發芽糙米干燥方法對營養成分的影響研究

張祎，申娟利，趙炳涵，王策，潘卓，王昕（吉林大學生物與農業工程學院，吉林長春130025）

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發芽糙米干燥方法對營養成分的影響研究

張祎，申娟利，趙炳涵，王策，潘卓，王昕*
（吉林大學生物與農業工程學院，吉林長春130025）

摘要：研究不同熱風干燥溫度（50、55、60、65、70、75℃）及不同微波干燥功率（中火406 W、中高火567 W、高火700 W）對發芽糙米還原糖、可溶性蛋白、GABA等主要營養成分的影響。試驗結果表明，熱風干燥溫度50℃為佳；微波干燥中高火為佳。并對兩種干燥方式的最優情況進行比較，從經濟和時間角度考慮，中高火567 W微波干燥較適宜，50℃熱風干燥次之。

關鍵詞：發芽糙米；熱風干燥；微波干燥；營養成分

糙米發芽是指在一定的生理活性工藝條件下，發生大量酶的酶解過程[1]，呼吸作用加強，淀粉和蛋白質等貯藏性物質水解，維生素含量增加[2-3]，功能性成分γ-氨基丁酸（γ-aminobutyricacid，GABA）、多酚與谷胱甘肽等含量顯著增長[4-6]，抗營養因子植酸的含量減少[7]等生理生化現象，從而營養價值和消化吸收率明顯提高。與精白米相比，糙米含有豐富的蛋白質、脂肪、纖維素、無機元素和維生素等營養成分，發芽糙米的出現，大大豐富了米制品品種，擁有非常廣闊的發展前景。

糙米的化學成分主要有水分、碳水化合物、礦物質、蛋白質、脂類及維生素等，這些物質在干燥過程中，會因干燥溫度、濕度等的不同，在形態、比例及物性上發生很大的變化[8]，且糙米經發芽后含水量較高，易霉變，不易保藏[9]，須干燥至安全水分后貯藏。然而隨著糙米含水量的降低，發芽糙米的營養成分含量會發生一定的變化。因此，探索發芽糙米合理的干燥方式已逐漸成為人們關注的焦點，但目前國內外研究大都針對同種干燥方式指標進行比較，卻鮮有對這些干燥方式比較研究。本試驗通過對微波干燥、熱風干燥對糙米內營養成分的影響進行比較研究，探索發芽糙米內部營養成分保留較優的干燥方法，為發芽糙米的干燥及貯藏提供參考。

1　材料與方法

1.1試驗材料與設備

1.1.1主要材料

發芽糙米的制備：糙米經篩選、消毒、清洗、浸泡、萌芽和清洗，其活性終止后，得未干燥的發芽糙米。1.1.2主要設備

WF-130萬能粉碎機：北京環亞天元機械技術有限公司；MM721AAU-PW微波爐：廣州美的生活電器制造有限公司；JJ200型電子天平：常熟市雙杰測試儀器廠；HH-4數顯電熱恒溫水浴鍋：常州澳華儀器公司；DHP060電熱恒溫培養箱：上海實驗儀器廠有限公司；101A-1BT型電熱鼓風干燥箱：上海實驗儀器有限公司。

1.1.3主要試劑

無水乙醇、次氯酸鈉、2，6-二氯靛酚鈉、抗壞血酸、草酸、考馬斯亮藍G-250、斐林甲液（硫酸銅、次甲基蘭）、斐林乙液[氫氧化鈉、酒石酸甲鈉（C4H4O6KNa· 4H2O）]、亞鐵氰化鉀[K4F4（CN）6·3H2O]、三氯乙酸、DNFB乙腈溶液、乙酸鈉、次氯酸鈉、重蒸酚：均購于長春市浩迪試劑有限公司。

1.2方法

1.2.1發芽糙米制備的工藝流程

取經挑選、除雜、均勻的糙米100 g左右，漂洗干凈，用1 %的次氯酸鈉溶液浸泡30 min對其表面消毒，然后用去離子水沖洗5次，并用去離子水作浸泡處理，25℃浸泡10 h之后于30℃通氣培養18 h。

1.2.2發芽糙米的干燥

將發芽糙米清洗、瀝干后，取等量米用兩種方式對發芽糙米分別進行干燥。本試驗干燥后發芽糙米水分含量為（14±0.5）%，達到安全貯藏水分要求，且進行5次平行試驗。

1.2.2.1熱風干燥

在50、55、60、65、70、75℃的熱風溫度下進行干燥，將干燥后的樣品粉碎后進行測定，分別測定干燥后發芽糙米VC含量，還原糖含量，可溶性蛋白含量、γ-氨基丁酸（GABA）含量并繪制不同指標的含量曲線。

