萌發及甜醅發酵處理對燕麥營養品質、淀粉體外消化能力及抗氧化性的影響

周海龍 崔江明 馬利華

(徐州工程學院食品與生物工程學院，徐州 221111)

萌發過程是植物從休眠的靜態躍升為生理活動頻繁的動態的過程，萌發期間其呼吸作用增強，酶的種類和數量顯著增加，并可能產生新的高活性物質[4]；微生物發酵不僅利用微生物的分解作用，釋放燕麥組織中營養物質、生物活性物質，還可利用微生物的代謝產物，進一步提高燕麥的營養性與抗氧化性[5]。前人在這些方面均有一些研究與報道，如于曉妮等[6]研究表明發芽燕麥全粉的乳化性、吸水性指數、水溶性指數顯著高于未發芽燕麥(P<0.01)，總酚含量約為未發芽燕麥的2倍；徐建國[7]研究表明燕麥發芽過程中, 天冬氨酸 (Asp) 、谷氨酸 (Glu) 、絲氨酸 (Ser) 呈降低趨勢, 但在發芽后期含量增加, 其余氨基酸和總游離氨基酸含量在發芽過程中均呈增加趨勢。燕麥蛋白體外消化率隨著發芽時間延長而增加；貝琦[8]研究表明燕麥通過紅曲霉固態發酵可以顯著提高燕麥的總酚含量；史曉萌等[9]研究表明燕麥甜醅發酵后氨基酸組成比例更接近評價標準，其蛋白質營養質量更高、更全面，營養價值更高，口感更怡人。但對于萌發、發酵及萌發發酵處理燕麥的綜合性比較與研究鮮有報道。本實驗以普通裸燕麥為對照，分別進行萌發、甜醅發酵、萌發后再發酵處理，研究不同處理對燕麥營養性和抗氧化性的影響，為燕麥新型食品開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與試劑

裸燕麥：河北張家口壩上，2019年收獲；甜醅。FeCl3、K3Fe(CN)6丙三醇、Al(NO3)3、NaNO2、3.5-二硝基水楊酸、FeSO4、牛肉浸膏蛋白胨、檸檬酸等，均為分析純。

1.2 方法

1.2.1 燕麥的處理

對照：稱取適量普通裸燕麥粒，磨粉，備用。

萌發：篩選籽粒飽滿、成熟度好的燕麥, 先用2%次氯酸溶液浸泡10 min, 再用0.1%H2O2中浸泡10 min殺菌, 清水反復沖洗后再浸泡12 h, 室溫下催芽24 h播種，于20 ℃恒溫箱中避光連續萌發，每隔8 h澆水1次，保持濾紙的濕度在95%以上。培養箱中萌發72 h，取出烘干，磨粉備用。

耕地質量統一調查研究（龔西征等） ..............................................................................................................1-36

發酵：挑選顆粒完整的燕麥，清洗后加水浸泡、蒸煮，冷卻后接種2.75 g/kg甜酒曲，攪拌均勻后，放到30 ℃培養箱中發酵48 h后，取出烘干、磨粉，備用。

先萌發后發酵處理：按照以上步驟將燕麥先萌發，再進行發酵處理后，稱量備用。

1.2.2 總多酚含量的測定

采用鐵氰化鉀法[10]對燕麥的總多酚含量進行測定，以沒食子酸作標準品繪制多酚標準曲線，根據標準曲線計算總酚含量(mg/g)。在25 mL的容量瓶中加入燕麥提取液，0.1 mol/LFeCl3溶液、0.008 mol/L K3[Fe(CN)6]溶液和0.1mol/L HCl溶液各0.5 mL，搖勻后定容，在波長695 nm處測定其吸收值。

1.2.3 黃酮含量的測定

采用蘆丁作標準品[11]，繪制黃酮標準曲線,根據標準曲線計算總酚含量(mg/g)。取2 mL的燕麥提取液加入70%乙醇2 mL、0.75 mL質量分數5%的NaNO2搖勻，室溫下靜置5 min，然后再加入0.5 mL 的10% Al(NO3)3，室溫下放置5 min，加入4 mL的5%NaOH，搖勻定容，510 nm處測吸光度。

1.2.4 β-葡聚糖含量的測定

采取剛果紅顯色法[12]，以剛果紅作標準品繪制標準曲線，根據標準曲線計算β-葡聚糖含量(mg/g)。

1.2.5 游離氨基酸含量的測定

采用茚三酮比色法[13]，以谷氨酸為標準溶液繪制標準曲線，根據標準曲線計算含量(mg/g)。

1.2.6 淀粉體外消化能力測定

淀粉體外消化采用參考文獻[14]中的方法，由于人體消化淀粉的速率不同，將淀粉分為快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)、抗性淀粉(RS)。

RDS=(G20-G0)×0.9/TS×100%

SDS=(G120-G20)×0.9/TS×100%

RS=(TS-RDS-SDS)×0.9/TS×100%

式中：TS為淀粉的總質量/mg；0.9為轉化因子；G0為淀粉中游離的還原糖含量/mg；G20為樣品酶解20 min后還原糖的含量/mg；G120為樣品酶解120 min后還原糖的含量/mg。

1.2.7 抗氧化性測定

自由基清除率達到50%的抗氧化劑濃度為半數清除率IC50。

1.2.7.1 清除羥基自由基的活性測定

采用水楊酸法[15]測定燕麥的羥自由基清除率。在25 mL容量瓶中依次加入燕麥提取物、6 mmol/L FeSO4溶液、6 mmol/L水楊酸溶液及6 mmol/L H2O2溶液各2 mL，以H2O2溶液作為啟動反應，搖勻定容10 min，于510 nm處測吸光度，以空白溶液做對比。

