玉米胚芽的预处理方式对正己烷体系中生育酚含量变化的影响

纪聪利，黄健花，刘睿杰，金青哲，王兴国

(江南大学 食品学院，江苏 无锡214122)

油脂营养

玉米胚芽的预处理方式对正己烷体系中生育酚含量变化的影响

纪聪利，黄健花，刘睿杰，金青哲，王兴国

(江南大学 食品学院，江苏 无锡214122)

向生育酚正己烷溶液中添加不同方式预处理(105℃高温烘烤2 h和110℃、0.05 MPa高压水蒸汽加热5 min)并调节至一定水分含量的玉米胚芽粉，进行室温避光储存实验，监测储存过程中生育酚含量的变化，系统研究玉米胚芽不同预处理方式对正己烷体系中生育酚含量的影响。结果表明：不进行预处理的玉米胚芽调节至不同的水分含量，水分含量越高，正己烷体系中α-生育酚和γ-生育酚含量降低的速度越快；105℃高温烘烤2 h和110℃、0.05 MPa高压水蒸气加热5 min都能有效控制正己烷体系中α-生育酚和γ-生育酚含量的下降，使其保持基本恒定。因此，在对玉米胚芽制油前，需对其进行预处理，以防止其中的生育酚氧化。

生育酚；玉米胚芽；高温干热处理；高压水蒸气湿热处理

生育酚是脂溶性维生素之一，主要存在于植物油中，尤其是在谷物种籽的胚芽油中以及大豆油中含量丰富。生育酚是色满酚的衍生物，是一种纯天然抗氧化剂[1- 2]。生育酚广泛作为食品抗氧化剂和营养补充剂应用于食品、医药等行业[3]。生育酚在植物油中的含量与油料种类有关，含不饱和脂肪酸较多的油脂，如玉米胚芽油、大豆油、菜籽油、棉籽油、米糠油、葵花籽油等，其生育酚含量丰富，而含不饱和脂肪酸较少的油脂，其生育酚含量较低，如棕榈油、椰子油等[4]。植物油的生育酚含量亦会受加工过程的影响[5]，如脱臭温度、脱臭时间均会影响成品油的生育酚含量。油料预处理是制油前的重要加工环节，其是否会影响食用油生育酚含量，目前相关研究较少，查阅文献发现，仅有少量研究涉及大豆油。Komoda等[6]在研究大豆的水分含量与油脂回色的关系时发现，通过调整大豆的水分含量，能影响大豆油中的生育酚含量。当大豆的水分含量从18%降低至 8%时，所制备的毛油中生育酚含量随之升高，尤其是当大豆的水分含量超过 12%时，毛油中生育酚含量会急剧下降。Chu[7]和周坤元[8]等通过对完整大豆和破碎大豆进行水蒸气处理和烘烤处理发现，水蒸气处理比烘烤处理所得的毛油中γ-生育酚含量更高，而水蒸气处理完整大豆比破碎大豆所得毛油中γ-生育酚含量更高，究其原因可能是大豆中存在一种可以使γ-生育酚转化成其异构物或别的氧化产物的酶，而水蒸气湿热处理比烘烤干热处理更能有效抑制酶活性。

实际生产中多用溶剂浸提的方法生产植物油，为更明确地探讨研究油料预处理对于生育酚含量的影响，本文以生育酚含量较高的玉米胚芽油的原料——玉米胚芽为例，以生育酚正己烷溶液为研究体系，考察油料预处理方式对体系中生育酚含量的影响。由于食用油中的生育酚以α-生育酚和γ-生育酚最常见，故仅对这两种生育酚展开研究。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 原料与试剂

混合生育酚标准品(Roche，95%)，α-、β-、γ-、δ-生育酚含量分别为5.6%、1.5%、65.9%、26.8%；α-生育酚标准品(Roche，99%)；玉米胚芽，中粮生化能源(肇东)有限公司；正己烷(色谱纯)。

1.1.2 仪器与设备

40 mL棕色样品瓶；Waters2996高效液相色谱仪，Waters有限公司；WK-400小型高速粉碎机，青州市精诚医药有限公司；MB45卤素水分测定仪，奥豪斯国际贸易(上海)有限公司；Binder FD115 烘箱，德国 Binder 公司；LDZX-50KBS立式压力蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂。

1.2 实验方法

1.2.1 生育酚正己烷溶液的配制

α-生育酚正己烷溶液：称取一定质量的α-生育酚标准品(精确至0.001 g)，溶于正己烷，经超声溶解，配制成质量浓度约为200 μg/mL的α-生育酚正己烷溶液，避光于-20℃冰箱保存，使用时由冰箱中取出恢复至室温后取用。

γ-生育酚正己烷溶液：称取一定质量的混合生育酚标准品(精确至0.001 g)，溶于正己烷，超声溶解，配制成质量浓度约为200 μg/mL的γ-生育酚正己烷溶液，避光于-20℃冰箱保存，使用时由冰箱中取出恢复至室温后取用。

