纖維素酶處理對有色發芽糙米營養品質的影響

毛光鋒，王 艷，沈圣泉*

(1.浙江勿忘農種業科學研究院，浙江 杭州 310005； 2.浙江大學 農業與生物技術學院，浙江 杭州 310029)

纖維素酶處理對有色發芽糙米營養品質的影響

毛光鋒1，王 艷2，沈圣泉2*

(1.浙江勿忘農種業科學研究院，浙江 杭州 310005； 2.浙江大學 農業與生物技術學院，浙江 杭州 310029)

以有色米紅米(BP480)、黑米(BP602)和白米(BP015)為研究對象，探究纖維素酶處理對有色發芽糙米營養品質的影響。結果表明，經纖維素酶處理制作的有色發芽糙米(紅米、黑米)的總酚含量、抗氧化活性有顯著提高，維生素E各成分均無顯著變化，而大多游離氨基酸含量則明顯降低；其中，γ-氨基丁酸雖有下降趨勢，但變化不顯著。

發芽糙米； 有色稻米； 纖維素酶； 抗氧化活性； 游離氨基酸

發芽糙米(germinated brown rice，GBR)是一種受到廣泛關注的水稻全谷物，由完整留胚糙米，在適當溫度、濕度等環境下發芽獲得。發芽過程中，糙米酶系統因吸水作用被開啟，其中大量結合態的酶轉化為游離態而被激活、釋放，如α-淀粉酶、β-淀粉酶、β-葡聚糖酶、戊聚糖轉化酶、纖維素酶、蛋白酶、脂肪酶、核酸酶、植酸酶、磷脂酶等。因此，稻谷中許多大分子在酶的作用下進行分解與再加工反應，使可溶性蛋白、還原糖、游離氨基酸(特別是γ-氨基丁酸，GABA)、膳食纖維、阿魏酸、生育三烯酚、生育酚等成分均表現為不同程度的變化[1-5]。而且外界溫度、處理時間、水分、pH值、氧含量和外援生理生化有效因子(如鈣離子、谷氨酸、赤霉素等)等因素，可顯著影響發芽糙米的功能營養成分的積累。此外皮層堅硬的部分物質被分解而軟化，較糙米發芽前，吸水性、膨脹性發生變化。

纖維素酶處理對白米發芽糙米食用品質的影響，前人有少量研究報道。Wanyo等[6]用纖維素酶處理谷殼后，γ-谷維素顯著提高；Das等[7]用木聚糖酶和纖維素酶酶解糙米的纖維素皮層，使糙米的食用品質得到明顯改善；劉志偉等[8]利用纖維素酶、果膠酶和植酸酶處理糙米發現，多種酶的復合處理更有利于糙米纖維素皮層的分解與軟化；張強等[9]還用纖維素酶預處理糙米，再發芽，發芽糙米GABA含量略低于未經酶處理樣品。但纖維素酶處理對白米發芽糙米營養品質研究較為鮮見，有色米的相關數據則更少。為此，本文采用有色米(紅米、黑米)糙米及作為對照的白米糙米進行一定程度的纖維素酶處理，對總酚、自由基清除能力(DPPH&ABTS)、維生素E和游離氨基酸(含γ-氨基丁酸)的成分進行研究，從而分析纖維素酶處理后有色米發芽營養品質的變化特點。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料包括白米(BP015)、紅米(BP480)和黑米(BP602)，于2013年6月采收于杭州。發芽糙米的制備參考文獻[10]，略有改動。將稻谷礱谷后制得糙米，過篩、除雜后選取飽滿完好的糙米粒，用0.5%次氯酸鈉溶液(用6 mol·L-1鹽酸調節pH為5.5)浸泡5 min后，用去離子水沖洗干凈，至pH為7.0；將3種糙米分別置于三角瓶中，分為2份，1份為對照組，加入去離子水(料液比1∶4)，30 ℃恒溫水浴鍋浸泡5 h；另1份為纖維素酶處理組，加含酶1.5 U mL-1去離子水溶液(料液比1∶4)，放入30 ℃恒溫水浴鍋浸泡90 min后，用去離子水緩慢潤洗，再加入去離子水(料液比1∶4)，30 ℃恒溫水浴鍋浸泡3.5 h。每隔半小時搖動1次。而后置于特制30 ℃恒溫控濕培養箱25 h，將發芽糙米冷凍干燥至水分含量(12±2)%、粉碎，過100目篩，得到發芽糙米粉。

試驗試劑。HPLC級甲醇、乙腈(Si-yi公司)；生育酚(Chroma Dex)；17種氨基酸和GABA標樣、ABTS(2,2’-azinobis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)、福林酚試劑、DPPH(2,2’-diphenyl-1-picrylhydrazyl)、Trolox(6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethychroman-2-carboxylic acid)、酚酸標樣均購于sigma公司，其他化學試劑為分析純。

