不同品種糙米的萌發(fā)過程中營養(yǎng)和植酸的變化

不同品種糙米的萌發(fā)過程中營養(yǎng)和植酸的變化

傳統(tǒng)的水稻加工通常是用谷倉組成的。糙米雖然營養(yǎng)豐富,但蒸煮性和適口性等較差,且脂肪含量高,長期貯藏易酸敗而導(dǎo)致品質(zhì)下降。于是人們常將其精制,這樣造成了大量的營養(yǎng)損失。因此,在傳統(tǒng)稻谷加工基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)對糙米進行深加工是今后稻谷及其制品深加工的主要發(fā)展趨勢之一。糙米發(fā)芽是將糙米發(fā)芽至一定芽長,由幼芽和帶纖維糠層的胚乳組成的糙米制品。發(fā)芽后的糙米不僅品質(zhì)改善,而且富含許多生物活性物質(zhì)如γ-氨基丁酸(Gammaaminobutyricacid,GABA)。因此,發(fā)芽糙米具有全營養(yǎng)的概念以及特殊的營養(yǎng)價值和藥理療效,是集營養(yǎng)、保健于一體的功能性主食。目前,日本率先開展了發(fā)芽糙米的研究,國內(nèi)此方面的研究還處于探索階段。本研究通過對不同品種糙米發(fā)芽過程中營養(yǎng)成分和抗?fàn)I養(yǎng)因子變化的分析,揭示其變化規(guī)律,為糙米進一步深加工與利用提供參考。1材料和方法1.1水稻品種株秈稻:Ⅱ優(yōu)838(早熟品種)、川香優(yōu)2號(中熟品種);粳稻:香粳99(晚熟品種);糯稻:江鎮(zhèn)粳糯(晚熟品種),以上試驗材料均購自鳳陽縣興農(nóng)種業(yè)有限公司。1.2高速離心檢測HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋;722S分光光度計;SB型電熱板;TGL-16G高速離心機;WZZ-1S數(shù)字自動旋光儀;GSP-9080MBE隔水式恒溫培養(yǎng)箱;FA2004電子天平;JLMJ碾米機;XA-1高速萬能粉碎機。1.3材料沖洗和取樣檢測將礱谷后人工精選的糙米用0.5%次氯酸鈉消毒25min,再用去離子水反復(fù)沖洗2次。然后放入表面皿中在35℃發(fā)芽60h,每間隔12h取樣檢測。每天換水、換氣3次。每種試驗材料設(shè)兩個重復(fù)。1.4酶顯色法可溶性蛋白:考馬斯亮藍G-250染色法;游離氨基酸:茚三酮顯色法;賴氨酸:茚三酮比色法,色氨酸:GB7650—1987;淀粉:旋光法;還原糖:DNS顯色法;抗壞血酸:2.6-二氯酚靛酚法;植酸:喹鉬檸酸銅重量法。2結(jié)果與分析2.1最高時間對糙米可溶性蛋白的影響由圖1可以看出,4個品種糙米在發(fā)芽過程中可溶性蛋白含量變化趨勢相同,先增加后減少。但可溶性蛋白含量達最高的時間不同,Ⅱ優(yōu)838和川香優(yōu)2號為發(fā)芽36h,江鎮(zhèn)粳糯和香粳99為發(fā)芽48h。這可能與品種、產(chǎn)地和氣候等因素有關(guān)。糙米中可溶性蛋白主要存在于糊粉層和淀粉層,在發(fā)芽早期可迅速啟動進行生理作用。隨著發(fā)芽的進行,可溶性蛋白含量是先增加后減少,增加的可溶性蛋白來自于酶降解的谷蛋白和新合成的可溶性蛋白。2.2在混合過程中，氨基酸含量發(fā)生了變化2.2.1游離氨基酸含量從圖2可以看出,4種糙米發(fā)芽過程中游離氨基酸含量的變化類似于可溶性蛋白的變化。隨糙米發(fā)芽時間的延長,游離氨基酸的含量先增加后降低。其中Ⅱ優(yōu)838和川香優(yōu)2號在發(fā)芽36h時達到最高,分別是發(fā)芽前的2.5倍和2.1倍;而江鎮(zhèn)粳糯和香粳99在發(fā)芽48h時最高,分別是發(fā)芽前的3.1倍和2.6倍。分析其原因可能是發(fā)芽前期糙米中蛋白酶的活力增強,難溶的大分子蛋白質(zhì)水解為低分子量可溶性的小分子蛋白或氨基酸。