浸泡及催芽對藜麥籽粒主要營養成分含量的影響

郭謀子,胡　靜,李志龍,沈寶云,*,陳霞珍,馬紹麗,李朝周

(1.甘肅條山農林科學研究所,甘肅白銀 730400;2.甘肅農業大學,甘肅蘭州 730070)

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浸泡及催芽對藜麥籽粒主要營養成分含量的影響

郭謀子1,胡靜1,李志龍1,沈寶云1,*,陳霞珍1,馬紹麗1,李朝周2

(1.甘肅條山農林科學研究所,甘肅白銀 730400;2.甘肅農業大學,甘肅蘭州 730070)

以甘肅條山農林科研所培育的藜麥種子為研究材料,通過45 ℃熱水浸種30 min,再用25 ℃溫水浸泡25 min,濾干水分后放置于25 ℃培養箱內培養30 min的催芽處理,檢測分析處理前后藜麥種子中蛋白質、粗脂肪、總淀粉、碳水化合物、氨基酸、維生素、黃酮、膳食纖維、超氧化物岐化酶(SOD)等營養成分的變化。研究表明,經催芽處理后,藜麥種子中脂肪、淀粉和碳水化合物的含量由于發生水解反應含量降低,部分維生素(VC、VE和葉酸)由于含水量的增加相對含量也有所降低;而游離態的氨基酸、VB1、VB2、膳食纖維和黃酮類化合物活性成分含量均有升高,藜麥營養更加均衡合理,營養品質得以提高。

藜麥,營養成分,浸泡催芽,營養價值評價

藜麥(Chenopodiumquinoawilld)又名昆諾阿藜、南美藜等,是一種原產于南美洲安第斯山地區的一年生藜科草本植物,已有5000多年的種植歷史[1-2]。藜麥含有豐富的蛋白質、脂肪、礦質元素等營養素并富含植物化學物質,具有很高的食用價值,被古印加人稱為“糧食之母”[3]。藜麥種子較小,直徑1.8～2.6 mm,形狀為圓柱形、圓錐形或橢圓形,切面顯示種胚在外圍形成平或壓陷的“赤道帶”(胚芽),胚乳位于珠孔之中,由1～2層細胞組織構成,圍繞在下胚軸處,內部為外胚乳[5]。種子中蛋白質含量高于傳統谷物,必需和非必需氨基酸組成合理,還有較高的維生素、礦物質、異黃酮及脂類化合物含量[2-4]。其中碳水化合物主要分布于外胚乳,蛋白質、礦質營養元素主要存在于胚乳及胚[6]。

研究證實,谷類種子,如大米、大麥、玉米、高粱、小米、燕麥、蕎麥、薏米等,通過催芽處理可以改善它們的口感,提高營養成分的含量和利用率以及降低抗營養成分的含量[7-10]。浸泡和催芽過程是谷物一個生理活性化的過程。在適宜的溫度和水分條件下,許多處于休眠狀態的酶被激活,由結合態轉變成游離態,發生酶解作用。從而使得谷物營養狀態及食用品質得以改善[8]。藜麥被稱為“假谷物”[11-12],有關藜麥進行浸泡和催芽處理使其胚萌動,其營養物質含量發生變化的相關報道很少,Gross等[13]曾報道,用水洗后的藜麥表現出較高的消化率和蛋白質功效比值。國內有報道稱[14],藜麥通過用水浸泡催芽處理2 h后可以提高營養成分的含量和利用率。本研究以甘肅條山農林科研所培育的藜麥為對象,研究了催芽處理對藜麥種子中蛋白質、淀粉、氨基酸、維生素等營養成分變化的影響,旨在探索藜麥作為新型食品如何提高并發揮其更高的營養價值,為催芽藜麥的工業化生產提供理論依據。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

藜麥甘肅條山農林科研所;直鏈淀粉、支鏈淀粉標準對照品美國Sigma公司;混合氨基酸標準液日立公司;硫胺素(VB1)標準品、核黃素(VB2)標準品、維生素C標準品、維生素E標準品、葉酸標準品國家標準物質研究中心;其它化學試劑均為分析純。

Agilent1100高效液相色譜儀美國安捷倫公司;日立L-8900全自動氨基酸分析儀日立公司;PIC-10A離子色譜儀青島普仁儀器有限公司;UV-3200PCS型紫外可見分光光度計上海美普達公司;KDN-1000全自動凱氏定氮儀上海新佳電子;YP402電子天平上海精密科學儀器有限公司;SX-5-12型箱式電阻爐北京科偉永興儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1藜麥樣品催芽處理參考豆類種子催芽的方法[15],將藜麥種子放入燒杯中,加入45 ℃蒸餾水,邊加水邊用玻璃棒攪拌,直至水完全浸沒藜麥籽粒;用玻璃棒持續攪拌5 min后再靜止浸泡30 min,冷卻至25 ℃恒溫,瀝去浸泡液;再用25 ℃蒸餾水沖洗藜麥籽粒兩遍,后加25 ℃蒸餾水浸泡25 min,瀝去浸泡液。將浸泡后的藜麥籽粒平鋪于一個大盤子上,種子上面覆蓋濕紗布,放置25 ℃恒溫培養箱黑暗培養30 min后,取樣1000 g,作為檢測樣品備用。

