发芽糙米营养成分及淀粉糊化特性研究

粮食加工

粮油食品科技第22卷2014年第1期

发芽糙米营养成分及淀粉糊化特性研究

姜

11，21，21平，牛飞飞，李雪蕊，李兴军

(1．国家粮食局科学研究院，北京100037;2．吉林大学食品科学与工程学院，吉林长春130012)摘要：以3个粳稻和2个糯稻为原料，制备发芽糙米，分析了糙米发芽前后游离氨基酸、蛋白质、水

溶性糖类、脂肪酸值以及Mixolab淀粉糊化特性的变化。结果表明，与糙米相比，发芽糙米游离氨基酸总量、水溶性总糖、还原糖及果胶酸含量显著增加。Mixolab混合仪测定的发芽糙米米粉团蛋白质结构严重弱化，淀粉糊化能力显著降低。油酸含量和脂肪酸值均增加。发芽糯糙米水溶性总糖、还原糖及果胶酸含量显著高于发芽粳糙米，破损淀粉含量显著低于发芽粳糙米。关键词：发芽糙米;游离氨基酸;果胶酸;脂肪酸值;糊化特性中图分类号：S379．3

文献标志码：A

文章编号：1007－7561（2014）01－0014－05

Ｒesearchonnutrientsingerminatedbrownriceandstarchgelatinizationcharacteristics

22

JIANGPing1，NIUFei－fei1，，LIXue－rui1，，LIXing－jun1

（1．AcademyofStateAdministrationofGrain，Beijing100037；

2．CollegeofFoodScienceandEngineering，JilinUniversity，ChangchunJinlin130012）

Abstract：Thegerminatedbrownricewaspreparedwiththreevarietiesofjaponicariceandtwovarietiesofglutinousriceasrawmaterial．Thechangesofthebrownricebeforeandaftergerminationinsomepa-rameters，suchasfreeaminoacid，protein，water－solublecarbohydrate，fattyacidvalueandstarchpastingproperties，wereanalyzed．Theresultsshowedthatcomparedwithbrownrice，thecontentsoftotalfreea-minoacids，totalwater－solublesugars，reducingsugarsandpecticacidsofgerminatedbrownricein-creasedsignificantly．AccordingtoMixolabtheproteinstructureofgerminatedbrownricewasweakenedstrictlyandstarchpastingabilitydecreasednotably，thecontentsoftheoleicacidandthefattyacidvaluewereincreased．Comparedgerminatedbrownglutinousricewithgerminatedbrownjaponicarice，thefor-merhadmuchhighercontentsofwater－solubletotalsugars，reducingsugarsandpecticacids，andmuchlesscontentsofdamagedstarch．

Keywords：germinatedbrownrice；freeaminoacid；pecticacid；fattyacidvalue；pastingproperty糙米是稻谷经砻谷后的产品，与精米比较，糙米含有更多的营养成分，如膳食纤维、植酸、维生

［1］

素E和B、γ－氨基丁酸（GABA）。这些营养成

发芽糙米于1995年进入日本市场，深受人们欢迎，此后许多企业开始生产发芽糙米。在过去十年中，有关发芽糙米的专利有50多个。生产发芽糙米的基本方法是选择好糙米，放在30～40℃的水中浸泡20h。在蒸煮之前，稍微冲洗发芽糙米，放在普通米饭锅蒸煮，蒸熟的米饭柔软、易咀嚼。发芽糙米还可作为原料生产多种食品，如发芽糙米球、面团坚果、小甜饼、米汉堡等

［4］

分多存在于皮层和胚芽中，在碾米制过程大部分都被除去。消费者不喜欢糙米在于其外观色深、质地硬，需要用高压锅蒸煮，而且米糠层易酸败导致米饭苦味，因此，糙米主要作为食品加工的原料。1994年日本Saikusa等发现当糙米在40℃水GABA含量显著增加［1］。膳食中中浸泡8～24h，

