有色發(fā)芽糙米抗氧化活性的動(dòng)態(tài)變化

王　艷，徐非非，柴立紅，沈圣泉

（浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江杭州　310029）

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有色發(fā)芽糙米抗氧化活性的動(dòng)態(tài)變化

王艷，徐非非，柴立紅，*沈圣泉

（浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江杭州310029）

摘要：近年來(lái)，隨著慢性疾病發(fā)展趨勢(shì)愈發(fā)嚴(yán)重，全谷物食品的營(yíng)養(yǎng)成分及其健康價(jià)值引起了廣泛關(guān)注。為了探究有色米發(fā)芽過(guò)程中（0～96 h）抗氧化活性的動(dòng)態(tài)變化，研究選取有色米BP480（紅米）、BP602（黑米）和BP015（白米，CK）為材料，對(duì)三者重要抗氧化活性成分的變化進(jìn)行分析，即酚含量、DPPH自由基清除能力、酚酸（阿魏酸、對(duì)香豆酸）含量、VE含量。主要結(jié)果如下：①抗氧化活性關(guān)鍵指標(biāo)總酚含量、總DPPH值，在有色米（紅米、黑米）和白米的發(fā)芽糙米中，三者最大值均在發(fā)芽結(jié)束時(shí)（96 h），分別為未發(fā)芽糙米的1.1倍、1.2倍和3.1倍，以及1.1倍、1.3倍和2.2倍。游離酚含量和游離DPPH值，在有色米中，0～24 h階段顯著降低，之后隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)有所增加，而白米整體屬于增長(zhǎng)趨勢(shì)。②阿魏酸、對(duì)香豆酸含量均顯著升高。③VE總含量變化均不明顯，γ-生育三烯酚在白米中顯著下降，而有色米中總體變化不顯著。

關(guān)鍵詞：發(fā)芽糙米；有色米；抗氧化活性；VE

0　引言

發(fā)芽糙米（GBR）作為一種水稻全谷物，是稻谷經(jīng)礱谷后得到的完整留胚糙米，經(jīng)消毒后，在一定溫度、濕度環(huán)境下發(fā)芽到一定程度（傳統(tǒng)方法芽長(zhǎng)0.5～1.0 mm），然后經(jīng)滅活、干燥后得到的水稻加工產(chǎn)品。研究發(fā)現(xiàn)，糙米在發(fā)芽過(guò)程中進(jìn)行著豐富的生理生化活動(dòng)，并引發(fā)較多的功能及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的變化，如還原糖、γ-氨基丁酸（GABA）、膳食纖維和抗氧化活性成分（如多酚類、VE）等[1-3]。GABA，目前發(fā)芽糙米研究最多的一種成分，對(duì)人體有多方面的保健作用，GABA在不同品種的糙米中含量介于0.01～0.1 mg/g[4]，發(fā)芽處理后，其含量可增加3～17倍[5]，而對(duì)于酚酸、VE等抗氧化活性功能營(yíng)養(yǎng)成分的研究比較少。此外，之前大部分研究主要針對(duì)白米[6]、有色米的相關(guān)研究稀缺。Yodpitak S等人[7]發(fā)現(xiàn)黑米經(jīng)過(guò)短暫的14 h發(fā)芽后，抗氧化活性沒(méi)有顯著變化，但沒(méi)有在其他條件下進(jìn)一步研究，如不同的發(fā)芽時(shí)間、發(fā)芽環(huán)境等[8-9]。因此，發(fā)芽處理能否進(jìn)一步提高有色米的抗氧化活性，以及怎樣影響其相關(guān)成分含量變化，至今仍缺乏充分的說(shuō)明。

基于目前的研究基礎(chǔ)，試驗(yàn)采用有色糙米（紅米、黑米），以及作為對(duì)照的白米糙米進(jìn)行發(fā)芽處理，在9個(gè)不同發(fā)芽時(shí)間（24，30，36，42，48，60，72，84，96 h）對(duì)酚、阿魏酸、對(duì)香豆酸、DPPH自由基清除能力、VE和γ-生育三烯酚抗氧化活性成分進(jìn)行研究，動(dòng)態(tài)分析有色米發(fā)芽過(guò)程中抗氧化活性的變化特點(diǎn)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