1.2.2藜麥基本營養成分測定灰分、碳水化合物分別采用GB5009.4-2010灼燒重量法和GB28050-2011的方法檢測樣品,蛋白質用GB5009.5-2010凱氏定氮法處理樣品,粗脂肪采用GB/T5009.6-2003酸水解法進行測定,淀粉采用GB/T15683-2008進行測定。

1.2.3氨基酸的測定及營養價值評價氨基酸檢測標準參照GB/T5009.124-2003方法。藜麥中的蛋白質經鹽酸水解成為游離氨基酸,經氨基酸分析儀的離子交換柱分離后,與茚三酮溶液產生顏色反應,再通過分光光度計比色測定氨基酸含量。

營養價值評價:以FAO/WHO模式聯合推薦的人體必需氨基酸模式[15-16]和雞蛋氨基酸模式做參比,計算出氨基酸評分(AAS)和化學評分(CS)。

AAS(%)=克被測樣品蛋白質中必需氨基酸量/FAO/WHO評分模式中相應的必需氨基酸量×100

CS(%)=每克被測樣品蛋白質中必須氨基酸量/雞蛋評分模式中相應的必需氨基酸量×100

1.2.4維生素測定硫胺素(VB1)按照GB/T5009.84-2003,采用熒光分光光度法。核黃素(VB2)按照GB/T5009.85-2003熒光法。維生素C和維生素E分別按照GB/T5009.159-2003分光光度法和GB/T5009.82-2003高效液相色譜法檢測。葉酸按照GB/T5009.211-2014食品中葉酸的測定方法檢測。

1.2.5其他營養成分總黃酮含量參考《保健食品檢驗與評價技術規范》中的方法進行檢測;總膳食纖維采用GB/T 5009.88-2014食品中膳食纖維的測定方法檢測;超氧化物岐化酶(SOD)按照GB/T5009.171-2003保健食品中超氧化物岐化酶(SOD)活性的測定。

1.3數據處理

所有實驗處理重復3次,實驗結果采用Excel 2007軟件進行統計,采用SPSS for Windows 19.0軟件進行數據處理,各組間的差異比較采用獨立樣本t檢驗,p<0.05表示差異顯著,p<0.01表示差異極顯著。

2　結果與分析

2.1主要營養成分變化

如表1所示,催芽處理后,藜麥蛋白質含量增加,而粗脂肪、總淀粉和碳水化合物含量顯著降低。藜麥在催芽處理后,粗脂肪、總淀粉和碳水化合物的降低是由于儲能物質發生酶促反應而降解,使其逐步分解為葡萄糖等小分子糖類或合成其它化合物,為藜麥籽粒萌動生長提供能量。而藜麥粗蛋白質含量有上升的趨勢,這與鄭藝梅[17]、陳志剛[18]和Moongngarm A[19]等人研究的糙米在催芽過程中水溶性蛋白質含量的變化情況相似,這可能與干物質的損失有關。

表1　藜麥催芽后主要營養成分變化(干基)

注:在同一列數據后,標注相同小寫字母表示差異不顯著,不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05);表4、表5同。

2.2氨基酸的變化及營養價值評價

2.2.1藜麥氨基酸含量的變化藜麥是唯一含有完全蛋白質的植物性食物,必需氨基酸與非必需氨基酸比例適當且易于吸收,尤其富含和高于其它谷物中缺乏的氨基酸的賴氨酸[20],而且有報道稱藜麥的必需氨基酸含量可滿足FAO推薦的10～12歲兒童所需氨基酸攝入量[16]。

藜麥催芽處理后的氨基酸含量變化如表2所示,經浸泡催芽處理的藜麥18種氨基酸含量均有增加,人體所需的必需氨基酸賴氨酸和蘇氨酸含量增加較明顯,均增加了約52.9%和48.5%。總氨基酸(TAA)和總必需氨基酸(TEAA)含量較催芽前提高了49.7%和49.1%,說明催芽處理的藜麥比未處理的具有更優的生理功能。

表3　不同處理的藜麥籽粒必需氨基酸組成模式及評分

表4　催芽處理后藜麥的維生素含量變化

表2　藜麥催芽處理后氨基酸含量變化(g/100 g干基)

2.2.2氨基酸營養價值評價表3所示,與FAO/WHO模式比較,催芽處理的藜麥游離氨基酸(EAA)含量增加,其籽粒中賴氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、色氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸含量均高于FAO/WHO模式中的氨基酸含量。說明催芽處理的藜麥EAA組成模式符合FAO/WHO提出的模式,部分氨基酸含量指標更優于FAO/WHO模式,這與AAS中的評價指標是一致的。與雞蛋中EAA量進行比較,催芽處理的藜麥籽粒中蛋氨酸+胱氨酸、苯丙氨酸+絡氨酸含量高于雞蛋中該項氨基酸含量,其它必需氨基酸含量均低于雞蛋中氨基酸的含量,這與CS中的評價指標是一致的。

