薏仁米貯藏過程中品質的變化

欒琳琳盧紅梅陳 莉楊鳳儀吳煜樟牟燦燦

(1. 貴州大學釀酒與食品工程學院，貴州 貴陽 550025； 2. 貴州大學貴州省發酵工程與生物制藥重點實驗室，貴州 貴陽 550025)

薏仁米又名薏苡仁、草珠子、六谷子、菩提珠，原產于東南亞，是廣泛種植于中國、日本、韓國和印度的禾本科植物[1-2]。它不僅富含營養成分，還含有酯類、甾醇類、酚類、多糖類等藥效成分，并經臨床藥理研究確證，其具有抗腫瘤[3-4]、抗炎[5-6]、免疫調節[7]、降血糖血脂[8]、抗肥胖[9]等藥理活性。

薏仁米產后損失嚴重，因陳化造成的品質降低是主要原因。研究薏仁米品質變化產生的內在原因，對于及時判別薏仁米的陳化程度，科學貯藏具有重要的意義。袁芳芳[10]選擇脂肪酸值和品嘗評分值作為稻谷貯藏過程中品質變化指標，結果表明，隨著貯藏時間的延長，粳稻谷的脂肪酸值逐漸升高，品嘗評分值逐漸降低，稻谷品質下降。申曉曦等[11]研究了水分含量對花生仁貯藏過程中的品質影響，發現花生仁的水分含量過高或過低都會加速氧化酸敗反應進程,進而影響產品口感。張欣等[12]測定了在不同貯藏條件下稻米的直鏈淀粉含量、游離脂肪酸值，結果顯示，在貯藏至6個月時，所有稻米的直鏈淀粉含量顯著下降，游離脂肪酸值顯著增加。目前，鮮有對薏仁米及其加工產品貯藏技術研究的報道。本研究擬對薏仁米貯藏過程中的品質變化進行探討，對薏仁米種仁的基本組成成分及其在貯藏過程中的含量變化進行測定分析，了解各營養成分在貯藏過程中的變化，同時分析薏仁米在貯藏過程中理化指標及生化指標的變化規律，探討薏仁米陳化過程中各指標的變化規律，旨在為薏仁米的科學貯藏和相關產品的研發提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料

薏仁米：貴州興誠華英食品有限公司，為貴州興仁縣產純種小薏仁米，原料為當年產新鮮薏仁米，取企業當天脫殼處理薏仁米運送至本校實驗室中存放；

鹽酸：分析純，重慶川東化工有限公司；

甲基紅：指示劑，天津市科密歐化學試劑有限公司；

95%無水乙醇、石油醚：分析純，天津市富宇精細化工有限公司；

碘：分析純，天津致遠化學試劑有限公司；

氫氧化鈉、葡萄糖、苯酚：分析純，天津市永大化學試劑有限公司；

氫氧化鉀、酒石酸鉀鈉：分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司；

亞甲基藍：生物染色劑，天津市科密歐化學試劑有限公司；

亞鐵氰化鉀：分析純，成都金山化學試劑有限公司。

1.2 主要儀器設備

色度儀：Hunter Lab Ultra Scan VIS型，上海韻鼎國際貿易有限公司；

石墨消解儀：SH220型，上海卓好實驗室設備有限公司；

自動凱氏定氮儀：K9840型，濟南海能儀器股份有限公司；

電熱干燥箱：101-1型，北京科偉永興儀器有限公司；

數顯恒溫水浴鍋：HH-b型，常州奧華儀器有限公司；

精密電子天平：FA2004N型，上海菁海儀器有限公司；

氣相色譜聯用儀：7890A型，安捷倫科技有限公司；

箱式高溫電爐：JNL-17XB型，洛陽力宇窯爐有限公司；

可見分光光度計：722S型，上海菁華科技儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理 模擬自然貯藏條件，將當年產新鮮精制薏仁米放入PE自封袋中密封，置于25 ℃的培養箱內進行為期1年的貯藏試驗。

