荞麦发芽过程中植酸含量变化的研究

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}])))vv材料与仪器

1.1   试验材料

苦荞(晋荞2号)、甜荞(左云甜荞),山西省农业科学院提供。苦荞和甜荞均为2017年秋季收获,种子贮藏于0~4 ℃。

1.2   仪器和试剂

721型分光光度仪、DHG-9240A型鼓风干燥箱,上海第三分析仪器厂产品;LRH-150B型生化培养箱,广东省医疗机械厂产品;SPX-300IC型人工气候箱;FW-200A型倾斜式高速万能粉碎机,北京中兴伟业产品;LD5-10型离心机,北京医用离心机厂产品;THZ-82型恒温振荡器,上海跃进医疗器械四厂产品。

离子交换柱:Ф0.8 cm×10 cm,离子交换树脂:100~200目氯化物型,AG1-X4型阴离子交换树脂。

植酸、植酸钠(纯度98%)、磺基水杨酸、氢氧化钠、氯化钠、氯化铁、无水硫酸钠、盐酸等,均为分析纯。

2   试验方法

2.1   荞麦的发芽

(1)选种。用20目筛网筛理荞麦籽粒,将杂物及筛孔间的石子剔除掉,然后去掉异色、瘪粒、霉变和未成熟籽粒,挑选出饱满、无污染的籽粒。

(2)清洗。精选出的荞麦籽粒用自来水冲洗,直到洗去表面尘土。然后用18%~20%的食盐水淘洗,并静置食盐水中5~10 min,随后采用去离子水清洗籽粒,最后以2%次氯酸钠浸泡杀菌1~2 h,去离子水反复清洗。

(3)浸种。用蒸馏水浸泡种子,水量为种子体积的2~3倍,置于恒温培养箱30 ℃下8~10 h,取出后于室温下用蒸馏水浸泡,期间不时搅拌种子,以便浸润均匀。

(4)发芽培养。准备铺有多层纱布的白瓷盘,将浸泡后的荞麦籽粒均匀摊于纱布上,分别置于20,25,30 ℃ 3个温度的恒温培养箱中,不时在白瓷盘中加入适量的水,并盖上干净的纱布。发芽培养前,白瓷盘、纱布和培养箱均用2%次氯酸钠溶液浸泡杀菌5~10 min或冲洗喷洒次氯酸钠杀菌。

(5)定时采样。随机抽取每天萌动发芽的荞麦籽粒,从1~7 d,共7次。

2.2   荞麦芽粉的制备

将去壳的荞麦芽在100 ℃恒温干燥箱中处理   20 min,随后在40 ℃下烘干8 h,经Brabende试验磨制2遍,筛下物为萌动荞麦芯粉,筛上物全部粉碎后作为萌动荞麦麸粉。荞麦芽脱去皮壳后的整个籽粒完全磨制后,作为萌动荞麥全粉。

2.3   荞麦中植酸含量的测定

2.3.1   提取

称取1 g粉碎的谷物试样(过60目筛)于具塞三角瓶中,加入硫酸钠-盐酸溶液50 mL,于45 ℃下振荡提取2 h,过滤收集滤液备用。

2.3.2   分离

离子交换柱中放置5 g阴离子交换树脂,用浓度为0.7 mol/L NaCl溶液洗脱,再用去离子水持续洗涤至洗脱液不含氯离子。将质量分数3% NaOH溶液1 mL加入5~10 mL提取液中,再加入去离子水至30 mL,充分混匀后加入离子交换柱中,分别用15 mL水和15 mL,浓度0.05 mol/L NaCl溶液洗涤,控制流速为1 mL/min,弃去洗涤液。最后用浓度0.7 mol/L NaCl溶液洗脱样品植酸溶液,将洗脱液于25 mL容量瓶中去离子水定容待用。

2.3.3   显色剂配制

反应剂:称取1.5 g FeCI3·6H2O和15 g磺基水杨酸溶解于去离子水中,定容至500 mL,使用前用水稀释10倍。

2.3.4   植酸标准溶液

称取植酸钠1.734 g溶于水中,并定容至100 mL,制成1.0%植酸标准液待用,使用前用水稀释至所需浓度。

2.3.5   植酸标准曲线的绘制

吸取0.1 mg/mL的植酸标准溶液0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mL于6支10 mL比色管中,加入反应剂4 mL,用水稀释至刻度,摇匀。放置10 min以上,以0 mL样品溶液为参比,在波长500 nm处测定各溶液吸光度。以植酸含量(mg)为横坐标、吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。

2.3.6   试液测定

取2.3.2中洗脱液2.5 mL,于10 mL比色管中,加入显色液4 mL,摇匀,其余步骤同2.3.5,测其吸光度,并计算试液中植酸含量。

2.3.7   结果计算

样品中植酸含量计算公式:

