廖梅吉， 敬 璞， 高霓思， 湯英杰， 焦順山

(上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院1，上海 200240)(豐益(上海)生物技術(shù)研發(fā)中心有限公司2，上海 200137)

米糠是糙米精制過程的副產(chǎn)物，占稻谷總質(zhì)量的10%左右，但集中了64%的稻米營養(yǎng)素以及90%以上的人體必需元素[1]。我國米糠資源十分豐富，但其綜合利用率及附加值較低，絕大部分被用作畜禽飼料。目前我國只有極少部分米糠被用來提取米糠油，而糠粕中仍含有大量有益物質(zhì)，尤其是米糠蛋白，可進(jìn)一步開發(fā)利用，提高附加值。然而，新鮮米糠(FRB)貨架期極短，極大程度限制了米糠的進(jìn)一步精深加工和增值利用。因此需要首先對(duì)米糠進(jìn)行穩(wěn)定化處理，通過抑制相關(guān)酶的活力，減緩米糠中脂肪酸敗速度，提高米糠儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。常用的穩(wěn)定化方法是熱處理，包括熱風(fēng)加熱、蒸汽加熱、流化床加熱、紅外加熱、微波加熱和擠壓處理等[2，3]。

射頻(RF)加熱是一種介電加熱方法，具有加熱速度快、穿透能力強(qiáng)、處理效率高、操作便捷、環(huán)保安全等優(yōu)點(diǎn)，而熱風(fēng)輔助射頻(HA-RF)加熱可進(jìn)一步改善加熱均勻性并提高處理效率，在農(nóng)產(chǎn)品/食品加工中有良好應(yīng)用前景[4]。近年來該技術(shù)被越來越多的應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品/食品加工，包括殺蟲[5]、滅菌[6]、干燥[7]、食品熟制[8]、解凍[9]、蔬果漂燙[10，11]和堅(jiān)果烘烤[12，13]等。Ling等[14，15]采用射頻加熱系統(tǒng)對(duì)小麥胚芽和米糠進(jìn)行穩(wěn)定化處理，發(fā)現(xiàn)在射頻加熱系統(tǒng)中將小麥胚芽和米糠加熱至100 ℃，再將胚芽和米糠移至預(yù)熱好的100 ℃烘箱中保溫15 min，可使物料中的脂肪水解酶活性大幅降低，有效延長小麥胚芽和米糠保質(zhì)期。

本團(tuán)隊(duì)前期采用HA-RF對(duì)米糠進(jìn)行穩(wěn)定化處理[16]，研究HA-RF穩(wěn)定化處理對(duì)米糠理化性質(zhì)、營養(yǎng)和生理活性的影響，證明HA-RF穩(wěn)定化對(duì)米糠品質(zhì)的破壞小于擠壓處理。本研究基于前期研究，繼續(xù)深入探討HA-RF穩(wěn)定化處理對(duì)米糠儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的影響，分析米糠儲(chǔ)藏過程中各項(xiàng)品質(zhì)變化，通過關(guān)鍵品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)米糠貨架期，并與擠壓穩(wěn)定化進(jìn)行對(duì)比，以期為米糠穩(wěn)定化加工提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

本實(shí)驗(yàn)中所用的米糠初始含水量為(12.2±0.1) g/100 g(濕基)。主要試劑有無水乙醇、無水乙醚、石油醚、三氯甲烷、冰乙酸、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、碘化鉀、氫氧化鉀、硫代硫酸鈉、可溶性淀粉和酚酞指示劑等。

1.2 儀器與設(shè)備

GJD-6A-27-JY型HA-RF加熱系統(tǒng)，DHP-9162B型電熱恒溫培養(yǎng)箱，MJX-160B-Z型電熱恒溫培養(yǎng)箱，DZF-6020型真空干燥箱，LabScan XE型色度分析儀，F(xiàn)A-st lab型水分活度儀，RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀等。