2.2.2糙米氨基酸的組成圖3顯示,4種糙米在發(fā)芽過程中賴氨酸含量變化的總體趨勢是先增加后減少。但不同的是川香優(yōu)2號和香粳99經(jīng)過2次先增加后減少的變化過程。江鎮(zhèn)粳糯賴氨酸含量在發(fā)芽24h達到峰值,是發(fā)芽前的3.3倍;Ⅱ優(yōu)838、川香優(yōu)2號和香粳99在發(fā)芽36h達到峰值,分別是發(fā)芽前的3.1倍、3.5倍和2.8倍。圖4可知,Ⅱ優(yōu)838及川香優(yōu)2號、江鎮(zhèn)粳糯、香粳99中色氨酸含量分別在發(fā)芽48h和發(fā)芽36h達到最高,約為發(fā)芽前的2.1倍、1.7倍、1.5倍和2.0倍。有研究表明,糙米氨基酸組成中以谷氨酸含量最高。在糙米發(fā)芽過程中,谷氨酸以及脯氨酸等為合成賴氨酸和其它必需氨基酸提供氮源,因此,發(fā)芽糙米中賴氨酸和色氨酸的含量增加。由于大米中的賴氨酸是第一限制氨基酸,色氨酸含量很少,故可以通過發(fā)芽的方式提高糙米蛋白質(zhì)的質(zhì)量;加之賴氨酸含量提高可消除陳米味,有利于糙米風(fēng)味的改善。2.3發(fā)芽糙米的理化性質(zhì)不同品種糙米在發(fā)芽過程中淀粉含量均呈下降趨勢(圖5),其中Ⅱ優(yōu)838和江鎮(zhèn)粳糯下降的幅度大些,香粳99下降的幅度最小。淀粉不斷分解的同時,還原糖的含量顯著增加(圖6),其中Ⅱ優(yōu)838和川香優(yōu)2號增加的幅度較大,發(fā)芽36h到達高峰,分別為發(fā)芽前的47倍和45倍;江鎮(zhèn)粳糯和香粳99到達高峰為48h,分別為發(fā)芽前的39倍和43倍。研究結(jié)果表明,糙米在發(fā)芽過程中淀粉含量逐步降低,而還原糖含量先上升后降低,這與陳志剛等研究結(jié)果一致。發(fā)芽過程中隨著α-淀粉酶和β-淀粉酶活力的提高,淀粉不斷地被降解,還原糖含量提高。由于還原糖含量的高低直接影響稻米食味的好次,與糙米比較,發(fā)芽糙米蒸煮時易糊化,且黏性強,有甜味,發(fā)芽可以改善糙米的品質(zhì)。食品工業(yè)上常利用谷類種子發(fā)芽時產(chǎn)生的α-淀粉酶對淀粉原料進行糖化處理生產(chǎn)飴糖和提供啤酒酵母可發(fā)酵糖。2.4抗壞血酸含量4個品種的糙米在發(fā)芽期間抗壞血酸含量先增加后降低,發(fā)芽24h時最高(圖7)。其中以川香優(yōu)2號增加幅度最大,從未檢出到4.48mg/100g。有資料表明,谷物中幾乎不含抗壞血酸,即使發(fā)芽后抗壞血酸仍檢測不出。但本實驗發(fā)現(xiàn),糙米發(fā)芽后抗壞血酸的含量顯著增加,說明糙米發(fā)芽過程中開始了抗壞血酸的合成代謝。研究發(fā)現(xiàn),大豆發(fā)芽后抗壞血酸含量增加,其合成的關(guān)鍵酶是半乳糖酸內(nèi)酯脫氫酶(GLDH)。對于糙米發(fā)芽過程中抗壞血酸的合成累積機制是否與發(fā)芽大豆相似,目前未見相關(guān)報道,有待于進一步研究。2.5植物酸含量下降的幅度圖8表明,糙米發(fā)芽期間植酸含量總體呈下降趨勢,在發(fā)芽12~36h之間植酸含量下降的幅度較大。川香優(yōu)2號、江鎮(zhèn)粳糯、香粳99中植酸含量下降的幅度均大于Ⅱ優(yōu)838?？梢酝茢嗖诿装l(fā)芽過程中,內(nèi)含的植酸酶活力不斷增強,加快了對植酸的作用,這與報道的發(fā)芽大豆相一致。3不同品種最佳發(fā)酵溫度3.1不同品種糙米發(fā)芽期間淀粉和植酸含量均呈下降趨勢,其他營養(yǎng)成分先上升后下降;品種不同其成分變化幅度也不同。4個品種糙米在發(fā)芽24h抗壞血酸最高。賴氨酸含量除江鎮(zhèn)粳糯在發(fā)芽24h最高外,其余3個品種均在發(fā)芽36h達到峰值。色氨酸含量除Ⅱ優(yōu)838在