超微粉碎對發(fā)芽糙米功能特性影響

于曉紅，劉麗宅，劉　穎，王　秋，竇博鑫

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱　150076）

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超微粉碎對發(fā)芽糙米功能特性影響

于曉紅，劉麗宅，*劉穎，王秋，竇博鑫

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150076）

摘要：以發(fā)芽糙米為原料，采用氣流式超微粉碎技術(shù)制備出發(fā)芽糙米超微粉，通過測定發(fā)芽糙米超微粉的葡萄糖束縛力、持油力、陽離子交換能力和胰脂肪酶活抑制力對其功能特性的影響。結(jié)果表明，超微粉碎對發(fā)芽糙米粉的功能特性具有顯著影響，經(jīng)氣流粉碎處理的發(fā)芽糙米超微粉平均粒徑為12.58 μm，比范圍在80～100目的發(fā)芽糙米粉對葡萄糖（濃度為100 mmol/L）束縛能力提高了42.21%，持油力提高了284.05%，陽離子交換能力提高了30.12%，胰脂肪酶活抑制力提高了47.32%。

關(guān)鍵詞：發(fā)芽糙米；超細(xì)微粉碎；功能特性

0　引言

近年來，人們越來越重視飲食結(jié)構(gòu)，“谷物雜糧養(yǎng)生”理念使人們越來越熱衷于谷物雜糧潛在功能的開發(fā)與研究。歐美國家非常重視稻米谷物中的必需成分和生理活性，倡導(dǎo)食用糙米［1］。糙米谷物是具有生命活力的種子，發(fā)芽后其營養(yǎng)價值明顯提高，發(fā)芽的糙米能改善和顯著提高谷物種子的營養(yǎng)價值，其中以Y-氨基丁酸（GABA）的積累尤為顯著。現(xiàn)代研究表明，發(fā)芽糙米除具有很好的美容養(yǎng)顏、降血脂、降血糖等功效，還具有增強(qiáng)免疫系統(tǒng)，通便、清腸健胃之功效，特別適合肥胖和糖尿病患者食用［2］。雖然糙米營養(yǎng)價值極高，但其往往附帶種皮果皮，口感欠佳，隨著食品行業(yè)采用超微粉碎技術(shù)改變了食品特性，使這項(xiàng)技術(shù)不僅提高了食品的營養(yǎng)利用率，改善了食用口感，更利于機(jī)體對食品營養(yǎng)成分的吸收等。超微粉碎技術(shù)是一種將各種固體物質(zhì)粉碎成直徑小于10 μm粉體的高科技含量的工業(yè)技術(shù)［3］。因此，本研究采用氣流式超微粉碎技術(shù)處理發(fā)芽糙米，通過測定超微粉持油力、陽離子交換能力、胰脂肪酶活抑制力和葡萄糖束縛力，評價發(fā)芽糙米超微粉在清腸胃、降血脂、降血壓以及降血糖方面的功能特性，最大限度保留糙米生物活性的同時，更好地發(fā)揮谷物雜糧的生理功能作用，為發(fā)芽糙米的進(jìn)一步研究和開發(fā)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料

實(shí)驗(yàn)室自制發(fā)芽糙米粉（546.27，315.10，152.73，12.58 μm）。

胰脂肪酶（32 U/mg）Sigma公司提供；鹽酸、葡萄糖、無水碳酸鈉，均為分析純。

ALC- 2100型電子分析天平，上海精密儀器儀表有限公司產(chǎn)品；PHS- 25型數(shù)顯pH計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；THZ- 82A721E型水浴振蕩器，上海一恒科技有限公司產(chǎn)品；FW80- 1型高速萬能粉碎機(jī)，天津泰斯特科技有限公司產(chǎn)品；DHG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥，上海一恒科技有限公司產(chǎn)品；SY- 2- 4型恒溫水浴鍋，天津市歐諾儀器儀表有限公司產(chǎn)品；HVP-Ⅱ型消化爐，上海纖檢儀器有限公司產(chǎn)品；KDN- F型自動定氮儀，上海纖檢儀器有限公司產(chǎn)品；ZLG- 10型冷凍干燥機(jī)，寧肯夏亞康技術(shù)設(shè)備公司產(chǎn)品；80- 2型高速離心機(jī)，上海浦東物理光學(xué)儀器廠產(chǎn)品。