1.3 穩(wěn)定化處理

前期研究中已確定2種有效的米糠HA-RF穩(wěn)定化工藝條件，在這2種工藝條件下，采用HA-RF加熱設(shè)備(12 kW, 27.12 MHz)對(duì)米糠進(jìn)行加熱處理具有較好的穩(wěn)定化效果，且對(duì)米糠品質(zhì)破壞較小，本研究中采用這2種工藝條件對(duì)米糠進(jìn)行穩(wěn)定化處理[16]。低溫?zé)犸L(fēng)輔助射頻處理米糠(LT-RFRB)具體條件為：樣品厚度5.0 cm，極板間距9.2 cm，加熱8 min室溫(25 ℃)升溫至100 ℃(加熱5 min后開啟溫度為65 ℃的熱風(fēng))，再通過間斷式開啟射頻使樣品溫度在100～105 ℃下保持15 min，整個(gè)穩(wěn)定化處理過程耗時(shí)23 min；高溫?zé)犸L(fēng)輔助射頻處理米糠(HT-RFRB)條件為：樣品厚度5.0 cm，極板間距9.2 cm，加熱10 min從室溫(25 ℃)升溫至110 ℃(加熱5 min后開啟溫度為65 ℃的熱風(fēng))，再通過間斷式開啟射頻使樣品溫度在110～115 ℃下保持6 min，整個(gè)穩(wěn)定化處理過程耗時(shí)16 min。擠壓處理米糠(ERB)：將FRB加入雙螺桿擠壓機(jī)，在(110±5) ℃下擠壓3 s生產(chǎn)得到，擠壓處理過程在某精米加工廠中進(jìn)行。

1.4 加速貨架期實(shí)驗(yàn)

加速貨架期實(shí)驗(yàn)常用于預(yù)測(cè)食品的貨架期，可在較短的儲(chǔ)藏時(shí)間內(nèi)完成對(duì)某食品在某一儲(chǔ)藏溫度下的保質(zhì)期預(yù)測(cè)。本實(shí)驗(yàn)在常溫(25 ℃)和升溫(35和45 ℃)條件下進(jìn)行米糠的儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)，研究米糠多種品質(zhì)的變化，并選取關(guān)鍵品質(zhì)根據(jù)其變化動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)米糠的貨架期，同時(shí)求得米糠Q10值。將FRB、LT-RFRB、HT-RFRB和ERB分別裝于聚乙烯自封袋(140 mm×200 mm)，每袋裝(100±2) g，各裝30袋，封緊袋口，存放于電熱恒溫箱中，電熱恒溫箱中濕度為75%，具體的儲(chǔ)藏溫度、儲(chǔ)藏時(shí)間和品質(zhì)測(cè)定周期如表1所示。

表1 貨架期加速實(shí)驗(yàn)的儲(chǔ)藏條件

1.5 品質(zhì)測(cè)定

1.5.1 含水量與水分活度

含水量測(cè)定參考GB 5009.3—2016。取米糠樣品2.00 g，在130 ℃真空干燥箱中將樣品完全烘干，通過干燥前后樣品質(zhì)量變化求出水分含量。水分活度的測(cè)定方法參考GB 5009.238—2016，采用水分活度儀進(jìn)行測(cè)量。

1.5.2 色度

取適量米糠于玻璃測(cè)量皿中，采用校準(zhǔn)后的色度儀對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)采用Color-CIE-L*、a*、b*表示，其中L*值為明暗程度；a*值為紅綠色彩；b*值為黃藍(lán)色彩。儲(chǔ)藏過程中，各米糠樣品顏色變化的程度用該樣品儲(chǔ)藏一定時(shí)間后的顏色與樣品第0 d顏色的總色差值ΔE表示：

(1)

1.5.3 米糠油提取

采用有機(jī)溶劑浸提法提取米糠油。將50 g米糠與200 mL石油醚混合，攪拌1 h后在常溫下靜置浸提12 h。過濾，保留濾液，并在殘?jiān)屑尤?00 mL石油醚，攪拌1 h后在常溫下浸提3 h。再次過濾，將濾液與第一次過濾的濾液合并，隨后在45 ℃水浴條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(0.08～0.10 MPa)，待有機(jī)溶劑完全蒸發(fā)后即得到米糠油。

1.5.4 游離脂肪酸含量

(2)

式中：X為米糠油的游離脂肪酸含量(以油酸計(jì))/g/100 g；V為試樣測(cè)定消耗氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL；V0為空白測(cè)定消耗氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL；c為氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的實(shí)際濃度/mol/L；m為米糠油質(zhì)量/g；282為油酸的摩爾質(zhì)量/g/mol。