（1）材料。2種有色米BP480（紅米）和BP602（黑米），以及對(duì)照BP015（白米），2013年收于杭州；發(fā)芽糙米的制備參考前人方法[10]，略有改動(dòng)，獲得發(fā)芽24，30，36，42，48，60，72，84，96 h后的發(fā)芽糙米，然后冷凍干燥、磨粉，并過(guò)100目篩子，- 20℃保存以備用。

（2）試劑。甲醇、乙腈，色譜純，Si- yi公司提供；VE標(biāo)樣，Chroma Dex公司提供；酚酸標(biāo)樣，Trolox（6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethychroman-2-carboxyl icacid），福林酚試劑（Folin- Ciocalteu reagent），DPPH （2,2'- diphenyl- 1- picrylhydrazyl），Sigma公司提供；其他化學(xué)試劑為分析純。

1.2試驗(yàn)儀器

Ultrospec 1100型分光光度計(jì)、BenchTop 4K型冷凍干燥器、HZ- 9210K型振蕩器、Sorvall ST16R型高速離心機(jī)、RE- 2000A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、Waters型高效液相色譜儀。

1.3抗氧化活性物質(zhì)的提取與檢測(cè)方法

酚（游離酚和總酚）的提取方法[11]，酚含量的測(cè)定方法[12]（福林酚分光光度法），酚酸（阿魏酸、對(duì)香豆酸）含量檢測(cè)方法[13]，DPPH抗氧化能力測(cè)定方法[14]，VE的提取與檢測(cè)方法[15]。

1.4統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)結(jié)果用平均值表示。采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用LSD（Least significant differences）進(jìn)行顯著性分析，p＜0.05表示差異顯著。

2結(jié)果與分析

2.1酚含量的動(dòng)態(tài)變化

酚（主要包括酚酸和類黃酮等化合物）是水稻中主要的抗氧化活性成分。

紅米、黑米和白米在發(fā)芽過(guò)程中總酚（a）與游離酚（b）含量的動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)圖1。

圖1　紅米、黑米和白米在發(fā)芽過(guò)程中總酚（a）與游離酚（b）含量的動(dòng)態(tài)變化

結(jié)果顯示，紅米、黑米和白米的GBR總酚含量最大值均在發(fā)芽結(jié)束時(shí)（96 h），紅米、黑米分別為二者未發(fā)芽糙米的1.1倍、1.2倍、白米為3.1倍?？偡雍康恼麄€(gè)趨勢(shì)顯示，有色米在前期有一個(gè)較大的降低過(guò)程，隨后升高直到最后超過(guò)未發(fā)芽糙米，而白米基本處于上升的趨勢(shì)。其中數(shù)據(jù)顯示，有色GBR的游離酚在0～24 h有大幅度的降低，紅米GBR 從234.4 mg GAE/100 g降到73.4 mg GAE/100 g，黑米GBR從306.8 mg GAE/100 g降到120.5 mg GAE/100 g，但隨后便逐漸升高，然而白米GBR總體表現(xiàn)出較穩(wěn)定的增長(zhǎng)趨勢(shì)，這說(shuō)明對(duì)于有色米的總酚含量而言，主要是受游離酚含量的影響。

從而可得出，有色發(fā)芽糙米的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)有較多的游離酚損失，而持續(xù)發(fā)芽能彌補(bǔ)這一損失。

2.2酚酸的動(dòng)態(tài)變化

據(jù)報(bào)道，阿魏酸具有廣泛的生理活性，是發(fā)芽糙米中含量最多的酚酸（其次是對(duì)香豆酸），其含量可達(dá)總酚酸含量的50％以上[16-17]。

紅米、黑米和白米在發(fā)芽過(guò)程中阿魏酸、對(duì)香豆酸含量的動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)表1。

阿魏酸、對(duì)香豆酸含量在有色米（紅米、黑米）和白米GBR總體均顯著增高，發(fā)芽96 h達(dá)到峰值。在紅米中，分別為其未發(fā)芽糙米的5.4倍、5.6倍；黑米分別為5.3倍、11.8倍；而白米中，分別為3.1倍、3.8倍。這與Ti H H等人[6]的（白米）研究趨勢(shì)類似。