1.2方法

1.2.1發(fā)芽糙米超微粉的制備［4］

首先進(jìn)行人工精選，去除發(fā)芽糙米中沙礫、石塊、霉變和異色糙米等雜質(zhì)，水洗2～3次，將洗凈后的發(fā)芽糙米置于40℃的干燥箱中干燥至恒質(zhì)量，過篩處理后進(jìn)行氣流超微粉碎。試驗(yàn)定義如下：80～100目范圍的過篩組分為發(fā)芽糙米粉Ⅰ；120～140目范圍的過篩組分為發(fā)芽糙米粉Ⅱ；180～200目范圍內(nèi)的過篩組分為發(fā)芽糙米粉Ⅲ；180～200目篩分后再經(jīng)氣流超微粉碎組分為發(fā)芽糙米超微粉Ⅳ。

1.2.2葡萄糖束縛力（GAC）的測定

分別稱取發(fā)芽糙米粉Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ各1.00 g，并置于錐形瓶中，討論粉體對5，10，50，100 mmol/L 這4種不同濃度下葡萄糖的束縛能力，分別向其加入100 mL不同濃度葡萄糖溶液，于35℃下用磁力攪拌7 h后以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心15 min，取上清液測葡萄糖的含量［5］。

式中：C0——吸附前葡萄糖溶液的濃度，mmol/L；

C1——吸附后葡萄糖溶液的濃度，mmol/L；

m——所稱取待測樣品的質(zhì)量，g。

1.2.3持油力（OHC）的測定

稱取4.0 g（W1）待測樣品于離心管（W0）中，加入大豆色拉油40 mL，混合均勻后于37℃條件下靜置1 h，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min下離心20 min，去掉上層油，稱質(zhì)量得W2［6］。

式中：W0——離心管質(zhì)量，g；

W1——所稱取樣品的質(zhì)量，g；

W2——去掉上層油后離心管的質(zhì)量，g。

1.2.4陽離子交換能力（CEC）的測定

分別稱取發(fā)芽糙米粉Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ各0.4 g，并置于燒杯中，再向其加入40 mL 0.05 mol/L HCL，磁力攪拌8 h后，蒸餾水洗滌至中性，置于105℃烘箱中干燥至恒質(zhì)量備用。準(zhǔn)確稱取0.1 g酸化后的樣品，用0.02 mol/L NaOH進(jìn)行滴定。陽離子交換能力以每1 kg酸化形式樣品的毫摩爾量計(jì)算［7］。

式中：V——空白對照組所消耗的NaOH體積，mL；

V1——滴定所消耗的NaOH體積，mL。

3　結(jié)果與討論

3.1超微粉碎對發(fā)芽糙米粉葡萄糖束縛能力（GAC）的影響不同粒徑發(fā)芽糙米粉對葡萄糖束縛力的測定見圖1。

式中：C——滴定用NaOH的濃度，mol/L；

V——滴定時消耗的NaOH體積，mL；

m——滴定用酸化形式樣品的質(zhì)量，g。

1.2.5胰脂肪酶活力抑制力的測定

分別稱取發(fā)芽糙米粉Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ各0.4 g 于250 mL錐形瓶中，分別加入20 mL大豆色拉油、0.1 mol/L，pH值7.2磷酸鈉緩沖液60 mL和20 mL胰脂肪酶溶液（7.1 mg胰脂肪酶于10 mL，pH值為7.2的0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液），于35℃條件下磁力攪拌1 h后沸水浴15 min。用0.1 mol/L NaOH溶液滴定所釋放的游離脂肪酸的量，消耗體積為V1。胰脂肪酶活力抑制力定義為產(chǎn)生的自由脂肪酸量與對照組相比降低的百分率［8］。

圖1　不同粒徑發(fā)芽糙米粉對葡萄糖束縛力的測定

由圖1可知，在同一粒徑下，相同粒徑發(fā)芽糙米粉對葡萄糖的束縛量隨葡萄糖濃度的增大而增加，在同一葡萄糖濃度下，不同粒徑發(fā)芽糙米粉隨粒徑的減小對葡萄糖的束縛量均明顯增幅；當(dāng)葡萄糖濃度為5 mmol/L時，糙米超微粉對葡萄糖的束縛量漲幅為95.32%；當(dāng)葡萄糖濃度為10 mmol/L時，漲幅為63.72%；當(dāng)葡萄糖濃度為50 mmol/L時，漲幅為56.31%；當(dāng)葡萄糖濃度為100 mmol/L時，漲幅為42.21%。這是由于發(fā)芽糙米超微粉碎處理后，超微粉體空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)處于最松散狀態(tài)，比表面積增大，再吸附更多葡萄糖的同時又能延長葡萄糖在體內(nèi)的滯留時間，減緩機(jī)體對葡萄糖的吸收量，可緩解飯后體內(nèi)血糖的升高，從而具一定的降血糖功效［9］。

