全 文 ：微波加热抑制裸燕麦脂肪酶活性研究
钱科盈1 ,任长忠2, 3 ,方　毅4 ,李再贵1
(1.中国农业大学 食品科学与营养工程学院 ,北京　100083;
2.中国农业大学 农学与生物技术学院 ,北京　100094;
3.吉林省燕麦工程技术研究中心 ,吉林 白城　137000;
4.上海佳迈农业技术服务有限公司 ,上海　201300)
摘　要:脂肪酶活的抑制对于提高燕麦食品的贮藏品质具有重要意义 。研究了真空包装 、籽粒含水
率 、润麦时间对微波抑制裸燕麦籽粒中的脂肪酶的影响 。结果表明:微波加热中蒸汽量是抑制脂肪
酶活的关键因素;调节籽粒含水率到 20%～ 25%,在润麦后立即进行真空包装和微波处理 ,有利于
蒸汽发生 ,可以提高灭酶的效果。
关键词:裸燕麦;微波;残存脂肪酶活;蒸汽量
中图分类号:TS 210.1　文献标识码:A　文章编号:1007-7561(2008)04-0044-04
Research on inhibiting lipase activity in naked oat by microwave heating
QIAN Ke-ying1 ,REN Chang-zhong2 ,3 ,FANG Yi4 ,LI Zai-gui1
(1.College of Food Science and Nutritional Engineering , China Agricultural University , Beijing　100083;
2.College of Agriculture and Biotechnology , China Agricultural University , Beijing　100094;
3.Jilin Province Oat Engineering and Technique Research Center , Jilin Baicheng　137000;
4.Shanghai Jiamai Agricultural Technology Service Co., Ltd., Shanghai 　201300)
Abstract:Inhibiting the activity of lipase in naked oat is a significant procedure to control the storage quality of
oat food.The effect on inhibiting the lipase in naked oat kernel by microwave is researched , which are vacuum
packaging , moisture content and tempering time.The results show that the vapor content is a critical factor in
lipase inactivation by microwave heating.Adjusting moisture content of oat to 20%～ 25%, vacuum packaging
and heating them by microwave right after they were tempered could promote the procedure of vapor generation ,
and inhibit lipase efficiently.
Key words:naked oat;microwave;residual lipase activity;steam quantity
　　燕麦富含 β -葡聚糖 ,是具有降低血脂和胆固
醇功效的健康食品 。但其脂肪酶含量在谷物中最
高[ 1] ,同时亚油酸等不饱和脂肪酸占燕麦油脂 80%
以上 ,因而燕麦食品在加工与储藏过程中非常容易
氧化酸败 ,导致不良气味和苦味的产生。抑制燕麦
中的脂肪酶活性是阻止和延缓燕麦食品酸败的关
键。目前工业上广泛使用的方法是蒸汽灭酶或高温
炒制灭酶 ,这些方法不但耗时耗能 ,工作和卫生条件
也较恶劣 。远红外可以在 550℃, 18s 内彻底灭酶 ,
但高温容易烤焦籽粒 ,加热温度不易控制[ 2] 。相对于
蒸汽 、红外等表面热传导的加热方式 ,微波加热直接将
电磁能转化为热能 ,没有设备预热及散热 ,也免去了热
介质的散失 ,因而相对节能 ,也能改善操作条件[ 3] 。
收稿日期:2008-01-08
作者简介:钱科盈(1983-),女 ,浙江人 ,硕士研究生.