1.3.2 檢測方法

(1) 感官評定：按GB/T 5492—2008 執行。

(2) 色差的測定：使用Hunter Lab Ultra Scan VIS色度儀測量薏仁米在貯藏過程中的L*、a*、b*，L*表示亮度，a*表示紅-綠，b*表示黃-藍。測量時采用RSIN模式，孔徑大小和觀察面積選擇19 mm，校正儀器后開始測量，每個樣品平行測定5次，去除最大值與最小值，使用其他3組數據，結果取平均值。

(3) 水分含量：按GB/T 5497—1985 的直接干燥法執行。

(4) 淀粉含量：按GB/T 5514—2008 的酶水解法執行。

(5) 粗脂肪含量：按GB/T 5512—2008 的索氏抽提法執行。

(6) 蛋白質含量：按GB/T 5511—2008的凱氏定氮法執行。

(7) 灰分含量：按GB/T 22510—2008 的高溫灰化法執行。

(8) 脂肪酸值：按GB/T 5510—2011 的滴定法執行。

(9) 過氧化值：按GB/T 5009.37—2003 的比色法執行。

(10) 丙二醛(MDA)含量：比色法[13]。

(11) 脂肪酶活動度：按GB/T 5523—2008執行。

(12) 電導率：參考文獻[14]用數字電導率儀測定。

1.4 數據處理

每個指標重復測定3次，采用Origin軟件進行數據處理，試驗數據分析采用SPSS軟件系統。

2 結果與分析

2.1 感官評定

2.1.1 薏仁米貯藏過程中色澤、氣味的變化 薏仁米在自然貯藏條件下，其色澤、氣味會發生相應的改變，觀察在1年的貯藏過程中其色澤及氣味的變化。

如表1所示，薏仁米色澤隨著貯藏時間的延長，由最初新鮮薏仁米的乳白色、有光澤，逐漸變暗偏黃且帶有灰色；氣味也由最初的甜香氣，最終呈哈敗味。

2.1.2 利用色度儀測定薏仁米貯藏過程中的色澤變化

由圖1可知，在1年的自然貯藏中，薏仁米表面亮度值L*隨貯藏時間的延長整體呈下降趨勢，紅度a*和黃度b*呈上升趨勢。L*值的降低表明薏仁米在貯藏過程中，表面顏色亮度逐漸變暗；b*升高表明隨著貯藏時間的延長，薏仁米的表面顏色逐漸變黃；a*變化不大但呈上升趨勢。結合CIE Lab色空間坐標圖，薏仁米隨著貯藏時間的延長，表面顏色逐漸變暗偏黃且帶有灰色，此變化與感官分析結果一致。

表1 薏仁米貯藏過程中色澤、氣味的變化

2.2 薏仁米貯藏過程中主要成分的變化

2.2.1 薏仁米的主要成分 貯藏0 d的薏仁米水分、蛋白質、粗脂肪、淀粉、及灰分含量的測定，結果如表2所示。

從表2可以看出，薏仁米中的主要成分為淀粉，其次薏仁米中蛋白質和脂肪含量都遠高于其他谷物，且富含礦質元素。由于薏仁米中脂肪含量較高，多為不飽和脂肪酸，因而具有很高的營養效益，但這也會使薏仁米更易因脂肪的氧化而引起品質的變化。

2.2.2 薏仁米貯藏過程中主要成分的變化 水分是薏仁米各種生化反應的介質，其含量過高或過低均可影響薏仁米的貯藏穩定性，影響薏仁米的品質。每隔90 d對薏仁米在自然貯藏過程中的水分和蛋白質含量進行測定，結果見圖2。

表2 薏仁米主要成分測定結果

圖1 薏仁米貯藏過程中L*、a*、b*值的變化

由圖2可知，在1年的自然貯藏過程中，薏仁米水分含量逐漸降低，下降幅度為37.06%。薏仁米中蛋白質含量基本保持不變，在各貯藏階段含量無顯著差異(P<0.05)。這與謝宏等[15]研究得出的稻米貯藏過程中蛋白質含量變化的結論一致。