式中：A0為空白吸光度；A1為樣品吸光度。

1.2.7.2 清除DPPH自由基活性的測定

對燕麥DPPH自由基清除效果進行測定[16]。稱取0.012 8 g DPPH加水溶解于小燒杯中，移至50 mL 容量瓶，定容，搖勻。利用DPPH的溶液特征紫紅色團的吸收峰，用分光光度法測定加抗氧化劑提取液后在波長517 nm處吸收的下降表示其對有自由基清除能力。樣品對DPPH自由基的清除能力為：

式中：A0為DPPH+體積分數80%乙醇溶液；Ai為DPPH+樣品溶液；Aj為樣品溶液+體積分數80%乙醇溶液。

取DPPH母液5 mL，加入樣品及參照液，用二次蒸餾水定容于10 mL容量瓶中，置于20 ℃水浴鍋恒溫30 min，于517 nm波長下測定吸光度。

1.2.8 數據分析

實驗中每個樣品做3個平行，每個處理重復3次，數據采用 SPSS 24.0 數據處理。

2 結果與分析

2.1 不同處理對燕麥中總多酚及黃酮含量的影響

萌發是一種生理過程，燕麥在萌發過程中苯丙氨酸解氨酶等一些相應的酶活性被激活，又合成了新的多酚類化合物[17]；甜醅發酵則是通過米曲霉菌、根霉菌等微生物的繁殖及其代謝產物破壞分解細胞壁，釋放細胞中的活性物質，還可以通過微生物的自身代謝，產生一些生物活性物質[18]。由圖1可知，不同處理燕麥中總多酚及黃酮含量均高于對照；發酵處理后的燕麥總多酚含量及黃酮含量較對照提高46.7%、56.94%；而先萌發再發酵處理是結合生理過程及微生物和酶的生物作用，比對照極顯著提高(P<0.01)，比單獨萌發或發酵處理顯著提高(P<0.05)。

圖1 不同處理對燕麥中總多酚及黃酮含量的影響

2.2 不同處理對燕麥游離氨基酸含量、β-葡聚糖含量的影響

由圖2可知，不同處理對燕麥游離氨基酸含量及β-葡聚糖含量的影響較為明顯。萌發、發酵處理后燕麥游離氨基酸含量較對照提高；萌發處理后，在水解酶作用下葡聚糖分解導致葡聚糖含量下降，比對照略有下降，而微生物生長繁殖主要利用單糖，微生物的活動可以減弱種皮的覆蓋度，破壞細胞壁，釋放細胞內物質，甜醅發酵后燕麥β-葡聚糖含量比對照略有提高；先萌發后發酵處理游離氨基酸含量比對照極顯著提高(P<0.01)，比單獨萌發、單獨發酵顯著提高(P<0.05)；先萌發后發酵處理，由于先萌發的燕麥破壞了燕麥的種皮和部分細胞壁，更有利于微生物的生長繁殖，再經過甜酒曲的發酵，燕麥中β-葡聚糖含量比對照、單獨萌發、單獨發酵均略有提高。

圖2 不同處理對燕麥游離氨基酸含量、β-葡聚糖含量的影響

2.3 不同處理對燕麥淀粉體外消化的影響

由于萌發過程、米根霉等微生物繁殖代謝激活燕麥中淀粉酶等多種酶[19]，根據圖3分析得知，各樣品中的淀粉體外消化率隨著消化時間的增加而呈現不斷上升的趨勢(P<0.05)，且不同的樣品中淀粉的體外消化率的變化情況也不同，經過萌發、甜醅發酵后等處理的燕麥中的淀粉在初級階段的消化率高于對照，萌發燕麥RDS、甜醅發酵RDS含量比對照均有提高，而先萌發后發酵處理后RDS含量比對照提高了12.13%；而消化中后期階段所有處理樣品的淀粉體外消化率則均低于對照，3種處理后燕麥中的RDS和RS的含量與對照無顯著差距(P>0.05)，說明燕麥經過萌發、甜醅發酵及先萌發后發酵的3種處理，燕麥淀粉的體外消化變化趨勢較平緩。

圖3 不同處理對燕麥淀粉體外消化的影響

2.4 不同處理對燕麥抗氧化性的影響

由圖4 可知，燕麥體外抗氧化能力通過幾種不同處理均比對照有所提高。萌發處理燕麥羥基自由基、DPPH自由基IC50比對照降低，甜醅發酵處理的燕麥抗氧化能力略高于萌發處理，羥基自由基、DPPH自由基IC50比對照的降低，先萌發再發酵處理的燕麥體外抗氧化能力最好，羥基自由基、DPPH自由基IC50比對照顯著降低(P<0.05)，比單獨萌發和單獨發酵降低，可能是因為燕麥通過生理萌發結合微生物、酶的生化作用，釋放了更多的總多酚及黃酮物質[20]。

圖4 不同處理對燕麥羥基自由基、DPPH自由基清除效果的影響

3 結論

萌發、甜醅發酵、萌發后在發酵處理可以較好地提高燕麥的營養品質及抗氧化性，處理后燕麥中總多酚含量、黃酮含量、游離氨基酸含量均顯著(P<0.05)高于對照；羥基自由基、DPPH自由基IC50則顯著(P<0.05)低于對照，其中先萌發再發酵處理效果高于單獨萌發與發酵處理；而3種處理后的燕麥淀粉的體外消化率的變化趨勢則比對照平緩，RDS含量有一定程度提高，但SDS和RS的含量無顯著變化(P>0.05)。