1.5.5 過氧化值

過氧化值的測(cè)定參考GB/T 5009.227—2016。取2.0～3.0 g米糠油，加入30 mL三氯甲烷-冰乙酸混合液(體積比2∶3)和1.00 mL飽和碘化鉀溶液，輕搖30 s后在室溫下避光放置3 min。隨后加入100 mL水和淀粉指示劑，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色消失，通過式(3)計(jì)算過氧化值：

(3)

式中：X為米糠油的過氧化值/mmol/kg；V為試樣消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL；V0為空白實(shí)驗(yàn)消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL；c為硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的實(shí)際濃度/mol/L；m為米糠油質(zhì)量/g；1 000為換算系數(shù)。

1.6 貨架期預(yù)測(cè)

研究米糠在儲(chǔ)藏過程中多種品質(zhì)的變化情況，包括水分含量、水分活度、色度、游離脂肪酸含量和過氧化值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取最具代表性的關(guān)鍵品質(zhì)，分析其品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)，建立該品質(zhì)在不同溫度下隨儲(chǔ)藏時(shí)間變化的動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)判斷，室溫下(約25 ℃)FRB的貨架期約為5 d，ERB的貨架期約為2個(gè)月。因此，測(cè)定FRB在25 ℃下儲(chǔ)藏5 d和ERB在25 ℃下儲(chǔ)藏60 d時(shí)的品質(zhì)，取平均值作為貨架期實(shí)驗(yàn)的終點(diǎn)來進(jìn)行米糠的貨架期預(yù)測(cè)。Q10值根據(jù)米糠在不同儲(chǔ)藏溫度下的貨架期預(yù)測(cè)值求出。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有實(shí)驗(yàn)均做3次平行(n=3)，結(jié)果計(jì)算表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，在SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件(v22.0)中采用Tukey′s ‘Honest Significant Difference’檢驗(yàn)，在P=0.05水平上進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 含水量與水分活度變化

FRB、LT-RFRB、HT-RFRB和ERB在儲(chǔ)藏過程中的含水量變化情況如圖1所示，水分活度變化情況如圖2所示。FRB在儲(chǔ)藏過程中含水量隨時(shí)間增加而不斷下降，且儲(chǔ)藏溫度越高，含水量下降速度越快(圖1)。儲(chǔ)藏溫度為25 ℃時(shí)，含水量下降速度很慢，儲(chǔ)藏160 d后僅從12.2 g/100 g降低至10.9 g/100 g，在35 ℃下含水量下降速度較慢，儲(chǔ)藏80 d后降低至9.9 g/100 g，而儲(chǔ)藏溫度為45 ℃時(shí)下降速度最快，僅40 d便降低至8.1 g/100 g。由圖2可見，F(xiàn)RB水分活度的變化趨勢(shì)與含水量較一致，隨儲(chǔ)藏時(shí)間的增加不斷降低，且儲(chǔ)藏溫度越高，下降速度越快。LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的含水量隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化趨勢(shì)很一致，在儲(chǔ)藏前期，含水量有所上升，這可能是由于穩(wěn)定化米糠的含水量較低，可從空氣中吸收水分。

圖1 米糠在不同溫度下儲(chǔ)藏過程中的含水量變化

圖2 米糠在不同溫度下儲(chǔ)藏過程中的水分活度變化

儲(chǔ)藏溫度為45 ℃時(shí)，F(xiàn)RB、LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的含水量和水分活度變化速度比儲(chǔ)藏溫度為25 ℃和35 ℃時(shí)快，但即使在45 ℃下，水分含量和水分活度的變化總體上也比較慢。在45 ℃下儲(chǔ)藏40 d后，F(xiàn)RB水分含量和水分活度的降幅均在30%左右，而穩(wěn)定化米糠含水量和水分活度的幅度均小于FRB。由于儲(chǔ)藏過程中米糠含水量和水分活度的變化速度較慢，這兩項(xiàng)品質(zhì)不適合作為米糠貨架期預(yù)測(cè)的品質(zhì)指標(biāo)。