式中:X——样品中植酸含量,mg;

C——样液中植酸含量,mg;

m——样品的质量,g;

V1——提取液定容后的体积,mL;

V2——分离后取提取液的体积,mL;

V3——分离液定容后的体积,mL;

V4——试液测定时,取分离液的体积,mL。

3   结果与分析

3.1   植酸含量测定的标准曲线及回归方程

Fe3+对植酸具有强螯合性,植酸与三氯化铁-磺基水杨酸混合液(紫色)可以发生褪色反应,利用反应中的褪色程度和植酸浓度成正比的特性,可以得到植酸的含量。植酸标准工作曲线,呈现很好的线性关系,相关系数为0.998 2。

Y=-1.143 2X+0.800 5,R2=0.998 2.

植酸标准工作曲线见图1。

3.2   发芽温度与荞麦中植酸含量的关系

发芽温度对荞麦中植酸含量的影响见图2。

植酸含量与荞麦籽粒发芽温度相关度很高,由图2可知,在20,25,30 ℃ 3个发芽温度下植酸含量都呈现出了下降趋势,其中植酸浓度在25 ℃下,发芽2 d即迅速下降,在3~5 d,植酸浓度下降趋于平缓,至发芽5 d达到最低值。而在20 ℃和30 ℃下,0~3 d内植酸浓度降低缓慢,从3 d以后,植酸浓度下降明显,其中在4~5 d内迅速下降。到发芽末期,植酸含量达到最低值。在同一温度下,植酸含量随发芽时间延长而降低是非线性的,某一时间段呈现降低放缓现象,分析原因可能是迅速升高的植酸酶活力,使得植酸大量分解,分解产物磷离子却没有得到及时消耗,磷离子浓度过高会对植酸分解起抑制效应,从而产生植酸含量的动态平衡。

3.3   发芽时间对荞麦植酸含量的影响

发芽时间对荞麦中植酸含量的影响见图3。

发芽时间也是影响植酸含量的重要因素,由图3可知,在25 ℃的发芽温度下,苦荞、甜荞种子植酸含量随着发芽时间的延长,均呈现下降趋势。苦荞种子在发芽前期,植酸含量下降平缓,在发芽至4 d时,植酸含量有一个迅速下降过程,发芽至5 d,植酸含量降至最低后并开始趋于稳定。而甜荞种子在发芽至2 d时,植酸含量即迅速降低,发芽至3 d时,降至最低。

3.4   发芽过程中荞麦全粉、麸皮及芯粉植酸含量变化

荞麦全粉、麸皮及芯粉在发芽过程中植酸含量见图4。

植物积蓄营养物质是为了繁衍,孕穗、结籽时会从土壤中吸收无机磷,这些无机磷以植酸的形式贮存起来,种子发芽、出苗时植酸会进行分解,以提供营养物质。荞麦中植酸主要贮藏于荞麦的糊粉层中,荞麦芯粉中植酸含量较低。在25 ℃的发芽温度下,随着发芽时间的延长,荞麦全谷物籽粒、荞麦麸皮粉及芯粉中植酸含量,均呈现下降趋势。有研究表明,荞麦中的类黄酮、γ -氨基丁酸等活性物质也分布于荞麦的糊粉层中,在制作加工荞麦全谷物食品时,荞麦麸皮中的植酸、谷物及大豆等植物的天然组分包含荞麦植酸,从这种意义上讲,植酸就是重要的生理功能内源物质。

不同温度及萌发时间下不论甜荞还是苦荞,不论荞麦全粉、麸皮还是芯粉中,植酸的含量都随着萌发时间的增加而降低,植酸含量最高的荞麦麸皮中植酸降低幅度最大。

4   结论

荞麦保健药用功能突出,引起了其产品开发的热潮,以苦荞芽为原料经过澄清等风味调配可制成饮料[8];荞麦芽通过匀质调配还可制作成口感、风味俱佳的荞麦芽保健奶[9];凌孟硕等人[10]以卡拉胶、黄原胶、蔗糖和维C为原料制作出苦荞芽饮料;萌发处理的荞麦,胰蛋白酶抑制剂、淀粉酶抑制剂、黄酮类降解酶含量显著降低,致使黄酮、芦丁的含量显著提高,氨基酸及蛋白质比例更合理,提高了荞麦综合利用率[11-12]。值得注意的是,以植酸、單宁、蛋白类酶抑制剂等多酚类荞麦抗营养因子,使得荞麦的降低血液胆固醇、改善便秘和抑制脂肪过快积累的生理功能得以发挥,所以抗营养素的存在也有着积极的作用,通过荞麦发芽过程中植酸含量的变化研究,对荞麦加工产品的深加工及保健品开发方向给予一定理论指导。

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