GABA摄取增加，可以降低血压，改善睡眠，抑制与更年期相关的自主失调，抑制肝脏细胞坏死

收稿日期：2013－05－31

基金项目：国家教育部留学归国启动基金（CZ1008）

1987年出生，作者简介：姜平，女，硕士．1971年出生，通讯作者：李兴军，男，副研究员．

［2－3］

。我国对发芽糙米的研究起步较晚，近十

［5－6］

多年对发芽糙米及相关制品的研究很重视，在技

术研究和产业化方面已取得可喜的发展。本文以国产粳稻和糯稻为原料，制备糙米和发芽糙米，分析糙米发芽前后游离氨基酸、水溶性糖类以及Mixolab淀粉糊化特性变化，以期为改善我国人民的膳食营养提供参考。

。

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粮食加工

于50mL塑料离心管中，加入15mL己烷，充分涡4000rpm的旋，盖上盖子。常温下保存3h，在4℃、条件下，离心10min，取下沉淀，在通风橱中挥发己烷。然后加入15mL娃哈哈纯净水，研磨，在室温下提取5min，在同样条件下，离心10min，上清液即为样品提取液。1．4

游离氨基酸含量测定

7］按照文献［方法。吸取0．50mL样品提取液于10mL带塞刻度试管中，依次加入无氨蒸馏水0．25mL、3%茚三酮0．5mL，醋酸缓冲液0．5mL、混匀，盖上塞子。在沸水浴中放置12min，冷却，立即于每个管中加入95%乙醇5mL，塞好塞子，剧烈

产地吉林常熟南京南京重庆重庆

11．1

材料与方法试验材料

实验用的稻谷样品如表1，所有样品储藏于4

℃冷藏库中。用砻谷机将稻谷样品进行二次脱壳，并挑除不能被脱壳的籽粒和杂质，得到糙米样品。其中的一部分糙米用于磨粉，米粉粒径小于800μm。另一部分糙米进行发芽。发芽工艺为：将糙米放入垫有湿纱布的托盘中，每盘放入量为刚好铺满托盘底，喷洒适量的无菌水，置于30℃的人工气候箱中培养发芽，每天喷洒一次水，以保持糙米湿润。48h后，将发完芽的糙米放入60℃的烘箱内烘干至一定的含水量以下，磨粉备用。

表1实验用的稻谷样品

品种盐丰常熟武运粳武运粳40－4尖尖糯团团糯

类型粳稻粳稻粳稻粳稻糯稻糯稻

涡旋震荡试管，促进加热时形成的红色产物被空气中的氧所氧化而褪色。最终溶液为蓝紫色，于570nm波长下测定吸光值。以亮氨酸作标准曲线，游离氨基酸含量单位是μg氨基氮/（g干基）。1．5

水溶性总糖、还原糖及果胶酸含量测定总糖含量采用苯酚－硫酸方法

［9］

测定。在0．5

ＲH85%处理3注：武运粳40－4是新收获的，该品种在40℃、天，然后4℃储藏，以下同。

mL提取液中，加入5%苯酚水溶液0．5mL，混匀，再加入浓硫酸3ml，混匀，冷却后在490nm下测定吸光度。

5－二硝基水杨酸（DNS）方法［8］测定。采用3，

在800μL提取液中，加入4．4mmol/LDNS反应液600μL，混匀，在沸水浴中加热5min。然后冷却至室温，加入蒸馏水定容至10mL，在540nm下测定吸光度。以葡萄糖作标准曲线。

10］。在0．5果胶酸（UA）含量测定参考文献［

mL样品中，加12．5mmol/L四硼酸钠/浓硫酸溶液3mL，混匀，在沸水浴中加热5min。在冰浴中冷却至室温，加入0．15%3－羟基二苯/0．5%NaOH溶液50μL，混匀，在520nm下测定吸光度。以半乳糖醛酸作标准曲线，计算果胶酸含量。1．6