2種酚酸在未發(fā)芽糙米中，白米比有色米含量更高；而經(jīng)過(guò)發(fā)芽處理后，有色GBR增長(zhǎng)幅度更大，以至2種酚酸含量都超過(guò)白米GBR（30～96 h）。

表1　紅米、黑米和白米在發(fā)芽過(guò)程中阿魏酸、對(duì)香豆酸含量的動(dòng)態(tài)變化　/μg·g-1

2.3 DPPH自由基吸收能力的動(dòng)態(tài)變化

紅米、黑米和白米在發(fā)芽過(guò)程中總DPPH（a）、游離DPPH（b）含量的動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)圖2。

圖2　紅米、黑米和白米在發(fā)芽過(guò)程中總DPPH（a）、游離DPPH（b）含量的動(dòng)態(tài)變化

紅米、黑米和白米GBR的DPPH最大值均在發(fā)芽結(jié)束時(shí)（96 h），紅米、黑米GBR分別為二者未發(fā)芽糙米的1.1倍，1.3倍，白米為3.1倍。數(shù)據(jù)分析顯示，對(duì)總趨勢(shì)變化其關(guān)鍵作用的是有色米游離態(tài)部分，而游離態(tài)DPPH在發(fā)芽的起始階段（0～24 h）均顯著降低，隨后不同程度升高；而白米在整個(gè)發(fā)芽過(guò)程中表現(xiàn)出升高趨勢(shì)。DPPH值與酚含量檢測(cè)結(jié)果類似，主要是因?yàn)榉宇愂侵参矬w內(nèi)最主要的抗氧化活性成分之一，也是水稻全谷物中最主要抗氧化活性物質(zhì)[17]。

2.4 VE的動(dòng)態(tài)變化

VE是脂溶性抗氧化劑，分為生育酚和生育三烯酚，按甲基位置分為α，β，γ和δ，共8種成分，屬于同一個(gè)同分異構(gòu)體家族。在水稻中，γ-生育三烯酚（γ- T3）是其最主要成分。

紅米、黑米和白米在發(fā)芽96 h過(guò)程中VE總含量和γ- T3的動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)表2。

表2　紅米、黑米和白米在發(fā)芽96 h過(guò)程中VE總含量和γ- T3的動(dòng)態(tài)變化/μg·g-1

VE總含量，在紅米和黑米GBR中分別在38.6 μg/g 和41.7 μg/g左右略顯波動(dòng)，而在白米中相對(duì)穩(wěn)定（約67.3 μg/g）。之前，Ng L T等人[10]報(bào)道發(fā)芽過(guò)程中黑米VE總含量（49.1 μg/g）高于白米（39.4 μg/g)，因此綜合Ng L T等人[10]與此次研究結(jié)果，推測(cè)VE總含量與稻米皮層顏色無(wú)關(guān)，屬于稻米自身特有基因決定。

γ- T3在紅米和黑米GBR中分別占VE總含量的47％～58％和46％～58％，而在白米中占35％～50％。在發(fā)芽過(guò)程中，γ- T3在白米中顯著下降（33.0～24.7 μg/g），而在有色米中未表現(xiàn)出較大的變化。

3結(jié)論與討論

本研究通過(guò)對(duì)有色米（紅米、黑米）及白米的糙米在0～96 h（9個(gè)檢測(cè)點(diǎn)）發(fā)芽過(guò)程中，酚、對(duì)香豆酸、阿魏酸的含量，DPPH自由基清除能力，VE總含量和γ-生育三烯酚含量變化，來(lái)分析糙米發(fā)芽過(guò)程中抗氧化活性的動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)。