2.2 色度變化

圖3、圖4和圖5展示了FRB、LT-RFRB、HT-RFRB和ERB在儲(chǔ)藏過程中色度(L*、a*和b*)的變化情況。米糠在25 ℃下儲(chǔ)藏160 d，35 ℃下儲(chǔ)藏80 d或45 ℃下儲(chǔ)藏40 d后，用肉眼難以感知顏色的變化，采用色度儀測(cè)定儲(chǔ)藏過程中米糠的L*、a*和b*值，發(fā)現(xiàn)確實(shí)均沒有明顯變化。這可以推測(cè)在25、35、45 ℃下，米糠中的色素很穩(wěn)定，長時(shí)間儲(chǔ)藏也沒有分解，且在本實(shí)驗(yàn)采用的儲(chǔ)藏溫度下基本不會(huì)發(fā)生引起米糠褐變的化學(xué)反應(yīng)。

圖3 米糠在不同溫度下儲(chǔ)藏過程中的色度L*值變化

圖4 米糠在不同溫度下儲(chǔ)藏過程中的色度a*值變化

圖5 米糠在不同溫度下儲(chǔ)藏過程中的色度b*值變化

2.3 游離脂肪酸含量變化

FRB、LT-RFRB、HT-RFRB和ERB在儲(chǔ)藏過程中游離脂肪酸含量的變化情況如圖6所示。FRB在儲(chǔ)藏前期游離脂肪酸含量的上升速度非?？欤?5 ℃下儲(chǔ)藏20 d后，F(xiàn)RB的游離脂肪酸含量即增長到57.38 g/100 g，約是第0天(5.78 g/100 g)的10倍。在35和45 ℃下儲(chǔ)藏時(shí)游離脂肪酸含量增長速度更快，在35 ℃下儲(chǔ)藏10 d和在45 ℃下儲(chǔ)藏5 d的游離脂肪酸含量分別為38.67和34.54 g/100 g。這主要是由于FRB中脂肪水解酶活力很高，且水分含量和水分活度較高，使得FRB中脂肪水解的速度非常快，可在較短的時(shí)間內(nèi)生成大量游離脂肪酸。Sharma等[18]研究發(fā)現(xiàn)FRB在室溫下儲(chǔ)藏60 d后游離脂肪酸含量上升至60.6 g/100 g，約為第0天(4.05 g/100 g)的15倍，這與本研究的結(jié)果非常一致，本研究中FRB在室溫下儲(chǔ)藏60 d后游離脂肪酸含量為73.40 g/100 g，約為第0天(5.78 g/100 g)的15倍。Irakli等[19]研究紅外加熱對(duì)米糠儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)FRB在室溫下儲(chǔ)藏前期，游離脂肪酸含量上升速度非?？?，儲(chǔ)藏1個(gè)月后游離脂肪酸含量已超過40 g/100 g，儲(chǔ)藏2個(gè)月后超過50 g/100 g，但之后游離脂肪酸含量上升速度較慢，儲(chǔ)藏5個(gè)月后脂肪酸含量約為60 g/100 g。

在儲(chǔ)藏過程中，LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的游離脂肪酸含量也隨儲(chǔ)藏時(shí)間的增加而增加，但上升速度遠(yuǎn)低于FRB，在25 ℃下儲(chǔ)藏160 d、35 ℃下儲(chǔ)藏80 d或45 ℃下儲(chǔ)藏40 d后，3種米糠中的游離脂肪酸含量均在40 g/100 g以下。對(duì)比LT-RFRB、HT-RFRB和ERB可以發(fā)現(xiàn)，ERB中游離脂肪酸含量的上升速度最快，LT-RFRB次之，HT-RFRB最慢。因此，從游離脂肪酸含量的角度，可認(rèn)為本研究使用的穩(wěn)定化工藝中，HT-RF處理對(duì)米糠的穩(wěn)定化效果最佳。從圖6可以看出，在25、35、45 ℃下，LT-RFRB、HT-RFRB和ERB中的游離脂肪酸含量整體上與儲(chǔ)藏時(shí)間均成線性正相關(guān)，游離脂肪酸含量適合作為貨架期預(yù)測(cè)的關(guān)鍵品質(zhì)。

