验发现在相同前处理方法下石油醚提取的出油率均高于正己烷与异丙醇提取的出油率,这可能与溶剂本身的性质有关;异丙醇提取米糠油在振荡和超声处理后出油率最低分别为5.62%和5.28%,提取效果不佳.同时观察到在提取结束后,经异丙醇提取的米糠油受到温度影响时易出现蜡的析出(仅在振荡和超声处理下出现),同时米糠油颜色加深,这可能是由于异丙醇相比其他两种溶剂能提取出更多蜡,导致出油率降低,米糠油颜色加深可能是由于异丙醇溶解米糠中的水溶性多酚导致的.超声处理后的米糠的出油率出现下降的趋势,这可能是由于超声属于物理破坏,对米糠颗粒破坏有限;其次实验观察发现超声促进米糠的分层导致米糠在提取时沉积在容器底部,上层为透明的试剂不利于米糠油的提取.

表2 不同提取方法对米糠出油率的影响

米糠经过微波处理后,出油率得到了显著提高,在石油醚-微波提取法中出油率可达8.84%.微波处理与振荡和超声的本质区别在于高温下可能发生化学变化.其次,通过测定米糠的水分含量发现米糠原料的水分含量10.84%,而微波处理后的米糠水分含量仅为6.71%.综上所述,微波处理后米糠的出油率显著升高,一方面可能是由于微波处理导致米糠失去大量水分,造成米糠颗粒出现干裂、破碎,从而增大了米糠表面积,提高了米糠的出油率;另一方面可能是由于高温作用下,米糠中多糖分解和蛋白质的变性促进了结合态甘油三酯的释放,从而导致出油率显著升高.

2.2 不同提取方法对米糠油理化性质的影响

不同提取方法对米糠油的酸价和过氧化值也存在不同程度的影响.表3分析了不同提取方法对米糠油理化性质的影响.

表3 不同提取方法对米糠油理化性质的影响

由表3可知,由于米糠长时间的放置,导致米糠油的酸价较高.同种辅助方法对米糠油酸价的影响不大,但是酸价均呈现出异丙醇提取>正己烷提取>石油醚提取,这可能是异丙醇的溶解性导致异丙醇对游离脂肪酸的溶解度优于正己烷和石油醚;经过微波处理后,提取得到的米糠油的酸价明显降低,这可能是由于微波处理导致结合态的米糠油被释放.长时间放置的米糠提取得到的米糠油,其过氧化值普遍不高且影响不大,其中正己烷-振荡提取法提取得到的米糠油的过氧化值最高为1.79 mmol/kg,而米糠油过氧化值不高,可能与米糠的储存方式有关(4 ℃密封避光保存);其次,也有可能是米糠中的脂质伴随物的作用,如多酚、生育酚、植物甾醇等;微波处理后的米糠油过氧化值出现降低,这可能是由于微波产生的高温使得米糠中的氢过氧化物分解为醛类、酮类等小分子,导致米糠油的过氧化值降低.

2.3 不同提取方法处理后的米糠表面形态分析

图1为扫描电镜拍摄的不同提取方法对米糠的表面形态的影响.

图1 扫描电镜观察不同提取方法对米糠表面形态的影响

通过比较图1(a)、(b)、(c)、(d)可以观察到,不同辅助处理对米糠形态的影响不同,(b)相比原料(a)出现更多空洞和细小颗粒;(c)也出现空洞但是数量较少,米糠表面出现大面积相连的情况;样品(d)表面区别于(b)和(c),呈现大面积相连并且表面出现撕裂,有明显高温加热的痕迹,颜色较深.观察微波处理后使用不同试剂处理米糠后的形态(d)、(e)、(f)可以发现,三者表面形状截然不同:样品(e)呈现块状;样品(f)呈现大面积相连,同时表面出现小孔和空洞.

2.4 不同提取方法对米糠油脂肪酸组成的影响

不同提取方法是否对米糠油的脂肪酸组成造成影响如表4所示,表4为气相色谱分析米糠油的脂肪酸组成.米糠油的脂肪酸组成主要为:棕榈酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1)、亚油酸(C18∶2)、花生酸(C20∶0)、α-亚麻酸(C18∶3n3).

表4 不同提取方法对米糠油脂肪酸组成的影响

以正己烷-振荡提取法提取的米糠油为例,提取得到的米糠油中油酸和亚油酸含量可达48.06%和31.84%,是含量最高的两种脂肪酸.通过比较不同提取方法提取得到的米糠油的脂肪酸含量,发现不同提取方法处理后,米糠油的脂肪酸含量的影响很小,这也说明不同提取方法对米糠油的脂肪酸组成和含量影响不大.

