《食品科学》：天津科技大学曹汝鸽副教授等：微波处理对大米储藏过程中脂质变化的影响

通常情况下，大米正常储藏时的安全水分含量为14%左右，但由于脂肪酶类等的作用，大米自然晾干后其脂质在储藏过程中仍会缓慢发生水解和氧化酸败等一系列品质劣变，导致最终无法食用，从而严重影响大米的储藏品质和食用价值。采取更有效的方式钝化籽粒内部各脂肪酶活性是解决大米品质劣变问题的关键。 微波处理因加工时间短、穿透深、效率高且副作用低而被广泛应有于干燥、加热及消毒杀菌等领域。 当酶受到微波辐射时，水分子会被激发振动和摩擦从而产生热能，导致酶分子结构变化并失去其活性。 同时，微波也可使酶中的水分子被加热蒸发，进一步破坏酶的结构 。

天津科技大学食品科学与工程学院的曹汝鸽、武小晖和天津凯涛奇食品有限公司的黄文达等全面评价微波灭酶效果，通过测定储藏期间大米脂肪酸值、过氧化值、羰基值、大米的水分迁移、籽粒形态结构变化、挥发性成分变化及其相关性分析，探究微波处理前后大米在不同储藏条件下水解酸败程度的差异及其影响机理，为大米的安全储藏提供理论基础。

1 微波处理对大米脂肪酶类的影响

如图1、2所示，在不同储藏温度下，各品种未处理大米脂肪酶类活性均处于较高水平。 经过微波处理后的津稻919、超北2号、稻花香2号大米在37 ℃储藏0 d时，其脂肪酶、脂肪氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性分别平均下降了54.03%、71.11%、95.94%和46.04%，且在37 ℃ 90 d储藏结束时，仍稳定在低活性水平，津稻919、超北2号、稻花香2号大米的脂肪酶、脂肪氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活力最终分别保持在3.829、3.597、3.729 U/g，62.776、55.556、60.103 U/g，67.762、84.338、55.504 U/g，2.922、3.233、2.560 mg H 2 O 2 /g。 其中，微波处理对稻花香2号大米的灭酶效果最好。 在90 d储藏期间，未处理大米的脂肪酶、脂肪氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性不稳定，呈现先下降后上升或者波动变化趋势，而微波处理大米的各酶活性较为稳定，均呈缓慢下降趋势。 结果表明，微波处理可以使大米中水分及蛋白质的极性基团发生高速的取向运动，引起分子间剧烈的摩擦导致酶蛋白变性失活 ，进而破坏了各脂肪酶的功能结构，同时在封闭环境中，空气压力越大，水的沸点越高，蒸汽温度越高，因此穿透能力更强 ，进而使酶活性得到很好的抑制。

2 微波处理对大米脂肪酸值、过氧化值、羰基值的影响

如图3所示，微波处理可以有效延缓大米储藏过程中脂肪酸的积累，使不同品种大米在不同温度下储藏期间的脂肪酸值均明显下降。即使在37 ℃下储藏90 d，微波处理后津稻919脂肪酸值仍可保持在15.846 mg/100 g，超北2号为15.926 mg/100 g，稻花香2号为14.643 mg/100 g，仅比0 d增加了0.716～1.436 mg/100 g，差异不大，均远低于国家限量标准25 mg/100 g。这可能是微波处理有效抑制了大米储藏过程中脂肪酶活性（图1），进而抑制了大米脂肪水解后游离脂肪酸的生成。

过氧化值代表脂质氧化酸败过程中生成中间产物的数量，可反映早期阶段脂质酸败的程度。如图3所示，3 种未处理大米的过氧化值在不同储藏温度下整体呈现先上升后下降的趋势，且在37 ℃下储藏30 d时最先达到不可接受水平。微波处理大米的过氧化值在储藏开始时明显低于未处理大米，储藏期间温度越高，过氧化值增加越快，津稻919、超北2号、稻花香2号均在37 ℃储藏30 d时达到最大值，分别为14.78、18.27、14.56 mmol/kg。超北2号大米因为脂肪含量最高，生成的游离脂肪酸含量最多，进而过氧化值也较高。处理后3 种大米在37 ℃储藏90 d时过氧化值增加了2.859～6.734 mmol/kg，均维持在可接受水平，这与微波处理组大米脂肪氧化酶（图1）及过氧化物酶（图2）活性的降低密切相关，表明微波处理通过抑制酶促反应，减少大米游离脂肪酸的产生，进一步削弱了氢过氧化物的生成，使其过氧化值降低。