蛋白质和破损淀粉含量测定

米粉蛋白含量采用全自动燃烧氮快速分析仪测定，蛋白换算系数为5．95。破损淀粉含量采用SDmatic仪器测定。取1g米粉样品放到仪器样品小3g硼酸、3g斗中，在反应杯中加入1滴95%乙醇、碘化钾和120mL水。仪器会自动把反应杯中的温度上升到35℃，然后米粉自动落入反应杯中。根据溶液中残留碘的浓度，仪器自动计算出米粉中损伤淀粉的含量，以Ai%表示。

3，5－异辛烷、乙醇、茚三酮、实验所用的己烷、

二硝基水杨酸、氢氧化钠、酒石酸钠、无水乙酸钠、冰NaBH4、亚硫酸钠、乙酸、结晶苯酚、葡萄糖、浓硫酸、3－羟基二苯（m－四硼酸钠（Na2B4O7·10H2O）、

hydroxydipheny）、半乳糖醛酸、硼酸、碘化钾、吡啶、乙酸铜、亮氨酸均为分析纯。油酸标准品：购自SIGMA公司。1．2

仪器设备

PＲX－350A型智能人工气候箱：宁波海署赛福实验仪器厂；101－1A型电热鼓风干燥箱：中国龙口市先科仪器公司；AL204－IC型万分之一天平、ET38型自动电位滴定仪：METTLEＲTOLEDO仪器北京有限公司；燃烧氮分析仪：德国ELEMENTAＲ公司；SG3－30k型冷冻离心机：德国SIGMA公司；Mixolab混合实验仪、SDmatic型破损淀粉测定仪：法国肖邦公司；JLGJ4．5型检验砻谷机：浙江台州市粮仪厂；JFSD－100－Ⅱ型粉碎机：上海嘉定粮油仪器有限公司；WH－866型混合仪：太仓华利达实验室设备公司；紫外可见分光光度计。1．3

样品制备

糙米和发芽糙米样品磨粉后，称取1．0g米粉

粮食加工

1．7

油酸含量和脂肪酸值测定米粉中油酸测定采用铜皂比色法

［11－12］

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13］照Mosell等［方法，目标扭矩0．8（±0．5）Nm，

。称

转速80r/min，米粉团重量90g，和面初始温度30℃，水箱温度30℃，水合作用55%～65%，第一阶段30℃恒温8min，第二阶段从30℃升温到90℃共15min，第三阶段90℃恒温保持7min，第四阶段从90℃降温至50℃10min，第五阶段50℃恒温5min，试验总时间45min。

6g米粉，加10mL异辛烷，震荡提取15min，于4000r/min下，离心5min。吸取上清液4mL，加入3%吡啶－5%醋酸铜试剂2mL，震荡5min，待水层完全分层后，取1mL异辛烷层于715nm测定吸光度。以油酸作标准曲线，油酸浓度范围为0～14．5μmol/mL。脂肪酸值测定采用自动电位滴定仪进行测定，电极型号为DG111－SC，提取液是无水乙醇，滴定液用0．01mol/L氢氧化钾－乙醇溶液。1．8

米粉团糊化特性测定

糙米和发芽糙米米粉团糊化特性采用Mixolab混合实验仪分析，水分含量基于14%，参数设定按

表2

品种盐丰常熟武运粳武运粳40－4尖尖糯团团糯

含水率/%13．9214．7114．7515．199．1312．31

2

2．1

结果与分析

糙米发芽前后游离氨基酸及水溶性糖类含量3看出，从表2、糙米发芽后，游离氨基酸、水溶

总糖、还原糖及果胶酸的含量显著增加。不管是发芽之前，还是发芽之后，糯糙米水溶性总糖、还原糖及果胶酸含量均显著高于粳糙米，但是糯糙米与粳糙米之间游离氨基酸总量差异不显著。