陳志華等[20]研究了FRB和微波穩(wěn)定化米糠在儲(chǔ)藏過程中酸值的變化情況，發(fā)現(xiàn)在半年的儲(chǔ)藏過程中FRB的酸值變化與本研究中FRB的游離脂肪酸含量變化趨勢(shì)一致，儲(chǔ)藏前期增長速度非常快，儲(chǔ)藏后期減緩，但整體增長速度很快；而微波穩(wěn)定化米糠酸值的變化則與LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的游離脂肪酸含量變化趨勢(shì)一致，總體上與儲(chǔ)藏時(shí)間成線性關(guān)系。相似地，Kim等[21]采用不同熱處理方法對(duì)米糠進(jìn)行穩(wěn)定化，研究熱穩(wěn)定化處理對(duì)米糠脂肪酸敗情況的影響，發(fā)現(xiàn)在24周的儲(chǔ)藏過程中，F(xiàn)RB游離脂肪酸含量上升速度很快，而干熱和微波加熱處理后的米糠中游離脂肪酸含量上升速度較慢，且游離脂肪酸含量整體上與儲(chǔ)藏時(shí)間成線性關(guān)系。

2.4 過氧化值變化

圖7描述了FRB、LT-RFRB、HT-RFRB和ERB在儲(chǔ)藏過程中的過氧化值的變化情況。在25、35、45 ℃下儲(chǔ)藏時(shí)，F(xiàn)RB、LT-RFRB和ERB的過氧化值均隨儲(chǔ)藏時(shí)間的增加而上升，而HT-RFRB的過氧化值在儲(chǔ)藏期間沒有顯著變化。與LT-RFRB和ERB相比，F(xiàn)RB過氧化值的上升速度更快，在25 ℃下儲(chǔ)藏160 d、35 ℃下儲(chǔ)藏80 d或45 ℃下儲(chǔ)藏40 d后，HT-RFRB、LT-RFRB和ERB的過氧化值均不超過5 mmol/kg，而FRB的過氧化值分別為5.7、6.5、8.0 mmol/kg。從FRB、LT-RFRB和ERB的過氧化值變化曲線可以看出，在儲(chǔ)藏的前期，過氧化值上升速度比儲(chǔ)藏后期更快，這與盧慧勇等[22]的研究結(jié)果一致。游離脂肪酸含量與過氧化值均反應(yīng)了米糠中脂肪的氧化情況，但與游離脂肪酸含量相比，米糠過氧化值上升速度較慢，這是由于米糠中脂肪的水解速度很快，使得游離脂肪酸生成速度很快，但游離脂肪酸氧化生成過氧化物的速度較慢。Chi等[23]也發(fā)現(xiàn)在180 d的儲(chǔ)藏期內(nèi)，F(xiàn)RB游離脂肪酸含量增加了10倍，但過氧化值增長速度較慢；米糠在130 ℃下加熱30 min或180 ℃下加熱5 min后，在30 d的儲(chǔ)藏期內(nèi)游離脂肪酸增長速度較快，但過氧化值變化很小。

本研究中雖然FRB過氧化值的上升速度比LT-RFRB和ERB更快，但穩(wěn)定化前后米糠過氧化值的上升速度差距并不大，F(xiàn)RB的過氧化值上升速度約為LT-RFRB和ERB的2倍，但FRB游離脂肪酸含量的上升速度比穩(wěn)定化米糠快很多。嚴(yán)梅榮和馬云[24]研究了微波加熱對(duì)米糠儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)在5周的儲(chǔ)藏期內(nèi)，F(xiàn)RB和微波加熱穩(wěn)定化米糠的過氧化值均緩慢上升，且FRB的過氧化值上升速度略快于穩(wěn)定化米糠，這與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果非常相似。GB 19112—2003中規(guī)定，米糠原油的過氧化值上限為7.5 mmol/kg，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，F(xiàn)RB、LT-RFRB、HT-RFRB和ERB在25 ℃下儲(chǔ)藏160 d、35 ℃下儲(chǔ)藏80 d或45 ℃下儲(chǔ)藏30 d后過氧化值均沒有超出限定范圍，但在實(shí)際生產(chǎn)加工中，春秋季節(jié)室溫下FRB的貨架期約為5 d，ERB的貨架期約為2個(gè)月，因此，米糠油的過氧化值不適合作為米糠貨架期預(yù)測(cè)的關(guān)鍵品質(zhì)。