2.5 不同提取方法对米糠油甘油酯组成的影响

通过测定米糠油的甘油酯组成,发现不同提取方法对米糠油的甘油酯组成影响显著.表5显示了不同提取方法对米糠油甘油酯组成的影响.

表5 不同提取方法对米糠油甘油酯组成的影响

由表5可知,米糠油中含有少量的甘油二酯(DAG),不同的提取方法对甘油二酯的含量高低的影响不大;其中未检测出甘油单酯(MAG),这可能由于是甘油单酯含量过低导致的.

通过分析米糠油的甘油三酯(TAG)和游离脂肪酸(FFA)含量发现,在振荡提取过程中,采用石油醚提取时,甘油三酯的含量与正己烷提取含量相比差异不显著,但比异丙醇提取甘油三脂的含量高;在超声辅助提取时,石油醚提取的米糠油中,甘油三酯含量明显高于其他两种溶剂提取;在微波提取过程中,石油醚提取的甘油三酯含量也明显高于其他两种溶剂提取.因此,说明石油醚更有利于甘油三酯的提取;在振荡提取时,异丙醇提取的游离脂肪酸含量与其他两种溶剂提取含量无显著性差异;在超声提取过程中,异丙醇提取的游离脂肪酸含量与正己烷提取的含量无显著性差异,与石油醚提取的相比差异显著;在微波辅助提取时,异丙醇提取的游离脂肪酸含量均高于其他两种溶剂提取,说明异丙醇和正己烷比石油醚更有利游离脂肪酸的溶解.

由2.1和2.2节可知,微波处理后的米糠油的出油率显著升高以及酸价显著降低,这与测定的甘油酯组成有关.实验发现微波处理后提取得到的米糠油中甘油三酯含量显著升高、游离脂肪酸含量显著降低.以正己烷-振荡提取法为例,米糠油甘油酯组成为:甘油三酯含量26.30%、游离脂肪酸含量69.38%,微波处理后甘油三酯含量升高至35.69%、游离脂肪酸含量降低至61.77%,这些说明微波处理米糠是促进米糠中甘油三酯的释放.微波处理促进米糠中甘油三酯的释放,可能是由于米糠失去大量水分使米糠颗粒出现干裂、破碎,从而增大了米糠的表面积,促进米糠释放结合态的甘油三酯;同时也有可能是由于高温作用下多糖分解和蛋白质的变性释放出结合态的甘油三酯.

2.6 不同提取方法对米糠油脂质伴随物的影响

2.6.1 对谷维素含量的影响

谷维素作为米糠油的脂质伴随物之一,也是米糠油的营养价值的重要组成部分.表6显示了不同提取方法对米糠油中谷维素含量的影响.由表6可知,在振荡和微波处理后,正己烷和异丙醇提取对谷维素的溶解度优于石油醚提取,其中在异丙醇-振荡提取法中提取得到的米糠油中,谷维素含量最高可达1.06%,说明异丙醇提取对谷维素的保留效果最佳;超声处理后,正己烷和异丙醇提取得到的米糠油中,谷维素含量与振荡提取相比谷维素含量出现明显下降,而石油醚提取得到的米糠油中谷维素含量变化没有显著性影响;微波处理后的正己烷、石油醚、异丙醇提取得到的米糠油中谷维素含量均出现下降的情况,这可能是由于微波处理产生的高温使得谷维素受热分解的缘故.尽管微波处理导致谷维素含量降低,但是发现微波处理后正己烷、异丙醇提取得到的米糠油中,谷维素含量可以达0.86%,高于石油醚-微波提取法的0.44%,说明微波处理后,正己烷和异丙醇提取对米糠中谷维素的保留量较高.

表6 不同提取方法对米糠油中谷维素含量的影响

2.6.2 标准曲线的建立

米糠油中含有丰富的生育酚,通过高效液相色谱-紫外检测器建立α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚的标准曲线,生育酚标准曲线如图2所示.浓度(mg/mL)作为横坐标、峰面积作为纵坐标作图线性拟合,获得回归方程,表7显示了各组分回归方程.由表7可知,回归方程R2>0.999表示回归方程线性关系非常显著,并且有良好的线性范围.

