烤制熱加工對玉米粉中玉米黃素含量的影響

王嬌嬌，鄭明珠，劉美宏，謝佳函，吳 熙，靳智博，劉回民，劉景圣,

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春 130118；2.小麥和玉米深加工國家工程實驗室，吉林 長春 130118； 3.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130118）

圖 1 玉米黃素的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig. 1 Chemical structure of zeaxanthin

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玉米粉 吉林省金米粒米業(yè)有限公司；無水乙醇 天津市富宇精細化工有限公司；甲醇（色級）、玉米黃標(biāo)準(zhǔn)品 美國Sigma-Aldrich公司；甲基叔丁基醚 天津市光復(fù)精細化工研究所。

1.2 儀器與設(shè)備

圓形模具4.5 cmh 4.5 cmh 1.7 cm 沃爾瑪超市；CP214型電子天平 奧豪斯儀器（上海）有限公司；ATO-36A8型電箱 北美電器（珠海）有限公司；GZX-9070MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱 上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；FW-100型高速萬能粉碎機 北京 市永光明醫(yī)療儀器有限公司；VCX800超聲波細胞 破碎機 美國Sonics & Materials公司；超聲波細胞破碎機隔音箱 寧波新芝生物科技股份有限公司；LD5-28離心機 北京雷勃爾離心機有限公司；5585氮吹儀 美國Organomation公司；ULTS5490低溫冰箱 賽默飛世爾儀器有限公司；JK-3200B型超聲波清洗器 合肥金尼克機械制造有限公司；Phenom Pro掃描電子顯微鏡 復(fù)納科學(xué)儀器有限公司；1200型高效液相色（high performance liquid chromatography，HPLC）儀、SB-C18保護柱（4.6 mmh 12.5 mm） 美國Agilent Technologies 公司；CT99S05-2546WT C30柱 YMC（臺灣）股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 實驗流程

用電子天平精確稱取4.00 g玉米粉，加入40 mL（料液比1∶10（g/mL））無水乙醇。在超聲波功率12%（144 W）、作用溫度45 ℃、作用時間3 s、間隔時間5 s、總時間50 min的條件下對玉米粉中的玉米黃進行超聲波輔助提取。

1.3.3 離心和氮吹儀除乙醇

1.3.4 HPLC檢測

1.3.5.3 加水量的考察

1.3.6 正交試驗設(shè)計

表 1 響應(yīng)面試驗因素與水平Table 1 Levels and codes of independent variables used for Box-Behnken design

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米黃標(biāo)準(zhǔn)品及玉米粉品提取液HPLC測定結(jié)果

圖 2 玉米黃素標(biāo)準(zhǔn)品（A）、玉米原粉提取液（B）、烤制后 玉米粉提取液（C）的HPLC圖Fig. 2 HPLC chromatograms of zeaxanthin standard (A), corn flour extract (B) and roasted corn flour extract (C)

由圖2可以得出，玉米粉提取液中可檢測物質(zhì)種類較多，但各物質(zhì)與玉米黃可以清晰有效分離且形較好。說明該HPLC方法可以用于玉米黃檢測并計其含量。

2.2 單因試驗結(jié)果

圖 3 烤制溫度對玉米黃素含量的影響Fig. 3 Effect of baking temperature on the content of zeaxanthin

圖 4 烤制時間對玉米黃素含量的影響Fig. 4 Effect of baking time on the content of zeaxanthin

圖 5 加水量對玉米黃素含量的影響Fig. 5 Effect of water addition on the content of zeaxanthin

2.3 響應(yīng)面試驗結(jié)果

由表3可知，模型F值為104.030 5，P＜0.000 1，表明響應(yīng)回歸模型達到了極顯著水平。失擬項P＞0.05，表示失擬不顯著，模型的確定系數(shù)R2為0.943 0，說明該模型能解釋94.30%響應(yīng)值的變化，因而該模型擬合程度比較好，可以用模型對玉米粉制條件進行分析和預(yù)測。由回歸模型和方差分析可知，方程一次項A、B、A2、B2、C2對玉米黃含量的影響達到極顯著水平 （P＜0.01）；方程一次項C，交互項AB、AC對玉米黃含量的影響達到顯著水平（P＜0.05）。根據(jù)F值可知，各個因?qū)τ衩S含量影響的大小順序為：制溫度（B）＞制時間（A）＞加水量（C）。

表 2 響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果Table 2 Experimental design and results for response surface analysis

表 3 回歸模型和方差分析Table 3 Analysis of variance for the regression model

2.4 響應(yīng)面分析

圖 6 各因素交互作用對玉米黃素含量影響的等高線和響應(yīng)面圖Fig. 6 Response surface and contour plots showing the interactive effects of any of baking temperature and water addition on the content of zeaxanthin

圖 7 烤制熱處理前后玉米粉掃描電子顯微鏡圖Fig. 7 Scanning electron micrographs of corn flour before and after baking heat treatment

圖7a、b為玉米原粉掃描電子顯微鏡圖，可以看到玉米淀粉顆粒分散均勻且玉米原粉中有少量纖維和蛋白質(zhì)；當(dāng)經(jīng)過制熱處理后通過掃描電子顯微鏡得圖7c、d， 可以明顯觀察到有大塊聯(lián)結(jié)狀出現(xiàn)，且纖維和蛋白質(zhì)含量比未經(jīng)熱處理時含量有所降低，這是因為玉米粉中含有大量淀粉，在制熱處理過程中使得淀粉糊化老化形成淀粉凝膠，淀粉凝膠將部分玉米黃和玉米黃——蛋 白質(zhì)復(fù)合體包裹起來，使得玉米黃含減少。通過掃描電子顯微鏡可以更加直觀了解到制熱處理對玉米粉表面形態(tài)變化，從而影響玉米黃含量變化。

2.6 驗證實驗結(jié)果

3 結(jié) 論