1.2.2.2微波干燥

微波干燥時采用中火（406 W）、中高火（567 W）、高火（700 W）分別進行干燥。將干燥后的樣品粉碎后，分別測定干燥后發芽糙米VC含量，還原糖含量，可溶性蛋白含量、γ-氨基丁酸（GABA）含量并繪制不同指標的含量曲線。

1.3測定指標與方法

還原糖測定：DNS試劑顯色法[10]；VC測定：2，6-二氯靛酚滴定法[11]；可溶性蛋白含量：考馬斯亮藍G-250 法[12]；水分：GB 5009. 3-2010《食品安全國家標準食品中水分的測定》；GABA測定：參照許建軍[13]和陳恩成[14]的方法，將干燥后的發芽糙米粉，稱取1.0g，用60%乙醇定容至5mL后，振蕩浸提2h，過濾。取濾液0.5mL，加入0.2 mL 0.2 mol/L pH9.0的硼酸緩沖液，1 mL 6 %的重蒸酚溶液，0.4 mL有效氯為9 %的次氯酸鈉，充分振蕩；沸水浴10 min后，立即冰浴20 min并不斷地振蕩，直至有藍綠色化合物出現，然后加入2mL60%的乙醇于645nm下比色，測吸光值A。

2　結果與分析

2.1熱風干燥、微波干燥對發芽糙米營養成分的影響糙米在一定的生理活化工藝條件下，其所含有的大量酶（如蛋白酶、淀粉酶、植酸酶等）被激活和釋放，并從結合態轉化為游離態。正是由于這一生理活化過程，使其營養成分大大超過精白米，也使糙米自身的質量發生相應的變化[15-17]。干燥前后，分別對發芽糙米稱重，將其質量進行對比，干燥前的質量為干燥后質量的（1.18±0.03）倍。

2.1.1熱風干燥溫度對發芽糙米營養成分的影響

2.1.1.1不同熱風溫度對發芽糙米中還原糖含量影響不同熱風溫度對發芽糙米中還原糖含量影響見圖1。

圖1熱風溫度對還原糖含量的影響Fig.1 Effect of hot-air drying on sugar content in germinated brown rice

由圖1可知，發芽后，還原糖含量明顯增加，其中50℃熱風干燥后發芽糙米內還原糖含量為初始含量的7倍。55、60、65、70、75℃干燥后還原糖含量分別為初始含量（0.395 g/100 g）的6.25、6、5.5、5倍。發芽糙米中還原糖的含量隨著熱風溫度的升高而逐漸降低，干燥溫度為50℃時還原糖含量最高，干燥溫度為75℃時干燥后的糙米內所含還原糖最少。

2.1.1.2不同熱風溫度對發芽糙米中可溶性蛋白含量影響

不同熱風溫度對發芽糙米中可溶性蛋白含量影響見圖2。

由圖2可知，發芽后，可溶性蛋白含量明顯增加，其中50℃熱風干燥后發芽糙米內可溶性蛋白含量為初始含量（0.21 g/100 g）的2.43倍，55、60、65、70、75℃干燥后還原糖含量分別為初始含量的2.21、1.98、1.90、1.60、1.45倍。發芽糙米中可溶性蛋白質的含量隨溫度的升高而逐漸降低，干燥溫度為50℃時干燥后的發芽糙米所含的可溶性蛋白含量最多。

圖2熱風溫度對可溶性蛋白含量影響Fig.2 Effect of hot-air drying on soluble protein content in germinated brown rice

2.1.1.3不同熱風溫度對發芽糙米中VC含量影響

不同熱風溫度對發芽糙米中VC含量影響見圖3。

圖3熱風干燥溫度對VC含量的影響Fig.3 Effect of hot-air drying on VCcontent in germinated brown rice

由圖3可以看出，發芽糙米內的VC含量隨干燥溫度的升高先升高再下降，在干燥溫度為60℃時，VC含量達到最大值，溫度太高，干燥時間太長都會導致VC含量的降低。

2.1.1.4不同熱風溫度對發芽糙米中GABA含量影響

不同熱風溫度對發芽糙米中GABA含量影響見圖4。

圖4熱風干燥溫度對GABA含量的影響Fig.4 Effect of hot-air drying on GABA content in germinated brown rice

由圖4可知，發芽后，糙米內的GABA含量大幅增加。50℃熱風干燥后發芽糙米內GABA含量多達初始含量（7.25 g/100 g）的11.01倍，55、60、65、70、75℃干燥后含量分別為初始含量的9.95、7.84、7.80、7.03、6.29倍。干燥溫度為50℃時糙米內的GABA含量達到最高。

2.1.2不同微波干燥功率對發芽糙米營養成分的影響

2.1.2.1不同微波干燥功率對發芽糙米的還原糖含量影響

不同微波干燥功率對發芽糙米的還原糖含量影響見圖5。

圖5微波功率對還原糖含量的影響Fig.5 Effect of microwave drying on sugar content in germinated brown rice