图2 生育酚标准曲线

表7 混合标品中各组分的回归方程

2.6.3 对生育酚含量的影响

通过建立生育酚的测定方法,测定不同提取方法提取得到的米糠油中生育酚含量.表8显示了不同提取方法对米糠油中生育酚含量的影响.

表8 不同提取方法对米糠油中生育酚含量的影响

由表8可知,不同提取方法对米糠油中生育酚含量的影响不同.在相同的辅助方法提取中,均存在正己烷提取的米糠油中α-生育酚含量高于其他两种溶剂提取,其中正己烷-振荡提取法得到的米糠油中α-生育酚含量最高可达3.75 mg/100 g.而提取得到的米糠油中β-生育酚,在异丙醇提取中的保留量显著高于正己烷和石油醚提取,体现了溶剂间的差异性.同时米糠油中生育酚含量大小为:γ-生育酚>β-生育酚>α-生育酚>δ-生育酚.经过超声和微波处理后提取得到的米糠油中,α-生育酚含量均出现降低的情况,这可能是由于α-生育酚活性高,易因实验条件变化,导致其结构被破坏.在经过超声和微波处理后,米糠油中β-生育酚含量均出现不同程度的升高,说明辅助方法促进米糠中β-生育酚的溶解.通过总酚含量的计算公式可知,α-生育酚活性是β-生育酚的2倍,是γ-生育酚的100倍,是δ-生育酚的10倍.α-生育酚活性高,但经过超声和微波处理后,其在米糠油中的含量降低,对于米糠油的营养价值不利.而表中总酚含量显示,在超声和微波处理后,米糠油中的总酚含量显著升高,说明了超声和微波处理有利于米糠中生育酚提取,也说明超声和微波处理提升米糠油的营养价值.其中在异丙醇-微波提取条件下,获得的总酚含量最高为23.64 mg/100 g,其含量是正己烷-振荡提取法获得的总酚的2倍.

3 结论

本文探究了不同提取方法提取米糠油时对米糠油的出油率、理化性质、脂肪酸组成、甘油酯组成的影响;通过扫描电镜观察不同提取方法提取后米糠的表面形态;最后研究了不同提取方法对米糠油脂质伴随物含量的影响.

(1)在米糠油提取中,石油醚提取米糠油的效果要优于正己烷和异丙醇,石油醚-振荡提取法提油率可达8.84%,这可能与试剂本身性质有关.超声处理导致米糠的出油率降低,这可能是由于超声使米糠沉积,不利于米糠油的提取;微波处理后,溶剂提取米糠油的出油率显著升高,一方面可能是由于微波处理导致米糠水分挥发,使得米糠颗粒出现干裂、破碎,从而增大了米糠的表面积;另一方面微波处理产生的高温使得米糠中多糖分解和蛋白质变性释放出结合态的米糠油.

(2)米糠长时间的放置导致米糠油的酸价较高.同种辅助方法下米糠油的酸价呈现出异丙醇提取>正己烷提取>石油醚提取,这可能与异丙醇的溶解性有关.由于米糠在4 ℃密封避光保存,使得提取获得的米糠油的过氧化值较低.微波处理后,提取得到的米糠油的酸价和过氧化值显著降低.通过扫描电镜观察不同提取方法处理后米糠的表面形态,发现不同提取方法处理后米糠的表面形态各异,其中微波处理后明显观察到米糠有高温加热的痕迹.

(3)气相色谱分析米糠油的脂肪酸组成发现,不同提取方法对米糠油的脂肪酸组成影响不显著.通过测定米糠油的甘油酯组成,发现不同提取方法对米糠油中甘油三酯含量和游离脂肪酸含量影响显著.尤其在微波处理后,米糠油中甘油三酯含量明显升高,达到了35.69%,游离脂肪酸含量明显降低至61.77%.

(4)米糠油含有丰富的脂质伴随物,其中正己烷和异丙醇对米糠中谷维素有着良好的提取效果.微波处理后,米糠油中的谷维素含量均出现了降低的情况,可能是由于谷维素受热分解的缘故.测定不同溶液提取米糠油中的总酚含量发现异丙醇提取>石油醚提取>正己烷提取,存在显著性差异.超声和微波处理导致米糠油中α-生育酚含量降低,但是却促进了米糠中β-生育酚的释放.超声和微波辅助处理后,通过换算总酚含量发现,米糠油的总酚含量明显升高,说明辅助方法有利于提取米糠中生育酚,异丙醇-微波处理提取米糠油,总酚含量最大可达到23.64 mg/100 g.