未发芽糙米游离氨基酸及糖类含量

水溶总糖

/（mg/g干基）19．45±0．6427．83±1．4121．30±0．9416．79±0．7439．62±2．1659．36±1．84

水溶还原糖/（mg/g干基）12．88±0．367．56±0．648．23±0．072．44±0．2130．10±1．8331．07±1．41

水溶果胶酸/（mg/g干基）0．71±0．010．68±0．010．30±0．011．43±0．042．48±0．052．52±0．01

游离氨基酸

/（μg氨基氮/g干基）

114．11±6．5188．84±0．72114．51±6．4678．21±1．25171．42±14．02128．69±2表3

发芽糙米游离氨基酸及糖类含量

水溶总糖/（mg/g干基）32．42±2．0445．60±1．3130．86±1．0423．14±0．6051．35±3．9368．76±3．49

水溶还原糖/（mg/g干基）17．04±0．2517．25±0．499．43±0．1013．63±0．4842．70±0．8842．14±0．49

水溶果胶酸/（mg/g干基）1．26±0．011．18±0．020．63±0．011．63±0．014．12±0．072．88±0．01

品种盐丰常熟武运粳武运粳40－4尖尖糯团团糯

含水率/%19．1414．7117．1416．6516．2921．02

游离氨基酸

/（μg氨基氮/g干基）358．13±20．33633．05±74．09298．75±17．41319．37±15．68401．13±18．36357．59±21．18

2．2糙米发芽前后蛋白质、破损淀粉及脂肪酸值含量从表4看出，糙米发芽前后蛋白质含量变化不

种糙米的破损淀粉含量显著增加，武运粳、团团糯品种糙米的破损淀粉含量变化不明显。发芽前后，粳糙米米粉破损淀粉含量显著高于糯糙米米粉。

明显。发芽后，盐丰、常熟、武运粳40－4、尖尖糯品

表4未发芽糙米

品种盐丰常熟武运粳

蛋白质/%

（干基）10．078．8110．03

破损淀粉/（Ai%）80．03±0．1380．47±0．0582．47±0．47

糙米发芽前后蛋白质及破损淀粉含量

发芽糙米

蛋白质/%（干基）9．428．6610．31

破损淀粉/（Ai%）84．75±0．2684．61±0．0982．23±0．23

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续表

未发芽糙米

品种武运粳40－4尖尖糯团团糯

蛋白质/%（干基）10．158．7510．71

破损淀粉/（Ai%）79．99±0．0944．86±0．4049．14±0．06

蛋白质/%（干基）10．169．4511．18

发芽糙米

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破损淀粉/（Ai%）84．06±0．4247．38±0．3248．08±0．33

从表5看出，油酸含量除了盐丰品种糙米发芽后增加不显著外，其他糙米品种油酸含量发芽后显

表5未发芽糙米

品种盐丰常熟武运粳武运粳40－4尖尖糯团团糯

油酸/（μg/g干基）1517．34±85．94938．36±55．912202．76±27．282173．92±484．191365．57±259．91761．94±198．33

著增加。糙米发芽后脂肪酸值显著增加。

糙米发芽前后油酸含量和脂肪酸值

发芽糙米

油酸/（μg/g干基）1568．7±26．101702．7±157．372937．19±122．574060．93±104．943086．94±52．171491．10±7．36

脂肪酸值/（mgKOH/100g）

72．24±0．1365．08±0．0991．78±0．28116．97±7．37103．59±1．5191．92±1．67

脂肪酸值/（mgKOH/100g）

62．80±4．4244．44±0．3752．47±2．0549．83±0．9920．18±8．7048．62±1．00

糙米发芽前后淀粉糊化特性变化

糙米粉团的Mixolab淀粉糊化特性如表6和图1、2，Mixolab曲线能够提供米粉团的蛋白质结构及2看出，C1是米粉团淀粉糊化信息。从表6和图1、

达到最大扭矩所需的时间（面团形成时间），米粉团稳定时间是米粉团在最大扭矩保持的时间。C2稠度谷值相关于机械和加热引起的蛋白质结构弱化，C1－C2表示蛋白质结构弱化的程度。与发芽糙米比较，大多数糙米品种有较高的C2稠度谷值，在30℃形成米粉团时间和保持时间较长，蛋白质结构弱