如圖5所示，發芽糙米內還原糖含量在中高火干燥時達到最高，其次為高火干燥，還原糖含量最少的情況為中火干燥。同以上熱風干燥一同分析，微波干燥時還原糖吸收微波而融化，但高劑量的微波和長時間輻射可使部分還原糖脫水變為焦糖，影響發芽糙米的風味與品質；熱風干燥時，也是由于長時間和高溫干燥容易使部分還原糖脫水變為焦糖[18]。

2.1.2.2不同微波干燥功率對發芽糙米的可溶性蛋白含量影響

不同微波干燥功率對發芽糙米的可溶性蛋白含量影響見圖6。

圖6微波功率對可溶性蛋白含量的影響Fig.6 Effect of microwave drying on soluble protein content in germinated brown rice

如圖6所示，發芽糙米內可溶性蛋白含量隨功率變化情況與還原糖變化趨勢相似，在中高火567 W處理時可溶性蛋白含量達到最高，其次為高火處理，中火406 W處理時發芽糙米內可溶性蛋白含量最少。同以上熱風干燥一同分析，可溶性蛋白質在微波處理下降解成小肽和氨基酸，有利于人體吸收。可溶性蛋白在高溫下結構會被破壞，導致可溶性蛋白質含量下降[19]。2.1.2.3不同微波干燥功率對發芽糙米的VC含量影響

不同微波干燥功率對發芽糙米的VC含量影響見圖7。

圖7微波功率對VC含量的影響Fig.7 Effect of microwave drying on VCcontent in germinated brown rice

如圖7所示，微波干燥發芽糙米時，中高火567 W處理時發芽糙米內VC含量最高，高火處理時發芽糙米內VC含量次之，中火406 W處理時發芽糙米內VC含量最低。同以上熱風干燥一同分析，VC易被氧化，受熱時間過長或溫度過高，其含量損失越大[20]。

2.1.2.4不同微波干燥功率對發芽糙米的GABA含量影響

不同微波干燥功率對發芽糙米的GABA含量影響見圖8。

圖8微波功率對GABA含量的影響Fig.8 Effect of microwave drying on GABA content in germinated brown rice

如圖8所示，微波干燥處理發芽糙米時，發芽糙米內GABA含量在中高火567 W處理時含量最高，中火406 W次之，以高火700 W處理的GABA含量最低。2.2微波干燥、熱風干燥對發芽糙米營養成分影響比較

微波干燥、熱風干燥對發芽糙米營養成分影響比較見圖9。

在熱風干燥過程中，還原糖、可溶性蛋白、GABA含量隨著熱風干燥溫度的升高而下降，VC含量隨著熱風干燥溫度的升高呈先升高再下降低的趨勢。綜合來看，低溫熱風干燥更有利于發芽糙米營養物質的保持。因此，本試驗熱風干燥中發芽糙米的最佳干燥溫度為50℃；在微波干燥過程中，還原糖、可溶性蛋白、VC含量、GABA含量都在中高火達到最大值，因此，本試驗中對于發芽糙米微波干燥處理以中高火最佳。針對以上熱風干燥、微波干燥對發芽糙米中營養成分含量影響的分析，對兩種干燥方式的討論采取最優情況進行比較，即：50℃熱風干燥、中高火567 W微波干燥。

圖9不同干燥方式對發芽糙米營養成分的影響Fig.9 Effect of different drying methods on nutrition ingredient in germinated brown rice

如圖9所示，中高火567 W微波干燥后，發芽糙米還原糖含量較50℃熱風干燥含量偏低，可溶性蛋白含量較50℃熱風干燥含量偏高，VC含量較50℃熱風干燥含量偏高，GABA含量較50℃熱風干燥含量偏高。

3　結論

1）糙米發芽后，還原糖、可溶性蛋白、VC、GABA含量都有所增加，且干燥過程低溫熱風干燥更有利于發芽糙米營養物質的保持。因此，本試驗熱風干燥中發芽糙米的最佳干燥溫度為50℃：干燥后發芽糙米內還原糖含量為初始糙米的7倍，可溶性蛋白為原糙米的2.43倍，GABA為原糙米的11.01倍。

2）在微波干燥過程中，還原糖、可溶性蛋白、VC含量、GABA含量都在中高火567 W時達到最大值，因此，本試驗中對于發芽糙米微波干燥處理以中高火567 W最佳：干燥后發芽糙米內還原糖，可溶性蛋白GABA含量較其原糙米含量均有顯著增長。

