CN109380503A - 一种利用电子束辐照对米糠保质的方法 - Google Patents

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王田心
梁隽杰
张泽生
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    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23B—PRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
    • A23B9/00—Preservation of edible seeds, e.g. cereals
    • A23B9/06—Preserving by irradiation or electric treatment without heating effect

Abstract

本发明涉及一种利用电子束辐照对米糠保质的方法，所述方法采用高能电子束辐照技术辐照去杂、过筛后的新鲜米糠，得处理后的米糠，对米糠及米糠油的营养成分不造成破坏，有效的降低了米糠中脂肪酶的酶活，减缓了产品储藏过程中的酸价提升速度，延长米糠的储藏期。本发明方法一方面保护了米糠及米糠油灰分、水分、脂肪、还原糖与蛋白质等营养品质基本不变；另一方面利用高能电子束辐照技术高效率、无污染地降低米糠酸败程度，延长米糠保质期；该发明方法对米糠延长保质期效率高，工艺过程简单、环保，适合规模化应用，有利于促进米糠及米糠油的高效制备、产品开发与功能强化，为后续深度加工米糠提供前提。

Description

一种利用电子束辐照对米糠保质的方法
技术领域
本发明属于谷物副产物储藏保鲜技术领域，尤其是一种利用电子束辐照对米糠保质的方法。
背景技术
米糠包含稻谷中的蛋白质、脂肪等重要营养成分以及人体必需元素。通过对刚刚生产出的米糠，稳定化处理后，进行深度加工，可以保护有效营养价值成分。米糠的主要营养价值体现在米糠油，可以降低胆固醇、抗高血脂、抗氧化、抗癌、维持机体健康；米糠油中含有的维生素E等天然抗氧化成分，可应用于糕点类食品以延长货架期；米糠油中含有的谷维素具有降低胆固醇、抗高血脂、调节体内激素等营养保健功能和良好的抗氧化作用，广泛用于食品、医药等领域。
稻米或糙米中油脂相对比较稳定，因为主要分布在种皮横细胞上的分解脂肪的相关酶类与存在于粉糊层和胚层中油脂相互分离。由于脱糠过程，酶与脂肪结合，导致氧化酸败。一般刚刚生产的米糠油游离脂肪酸(FFA)含量1-2％，一周内就可以提升到不可接受的程度(10％)。易酸败不易储存，营养价值和资源效益未得到充分发挥，造成极大的资源浪费。
鉴于米糠油易发生腐败变质且米糠的主要受限因素是脂肪酶的活性，为保护米糠的优良特性，延长米糠油的储藏时间和特性，有效降低脂肪酶的活性，现阶段主要采用的是热处理方式，虽然应用范围广，但仍存在很多缺点：湿热处理方式后续需要配套干热处理，即增多了处理设备和成本，又一定程度破坏了米糠油的营养品质；挤压膨化法会破坏原料形态，后续需配备干热处理设备；微波处理法，原料中营养成分有所损失。总的来说会增加产品的温度和湿度，破坏原料的营养成分，加工工艺相对复杂，耗能大。
高能电子束辐照技术是一种冷处理方式，利用电子加速器产生的低能或高能电子束射线(10MeV以下的电子束)，利用高能脉冲直接作用破坏活体生物细胞内DNA或通过间接作用使小分子和水发生辐解，形成·OH、·H等活性自由基，与核内物质作用，发生交联反应。它用于控制食品中的有害微生物，控制食品中的害虫，抑制发芽延迟成熟和延长储藏期，降解食品中的致敏物质和有害残留物。与γ射线相比，电子束辐照自动化程度高，装置体积小，工作高效，吸收剂量均匀，关机后无射线，无污染。
通过检索，发现如下两篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：
