微波技术对油菜籽品质影响研究进展
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中国油料作物学报 ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｉｌＣｒｏｐＳｃｉｅｎｃｅｓ
２０１９，４１（１）：０１５１－０１５６ ｄｏｉ：１０．７５０５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－９０８４．２０，郑明明１，２，郑 畅１，３，万楚筠１，３，黄凤洪１，２，３
关键词：微波；菜籽多酚；硫甙葡萄糖苷；维生素 Ｅ；甾醇 中图分类号：Ｓ５６５－４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－９０８４（２０１９）０１－０１５１－０６
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎｑｕａｌｉｔｉｅｓｏｆｒａｐｅｓｅｅｄ ＣＯＮＧＹａｎ－ｘｉａ１，２，ＺＨＥＮＧＭｉｎｇ－ｍｉｎｇ１，２，ＺＨＥＮＧＣｈａｎｇ１，３，ＷＡＮＣｈｕ－ｙｕｎ１，３，ＨＵＡＮＧＦｅｎｇ－ｈｏｎｇ１，２，３
（１．中国农业科学院油料作物研究所，湖北 武汉，４３００６２；２．油料脂质化学与营养湖北省重点实验室，湖北 武汉，４３００６２； ３．油料油脂加工技术国家地方联合工程实验室，湖北 武汉，４３００６２）
摘要：微波技术作为一种高效的加工手段，在菜籽加工过程中的应用逐渐引起了关注。菜籽压榨前微波预处
理能将菜籽油中油菜籽多酚含量提高近 １２０倍之多，菜籽油中植物甾醇、维生素 Ｅ的含量也能得到显著提升。此 外，微波预处理还能加速硫甙的降解，与传统炒籽预处理相比，微波菜籽油香味更浓郁丰富。本文围绕微波技术在 油菜籽加工领域的应用展开论述。
ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｒａｐｅｓｅｅｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆｒａｐｅｓｅｅｄｏｉｌｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂｙｍｉｃｒｏｗａｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｉｇ ｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｕｐｔｏ１２０ｔｉｍｅｓ．ＴｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｓｔｅｒｏｌｓａｎｄｖｉｔａｍｉｎＥｉｎｒａｐｅｓｅｅｄｏｉｌｐｌａｎｔｓａｌｓｏｗｅｒｅｉｍ ｐｒｏｖｅｄ．Ａｆｔｅｒｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｇｌｕｃｏｓｉｎｏｌａｔｅｗａｓａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｒｏａｓｔ，ｍｉｃｒｏｗａｖｅｒａｐｅｓｅｅｄｏｉｌｈａｓａｒｉｃｈｅｒｆｌａｖｏｒ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｗｉｌｌｂｅｆｏｃｕｓｅｏｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｔｅｃｈ ｎｏｌｏｇｙｏｎｒａｐｅｓｅｅｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｗａｖｅ；ｒａｐｅｓｅｅｄｐｈｅｎｏｌｉｃｓ；ｇｌｕｃｏｓｉｎｏｌａｔｅｓ；ｖｉｔａｍｉｎＥ；ｓｔｅｒｏｌｓ
微 波 是 波 长 范 围 为 １ｍｍ ～１ｍ，频 率 介 于 ３００ＭＨｚ～３００ＧＨｚ的电磁波。微波热效应不同于传 统加热方式，微波加热时物料内部极性分子反复极 化，瞬间将电磁能转变为热能。微波加热过程中热 量从物料内部向外部迁移，具有加热速度快，加热均 匀，能量利用率高，加热选择性强等特点。自 １９６７ 年 Ｗｉｌｌｉａｍｓ研究了采用微波手段加速化学反应后， 微波技术在生物、化学、农业、检测分析等领域得到 了快速的发展。油菜籽是我国重要的大宗油料作 物，２０１３年我国油菜籽总种植面积为 ７２００万公顷， 其产量居全球首位，为 １３５０万吨。近年来，油菜籽
微波干燥技术通过降低水分含量达到降低酶活 的效果，同时还可以起到杀菌灭酶的效果。微波干 燥温度低于 １００℃时，对酶和蛋白质的影响较小，高 于 １００℃时酶活明显降低。１００℃微波 １０ｍｉｎ，菜籽 中过氧化物酶和磷脂酶活性降低至 １０％ 。 ［２，５］ Ｍａ ｈｅｓｈｗａｒｉ等报道 微 波 能 降 低 菜 籽 中 芥 子 酶 的 活 性， 且钝化时间随油菜籽水分含量不同而有所差异。油 菜籽含水量为 ７％时，芥子酶完全灭活所需时间为 ２．５ｍｉｎ，而菜籽中含水量为 １０％ ～１３％时，１．５ｍｉｎ 即可将芥子酶完全灭活［６］。此外，微波技术也用于 菜籽粕的灭菌，在料液比 １∶２，微波功率为 ８００Ｗ 处 理 ３ｍｉｎ，即可将菜籽粕中的细菌全部杀死［７］。微 波干燥技术通过降低水分活度和酶活，可大大延长 油料、谷物、果蔬等的储藏时间。微波技术联合热风 干燥、红外等其他技术，在谷物、果蔬干燥中已经得 到了广泛应用，在油料作物的干燥方面还具有很大 的应用潜力 。 ［８，９］