1.2.2 玉米胚芽的热处理及水分调节

对初始水分含量为14.5%的玉米胚芽进行105℃烘箱加热处理2 h(高温干热处理)或110℃、0.05 MPa高压水蒸气加热5 min(高压湿热处理)。将不作处理和上述两种不同方式预处理的玉米胚芽平铺，用喷雾式喷壶均匀喷洒适量纯净水，调节至一定的水分含量，每隔一段时间摇晃玉米胚芽1次，使水分渗透均匀；或者在40℃通风烘箱中将玉米胚芽降低至一定水分含量。将调节水分含量的玉米胚芽进行粉碎处理，过50目筛备用。

1.2.3 玉米胚芽对正己烷体系中生育酚含量的影响研究

取25 mL生育酚正己烷溶液于40 mL棕色样品瓶中，分别添加不同方式预处理的4 g玉米胚芽粉，同时以不加玉米胚芽粉的生育酚正己烷溶液作为空白对照，在25℃避光储存144 h，每隔一段时间取样测定体系中生育酚含量。所有实验进行2个平行实验，取平均值。

1.2.4 水分含量的测定

采用卤素水分测定仪测定玉米胚芽水分含量。

1.2.5 生育酚含量的测定

每次取样前将样品摇匀，然后取上层清液1 mL过膜，HPLC测定生育酚含量。HPLC条件：Waters 2996高效液相色谱仪，HederaSi色谱柱(4.6 mm×250 mm)，DAD检测器，流动相为正己烷-异丙醇(体积比98.5∶1.5)，流速0.8 mL/min，柱温箱温度30℃，进样量20 μL；波长295 nm。

2 结果与讨论

2.1 玉米胚芽水分含量对正己烷体系中α-生育酚含量的影响

将不作处理并调节至一定水分含量的玉米胚芽粉，加入到α-生育酚正己烷溶液中，按1.2.3方法考察玉米胚芽水分含量对正己烷体系中α-生育酚含量的影响，结果见图1。

图1 玉米胚芽水分含量对正己烷体系中α-生育酚含量的影响

由图1可以看出，没有添加玉米胚芽粉的α-生育酚正己烷溶液中，α-生育酚含量基本保持不变，可见在此体系中，α-生育酚基本没有发生氧化；加入玉米胚芽粉后，α-生育酚含量在储存过程中出现不同程度的下降，推测玉米胚芽中存在某种物质可以加速α-生育酚氧化；进一步分析发现，玉米胚芽水分含量为11%时，α-生育酚含量较未添加玉米胚芽粉的略有下降，但变化甚微，随着玉米胚芽水分含量的继续提高，α-生育酚含量的下降幅度逐渐增加，当玉米胚芽水分含量为20%时，α-生育酚损失率约为19%，继续升高玉米胚芽水分含量至30%时，α-生育酚损失率达30%。由此可见，α-生育酚含量的下降速率与玉米胚芽水分含量呈正相关，进一步推测，玉米胚芽中存在的加速α-生育酚氧化的某种物质的作用强弱或能力与玉米胚芽水分含量密切相关，且呈正相关。

2.2 玉米胚芽水分含量对正己烷体系中γ-生育酚含量的影响

将不作处理并调节至一定水分含量的玉米胚芽粉，加入到γ-生育酚正己烷溶液中，按1.2.3方法考察玉米胚芽水分含量对正己烷体系中γ-生育酚含量的影响，结果见图2。

图2 玉米胚芽水分含量对正己烷体系中γ-生育酚含量的影响

由图2可以看出，γ-生育酚含量的变化情况与图1中α-生育酚含量的变化情况基本一致。没有添加玉米胚芽粉的γ-生育酚正己烷溶液中，γ-生育酚含量保持相对稳定，可推测γ-生育酚也没有受到氧化作用。加入玉米胚芽粉后，γ-生育酚含量也出现了不同程度的下降。玉米胚芽水分含量为11%时，γ-生育酚含量几乎保持恒定不变，损失率小于1%；玉米胚芽水分含量超过15%时，随着储存时间的延长，γ-生育酚含量下降较明显；且随着玉米胚芽水分含量的进一步升高，γ-生育酚含量下降速率加快；当玉米胚芽水分含量达到30%时，γ-生育酚在144 h储存过程中的损失率高达48.08%。由此可知，玉米胚芽中可能存在某种物质，不仅可加速α-生育酚氧化，而且可加速γ-生育酚氧化，作用强弱或能力与玉米胚芽的水分含量呈正相关。

通过对正己烷体系中α-生育酚和γ-生育酚含量的变化研究发现，玉米胚芽的水分含量和正己烷体系中生育酚含量的变化密切相关，推测玉米胚芽中存在一种物质，很有可能是酶，而这种酶和脂肪酶、脂肪氧化酶等类似，油料水分含量越高，其催化能力越强，从而造成体系中生育酚含量不断下降。且已有研究表明[9]，有些酶在有机溶剂体系中仍具有催化功能，甚至有些酶在有机溶剂中的催化活性高于在水相中的。