3.2超微粉碎對粉體持油力（OHC）的影響

不同粒徑發(fā)芽糙米粉持油力的測定見圖2。

圖2　不同粒徑發(fā)芽糙米粉持油力的測定

由圖2可知，隨著粉體粒徑的減小持油力均呈顯著增加趨勢，發(fā)芽糙米粉持油力由Ⅰ到Ⅳ漲幅為284.05%。這是由于在超微粉碎過程中粉體顆粒細(xì)胞壁的破碎，暴露出更多的親油性成分，使粉體具有相對較大的包裹油的能力，而持油力的增加，可清潔腸胃使腸道中多余油脂隨沉積廢物一同排出體外，具有清腸胃功的同時起到減肥和降低膽固醇的作用，因此發(fā)芽糙米超微粉適合肥胖人群食用，還可降低血脂。

3.3超微粉碎對粉體陽離子交換能力（CEC）的影響

不同粒徑發(fā)芽糙米粉陽離子交換能力的測定見圖3。

圖3　不同粒徑發(fā)芽糙米粉陽離子交換能力的測定

由圖2可知，不同粒徑發(fā)芽糙米粉均具有較弱的陽離子交換能力，粒徑越小陽離子交換能力越強(qiáng)，各粉型的CEC由Ⅰ到Ⅳ呈遞增趨勢，漲幅為30.12%。這是由于超微粉碎處理后，大部分細(xì)胞被破碎使其暴露出更多的活性基團(tuán)，增加了粉體的離子交換位點(diǎn)。發(fā)芽糙米粉具有降血壓的生理功能，此作用可使一些活性基團(tuán)（如SDF）中的羧基、羥基和氨基等側(cè)鏈基團(tuán)，產(chǎn)生類似弱酸性陽離子交換樹脂的作用，從而具有輔助降血壓的生理功能。

3.4超微粉碎對粉體胰脂肪酶活力抑制力的影響

不同粒徑發(fā)芽糙米粉胰脂肪酶活力抑制力的測定見圖4。

由圖4可知，不同粒徑發(fā)芽糙米粉的胰脂肪酶活力抑制力具有顯著的影響，發(fā)芽糙米粉對胰脂肪酶活力的抑制能力由Ⅰ到Ⅳ呈遞增趨勢漲幅為漲幅為47.32%。Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ的胰脂肪酶抑制力隨粉體粒徑的變化幅度不大，可能由于普通粉碎法粉體不能暴露出了更多抑制酶活的基團(tuán)，而超微粉碎可暴露出更多的活性基團(tuán)，繼而使Ⅳ對胰脂酶活力的抑制作用顯著增強(qiáng)。對胰脂酶活力的抑制是降血脂的一項(xiàng)重要指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果證明了超微粉碎技術(shù)可以明顯提高粉體的胰脂肪酶抑制，從而使發(fā)芽糙米超微粉具有降血脂的生物學(xué)功能。

圖4　不同粒徑發(fā)芽糙米粉胰脂肪酶活力抑制力的測定

4　結(jié)論

研究表明，氣流式超微粉碎技術(shù)處理發(fā)芽糙米，由Ⅰ到Ⅳ，超微粉體葡糖糖束縛力、持油力、陽離子交換能力和胰脂肪酶活抑制力均顯著提高，特別是對持油能力影響極為顯著，漲幅可達(dá)284.05%。綜合評價發(fā)芽糙米經(jīng)超微處理技術(shù)較普通粒度粉體具有顯著的清腸胃、降血脂、降血壓以及降血糖方面的功能特性，為開發(fā)谷物糙米類功能性食品、飲品和保健品提供了一條可行途徑。

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Effect of Superfine Grinding on Functional Properties of Germinated Brown Rice

YU Xiaohong，LIU Lizhai，*LIU Ying，WANG Qiu，DOU Boxin （College of Food Engineering，Harbin University of Commerce，Harbin，Heilongjiang 150076，China）

Abstract：The effect of superfine grinding on germinated brown rice's（GBR）glucose absorption capacity（GAC），oil holding capacity（OHC），cation exchange capacity（CEC），pancreatic lipase activity inhibitory are studied. The results show that superfine grinding had significant effect on functional properties. GBR superfine powder's GAC（100 mmol/L）increased by 42.21%，OHC increased by 284.05%than the mesh screen of GBR powder is 80～100，CEC increased by 30.12%，and its pancreatic lipase activity inhibition increased by 47.32%.

Key words：germinated brown rice；superfine grinding；functional properties

中圖分類號：TS231

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671- 9646（X）.2016.05.009

文章編號：1671- 9646（2016）05a- 0029- 03

收稿日期：2016- 03- 10

基金項(xiàng)目：黑龍江省應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（GC13C112）。

作者簡介：于曉紅（1990—），女，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工及食品貯藏工程。

*通訊作者：劉穎（1968—），女，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。