1、一种罗非鱼的保鲜方法(CN107821569A)，所述方法包括以下步骤：步骤一，原料预处理；步骤二，气调包装；步骤三，电子束辐照；步骤四，高压静电处理；步骤五，微冻保鲜。本发明将多种单一保鲜技术联合使用，其中采用高能电子束辐照代替臭氧水浸泡处理，提高了罗非鱼食品的安全性，延长保藏期的同时保持鲜鱼肉原有品质；采用高压静电处理结合高能电子束辐照，解决了高能电子束辐照引起的硫代巴比妥酸值增加，促进脂肪的氧化等问题，进一步提升了罗非鱼的保鲜期，其货架期长达40天。
2、鹿血晶直接口服中药饮片GMP生产工艺及其应用方法(CN104666343A)，涉及符合《药品生产质量管理规范》2010版GMP标准的直接口服中药饮片定义的鹿血晶饮片的药品GMP生产工艺，以及其产品的应用方法。依据苏药监注〔2003〕451号文件关于鹿血晶中药饮片的炮制规范，采用薄层摊涂、凉凝、低温减压快速干燥技术、袋包装成成品、成品经高能电子束辐照的无污染、无残留、不破坏有效成分的快速灭菌方法等由新鲜鹿血制成鹿血晶的直接口服中药饮片产品。本产品可用酒调后直接口服。
通过对比，本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。
发明内容
本发明的目的在于克服对米糠保存难度大，破坏原有营养成分，加工工艺相对复杂等不足之处，提供一种利用电子束辐照对米糠保质的方法，该方法引入高能电子束辐照技术，冷处理延长米糠的保质期，提高应用效率，为后续深度加工米糠提供前提。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种利用电子束辐照对米糠保质的方法，所述方法采用高能电子束辐照技术辐照去杂、过筛后的新鲜米糠，得处理后的米糠，对米糠及米糠油的营养成分不造成破坏，有效地降低了米糠中脂肪酶的酶活，减缓了产品储藏过程中的酸价提升速度，延长米糠的储藏期。
而且，所述去杂、过筛后的新鲜米糠为去杂、过40-60目筛的新鲜米糠。
而且，所述辐照时采用加速器能量为10MeV，功率为20kW，剂量率为23kGy/min辐照米糠。
而且，所述辐照时采用2kGy至10kGy辐照剂量的电子束辐照米糠，10kGy以下为食品无毒辐照剂量。
而且，待辐照的新鲜米糠装于聚乙烯塑料袋中，厚度小于4cm且平铺于托盘中。
而且，辐照后的米糠保存于20℃-30℃、相对湿度为30％-50％的环境中。
本发明取得的优点和积极效果是：
1、本发明方法一方面保护了米糠及米糠油灰分、水分、脂肪、还原糖与蛋白质等营养品质基本不变；另一方面利用高能电子束辐照技术高效率、无污染地降低米糠酸败程度，延长米糠保质期；该发明方法对米糠延长保质期效率高，工艺过程简单、环保，适合规模化应用，有利于促进米糠及米糠油的高效制备、产品开发与功能强化，为后续深度加工米糠提供前提。
2、本发明方法中采用2kGy至10kGy辐照剂量，可以不同程度地降低脂肪酶活力，10kGy辐照剂量可将米糠的脂肪酶活力下降到54.84％，极大地延缓了米糠的酸败。
3、本发明方法采用高能电子束辐照技术对米糠进行稳定化处理，通过对米糠去杂、过筛及均匀辐照步骤降低米糠中脂肪酶酶活，减少游离脂肪酸产生，缓解了米糠的酸败。
具体实施方式
下面结合通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种利用电子束辐照对米糠保质的方法，其特征在于：所述方法采用高能电子束辐照技术辐照去杂、过筛后的新鲜米糠，得处理后的米糠，对米糠及米糠油的营养成分不造成破坏，有效的降低了米糠中脂肪酶的酶活，减缓了产品储藏过程中的酸价提升速度，延长米糠的储藏期。
所述去杂、过筛后的新鲜米糠为去杂、过40目筛的新鲜米糠。
所述辐照时采用加速器能量为10MeV，功率为20kW，剂量率为23kGy/min辐照米糠。
所述辐照时采用2kGy至10kGy辐照剂量的电子束辐照米糠，10kGy以下为食品无毒辐照剂量。
待辐照的新鲜米糠装于聚乙烯塑料袋中，厚度小于4cm且平铺于托盘中。
辐照后的米糠保存于20℃-30℃、相对湿度为30％-50％的环境中。
实施例2
将新鲜米糠去杂，过40目筛备用。采用加速器能量为10MeV，功率为20kW，剂量率为23kGy/min，2kGy-10kGy辐照剂量下辐照米糠(装于340mm×240mm的聚乙烯塑料袋中，厚度小于4cm且平铺于托盘中)，再将米糠储存在20℃、相对湿度30％的恒温培养箱中。
实施例3