由圖3可知，在1年的自然貯藏過程中，淀粉含量變化不大。王肇慈等[16]研究表明，雖然淀粉在貯藏過程中受酶的作用，水解成麥芽糖、糊精，進而分解為葡萄糖而使其含量減少，但由于基數較大，因而總量變化并不明顯。這可能也是薏仁米貯藏中淀粉含量變化不顯著的原因。

圖2 薏仁米貯藏過程中水分含量和蛋白質的變化

圖3 薏仁米貯藏過程中淀粉和灰分含量的變化

由圖4可知，在360 d 的自然貯藏過程中，粗脂肪含量隨貯藏時間的延長逐漸減少，減少量為粗脂肪總量的15.00%左右，可能是脂肪在氧化酶的作用下發生了分解，同時受光、氧等的影響發生了水解和氧化，脂肪酸值的升高被認為是脂肪發生水解反應的結果。

2.3 薏仁米貯藏過程中生化性質的變化

2.3.1 脂肪酸值 脂肪酸值能反映貯藏過程中薏仁米劣變的程度，是薏仁米品質的重要指標之一。圖5為薏仁米貯藏過程中脂肪酸值的變化。

圖4 薏仁米貯藏過程中脂肪含量的變化

圖5 薏仁米貯藏過程中脂肪酸值的變化

由圖5可以看出，在360 d的自然貯藏過程中，脂肪酸值隨著貯藏時間的延長大致呈上升的趨勢，300 d后呈下降趨勢，可能是隨著貯藏時間的延長，由油脂水解產生的脂肪酸發生過氧化反應，轉變為氫過氧化物，進一步生成了低級的醛、酮類等化合物，同時與微生物的分解利用作用一起使脂肪酸值有所降低。

2.3.2 過氧化值 過氧化值作為一種指示油脂氧化酸敗程度的關鍵指標，對衡量油脂的氧化程度具有重要意義。將薏仁米置于25 ℃下貯藏1年，每隔30 d測定1次過氧化值，結果見圖6。

圖6 薏仁米貯藏過程中過氧化值的變化

由圖6可知，在0～360 d的貯藏期內，隨著貯藏時間的延長，脂肪氧化酸敗程度不斷加深，過氧化值逐漸升高，增長了416.21%。

2.3.3 丙二醛含量 丙二醛含量的大小反映過氧化的程度。薏仁米在貯藏過程中丙二醛含量的變化如圖7所示。

由圖7可以看出，在360 d的貯藏期內，薏仁米丙二醛的含量隨著貯藏時間的延長呈波動上升的趨勢。有研究[17]報道，薏仁米在貯藏過程中，丙二醛含量的變化與過氧化物酶的活性呈反相關關系。這可能是丙二醛含量呈上下波動的主要原因。隨著貯藏時間的延長，薏仁米膜脂過氧化程度加劇，不飽和脂肪酸被氧化分解生成氫過氧化物，進一步分解產生丙二醛等物質[18]，可能是丙二醛含量整體呈上升趨勢的主要原因。

圖7 薏仁米貯藏過程中丙二醛含量的變化

2.3.4 薏仁米貯藏過程中脂肪酶活動度的變化 脂肪酶作為脂肪水解代謝中第一個參與反應的酶，對脂肪的轉化速率起著重要的調控作用，是糧食在貯藏中氧化變質的主要原因之一，嚴重影響糧食的品質。圖8為薏仁米貯藏過程中脂肪酶活動度的變化。