研究發(fā)現(xiàn)，糙米在發(fā)芽過(guò)程中，有色GBR的總抗氧化活性顯著高于白米GBR，黑米GBR高于紅米GBR；而白米發(fā)芽處理后，抗氧化活性提高大于2倍，有色米大于1倍。其中，有色米游離態(tài)抗氧化活性物質(zhì)在0～24 h內(nèi)大幅度降低，隨后逐漸升高；而在白米中總體穩(wěn)定增長(zhǎng)。游離態(tài)抗氧化活性物質(zhì)前期的大量降低，可能源于浸泡過(guò)程，較多的水溶性多酚類化合物的流失，如黃酮類物質(zhì)（有色米中一種重要多酚類物質(zhì)），這些物質(zhì)不穩(wěn)定，易受到pH值、溫度等不適理化環(huán)境影響而降解[18]。在隨后發(fā)芽階段中抗氧化活性的增強(qiáng)，可以進(jìn)一步說(shuō)明糙米在發(fā)芽過(guò)程中激活了一系列酶（如內(nèi)源酯酶等），釋放結(jié)合在細(xì)胞壁多糖上的酚類小分子（如酚酸等）[19-21]以及苯丙氨酸氨裂解酶，促使植物合成苯丙氨酸和其他相關(guān)多酚類物質(zhì)，協(xié)同作用達(dá)到提高抗氧化活性的結(jié)果[22]。

另外，本研究的發(fā)芽結(jié)束時(shí)間是96 h，有色米（紅米和黑米）及白米的總抗氧化活性均以穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì)達(dá)到最大值；如果延長(zhǎng)發(fā)芽時(shí)間，推測(cè)還有一段的增長(zhǎng)期，但此時(shí)相應(yīng)的微生物繁殖也應(yīng)該會(huì)異?；钴S，延長(zhǎng)時(shí)間可能會(huì)引起一些其他問(wèn)題，具體情況還有待更深入研究。

綜上所述，相對(duì)于白米、有色米發(fā)芽處理后抗氧化能力提高效益稍次一些，而對(duì)于某些單獨(dú)成分，有色米的增長(zhǎng)效果更好，如阿魏酸、對(duì)香豆酸等。因此，在生產(chǎn)活動(dòng)中根據(jù)具體需要，針對(duì)性地選擇稻米品種及處理方式尤為重要。

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The Dynamic Changes of the Antioxidant Activity in Colored Germinated Brown Rice（Oryza Sativa L.）

WANG Yan，XU Feifei，CHAI Lihong，*SHEN Shengquan
（College of Agriculture and Biotechnology，Zhejiang University，Hangzhou，Zhejiang 310029，China）

Abstract：Recently，with the increasing prevalence rate of chronic degenerative diseases，the nutritional properties and health benefits of whole grains have received wide attention. To investigate the dynamic changes of the antioxidant activity in germinated brown rice（GBR）within germination time（0～96 h），this study chose colored rice BP480（red），BP602 （black），and BP015（white，CK）as materials，from the values of polyphenols，DPPH，phenolic acid（acid，pCA）and vitamin E. The main results are listed below：①Two important indicators of antioxidant activity，total phenolic content and DPPH of the colored GBR（red & black），and white GBR，with maximum values，which are 1.1，1.2，3.1- flod and 1.1，1.3，2.2- fold of their non- germinated counterparts，respectively，all obtained at the final stage of germination（96 h）. The phenolic content and DPPH of free extracts in colored GBR showed a notable decline at the earlier stage（0～24 h），then increased with the process of germinating，despite with a constant increasing trend in the white GBR.②The contents of ferulic acid，and pCA displayed pronounced increase with the duration of germination in all cultivars.③No big changes were observed in total vitamin E，though γ- T3 with a gradual decrease in white GBR，and a relative steady in colored GBR.

Key words：germinated brown rice；colored rice；antioxidant activity；VE

*通訊作者：沈圣泉（1962—），男，博士，副教授，研究方向?yàn)樗菊T變種質(zhì)創(chuàng)新與植物轉(zhuǎn)基因研究。

作者簡(jiǎn)介：王艷（1991—），女，碩士，研究方向?yàn)榈久坠δ軤I(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

基金項(xiàng)目：浙江省科技廳公益技術(shù)研究農(nóng)業(yè)項(xiàng)目（2015C32054）；浙江省“8812”計(jì)劃專項(xiàng)（2016C12020- 3）。

收稿日期：2016- 01- 19

文章編號(hào)：1671- 9646（2016）03a- 0011- 04

中圖分類號(hào)：TS210.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671- 9646（X）.2016.03.003