蕎麥發芽過程中植酸含量變化的研究

高 芬，王宇婷，石 磊

（山西省農業科學院 農產品加工研究所/特色農產品加工山西省重點實驗室，山西 太原 030031）

0 引言

蕎麥是自然界中甚少的藥食兩用作物，蕎麥中含有植酸，影響蕎麥營養效價的發揮[1]。植酸是一種抗營養物質，可與食物中的鈣、鎂、鋅、鐵等物質螯合形成不溶性的復合物，降低鈣、鎂、鋅、鐵等的生理利用率；植酸可與蛋白質等形成不溶性復合物，降低氨基酸的吸收率；一些消化酶的作用也受到植酸的抑制，影響到蛋白質、淀粉、脂肪的利用率。因此，植酸的抗營養作用是以谷物食品為主食的人群多種營養素利用率下降的重要原因之一。

許多作物種子發芽萌動后，消除或降低了谷物、豆類等作物中抗營養物質的含量和蛋白質、淀粉的消化率，某些谷物中限制性氨基酸、維生素等含量提高[2]。發芽萌動技術目前在制備糙米和蕎麥等谷物上得到了廣泛的研究[3-4]。對蕎麥萌發過程中活性成分的變化及保健功能的研究較多[5-7]，但有關其萌發后抗營養物質植酸含量的變化研究報道較少。

試驗將蕎麥進行萌動發芽后，對蕎麥全谷物粉、蕎麥麩皮及蕎麥芽芯粉中植酸含量變化規律進行研究，對蕎麥精深加工具有指導作用，可為雜糧的主食化提供技術參考。

1 材料與儀器

1.1 試驗材料

苦蕎（晉蕎2號）、甜蕎（左云甜蕎），山西省農業科學院提供?？嗍w和甜蕎均為2017年秋季收獲，種子貯藏于0～4℃。

1.2 儀器和試劑

721型分光光度儀、DHG-9240A型鼓風干燥箱，上海第三分析儀器廠產品；LRH-150B型生化培養箱，廣東省醫療機械廠產品；SPX-300IC型人工氣候箱；FW-200A型傾斜式高速萬能粉碎機，北京中興偉業產品；LD5-10型離心機，北京醫用離心機廠產品；THZ-82型恒溫振蕩器，上海躍進醫療器械四廠產品。

離子交換柱：Ф0.8 cm×10 cm，離子交換樹脂：100～200目氯化物型，AG1-X4型陰離子交換樹脂。

植酸、植酸鈉（純度98%）、磺基水楊酸、氫氧化鈉、氯化鈉、氯化鐵、無水硫酸鈉、鹽酸等，均為分析純。

2 試驗方法

2.1 蕎麥的發芽

（1） 選種。用20目篩網篩理蕎麥籽粒，將雜物及篩孔間的石子剔除掉，然后去掉異色、癟粒、霉變和未成熟籽粒，挑選出飽滿、無污染的籽粒。

（2） 清洗。精選出的蕎麥籽粒用自來水沖洗，直到洗去表面塵土。然后用18%～20%的食鹽水淘洗，并靜置食鹽水中5～10 min，隨后采用去離子水清洗籽粒，最后以2%次氯酸鈉浸泡殺菌1～2 h，去離子水反復清洗。

（3） 浸種。用蒸餾水浸泡種子，水量為種子體積的2～3倍，置于恒溫培養箱30℃下8～10 h，取出后于室溫下用蒸餾水浸泡，期間不時攪拌種子，以便浸潤均勻。

（4） 發芽培養。準備鋪有多層紗布的白瓷盤，將浸泡后的蕎麥籽粒均勻攤于紗布上，分別置于20，25，30℃3個溫度的恒溫培養箱中，不時在白瓷盤中加入適量的水，并蓋上干凈的紗布。發芽培養前，白瓷盤、紗布和培養箱均用2%次氯酸鈉溶液浸泡殺菌5～10 min或沖洗噴灑次氯酸鈉殺菌。

（5） 定時采樣。隨機抽取每天萌動發芽的蕎麥籽粒，從1～7 d，共7次。

2.2 蕎麥芽粉的制備

將去殼的蕎麥芽在100℃恒溫干燥箱中處理20 min，隨后在40℃下烘干8 h，經Brabende試驗磨制2遍，篩下物為萌動蕎麥芯粉，篩上物全部粉碎后作為萌動蕎麥麩粉。蕎麥芽脫去皮殼后的整個籽粒完全磨制后，作為萌動蕎麥全粉。

2.3 蕎麥中植酸含量的測定

2.3.1 提取

稱取1 g粉碎的谷物試樣（過60目篩） 于具塞三角瓶中，加入硫酸鈉-鹽酸溶液50 mL，于45℃下振蕩提取2 h，過濾收集濾液備用。

2.3.2 分離

離子交換柱中放置5 g陰離子交換樹脂，用濃度為0.7 mol/L NaCl溶液洗脫，再用去離子水持續洗滌至洗脫液不含氯離子。將質量分數3%NaOH溶液1 mL加入5～10 mL提取液中，再加入去離子水至30 mL，充分混勻后加入離子交換柱中，分別用15 mL水和15 mL，濃度0.05 mol/L NaCl溶液洗滌，控制流速為1 mL/min，棄去洗滌液。最后用濃度0.7 mol/L NaCl溶液洗脫樣品植酸溶液，將洗脫液于25 mL容量瓶中去離子水定容待用。