３．ＯｉｌＣｒｏｐｓａｎｄＬｉｐｉｄｓＰｒｏｃｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮａｔｉｏｎａｌ＆ ＬｏｃａｌＪｏｉｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｗｕｈａｎ４３００６２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｍｉｃｒｏｗａｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｇｒａｄｕａｌｌｙｒｅｃｅｉｖｅｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎ
的种植面 积 和 总 产 量 均 呈 逐 步 上 升 趋 势［１］。 微 波 技术应用于油菜加工过程中的多个环节，如采用微 波干燥技术延长菜籽的保存期；菜籽压榨前微波预 处理能显著提高油脂得率、增加油脂风味、促进抗营 养因子的分解，提高油脂营养价值等。本文将重点 阐述微波技术在油菜籽加工领域的研究进展。
１ 微波加热在菜籽干燥中的应用
油菜籽微波干燥过程可分为加速、恒速和降速 ３个阶段，与 常 规 干 燥 相 比，其 加 速 段 很 短，可 大 大 节省干燥时间。油菜籽微波干燥过程中的温度变化
收稿日期：２０１８０９０１ 基金项目：国家自然科学基金（３１５０１４０９，３１４７１６２０） 作者简介：从艳霞（１９８５－），女，博士研究生，研究方向为农产品加工利用，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｏｎｇｙａｎｘｉａ＿ｌ＠１６３．ｃｏｍ 通讯作者：黄凤洪（１９６５－），男，博士生导师，高级研究员，研究方向为油料加工、油脂营养与功能产品、副产物资源化利用，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｆｈ
＠ｏｉｌｃｒｏｐｓ．ｃｎ
１５２
中国油料作物学报 ２０１９，４１（１）
划分为快速升温、缓速升温、降温和加速升温 ４个阶 段。微波过程中，当物料温度低于 １００℃时，油菜籽 的水分蒸发遵循指数下降规律［２，３］。干燥过程中质 量功率比、铺放厚度和载荷循环等因素影响油菜籽 的微波干燥速度，其中质量功率比对油菜籽微波干 燥速率影响最大，有载荷循环的微波干燥比持续微 波干燥效果更佳。在微波区域宜采用薄而小的容 器，以避免微波深度不够和受热不均匀［４］。
（１．ＯｉｌＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００６２，Ｃｈｉｎａ； ２．ＨｕｂｅｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｉｐｉｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＮｕｔｒｉｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ４３００６２，Ｃｈｉｎａ；
２０１９，４１（１）：０１５１－０１５６ ｄｏｉ：１０．７５０５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－９０８４．２０，郑明明１，２，郑 畅１，３，万楚筠１，３，黄凤洪１，２，３
关键词：微波；菜籽多酚；硫甙葡萄糖苷；维生素 Ｅ；甾醇 中图分类号：Ｓ５６５－４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－９０８４（２０１９）０１－０１５１－０６
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎｑｕａｌｉｔｉｅｓｏｆｒａｐｅｓｅｅｄ ＣＯＮＧＹａｎ－ｘｉａ１，２，ＺＨＥＮＧＭｉｎｇ－ｍｉｎｇ１，２，ＺＨＥＮＧＣｈａｎｇ１，３，ＷＡＮＣｈｕ－ｙｕｎ１，３，ＨＵＡＮＧＦｅｎｇ－ｈｏｎｇ１，２，３
（１．中国农业科学院油料作物研究所，湖北 武汉，４３００６２；２．油料脂质化学与营养湖北省重点实验室，湖北 武汉，４３００６２； ３．油料油脂加工技术国家地方联合工程实验室，湖北 武汉，４３００６２）
摘要：微波技术作为一种高效的加工手段，在菜籽加工过程中的应用逐渐引起了关注。菜籽压榨前微波预处
理能将菜籽油中油菜籽多酚含量提高近 １２０倍之多，菜籽油中植物甾醇、维生素 Ｅ的含量也能得到显著提升。此 外，微波预处理还能加速硫甙的降解，与传统炒籽预处理相比，微波菜籽油香味更浓郁丰富。本文围绕微波技术在 油菜籽加工领域的应用展开论述。
ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｒａｐｅｓｅｅｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆｒａｐｅｓｅｅｄｏｉｌｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂｙｍｉｃｒｏｗａｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｉｇ ｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｕｐｔｏ１２０ｔｉｍｅｓ．ＴｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｓｔｅｒｏｌｓａｎｄｖｉｔａｍｉｎＥｉｎｒａｐｅｓｅｅｄｏｉｌｐｌａｎｔｓａｌｓｏｗｅｒｅｉｍ ｐｒｏｖｅｄ．Ａｆｔｅｒｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｇｌｕｃｏｓｉｎｏｌａｔｅｗａｓａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｒｏａｓｔ，ｍｉｃｒｏｗａｖｅｒａｐｅｓｅｅｄｏｉｌｈａｓａｒｉｃｈｅｒｆｌａｖｏｒ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｗｉｌｌｂｅｆｏｃｕｓｅｏｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｔｅｃｈ ｎｏｌｏｇｙｏｎｒａｐｅｓｅｅｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｗａｖｅ；ｒａｐｅｓｅｅｄｐｈｅｎｏｌｉｃｓ；ｇｌｕｃｏｓｉｎｏｌａｔｅｓ；ｖｉｔａｍｉｎＥ；ｓｔｅｒｏｌｓ