2.3維生素含量的變化

藜麥富含維生素B1和維生素B2,葉酸含量也較高,籽粒中γ-生育酚約是α-生育酚的兩倍,使藜麥具有較高的抗氧化活性[21-22]。如表4所示,本實驗中藜麥浸泡催芽處理對維生素B族影響較大,VB1、VB2的含量顯著增加,維生素E和葉酸與催芽處理前基本一致,而VC(抗壞血酸)含量明顯降低,這可能是樣品檢測前處理進行烘干對VC造成的影響。

2.4其它營養成分

有研究指出藜麥膳食纖維的持水性強,可明顯增強飽腹感,非常適合減肥人群食用,是目前國際市場上流行的減肥食品之一[23-25]。黃酮類化合物是天然的植物雌激素,具有促進健康的作用,藜麥籽實是黃酮類化合物的良好來源,然而常見谷物如小麥、大麥、燕麥等都不含有黃酮類化合物[26]。表5所示,未處理的藜麥籽粒膳食纖維含量約為10.20%,高于許多全谷物食品總膳食纖維含量[27];藜麥經催芽處理后總黃酮含量有所升高,總膳食纖維含量顯著降低,超氧化物岐化酶(SOD)活性在藜麥催芽處理后幾乎被消耗殆盡,這可能是催芽過程中發生酶促反應,大分子降解成游離態的小分子物質以滿足藜麥發芽的需求,營養品質得到提高。

表5　藜麥催芽處理后其它營養成分含量變化

3　結論

以催芽前后的藜麥種子為實驗材料,對其主要營養、氨基酸(必需氨基酸、半必需氨基酸和非必需氨基酸)、維生素(VC、VE、VB1、VB2)和其它營養成分含量進行測定對比,結果表明,催芽處理的藜麥籽粒中脂肪、淀粉、碳水化合物含量降低,粗蛋白含量有所升高。游離態的小分子物質18種氨基酸含量有所增加;通過氨基酸營養價值評價,其籽粒中賴氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、色氨酸、苯丙氨酸+絡氨酸含量均高于FAO/WHO模式中的氨基酸含量。與雞蛋中EAA量進行比較,藜麥籽粒中蛋氨酸+胱氨酸、苯丙氨酸+絡氨酸含量高于雞蛋中該項氨基酸含量,其它必須氨基酸含量均低于雞蛋中氨基酸的含量。催芽后維生素含量也有所變化,具有抗氧化能力的維生素C和維生素E含量有所降低;而硫胺素(VB1)和核黃素(VB2)含量升高。其它營養成分中總膳食纖維含量和超氧化物岐化酶(SOD)活性降低,總黃酮含量略有升高。

藜麥種子通過催芽處理,各營養成分發生了一定的變化。大分子物質由于大量的酶在適宜的溫度和水分條件下被激活發生酶促反應而被消耗,增加了氨基酸的含量,使藜麥營養狀態及食用品質得以改善,人體更易吸收。應當進一步對藜麥礦質營養成分、化學物質的變化進行分析,確定提高藜麥營養的加工技術,為藜麥的加工食用、食品的開發與生產提供參考,從而為藜麥資源的深層次綜合開發利用提供科學理論依據。

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The influences of soaking and sprouting on primary nutrient contents of quinoa seed

GUO Mou-zi1,HU Jing1,LI Zhi-long1,SHEN Bao-yun1,*,CHEN Xia-zhen1,MA Shao-li1,LI Chao-zhou2

(1.Gansu Tiaoshan Institute of Agricultural and Forestry Sciences,Baiyin 730400,China;2.Gansu Agriculture University,Lanzhou 730070,China)

The quinoa seed was as thematerial which was cultivate by Tiaoshan of Gansu agriculture and forestry research institute. Through 45 ℃ hot water soaked for 30 min,25 ℃ warm water soak 25 min,drain water placed in 25 ℃ after cultivation in the 30 min of the emergence,protein,crude fat,starch,carbohydrates,amino acids,vitamins,flavonoids,dietary fiber,SOD etc of quinoa seeds before and after the testing were analysised. The change of the nutrient. Research showed that after the emergence,macromolecular material such as fat and starch content were decreased in quinoa seed due to the hydrolysis reaction,some vitamin(VC,VEand folic acid)was reduced with the increase of water content relative content. And free amino acids,VB1,VB2,dietary fiber and flavonoid compounds were higher,the active ingredient contents of the quinoa were more balanced and reasonable nutrition,nutritional quality was improved.

quinoa;nutrient contents;soaking and sprouting;nutritional value assessment

2015-12-28

郭謀子(1978-)，男，大學本科，工程師，研究方向：藜麥栽培及農產品質量檢測，E-mail：13884202966@163.com。

沈寶云(1965-)，男，博士，高級工程師，研究方向：作物遺傳育種與藜麥栽培研究，E-mail：13909432261@126.com。

白銀市科技計劃示范項目(2014-2-56N)。

TS201.4

A

1002-0306(2016)18-0165-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.18.023