由圖8可知，薏仁米在360 d的貯藏過程中，隨著貯藏時間的延長，脂肪酶活性呈先升后降的趨勢。在120 d的貯藏期內，脂肪酶活性逐漸升高，分析脂肪酶活性先增大的原因可能是在貯藏初期，薏仁米自身生命活力較強，呼吸作用較大，同時受外界條件如氧氣、濕度等的影響，共同作用使薏仁米脂肪酶活力增大，加速了脂類的分解代謝作用。在120～360 d內，脂肪酶活性呈下降趨勢，可能是隨著貯藏時間的延長，薏仁米自身的生命活力減弱，同時體內自由水含量減少，從而使脂肪酶活性呈下降的趨勢。這與雷凡[19]對糙米貯藏中脂肪酶活性變化的趨勢一致。

圖8 薏仁米貯藏過程中脂肪酶活動度的變化

2.3.5 薏仁米貯藏過程中電導率的變化 在貯藏過程中，由于糧食籽粒細胞的膜脂會發生過氧化導致細胞電解質外滲[20]。薏仁米在貯藏過程中電導率的變化如圖9所示。

圖9 薏仁米貯藏過程中電導率的變化

由圖9可以看出，隨著貯藏時間的不斷延長和陳化程度的加深，電導率逐漸上升，表明隨著貯藏時間的延長，薏仁米細胞膜透性逐漸變大。薏仁米膜脂過氧化使細胞膜內電解質外滲。這是薏仁米電導率升高的主要原因。縱觀整個貯藏過程，隨著薏仁米陳化的加深，電導率增加顯著，能靈敏地反映薏仁米的劣變情況。

2.4 薏仁米生化指標間的相關性分析

選取測定的薏仁米水分含量、脂肪酸值、過氧化值、丙二醛含量、脂肪酶活動度和電導率7個指標進行指標間的相關性分析，結果見表3。

表3 薏仁米生化指標間的相關性分析?

? * 表示在0.05水平上顯著相關，** 表示在0.01水平上顯著相關。

由表3可知，水分含量、脂肪酸值和丙二醛含量除與脂肪酶活動度無顯著相關外，其他各指標間均顯著相關；過氧化值與各指標在0.01水平上均顯著相關，其中與水分含量和脂肪酶活動度顯著負相關；脂肪酶活動度除與過氧化值和電導率在0.05水平上顯著負相關外，與其他指標均顯著不相關；電導率與水分含量和脂肪酶活動度顯著負相關，與其他指標顯著正相關。從指標間的相關性和各指標的靈敏性分析可以得出，不同指標間均存在一定的關聯性，且都能不同程度地反映隨著貯藏時間的延長，薏仁米品質的下降。脂肪酶作為第一個參與脂肪水解過程的酶，調控著脂肪的轉化速率，是糧食在貯藏中氧化變質的主要原因之一。因此，選取水分含量、脂肪酸值、過氧化值、丙二醛、脂肪酶活動度和電導率作為薏仁米品質變化的主要判斷指標，同時，這些指標與脂肪氧化密切相關，可作為薏仁米貯藏過程中脂肪氧化研究的主要指標。

3 結論

在為期1年的貯藏過程中，薏仁米的顏色、氣味、主要成分及關聯指標變化明顯，表明薏仁米品質隨貯藏時間的延長而下降。脂肪酸值、過氧化值、丙二醛值、脂肪酶活動度和電導率的變化，均靈敏地反映隨著貯藏時間的延長薏仁米的脂肪氧化，劣變程度加大，反映薏仁米品質的下降，因此可作為判斷薏仁米品質變化的主要指標。與前人[21-23]的研究方法比較，本研究用量化指標評價和儀器評價薏仁米的品質，更科學、客觀地表示了薏仁米貯藏過程中品質的變化，避免了此前只以感官評價作為分析方法的主觀評價中的誤差。然而薏仁米的陳化是一個復雜的過程，不僅受脂肪氧化的影響，還與淀粉、蛋白質的變化有著密切聯系。由于陳化對淀粉、蛋白質含量影響不大，故后期可對薏仁米貯藏中蛋白質的結構、性質變化，淀粉的糊化特性等進行深入研究。