3）比較兩種干燥方式，從干燥后發芽糙米的營養成分上來看，50℃熱風干燥后發芽糙米內可溶性蛋白、VC、GABA含量都低于中高火567 W微波干燥，而50℃熱風干燥后發芽糙米內還原糖含量高于中高火567 W微波干燥。綜合以上對2種干燥工藝的分析，從經濟和時間角度考慮，中高火567 W微波干燥較適宜，50℃熱風干燥次之。

參考文獻：

[1]耿珊珊,諸蕓,華杰,等.食用發芽糙米對中老年超重和肥胖者代謝的影響[J].營養學報,2011,33(3):315-317

[2]曹曉虹,溫煥斌,李翠娟,等.糙米發芽過程中蛋白酶活力及含氮物質的變化[J]．南京農業大學學報,2010,33(2):96-100

[3]鄭藝梅,李群,華平.發芽對糙米蛋白質及氨基酸組成特性的影響[J]．中國糧油學報,2007,22(5):8-12

[4]丁俊胄,劉貞,張璐,等.儲藏期對發芽糙米富集γ-氨基丁酸的影響[J].中國糧油學報,2011,26(9):83-85

[5] Su Tian, Kozo Nakamura. Hiroshi Kayahara Analysis of phenolic compounds in white rice,brown rice,and germinatedbrown rice[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2004,52(3):4808-4813

[6]陳志剛,顧振新,汪志君,等.糙米的營養成分及其在發芽過程中的變化[J].南京農業大學學報,2003,26(3):84-87

[7]鄭藝梅,何瑞國,鄭琳,等.糙米發芽過程中營養成分及植酸含量變化的研究[J].中國糧油學報,2006,21(5):1-4

[8]萬忠民,楊國鋒.不同干燥條件對稻谷的降水和品質的影響[J].糧食儲藏, 2008,5(3):46-50

[9]林鴛緣,曾紹校,鄭向華．發芽糙米微波干燥特性的研究[J]．農產品加工·學刊,2008(1):10-13

[10]吳遜,蒲朝文,封雷. 3, 5 -二硝基水楊酸快速測定食品還原糖[J].預防醫學情報雜志, 2002, 18(1):11-13

[11]劉銘三.谷物及油料品質分析法[M].北京:農業出版社,1987:56-59

[12]李合生．植物生理生化實驗原理和技術[M]．北京:高等教育出版社,2000:25-28

[13]許建軍,江波,許時嬰.比色法快速測定乳酸菌谷氨酸脫羧酶活力及其應用[J].微生物學通報,2004,31(2): 66-71

[14]陳恩成.比色法快速測定糙米中γ-氨基丁酸含量研究[J].中國糧油學報,2006,21(1):125-128

[15] E T Champagne, W E Marshall, W R Goynes. Effects of De gree of Milling and Lipid Removal on Starch Geltinization intheBrown－RiceKernel[J].CerealChemistry,1990,67(6): 570-574

[16]朱可佑.中國居民的膳食結構與變遷[J].食品與機械, 1999,13(5): 4-6

[17] C P Villareal, J W Maranville, B O Juliano, et al. Nutritient content and retention during milling of brown rice from the in ternational rice research institute[J]. Cereal Chemistry,1991,68(4):437-439

[18]郭曉娜,朱永義.糙米發芽工藝參數的研究[J].糧食與飼料工業, 2003(2):8-10

[19]劉鐘棟.微波技術在食品工業中的應用[M].北京:輕工業出版社, 1999:37-40

[20]鄭藝梅,王明才,華平.發芽糙米微波干燥工藝研究[J].糧食與飼料工業,2005(11):1-2

The Study of Effects of Drying on Nutrition Ingredient in Germinated Brown Rice

ZHANG Yi，SHEN Juan-li，ZHAO Bing-han，WANG Ce，PAN Zhuo，WANG Xin*
（College of Agriculture and Biology Engineering，Jilin University，Changchun 130025，Jilin，China）

Abstract：The aim was to have a study on the influences that different temperatures（50，55，60，65，70，75℃）of common hot-air drying and different powers of microwave drying（moderate temperature 406 W，moderate-high temperature 567 W，and high temperature 700 W）have on main nutrition ingredients of germinated brown rice such as reducing sugar，soluble protein and GABA .The results of experiments illustrated that the best temperature of common hot -air drying was 50℃and the best power of microwave drying was moderate temperature.And having the comparison of the best consequences of the two methods，when taking economy and time into account，microwave drying at moderate-high temperature 567 W was better than common hot-air drying at 50℃.

Key words：germinated brown rice；hot-air drying；microwave drying；nutrition ingredient

收稿日期：2014-10-11

*通信作者：王昕（1970—），女，教授，博士，研究方向：食品保藏與加工理論新技術。

作者簡介：張祎（1994—），女（漢），本科在讀，專業：食品科學與工程。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.03.007