微 波 是 波 长 范 围 为 １ｍｍ ～１ｍ，频 率 介 于 ３００ＭＨｚ～３００ＧＨｚ的电磁波。微波热效应不同于传 统加热方式，微波加热时物料内部极性分子反复极 化，瞬间将电磁能转变为热能。微波加热过程中热 量从物料内部向外部迁移，具有加热速度快，加热均 匀，能量利用率高，加热选择性强等特点。自 １９６７ 年 Ｗｉｌｌｉａｍｓ研究了采用微波手段加速化学反应后， 微波技术在生物、化学、农业、检测分析等领域得到 了快速的发展。油菜籽是我国重要的大宗油料作 物，２０１３年我国油菜籽总种植面积为 ７２００万公顷， 其产量居全球首位，为 １３５０万吨。近年来，油菜籽
微波干燥技术通过降低水分含量达到降低酶活 的效果，同时还可以起到杀菌灭酶的效果。微波干 燥温度低于 １００℃时，对酶和蛋白质的影响较小，高 于 １００℃时酶活明显降低。１００℃微波 １０ｍｉｎ，菜籽 中过氧化物酶和磷脂酶活性降低至 １０％ 。 ［２，５］ Ｍａ ｈｅｓｈｗａｒｉ等报道 微 波 能 降 低 菜 籽 中 芥 子 酶 的 活 性， 且钝化时间随油菜籽水分含量不同而有所差异。油 菜籽含水量为 ７％时，芥子酶完全灭活所需时间为 ２．５ｍｉｎ，而菜籽中含水量为 １０％ ～１３％时，１．５ｍｉｎ 即可将芥子酶完全灭活［６］。此外，微波技术也用于 菜籽粕的灭菌，在料液比 １∶２，微波功率为 ８００Ｗ 处 理 ３ｍｉｎ，即可将菜籽粕中的细菌全部杀死［７］。微 波干燥技术通过降低水分活度和酶活，可大大延长 油料、谷物、果蔬等的储藏时间。微波技术联合热风 干燥、红外等其他技术，在谷物、果蔬干燥中已经得 到了广泛应用，在油料作物的干燥方面还具有很大 的应用潜力 。 ［８，９］
３．ＯｉｌＣｒｏｐｓａｎｄＬｉｐｉｄｓＰｒｏｃｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮａｔｉｏｎａｌ＆ ＬｏｃａｌＪｏｉｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｗｕｈａｎ４３００６２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｍｉｃｒｏｗａｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｇｒａｄｕａｌｌｙｒｅｃｅｉｖｅｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎ
的种植面 积 和 总 产 量 均 呈 逐 步 上 升 趋 势［１］。 微 波 技术应用于油菜加工过程中的多个环节，如采用微 波干燥技术延长菜籽的保存期；菜籽压榨前微波预 处理能显著提高油脂得率、增加油脂风味、促进抗营 养因子的分解，提高油脂营养价值等。本文将重点 阐述微波技术在油菜籽加工领域的研究进展。
１ 微波加热在菜籽干燥中的应用
油菜籽微波干燥过程可分为加速、恒速和降速 ３个阶段，与 常 规 干 燥 相 比，其 加 速 段 很 短，可 大 大 节省干燥时间。油菜籽微波干燥过程中的温度变化
收稿日期：２０１８０９０１ 基金项目：国家自然科学基金（３１５０１４０９，３１４７１６２０） 作者简介：从艳霞（１９８５－），女，博士研究生，研究方向为农产品加工利用，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｏｎｇｙａｎｘｉａ＿ｌ＠１６３．ｃｏｍ 通讯作者：黄凤洪（１９６５－），男，博士生导师，高级研究员，研究方向为油料加工、油脂营养与功能产品、副产物资源化利用，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｆｈ
＠ｏｉｌｃｒｏｐｓ．ｃｎ
１５２
中国油料作物学报 ２０１９，４１（１）
划分为快速升温、缓速升温、降温和加速升温 ４个阶 段。微波过程中，当物料温度低于 １００℃时，油菜籽 的水分蒸发遵循指数下降规律［２，３］。干燥过程中质 量功率比、铺放厚度和载荷循环等因素影响油菜籽 的微波干燥速度，其中质量功率比对油菜籽微波干 燥速率影响最大，有载荷循环的微波干燥比持续微 波干燥效果更佳。在微波区域宜采用薄而小的容 器，以避免微波深度不够和受热不均匀［４］。
（１．ＯｉｌＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００６２，Ｃｈｉｎａ； ２．ＨｕｂｅｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｉｐｉｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＮｕｔｒｉｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ４３００６２，Ｃｈｉｎａ；