一种利用电子束辐照对米糠保质的方法，所述方法采用高能电子束辐照技术辐照去杂、过筛后的新鲜米糠，得处理后的米糠，对米糠及米糠油的营养成分不造成破坏，有效地降低了米糠中脂肪酶的酶活，减缓了产品储藏过程中的酸价提升速度，延长米糠的储藏期。
较优地，所述去杂、过筛后的新鲜米糠为去杂、过40-60目筛的新鲜米糠。
较优地，所述辐照时采用加速器能量为10MeV，功率为20kW，剂量率为23kGy/min辐照米糠。
较优地，所述辐照时采用2kGy至10kGy辐照剂量的电子束辐照米糠，10kGy以下为食品无毒辐照剂量。
较优地，待辐照的新鲜米糠装于聚乙烯塑料袋中，厚度小于4cm且平铺于托盘中。
较优地，辐照后的米糠保存于20℃-30℃、相对湿度为30％-50％的环境中。
本发明的相关检测：
一、材料与方法
将新鲜米糠去杂，过筛备用，采用高能电子束辐照技术辐照去杂、过筛后的新鲜米糠，得处理后的米糠，再将米糠储存在20℃-30℃、相对湿度为30％-50％的恒温培养箱中。
储藏三个月，其中每隔一周取辐照后的米糠样品，以1：5(g：mL)的比例加入正己烷，在50℃水浴锅中冷凝回流2h，抽滤得米糠滤饼，重复再提取两次，40℃转速50r/min旋转蒸发回收正己烷并且收集米糠油。先后测得米糠中营养品质(包括灰分、水分、脂肪、还原糖、蛋白质)、色泽、脂肪酶活力及提取后米糠油中脂肪酸和酸价的变化。
1、米糠灰分含量的测定方法
采用国标GB 5009.4-2016，检测不同辐照剂量下米糠灰分的变化。
2、米糠水分含量的测定方法
采用国标GB 5009.3-2016，检测不同辐照剂量下米糠水分的变化。
3、米糠提取粗脂肪含量的测定方法
准确称取不同辐照剂量下米糠提取米糠油的质量(每个辐照剂量下取3次平行)，各辐照剂量下每隔一周提取一次，记录数据。
4、米糠还原糖含量的测定方法
(1)米糠中营养成分的提取
精密称取各辐照剂量下0.75g米糠样品3份，各溶于25mL蒸馏水中，超声15min，定容至30mL，4000r/min、15min离心上述样品，取上清液4℃备用。
(2)还原糖标准曲线的制作
分别准确称取葡萄糖标准液(1mg/mL)0、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6mL于25mL试管中，用蒸馏水定容至2.0mL，分别准确加入配置好的DNS(3,5-二硝基水杨酸)试剂2mL，沸水浴加热7min，冷却后用蒸馏水补足至25mL刻度。在540nm波长下测定吸光度。以葡萄糖浓度(X，mg/mL)为横坐标、吸光度值(Y)为纵坐标挥之标准曲线，得到回归方程如下：
Y＝1.4585X-0.0528.R2＝0.9946
式中：Y为吸光度值，X为葡萄糖浓度mg/mL。
(3)米糠中还原糖含量的测定
分别量取不同辐照剂量下米糠离心后的上清液2mL于25mL刻度试管中，加DNS试剂2mL，沸水浴7min，冷却后用水补足到25mL刻度处，在540nm波长下测吸光度值。由还原糖标准曲线计算米糠中还原糖含量。
5、米糠蛋白质含量的测定方法
(1)蛋白质标准曲线的绘制
首先配制标准蛋白质溶液及考马斯亮蓝G-250溶液(100mg G-250溶于50mL 95％乙醇，再加100mL85％的磷酸，用水稀释到1L，滤纸过滤)，然后分别吸取牛血清白蛋白标准溶液0.01mL、0.03mL、0.06mL、0.12mL、0.24mL、0.48mL、0.72mL、0.84mL、0.96mL于10mL比色管中，(以上各蛋白质含量为0，0.003，0.006，0.012，0.024，0.048，0.072，0.084，0.096mg)，分别加入蒸馏水1.0mL、0.97mL、0.94mL、0.88mL、0.76mL、0.52mL、0.28mL、0.16mL、0.04mL、再分别加入5mL考马斯亮蓝溶液，振荡混匀，静置2min，用分光光度计波长595nm处测吸光度值，制作蛋白质标准曲线，最后按照考马斯亮蓝法测定蛋白质的含量。
(2)计算米糠中的蛋白质含量：
式中：
X---蛋白质含量(g/100g)
C---从蛋白质标准曲线中得到的蛋白质浓度(mg/mL)
C0---空白试样中蛋白质浓度(mg/mL)
V---最终样液定容体积(mL)
m---米糠试样质量(g)。
6、米糠色泽的测定方法