圖6 米糠不同溫度下儲(chǔ)藏過程中游離脂肪酸含量變化

圖7 米糠在不同溫度下儲(chǔ)藏過程中的過氧化值變化

2.5 動(dòng)力學(xué)分析

根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果，米糠的游離脂肪酸含量隨儲(chǔ)藏時(shí)間的增加而上升，且上升速度較快，適合作為米糠貨架期預(yù)測(cè)的指標(biāo)。因此，對(duì)儲(chǔ)藏過程中FRB、LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的游離脂肪酸含量變化動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析。通過觀察圖7中各米糠樣品的游離脂肪酸含量隨儲(chǔ)藏時(shí)間變化的曲線，并結(jié)合相關(guān)儲(chǔ)藏動(dòng)力學(xué)研究[25，26]，可推測(cè)FRB的游離脂肪酸含量變化符合Fractional Conversion動(dòng)力學(xué)模型，LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的游離脂肪酸含量變化符合零級(jí)模型。因此，采用Fractional Conversion模型擬合FRB在25、35、45 ℃下儲(chǔ)藏時(shí)的游離脂肪酸含量變化，采用零級(jí)模型擬合LT-RFRB、HT-RFRB和ERB在25、35、45 ℃下儲(chǔ)藏時(shí)的游離脂肪酸含量變化，結(jié)果如表2所示。

表2 米糠儲(chǔ)藏過程中游離脂肪酸含量變化的動(dòng)力學(xué)模型

4種米糠樣品在3個(gè)儲(chǔ)藏溫度下的游離脂肪酸含量變化動(dòng)力學(xué)模型(共12個(gè))的R2均大于0.95，說明模型的擬合度較好。FRB的游離脂肪酸含量變化符合Fractional Conversion模型，表明儲(chǔ)藏前期，即t較小時(shí)，游離脂肪酸含量(模型表達(dá)式中的C)變化速度很快，在隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，即t增大后，游離脂肪酸含量的增長速度便緩，逐漸趨于Ce。Fractional Conversion模型常用于分析食品在儲(chǔ)藏過程中的品質(zhì)變化，例如芒果汁和中葡萄糖和果糖含量的變化[25]、青豆質(zhì)構(gòu)的變化[27]、番茄顏色和質(zhì)量的變化[28]，和大米質(zhì)構(gòu)與熱特性的變化[26]。對(duì)LT-RFRB、HT-RFRB和ERB而言，在本實(shí)驗(yàn)的儲(chǔ)藏溫度和儲(chǔ)藏期內(nèi)，游離脂肪酸含量隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長不斷增加，與儲(chǔ)藏時(shí)間成線性關(guān)系。零級(jí)模型也是常用的分析食品儲(chǔ)藏過程中品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)的模型，但一般適用于儲(chǔ)藏期較短的情況或儲(chǔ)藏的中前期[25]。由于米糠中脂肪的含量是有限的，游離脂肪酸含量無法無限上升，如果延長本實(shí)驗(yàn)的儲(chǔ)藏時(shí)間，推測(cè)LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的游離脂肪酸含量變化可能也符合Fractional Conversion模型。

2.6 貨架期預(yù)測(cè)與Q10值計(jì)算

FRB在25 ℃下儲(chǔ)藏5 d時(shí)的游離脂肪酸含量為24.46 g/100 g，ERB在25 ℃下儲(chǔ)藏60 d時(shí)的游離脂肪酸含量為22.84 g/100 g。取這兩個(gè)數(shù)值的平均值作為貨架期實(shí)驗(yàn)的終點(diǎn)來進(jìn)行米糠的貨架期預(yù)測(cè)，即米糠游離脂肪酸含量達(dá)到23.65 g/100 g時(shí)認(rèn)為米糠品質(zhì)不可接受。如表3所示，根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型求得FRB在25、35、45 ℃下的貨架期預(yù)測(cè)值分別約為6、4和3 d，可見FRB極易變質(zhì)，不便于進(jìn)行深加工。穩(wěn)定化處理顯著提升了米糠的貨架期，在25 ℃下，LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的貨架期預(yù)測(cè)值分別為88、113和71 d，其中HT-RFRB的穩(wěn)定化效果最好，其次是LT-RFRB，最后是ERB。在35 ℃下儲(chǔ)藏時(shí)，LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的預(yù)測(cè)貨架期分別為55、77、44 d。因此，即使在夏季，HA-RF穩(wěn)定化米糠的貨架期約2個(gè)月，工廠有充足的時(shí)間對(duì)米糠進(jìn)行深加工。孫明等[29]發(fā)現(xiàn)FRB在35 ℃下儲(chǔ)藏3 d后游離脂肪酸含量便超過24.46 g/100 g，而經(jīng)微波加熱1 min處理的米糠在35 ℃下儲(chǔ)藏3周內(nèi)游離脂肪酸含量不超過24.46 g/100 g，經(jīng)微波加熱1.5 min處理的米糠則可在35 ℃下儲(chǔ)藏4周以上。Ling等[14]發(fā)現(xiàn)FRB的貨架期不超過15 d，而采用RF加熱將米糠加熱至100 ℃，再移至預(yù)熱好的100 ℃烘箱中保溫15 min可將米糠的貨架期延長至60 d以上。