　　微波能用于灭酶主要是基于微波的热效应[ 4] ,
即在微波电磁场的作用下 ,介质中的极性分子(食品
中主要为水 ,盐类等)从原来的热运动状态转为跟随
微波电磁场的快速交变而迅速排列取向 ,分子间产
生激烈的摩擦 ,微波能量转化为介质内的热量 ,温度
升高。而蒸汽加热等传统加热是通过热质来传递热
能 ,两者在产热机理上有很大的不同 。
也有研究表明可能存在微波的非热效应 ,但由
于电场的重排不足以破坏酶的化学健 ,因此非热效
应存在与否仍有争议[ 4-5] 。Kermasha[ 4] 等研究发现
在恒定加热温度(90℃)下微波加热对小麦胚脂肪酶
的灭酶速率常数 (0.1760s-1)高于水浴加热
(0.0524s-1)和水浴与微波联合加热(0.0797s-1),推
测可能是由于微波的非热效应所致。Ponne[ 5]等比
较了微波和蒸汽加热对葡萄籽脂肪酶的影响 ,并对
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粮油食品 粮油食品科技 第 16 卷 2008 年 第 4 期
　　 　
DOI :10.16210/j.cnki.1007-7561.2008.04.005
加热过程中酶的热失活变化做了动力学拟和 ,认为
不存在热效应外的其他微波效应 ,但微波与蒸汽加
热灭酶速率显著不同(p=0.05),推测其原因在于两
者的水蒸汽量的不同 ,而非方法的不同 。此外 ,微波
对大豆[ 6] 、落花生[ 7]等物料的脂肪酶等酶类作用的
研究表明 ,微波加热存在显著的灭酶效果。
鉴于微波灭酶的试验研究大多将物料放于烧
杯 、试管或培养皿等非密闭体系中来处理 ,蒸汽的作
用没有得到充分利用 。本实验通过不同包装和调节
裸燕麦籽粒含水率 ,考察了微波加热抑制籽粒脂肪
酶活时水蒸汽的作用 。
1　材料和方法
1.1　主要材料
裸燕麦:花晚 6号(水分含量 9.5 %),河北张家
口农科院提供。
实验中所用水为去离子水 ,所用试剂除三油酸
甘油酯为化学纯(纯度:98%～ 102%)外 ,其余均为
分析纯。
主要仪器设备:格兰仕微波炉(G8023CSP -Z ,
750W);岛津托盘电子分析天平(AY220);分光光度
计(UNICO-2100);脂肪测定仪(SZF -06);CEM 非
接触式手持红外测温仪(DT-8811 H);赛福恒温恒
湿培养箱(HWS-250);单室真空包装机(DZQ400-
2D);脉冲封口机(AIE -200);小型高速粉碎机
(HY-04 B)。
1.2　实验方法
样品前处理与保存:样品经清理除杂后入自封
袋中于10℃冰柜保存 。
1.2.1　残存脂肪酶活力测定
残存酶活的测定参考 Peterson[ 8]方法 ,将其中的
提取溶剂异辛烷用正己烷代替 。
1.2.2　不同真空度对微波灭酶效果的影响
准确称取 20.0g 裸燕麦样品 , 装入蒸煮袋
(6.5×5.5×1.3cm3)中 ,分别用真空包装机和脉冲
(常压)封口机封口。
以5s为梯度 ,分别对真空和常压包装组微波处
理10 ～ 45s。处理前样品 、微波炉内温度都维持在室
温(19 ～ 22 ℃),样品包置于转盘中心 ,处理结束立
即以红外测温仪测定样品表面中心温度 。样品于室
温下冷却 1 min后开袋 ,粉碎至 90 %以上可通过 20
目筛 ,取 3 g脱脂后测残存酶活。
1.2.3　调整籽粒含水率和润麦时间对微波灭酶效
果的影响
通过添加定量水分调节样品含水率到 13 %,
17 %,20 %和 25 %,加水后混匀 10 min ,用保鲜膜
密封以防水分散失 ,室温下(20±2℃)存放备用 ,并
开始计润麦时间。
润麦时间为 0 , 4 , 7 , 11 和 28h 时分别称取
20.00 g样品 ,用 PE 膜真空包装或平铺于直径为 9
cm的敞口培养皿中 ,微波处理 25s ,记录处理终了时