2.3 高温干热处理对正己烷体系中生育酚含量的影响

由2.1和2.2可知，玉米胚芽水分含量降至一定程度，正己烷体系中生育酚含量在储存过程中趋于稳定不变。为进一步验证生育酚含量保持稳定仅仅是因为降低了玉米胚芽的水分含量，还是因为玉米胚芽中存在某种物质的原因，对玉米胚芽进行高温干热处理，并按1.2.2和 1.2.3的方法操作，考察高温干热处理对正己烷体系中α-生育酚和γ-生育酚含量的影响，结果分别见图3和图4。

图3 高温干热处理对正己烷体系中α-生育酚含量的影响

图4 高温干热处理对正己烷体系中γ-生育酚的含量

由图3和图4可以看出，玉米胚芽经高温干热处理后，即使将玉米胚芽的水分含量再次调整至11%、15%、20%和30%，正己烷体系中α-生育酚和γ-生育酚含量都基本保持不变，可见105℃、2 h高温干热处理确实破坏了玉米胚芽中的某种物质，使其不能发挥催化活性，从而使正己烷体系中生育酚含量保持稳定，而不是因为玉米胚芽水分含量降低导致生育酚保持稳定。

2.4 高压湿热处理对正己烷体系中生育酚含量的影响

油料热处理过程包括干热处理和湿热处理两种常见的方法，在研究预处理方式对大豆中生育酚含量的影响时发现，高温烘烤和高压水蒸气湿热处理大豆均能够抑制大豆中生育酚的氧化，并且发现高压水蒸气湿热处理比高温烘烤更有效[7, 10]。为此，本文考察了高压湿热处理对正己烷体系中生育酚含量的影响，结果见图5、图6。

图5 高压湿热处理对正己烷体系中α-生育酚含量的影响

图6 高压湿热处理对正己烷体系中γ-生育酚含量的影响

由图5、图6可以看出，虽然玉米胚芽水分含量与2.1和2.2相同，但添加至生育酚正己烷溶液后，在整个储存过程中，α-生育酚和γ-生育酚含量基本维持不变，与2.3的实验结果类似。105℃、加热2 h的干热处理和高压水蒸气湿热处理均能够有效抑制玉米胚芽中某种物质的活性，从而延缓生育酚的氧化。在工厂生产过程中，高温加热2 h时间太长，会增加能量消耗，不利于实际生产，而高压水蒸气加热短时间可以达到同样的效果，还可以起到软化物料的作用，从而节约能源。

3 结 论

在正己烷体系中，通过室温避光储存实验，系统研究了不同方式预处理(高温干热和高压湿热处理)

并调节水分含量的玉米胚芽粉加入生育酚正己烷溶液后对其生育酚含量的影响，结果表明：将不作处理并调节至一定水分含量的玉米胚芽粉加入生育酚正己烷溶液中，生育酚的下降速率与玉米胚芽水分含量成正相关，玉米胚芽水分含量越高，α-生育酚和γ-生育酚下降速率越快，且γ-生育酚的下降速率比α-生育酚高，由此推测玉米胚芽中存在某种物质，可能是酶，其能够催化生育酚氧化，且其作用强弱或能力与玉米胚芽水分含量成正相关。对玉米胚芽进行不同的预处理(105℃、2 h烘箱干热处理和110℃、0.05 MPa高压水蒸气5 min湿热处理)均能够有效抑制正己烷体系中生育酚含量的减少，由此可验证上述推测，即玉米胚芽中存在一种酶，可催化生育酚氧化，导致生育酚含量降低。因此，在对玉米胚芽在进行油脂制取前，应及时进行高温烘烤或高压水蒸气加热等预处理，以防止其中的生育酚氧化。但玉米胚芽中存在的这种物质(酶)的性质、催化过程和生育酚的氧化产物还有待进一步研究。

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Influenceofcorngermpretreatmentmethodsontocopherolcontentsinn-hexanesystem

JI Congli，HUANG Jianhua，LIU Ruijie，JIN Qingzhe，WANG Xingguo

(College of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China)

The corn germ was pretreated by baking for 2 h at 105℃ or heating for 5 min with 110℃，0.05 MPa high pressure steam, and then it was adjusted to different water contents. Room-temperature and away-from-light storage experiment was conducted by putting corn germ pretreated into tocopheroln-hexane solution, then the change of tocopherol content was measured during the storage to systemically study the influence of different pretreatment methods of corn germ on tocopherol contents. The results showed that the higher the water content of the corn germ without pretreatment was, the faster the contents ofgammaandalphatocopherol in tocopheroln-hexane solution decreased; baking for 2 h at 105℃ and heating for 5 min with 110℃，0.05 MPa high pressure steam could both effectively keep the contents ofgammaandalphatocopherol constants. Therefore, the corn germ should be pretreated to prevent the oxidation of tocopherol before processing corn germ oil.

tocopherol；corn germ；high-temperature dry-heat treatment; wet-heat treatment with high pressure steam

2016-08-22；

：2017-04-24

纪聪利(1991)，女，硕士研究生，研究方向为油脂与植物蛋白(E-mail)jcl0721@outlook.com。

刘睿杰，副教授，硕士生导师(E-mail)15995287126@163.com。

TS224;Q566

：A

1003-7969(2017)08-0067-04