表3 不同米糠樣品的貨架期預(yù)測(cè)值和Q10值

Q10值表示溫度為T時(shí)某食品的儲(chǔ)存期與溫度為T+10 ℃時(shí)的儲(chǔ)存期的比值，即Q10=tT/tT+10。由于tT與tT+10的比值為一個(gè)常數(shù)，可得出lnt與T應(yīng)成線性關(guān)系，設(shè)lnt=aT+b，其中a與b均為常數(shù)，此時(shí)，tT/tT+10=e(aT+b)/e[a(T+10)+b]=e-10a，即Q10=e-10a。因此，作出FRB、LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的貨架期預(yù)測(cè)值的對(duì)數(shù)值lnt對(duì)儲(chǔ)藏溫度T變化的圖像，采用線性函數(shù)擬合lnt與T的關(guān)系，并根據(jù)擬合的函數(shù)求出米糠的Q10值，結(jié)果如表3所示。針對(duì)FRB、LT-RFRB、HT-RFRB和ERB，擬合出四個(gè)lnt-T線性函數(shù)，R2均為0.99，擬合度好。FRB、LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的Q10值分別是1.45、1.58、1.61和1.63。盧慧勇等[22]采取感官評(píng)定的方法確定FRB的貨架期終點(diǎn)，求得貨架期終點(diǎn)時(shí)FRB的酸值和過氧化值并通過動(dòng)力學(xué)分析求出不同溫度下FRB的貨架期預(yù)測(cè)值，得出FRB的貨架期預(yù)測(cè)值t與儲(chǔ)藏溫度T之間的關(guān)系為lnt=-0.031 3T+4.959 2，從而計(jì)算出FRB的Q10值為1.37，與本實(shí)驗(yàn)求出的FRB的Q10值為1.45是較為接近的。李凡姝等[30]通過儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)求得ERB在40、50、60 ℃下的貨架期分別為119、65、35 d，從而求出ERB的Q10值為1.8，與本實(shí)驗(yàn)得出的ERB的Q10值為1.63較接近。目前關(guān)于米糠Q10值的研究較少，不同品種、不同含水量的米糠Q10值也會(huì)有所差異，因此一些研究中通過米糠加速貨架期實(shí)驗(yàn)計(jì)算常溫下的貨架期時(shí)采用的Q10值可能不夠準(zhǔn)確，例如Ling等[14]在計(jì)算米糠常溫下的貨架期時(shí)采用的Q10值為3.4，這可能使得預(yù)測(cè)出的常溫貨架期值偏高。

3 結(jié)論

本研究表明HA-RF加熱穩(wěn)定化米糠具有良好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性，穩(wěn)定化米糠在儲(chǔ)藏過程(25、35、45 ℃)中含水量、水分活度、色度、游離脂肪酸含量和過氧化值變化速度均較慢，但游離脂肪酸含量隨儲(chǔ)藏時(shí)間的增加而明顯上升，但穩(wěn)定化米糠的上升速度遠(yuǎn)低于FRB，穩(wěn)定化米糠中ERB中的游離脂肪酸含量上升速度最快，LT-RFRB次之，HT-RFRB最慢。米糠的游離脂肪酸含量適合作為米糠貨架期預(yù)測(cè)的品質(zhì)指標(biāo)，F(xiàn)RB的游離脂肪酸含量變化符合Fractional Conversion動(dòng)力學(xué)模型，LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的游離脂肪酸含量變化符合零級(jí)模型。在25 ℃下，LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的貨架期預(yù)測(cè)值分別約為88、113、71 d，F(xiàn)RB、LT-RFRB、HT-RFRB和ERB的Q10值，分別是1.45、1.58、1.61和1.63。HA-RF穩(wěn)定化處理可使米糠在常溫下穩(wěn)定儲(chǔ)藏約3個(gè)月，可為后續(xù)增值加工利用提供保障。