表6

稠度峰值/Nm0．290．320．550．310．661．602．400．680．801．271．563．74

C1成团时间/min2．032．882．620．505．223．130．930．850．821．081．620．85

C2稠度谷值/Nm00．120．240．040．170．490．37000．1300

2．3化程度（C1－C2）较小。即说明最初阶段过度混合期间米粉团稳定性及抗变形能力糙米大于发芽糙

米。淀粉糊化峰值（C3）高，表示凝胶形成能力（或膨胀力）强，粳糙米强于发芽粳糙米；糯糙米淀粉糊化峰值显著低于粳糙米。C4表示淀粉糊化谷值（崩C3－C4表示淀粉衰减值（热解值、淀粉耐剪切力），

C5－C4表示冷稳定性）；C5表示淀粉回生终点值，

稳定性。糯糙米的淀粉崩解值、热稳定性及回生终

点值显著低于粳糙米；与糙米比较，发芽糙米淀粉崩解值和淀粉回生终点值几乎全部是零。

C3糊化粘度峰值/Nm1．591．521．661．430．450．740．970．450．390．6800

C4糊化粘度谷值/Nm0．861．001．160．950．270．53000000

0．730．520．500．480．180．210．97000．6800C3－C4/Nm

C5回生终点值/Nm1．371．441．681．440．731．020．0700000

糙米发芽前后淀粉糊化特性变化

C5－C4/Nm0．510．440．520．490．460．490．0700000

样品吸水率/%

常熟盐丰武运粳武运粳40－4尖尖糯团团糯发芽常熟发芽盐丰发芽武运粳发芽武运粳40－4发芽尖尖糯发芽团团糯

656565655050506560555050

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比较，发芽糙米脂肪酸值显著增加。

综上所述，发芽的粳糙米和糯糙米中游离氨基酸、脂肪酸值、水溶性总糖、还原糖及果胶酸含量均显著增加；蛋白质结构弱化程度增大，淀粉凝胶化能力显著降低。参考文献

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图1

常熟、盐丰、团团糯糙米发芽前后Mixolab

淀粉糊化图示

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22－24．

图2

武运粳和尖尖糯糙米发芽前后Mixolab淀粉糊化图示

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3结语

粳糙米和糯糙米制成发芽糙米后，水溶性总糖、

还原糖及果胶酸含量显著增加。说明利用种子萌发原理能有效改善糙米中营养成分。可溶性果胶酸含量指示植物细胞壁松动与重新建造的强度。Mixo-lab混合仪分析大米米粉团糊化特性显示，发芽糙米蛋白质结构严重弱化，淀粉凝胶化能力显著降低，尤其是发芽糯米几乎丧失淀粉凝胶化能力。这是由于糙米发芽过程中，糖化作用软化胚乳组织，休眠酶被

［14－15］

。发芽糯活化，导致可消化的化合物数量增大糙米水溶性总糖、还原糖及果胶酸含量显著高于发芽

粳糙米，但是其米粉破损淀粉显著低于发芽粳糙米。日本学者分析表明，发芽糙米的矿质元素镁、钾、锌含量增加，同时GABA、脂肪酸值、膳食纤维、肌醇、阿魏酸、植酸、生育三烯酚、γ－谷维醇、脯氨酰内肽酶抑制剂也都增加。本研究采用铜皂比色方法测定糙米中总油酸含量，大多数发芽糙米油酸含量显著增加。我国现行的稻米脂肪酸值测定的国标方法GB/T5510—2011，以氢氧化钾－乙醇溶液滴定提取液中脂肪酸，以酚酞变色显示滴定终点。由于糙米粉乙醇提取液含有色素等物质，该方法滴定终点难以判断。本研究采用自动电位滴定仪，以pH玻璃电极为指示电极，采用dE/dV～V微分曲线比E～V曲线更容易确定滴定终点。与不发芽糙米

［18］

［16－17］

S］．●［18］GB/T5510－2011，油料脂肪酸值测定［粮油检验粮食、