样品表面中心温度 。真空包装组室温下冷却 10 min
后剪开包装 ,培养皿处理组室温下敞口冷却 10 min ,
称重 ,于 55 ℃下干燥 1 h 后磨粉 ,取 3 g 样品脱脂 ,
在-18 ℃下保存。
以敞口培养皿为容器的样品经微波处理后 ,失
水率计算公式如下:
失水率/ %=20.00-M
20.00 ×100 ,式中 ,M 为微波
处理后样品重量。
1.3　数据处理
实验结果采用 SAS“成对差值的Wilcoxon 秩和
检验” 、两因素方差分析(two -way ANOVA)与线性
拟和等方法分析处理。
2　结果与分析
2.1　不同真空度对微波灭酶效果的影响
真空和常压包装的样品在不同时间微波处理后
残存酶活如图 1所示。随微波处理时间的增加 ,在
0 ～ 25s 、25 ～ 40s和 40 ～ 45s三个时间段 ,真空包装样
品的残存酶活分别呈现缓慢下降 、急剧下降和稳定
不变的趋势;而常压包装样品则呈现略有下降后逐
渐升高 、急剧下降和缓慢下降的变化 。不同包装的
样品在0 ～ 25 s时间段里残存酶活的变化趋势相异 ,
可能是由于在较短的处理时间内 ,常压包装样品随
着温度的升高 ,微波对脂肪酶的激活作用[ 5]渐强 ,而
此时蒸汽发生不足 ,抑制酶活作用较弱 ,使得样品的
残存酶活表现为先降低后有所增加;真空包装的样
品随温度的升高 ,蒸汽量快速增加 ,对酶活的抑制作
用增强 ,抵消了微波对酶的激活作用而使残存酶活
呈现缓慢下降 。处理 25 s后 ,真空包装样品的残存
酶活仍一直低于常压包装的样品 ,并在微波处理 40
s时先达到基本灭酶的效果。
图 1　真空和常压包装时微波处理时间与残存酶活的关系
比较两种包装的处理终了温度发现 ,真空包装
组在 10 ～ 30s时间段里以 3℃/ s速率(R2=0.96)自
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粮油食品科技 第 16 卷 2008 年 第 4 期 粮油食品
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
44℃快速升温至 105℃,较早进入蒸汽大量发生的
缓慢升温期;而常压包装样品则在 10 ～ 40s 处理时
间段内以 2.5℃/s(R2 =0.99)速率自 33℃升至
110℃,此后温度基本维持不变 。两种包装下温度变
化的差异可能是由于真空有利于蒸汽发生和释放 ,
使袋内环境温度有所升高 ,表现为表面温度升高更
快。因而与常压包装比较 ,真空更有利于蒸汽发生 ,
从而较快的进入高温和蒸汽灭酶阶段 ,灭酶效果更
好也更完全 。对两组处理的残存酶活作“成对差值
的Wilcoxon秩和检验” , P<α(0.05),表明真空包装
组的灭酶效果显著优于常压包装组 。
2.2　含水率和润麦时间对微波灭酶效果的影响
含水率为 13%～ 25 %的籽粒样品在不同润麦
时间下经微波处理 25 s后的残存酶活参见图 2 所
示。
图 2　各含水率样品在各润麦时间经微波处理
25 s后的残存酶活
以敞口培养皿为容器 ,微波处理结果参见图 2
-A 。调节籽粒含水率 ,并于润麦后立即微波处理 ,
残存酶活随含水率增大而降低 。随着润麦时间的延
长 ,不同含水率样品残存酶活在 0 ～ 4h 润麦期间
(13 %含水率组在 0 ～ 2h间)急剧升高 ,在 4 ～ 11h润
麦期间缓慢升高 ,而 4 ～ 24 h润麦期间残存酶活变
化不大。
敞皿处理条件下 ,残存酶活与相应蒸汽释放量
(以失水率表示)的变化趋势有较强的相关性(图
2-A与图3)。线性回归分析结果表明 ,失水率和残
存酶活呈显著线性相关(R=-0.944 ,图 4)。由此
推断蒸汽量在微波加热灭酶中起到至关重要的作
用 ,蒸汽量越充足 ,残存酶活越低。另一方面 ,燕麦