羰基值能够反映脂质中羰基化合物的数量，可用作表征大米后期氧化酸败的指标，如图3所示，在不同储藏条件下，未处理大米羰基值均出现不同程度的升高，且在37 ℃储藏75 d后，津稻919、超北2号、稻花香2号的羰基值分别为27.621、25.701、23.229 mmol/kg，达到不可接受水平。微波处理大米在储藏期间羰基值远低于未处理大米，在4、25、37 ℃条件下储藏90 d时，津稻919的羰基值分别为7.29、9.18、10.05 mmol/kg，超北2号的羰基值分别为7.36、9.22、11.52 mmol/kg，稻花香2号的羰基值分别为7.09、8.60、7.93 mmol/kg，在37 ℃储藏90 d时，羰基值增加了3.697～5.308 mmol/kg，其中，超北2号的羰基值最高，氧化酸败程度更高。3 种大米微波处理后在不同温度条件下储藏结束时仍在可接受水平，说明微波处理能够有效减少大米多不饱和脂肪酸及其有害物质和不良风味的产生，抑制氢过氧化物的生成，有效阻止大米脂质进一步的氧化酸败。

3 微波处理对大米储藏期间水分分布的影响

低场核磁共振测定中的弛豫时间

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4 微波处理对大米籽粒微观结构的影响

如图5所示，微波处理后，大米籽粒出现明显的裂痕，断面变粗糙，截面上暴露的小淀粉颗粒显著增多（图中白色实线圆圈），可能是由于高频电磁波化的热能迅速提高大米籽粒温度，使大分子物质的空间结构发生改变，从而改变了脂肪酶类的作用位点。同时，微波处理大米籽粒内部瞬间失水导致胚乳细胞壁的机械强度降低，从而弱化了细胞壁上的酶促反应，改善了大米的储藏稳定性。

5 微波处理对大米挥发性成分的影响及其相关性分析

如图6所示，大米储藏过程中的挥发性化合物主要包括烷烃类、醛类、酮类、醇类和呋喃。3 种样品中共鉴定出34 种挥发性物质，分别为烷烃类12 种、醛类8 种、酮类5 种、醇类8 种及杂环类1 种。其中，烷烃类和醇类物质来源于脂肪的氧化降解，但由于阈值较高，对大米的风味影响较小，微波处理后醇类物质相对含量均明显下降，大部分烷烃类物质相对含量下降，可能与不饱和脂肪酸的氧化水解有关，而微波处理能够降低各酶活性，导致不饱和脂肪酸含量下降，进而使醇类物质相对含量降低；同时，微波处理引起的瞬时高温会导致大分子质量烷烃裂解，使大部分烷烃类相对含量下降，其中仅十一烷、十二烷、十四烷相对含量略有增加。醛酮类化合物以及2-戊基呋喃是大米储藏过程中哈败味的主要组成成分，主要来源于大米中的不饱和脂肪酸的氧化，如油酸、亚油酸和

如图7所示，辛醇、癸醇、庚醇、壬醇、十三烷含量及二十一烷与脂肪酶及过氧化氢酶活性呈正相关，说明这些化合物在脂肪氧化水解的过程中会因酶催化反应加速生成；醇类、大部分烷烃类物质含量与脂肪酸值、过氧化值及羰基值呈显著负相关，其中，醇类可能通过竞争性抑制酶的催化活性，而烷烃类可能抑制反应中的氧化反应；乙醛含量与脂肪酶类活性呈显著负相关，与羰基值呈正相关，说明乙醛的积累可能会反向抑制脂肪酶的作用，乙醛还可能被氧化成羰基物质，从而增加羰基值；己醛、壬醛、庚醛含量以及十二醛与脂肪酸值、过氧化值、羰基值呈显著正相关，也可作为脂肪氧化水解反应的评价指标 。

结 论

本研究对3 种不同品种大米进行了微波处理，评价了微波处理对大米储藏性质的影响。结果表明：1）微波处理能够有效钝化大米的各脂肪酶活性，并且随着储藏时间的延长，微波处理后的大米脂肪酶、脂肪氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢活性不断下降；2）未处理大米储藏期间脂肪氧化产物逐渐增加，最快在37 ℃储藏30 d时即达到不可接受水平，而微波处理后的大米在37 ℃、40% RH条件下仍可安全储藏90 d；3）微波处理后降低了大米水分活度，抑制了酶促反应的进行；4）大米脂肪酶类是导致大米醛酮类物质积累和哈败气味的主要原因，而微波灭酶有效抑制了这一过程，大大延缓了大米脂质的氧化酸败。

本文《 微波处理对大米储藏过程中脂质变化的影响 》来源于 《食品科学》2024年45卷第 4 期 247 - 256 页，作者：曹汝鸽，武小晖，黄文达 。 DOI: 10.7506/spkx1002-6630-20221215-163 。 点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑；云南师范大学生命科学学院 母朵银；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

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