随机称取不同辐照剂量下米糠0.4g于色差皿中，使米糠在色差皿中平铺，在相同环境下用手持色差计测米糠色差。相同辐照剂量下的米糠测9次取平均值为最终色差。
7、米糠脂肪酶活力检测方法
采用国标GB/T 5523-2008，检测不同辐照剂量下米糠中脂肪酶活动度(一定量试样中的脂肪酶与纯油脂作用所生成的游离脂肪酸的量，用中和1g试样中生成的游离脂肪酸所消耗的氢氧化钾的毫克数表示)。
8、米糠油脂肪酸的测定方法
(1)米糠油脂甲酯化
准确称取各辐照剂量下提取的米糠油各50mg于10mL离心管中，加入1mL乙醚，1mL石油醚，摇匀，加入2mL KOH-甲醇液(2.24g KOH，用100mL甲醇溶解)，振荡摇匀，静置8min，用蒸馏水定容。静置分层，上层液为气相色谱待测液。
(2)气相色谱操作条件
载气纯度为99.999％氮气，柱后流速1.8mL/min；进样口温度240℃；检测器温度240℃；柱室温度220℃；分流比28:1；进样量1ul；空气流速300mL/min；氢气流速30mL/min；量程1。
9、米糠酸价测定方法
采用GB 5009.229-2016，进行米糠酸价的测定。
二、结果与分析
表1高能电子束辐照对米糠营养品质的影响
(以上表格中所有的a,表示纵向相同字母间有显著性差异(p<0.05)。
由表1可得，高能电子束辐照对米糠营养品质(包括灰分、水分、脂肪、还原糖含量及蛋白质含量)无显著性影响。
表2高能电子束辐照对米糠色泽的影响
(以上表格中所有的a-d,表示纵向不同字母间有显著性差异(p<0.05)。
由表2得，随着辐照剂量的增加，米糠亮度L*逐渐变暗，a*(红色)随着辐照剂量的增加略有上升，b*(黄色)随着辐照剂量的增加略有下降。
综上所述，高能电子束辐照对米糠营养物质无影响，与此同时辐照增加了米糠的黄色程度，降低了红色程度，且整体略有变亮。
表3高能电子束辐照对脂肪酶活力的影响
(以上表格中所有的a-d,表示纵向不同字母间有显著性差异(p<0.05)。
由表3可得，脂肪酶活力随着高能电子束辐照剂量的增大而降低，10kGy辐照剂量(10kGy以下为食品无毒辐照剂量)可将米糠中脂肪酶的酶活降低到54.84％。
表4高能电子束辐照对米糠油脂肪酸的影响
(以上表格中所有的a-d,表示纵向不同字母间有显著性差异(p<0.05)。
由表4可得，除去2kGy辐照剂量下饱和脂肪酸略有下降，其余辐照剂量下饱和脂肪酸的含量变化无显著性；除去6kGy辐照剂量下不饱和脂肪酸略有上升，其余辐照剂量下不饱和脂肪酸的含量变化无显著性。
表5高能电子束辐照对米糠酸价的影响
(以上表格中所有的a-d,表横向不同字母间有显著性差异，A-F表示纵向不同字母间有显著性差异(p<0.05)。
由表5可得，辐照在0周时对酸价无显著影响，随着时间的推移，0kGy辐照剂量下的米糠的酸价在2周时急剧上升，而辐照过的米糠随时间缓慢上升。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (6)

1.一种利用电子束辐照对米糠保质的方法，其特征在于：所述方法采用高能电子束辐照技术辐照去杂、过筛后的新鲜米糠，得处理后的米糠，对米糠及米糠油的营养成分不造成破坏，有效地降低了米糠中脂肪酶的酶活，减缓了产品储藏过程中的酸价提升速度，延长米糠的储藏期。
2.根据权利要求1所述的利用电子束辐照对米糠保质的方法，其特征在于：所述去杂、过筛后的新鲜米糠为去杂、过40-60目筛的新鲜米糠。
3.根据权利要求1所述的利用电子束辐照对米糠保质的方法，其特征在于：所述辐照时采用加速器能量为10MeV，功率为20kW，剂量率为23kGy/min辐照米糠。
4.根据权利要求1所述的利用电子束辐照对米糠保质的方法，其特征在于：所述辐照时采用2kGy至10kGy辐照剂量的电子束辐照米糠，10kGy以下为食品无毒辐照剂量。
5.根据权利要求1所述的利用电子束辐照对米糠保质的方法，其特征在于：待辐照的新鲜米糠装于聚乙烯塑料袋中，厚度小于4cm且平铺于托盘中。
6.根据权利要求1至5任一项所述的利用电子束辐照对米糠保质的方法，其特征在于：辐照后的米糠保存于20℃-30℃、相对湿度为30％-50％的环境中。
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