不同品种糙米的萌发过程中营养和植酸的变化

不同品种糙米的萌发过程中营养和植酸的变化

传统的水稻加工通常是用谷仓组成的。糙米虽然营养丰富,但蒸煮性和适口性等较差,且脂肪含量高,长期贮藏易酸败而导致品质下降。于是人们常将其精制,这样造成了大量的营养损失。因此,在传统稻谷加工基础上,结合现代生物技术对糙米进行深加工是今后稻谷及其制品深加工的主要发展趋势之一。糙米发芽是将糙米发芽至一定芽长,由幼芽和带纤维糠层的胚乳组成的糙米制品。发芽后的糙米不仅品质改善,而且富含许多生物活性物质如γ-氨基丁酸(Gammaaminobutyricacid,GABA)。因此,发芽糙米具有全营养的概念以及特殊的营养价值和药理疗效,是集营养、保健于一体的功能性主食。目前,日本率先开展了发芽糙米的研究,国内此方面的研究还处于探索阶段。本研究通过对不同品种糙米发芽过程中营养成分和抗营养因子变化的分析,揭示其变化规律,为糙米进一步深加工与利用提供参考。1材料和方法1.1水稻品种株籼稻:Ⅱ优838(早熟品种)、川香优2号(中熟品种);粳稻:香粳99(晚熟品种);糯稻:江镇粳糯(晚熟品种),以上试验材料均购自凤阳县兴农种业有限公司。1.2高速离心检测HH-6数显恒温水浴锅;722S分光光度计;SB型电热板;TGL-16G高速离心机;WZZ-1S数字自动旋光仪;GSP-9080MBE隔水式恒温培养箱;FA2004电子天平;JLMJ碾米机;XA-1高速万能粉碎机。1.3材料冲洗和取样检测将砻谷后人工精选的糙米用0.5%次氯酸钠消毒25min,再用去离子水反复冲洗2次。然后放入表面皿中在35℃发芽60h,每间隔12h取样检测。每天换水、换气3次。每种试验材料设两个重复。1.4酶显色法可溶性蛋白:考马斯亮蓝G-250染色法;游离氨基酸:茚三酮显色法;赖氨酸:茚三酮比色法,色氨酸:GB7650—1987;淀粉:旋光法;还原糖:DNS显色法;抗坏血酸:2.6-二氯酚靛酚法;植酸:喹钼柠酸铜重量法。2结果与分析2.1最高时间对糙米可溶性蛋白的影响由图1可以看出,4个品种糙米在发芽过程中可溶性蛋白含量变化趋势相同,先增加后减少。但可溶性蛋白含量达最高的时间不同,Ⅱ优838和川香优2号为发芽36h,江镇粳糯和香粳99为发芽48h。这可能与品种、产地和气候等因素有关。糙米中可溶性蛋白主要存在于糊粉层和淀粉层,在发芽早期可迅速启动进行生理作用。随着发芽的进行,可溶性蛋白含量是先增加后减少,增加的可溶性蛋白来自于酶降解的谷蛋白和新合成的可溶性蛋白。2.2在混合过程中，氨基酸含量发生了变化2.2.1游离氨基酸含量从图2可以看出,4种糙米发芽过程中游离氨基酸含量的变化类似于可溶性蛋白的变化。随糙米发芽时间的延长,游离氨基酸的含量先增加后降低。其中Ⅱ优838和川香优2号在发芽36h时达到最高,分别是发芽前的2.5倍和2.1倍;而江镇粳糯和香粳99在发芽48h时最高,分别是发芽前的3.1倍和2.6倍。分析其原因可能是发芽前期糙米中蛋白酶的活力增强,难溶的大分子蛋白质水解为低分子量可溶性的小分子蛋白或氨基酸。2.2.2糙米氨基酸的组成图3显示,4种糙米在发芽过程中赖氨酸含量变化的总体趋势是先增加后减少。但不同的是川香优2号和香粳99经过2次先增加后减少的变化过程。江镇粳糯赖氨酸含量在发芽24h达到峰值,是发芽前的3.3倍;Ⅱ优838、川香优2号和香粳99在发芽36h达到峰值,分别是发芽前的3.1倍、3.5倍和2.8倍。图4可知,Ⅱ优838及川香优2号、江镇粳糯、香粳99中色氨酸含量分别在发芽48h和发芽36h达到最高,约为发芽前的2.1倍、1.7倍、1.5倍和2.0倍。有研究表明,糙米氨基酸组成中以谷氨酸含量最高。在糙米发芽过程中,谷氨酸以及脯氨酸等为合成赖氨酸和其它必需氨基酸提供氮源,因此,发芽糙米中赖氨酸和色氨酸的含量增加。由于大米中的赖氨酸是第一限制氨基酸,色氨酸含量很少,故可以通过发芽的方式提高糙米蛋白质的质量;加之赖氨酸含量提高可消除陈米味,有利于糙米风味的改善。2.3发芽糙米的理化性质不同品种糙米在发芽过程中淀粉含量均呈下降趋势(图5),其中Ⅱ优838和江镇粳糯下降的幅度大些,香粳99下降的幅度最小。淀粉不断分解的同时,还原糖的含量显著增加(图6),其中Ⅱ优838和川香优2号增加的幅度较大,发芽36h到达高峰,分别为发芽前的47倍和45倍;江镇粳糯和香粳99到达高峰为48h,分别为发芽前的39倍和43倍。研究结果表明,糙米在发芽过程中淀粉含量逐步降低,而还原糖含量先上升后降低,这与陈志刚等研究结果一致。发芽过程中随着α-淀粉酶和β-淀粉酶活力的提高,淀粉不断地被降解,还原糖含量提高。由于还原糖含量的高低直接影响稻米食味的好次,与糙米比较,发芽糙米蒸煮时易糊化,且黏性强,有甜味,发芽可以改善糙米的品质。食品工业上常利用谷类种子发芽时产生的α-淀粉酶对淀粉原料进行糖化处理生产饴糖和提供啤酒酵母可发酵糖。2.4抗坏血酸含量4个品种的糙米在发芽期间抗坏血酸含量先增加后降低,发芽24h时最高(图7)。其中以川香优2号增加幅度最大,从未检出到4.48mg/100g。有资料表明,谷物中几乎不含抗坏血酸,即使发芽后抗坏血酸仍检测不出。但本实验发现,糙米发芽后抗坏血酸的含量显著增加,说明糙米发芽过程中开始了抗坏血酸的合成代谢。研究发现,大豆发芽后抗坏血酸含量增加,其合成的关键酶是半乳糖酸内酯脱氢酶(GLDH)。对于糙米发芽过程中抗坏血酸的合成累积机制是否与发芽大豆相似,目前未见相关报道,有待于进一步研究。2.5植物酸含量下降的幅度图8表明,糙米发芽期间植酸含量总体呈下降趋势,在发芽12~36h之间植酸含量下降的幅度较大。川香优2号、江镇粳糯、香粳99中植酸含量下降的幅度均大于Ⅱ优838。可以推断糙米发芽过程中,内含的植酸酶活力不断增强,加快了对植酸的作用,这与报道的发芽大豆相一致。3不同品种最佳发酵温度3.1不同品种糙米发芽期间淀粉和植酸含量均呈下降趋势,其他营养成分先上升后下降;品种不同其成分变化幅度也不同。4个品种糙米在发芽24h抗坏血酸最高。赖氨酸含量除江镇粳糯在发芽24h最高外,其余3个品种均在发芽36h达到峰值。色氨酸含量除Ⅱ优838在