2.3.3 顯色劑配制

反應劑：稱取1.5 g FeCI3·6H2O和15 g磺基水楊酸溶解于去離子水中，定容至500 mL，使用前用水稀釋10倍。

2.3.4 植酸標準溶液

稱取植酸鈉1.734 g溶于水中，并定容至100 mL，制成1.0%植酸標準液待用，使用前用水稀釋至所需濃度。

2.3.5 植酸標準曲線的繪制

吸取0.1 mg/mL的植酸標準溶液0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mL于6支10 mL比色管中，加入反應劑4 mL，用水稀釋至刻度，搖勻。放置10 min以上，以0 mL樣品溶液為參比，在波長500 nm處測定各溶液吸光度。以植酸含量（mg） 為橫坐標、吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。

2.3.6 試液測定

取2.3.2中洗脫液2.5 mL，于10 mL比色管中，加入顯色液4 mL，搖勻，其余步驟同2.3.5，測其吸光度，并計算試液中植酸含量。

2.3.7 結果計算

樣品中植酸含量計算公式：

式中：X——樣品中植酸含量，mg；

C——樣液中植酸含量，mg；

m——樣品的質量，g；

V1——提取液定容后的體積，mL；

V2——分離后取提取液的體積，mL；

V3——分離液定容后的體積，mL；

V4——試液測定時，取分離液的體積，mL。

3 結果與分析

3.1 植酸含量測定的標準曲線及回歸方程

Fe3+對植酸具有強螯合性，植酸與三氯化鐵-磺基水楊酸混合液（紫色） 可以發生褪色反應，利用反應中的褪色程度和植酸濃度成正比的特性，可以得到植酸的含量。植酸標準工作曲線，呈現很好的線性關系，相關系數為0.998 2。

Y=-1.143 2X+0.800 5，R2=0.998 2.

植酸標準工作曲線見圖1。

圖1 植酸標準工作曲線

3.2 發芽溫度與蕎麥中植酸含量的關系

發芽溫度對蕎麥中植酸含量的影響見圖2。

圖2 發芽溫度對蕎麥中植酸含量的影響

植酸含量與蕎麥籽粒發芽溫度相關度很高，由圖2可知，在20，25，30℃3個發芽溫度下植酸含量都呈現出了下降趨勢，其中植酸濃度在25℃下，發芽2 d即迅速下降，在3～5 d，植酸濃度下降趨于平緩，至發芽5 d達到最低值。而在20℃和30℃下，0～3 d內植酸濃度降低緩慢，從3 d以后，植酸濃度下降明顯，其中在4～5 d內迅速下降。到發芽末期，植酸含量達到最低值。在同一溫度下，植酸含量隨發芽時間延長而降低是非線性的，某一時間段呈現降低放緩現象，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，分解產物磷離子卻沒有得到及時消耗，磷離子濃度過高會對植酸分解起抑制效應，從而產生植酸含量的動態平衡。

3.3 發芽時間對蕎麥植酸含量的影響

發芽時間對蕎麥中植酸含量的影響見圖3。

圖3 發芽時間對蕎麥中植酸含量的影響

發芽時間也是影響植酸含量的重要因素，由圖3可知，在25℃的發芽溫度下，苦蕎、甜蕎種子植酸含量隨著發芽時間的延長，均呈現下降趨勢。苦蕎種子在發芽前期，植酸含量下降平緩，在發芽至4 d時，植酸含量有一個迅速下降過程，發芽至5 d，植酸含量降至最低后并開始趨于穩定。而甜蕎種子在發芽至2 d時，植酸含量即迅速降低，發芽至3 d時，降至最低。

3.4 發芽過程中蕎麥全粉、麩皮及芯粉植酸含量變化

蕎麥全粉、麩皮及芯粉在發芽過程中植酸含量見圖4。

圖4 蕎麥全粉、麩皮及芯粉在發芽過程中植酸含量

植物積蓄營養物質是為了繁衍，孕穗、結籽時會從土壤中吸收無機磷，這些無機磷以植酸的形式貯存起來，種子發芽、出苗時植酸會進行分解，以提供營養物質。蕎麥中植酸主要貯藏于蕎麥的糊粉層中，蕎麥芯粉中植酸含量較低。在25℃的發芽溫度下，隨著發芽時間的延長，蕎麥全谷物籽粒、蕎麥麩皮粉及芯粉中植酸含量，均呈現下降趨勢。有研究表明，蕎麥中的類黃酮、γ-氨基丁酸等活性物質也分布于蕎麥的糊粉層中，在制作加工蕎麥全谷物食品時，蕎麥麩皮中的植酸、谷物及大豆等植物的天然組分包含蕎麥植酸，從這種意義上講，植酸就是重要的生理功能內源物質。

不同溫度及萌發時間下不論甜蕎還是苦蕎，不論蕎麥全粉、麩皮還是芯粉中，植酸的含量都隨著萌發時間的增加而降低，植酸含量最高的蕎麥麩皮中植酸降低幅度最大。

4 結論

蕎麥保健藥用功能突出，引起了其產品開發的熱潮，以苦蕎芽為原料經過澄清等風味調配可制成飲料[8]；蕎麥芽通過勻質調配還可制作成口感、風味俱佳的蕎麥芽保健奶[9]；凌孟碩等人[10]以卡拉膠、黃原膠、蔗糖和維C為原料制作出苦蕎芽飲料；萌發處理的蕎麥，胰蛋白酶抑制劑、淀粉酶抑制劑、黃酮類降解酶含量顯著降低，致使黃酮、蘆丁的含量顯著提高，氨基酸及蛋白質比例更合理，提高了蕎麥綜合利用率[11-12]。值得注意的是，以植酸、單寧、蛋白類酶抑制劑等多酚類蕎麥抗營養因子，使得蕎麥的降低血液膽固醇、改善便秘和抑制脂肪過快積累的生理功能得以發揮，所以抗營養素的存在也有著積極的作用，通過蕎麥發芽過程中植酸含量的變化研究，對蕎麥加工產品的深加工及保健品開發方向給予一定理論指導。