籽粒约83%的脂肪酶集中分布于靠近籽粒表层的
糊粉层 、胚等生理活性较高部位[ 9] ,有利于蒸汽作用
而灭酶。因而随着润麦时间的增加 ,水分向籽粒内
部迅速渗透使蒸汽产生受到抑制 ,导致蒸汽量减少 、
残存酶活急剧升高 。
真空包装后样品微波处理的结果见图 2-B。
润麦后立即微波处理的籽粒 ,含水率为 17%～ 25%
时基本达到彻底灭酶。延长润麦时间 ,残存酶活比
立即处理的样品酶活高 。样品在润麦 2 ～ 4h后处理
时的失水率急剧减少 ,残存酶活也相应呈现出显著
上升;润麦 4h与11h后处理时的残存酶活高于润麦
7h后的处理 ,可能与失水率在 7 h附近的略有增加
有关;润麦11 ～ 28h时 ,13 %含水率样品因释放的蒸
汽量逐渐减少 ,对脂肪酶活的抑制力也逐渐下降 ,残
存酶活逐渐升高;而含水率较高的处理 ,虽然失水率
也逐渐下降 ,但其蒸汽量仍足够保持较好的灭酶效
果 ,因而残存酶活相对稳定 。
真空包装的样品处理后的残存酶活均低于敞口
培养皿中处理的情况(图 2),两者灭酶效果的差异
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粮油食品 粮油食品科技 第 16 卷 2008 年 第 4 期
　　 　
主要归因于真空包装促进了微波加热过程中蒸汽的
生成和保持。
真空包装的样品经微波处理 25s后的终了温度
(参见表 1)也与蒸汽量有关。蒸汽生成较充分 ,则
处理终了温度相对较高 。表现为同样处理时间下 ,
含水率越高 ,处理终了温度也越高 ,同时 ,润麦时间
延长后 ,最终蒸汽生成量相对减少 ,处理终温也随之
下降。据此 ,基于微波加热的特点 ,为了提高灭酶效
果 ,应确保燕麦籽粒有较高的含水率(20%～ 25%),
并有足够的处理时间。
表 1　不同条件下微波处理 25s后的燕麦终了温度和残存酶活
油麦时间
/ h
含水率/ %
25
处理终点
均温
/℃
残存酶活
/(μmol·h-1·
g -1)
20
处理终点
均温
/ ℃
残存酶活
/(μmol·h-1·
g-1)
17
处理终点
均温
/ ℃
残存酶活
/(μmol·h-1·
g -1)
13
处理终点
均温
/ ℃
残存酶活
/(μmol·h-1·
g -1)
0 105.9±0.9 3.3 102.3±1.3 4.2 102.3±1.3 14.9 94.8±4.2 151.7
4 103.5±1.2 25.0 101.2±0.5 75.5 93.5±2.2 115.7 91.7±3.7 178.8
7 104.0±0.3 17.1 100.7±3.0 44.1 98.8±0.2 73.6 93.3±1.3 199.7
11 105.0±0.0 24.0 99.0±2.7 94.4 94.0±1.7 98.7 92.8±0.8 182.2
28 101.3±0.3 29.2 100.0±0.0 30.6 98.2±1.2 75.8 84.7±8.3 269.7
　　对真空包装组微波处理后的残存酶活进行两因
素方差分析(two -way ANOVA),结果显示 ,含水率
和润麦时间对灭酶效果有极显著(p=0.01)影响 ,而
两者的交互作用对灭酶效果有显著(p=0.05)影响 。
含水率越高 ,灭酶效果越好;润麦后立即处理的灭酶
效果最佳。随润麦时间的延长 ,灭酶效果会受到影
响。这可能是长时间润麦后 ,添加的水分部分进入
籽粒中心 ,不利于蒸汽发生。
3　结论
微波加热抑制裸燕麦脂肪酶活过程中 ,蒸汽量
是灭酶的关键因素。真空包装有利于蒸汽发生与充
分利用 ,灭酶效果显著优于常压包装。提高籽粒的
含水率 ,并在润麦后立即进行微波处理 ,有利于蒸汽
的发生和释放 ,可以提高灭酶的效果。
参考文献:
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