1.2 抗氧化活性物質的提取與檢測

酚(游離酚和總酚)的提取方法參照文獻[11]，酚含量的測定方法參照文獻[12]，抗氧化能力測定方法參照文獻[13]，維生素E的提取與檢測方法參照文獻[14]，游離氨基酸(FAAs)的提取與檢測方法參照文獻[15]。

1.3 統計方法

采用SPSS 16.0統計軟件分析試驗數據，用t檢驗進行顯著性分析，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 總酚的變化

酚主要包括酚酸和類黃酮等化合物，有色米酚含量一般高于白米。白米、紅米、黑米的發芽糙米經纖維素酶處理前后，其自由態、結合態與總酚含量變化。由表1可見，3種發芽糙米的結合酚無顯著變化；紅米和黑米的發芽糙米自由酚含量顯著升高，紅米發芽糙米從789.9升至1 088.6 mg·kg-1，黑米發芽糙米從1 559.5升至1878.5 mg·kg-1，而白米變化不顯著；紅米和黑米自由酚含量顯著增加，隨之引起總酚(自由態+結合態=總酚[16])含量也相應增加。由此可知，在有色發芽糙米生產過程中，添加外源酶可能更有利于總酚含量的提高。

表1 纖維素酶處理后發芽糙米酚酸含量變化

注：*代表不同處理間0.05水平顯著差異；CK為未經酶處理的發芽糙米。表2～4同。

2.2 抗氧化活性的變化

樣品的抗氧化活性同時采用ABTS+自由基吸收能力和DPPH自由基吸收能力試驗進行檢測。表2表明，結合態DPPH&ABTS均無顯著變化；自由態DPPH&ABTS，僅黑米DPPH升高17%；3種發芽糙米中，只有黑米的2個指標都顯著增加。可能是黑米的抗氧化活性更易受外源纖維素酶影響，顯著升高。

表2 纖維素酶處理后發芽糙米DPPH和 ABTS抗氧化活性變化

2.3 維生素E的變化

維生素E又稱母育酚，是脂溶性抗氧化劑，分為生育酚(T)和生育三烯酚(T3)，按甲基位置分為α、β、γ和δ，共8種成分，屬相同同分異構體家族。在水稻中，γ-生育三烯酚(γ-T3)是其最主要成分，δ類含量甚微[17-18]。表3顯示，各項指標在經纖維素酶處理前后均無顯著變化，說明外源酶對維生素E基本不造成影響。

表3 纖維素酶處理后發芽糙米維生素E含量變化

2.4 GABA及17種游離氨基酸的變化

GABA是發芽糙米研究最多的成分之一，對人體有保健作用。發芽處理后，GABA含量可增加3～17倍[19]。3種發芽糙米經纖維素酶處理后，GABA和17種游離氨基酸(FAAs)含量檢測(表4)表明，3種發芽糙米中，GABA變化均不顯著，但均有降低趨勢，且大部分FAAs都顯著降低。

3 小結與討論

通過有色米(紅米、黑米)及白米的發芽糙米經纖維素酶處理后，對多酚、自由基清除能力、維生素E、GABA和17種游離氨基酸等主要營養

表4 纖維素酶處理后發芽糙米游離氨基酸的含量變化

指標進行測定表明，有色發芽糙米，特別是黑米發芽糙米，其多酚和抗氧化活性更易受外源纖維素酶的有利影響，而白米發芽糙米基本不受影響。這可能與外源酶、有色發芽糙米表層多酚類糖類大分子間發生分解反應有關，促使游離態抗氧化活性物質增多，如酚酸等[20]。維生素E各成分均無顯著變化，這可能是外源的纖維素酶使各成分的生成與消耗相平衡，從而保持相對穩定。GABA雖無顯著變化，但大部分FAAs均顯著降低。這可能與外源纖維素酶軟化皮層后，眾多游離氨基酸小分子流失到浸泡液而損失有關。綜上所述，相對于白米，經纖維素酶處理后，有色米發芽抗氧化能力提高，但游離氨基酸小分子有顯著損失。因此，在生產活動中，根據具體需要，針對性地選擇處理方式尤為重要。

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(責任編輯：張瑞麟)

2017-02-19

浙江省糧食新品種選育重大科技專項(2016C120203)；浙江省公益性技術應用研究計劃項目(2015C32054)

毛光鋒(1989—)，男，實習研究員，在讀研究生，研究方向水稻品質育種和加工； 王 艷(1991—)，女，碩士，研究方向為稻米功能營養品質。共同第一作者。

沈圣泉，副教授，博士，研究方向為水稻誘變種質創新和研究工作，E-mail：shenshq@zju.edu.cn。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170409

S511

A

0528-9017(2017)04-0580-03

文獻著錄格式：毛光鋒，王艷，沈圣泉. 纖維素酶處理對有色發芽糙米營養品質的影響[J].浙江農業科學，2017，58(4)：580-582，589.