超聲波與超高壓處理對全谷物糙米蒸煮品質(zhì)和抗氧化活性的影響比較

陶 虹,夏 強(qiáng),李云飛

(上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院,上海 200240)

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超聲波與超高壓處理對全谷物糙米蒸煮品質(zhì)和抗氧化活性的影響比較

陶 虹,夏 強(qiáng),李云飛*

(上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院,上海 200240)

本文采用不同超聲波功率(160、280、400 W)和超高壓強(qiáng)度(100、300、500 MPa)對糙米進(jìn)行預(yù)處理,考察了糙米蒸煮品質(zhì)以及抗氧化活性的變化,并對質(zhì)構(gòu)與蒸煮時(shí)間、多酚與抗氧化活性指標(biāo)相關(guān)性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明兩種處理方式均造成糙米硬度、膠黏性和咀嚼性顯著(p<0.05)下降12%以上,超聲波處理比超高壓處理更顯著(p<0.05)縮短了蒸煮時(shí)間(4.17～4.34 min)。同時(shí),抗氧化測定結(jié)果表明,兩種處理方式均顯著(p<0.05)提高了糙米抗氧化活性,且超聲波處理樣品的FRAP、DPPH自由基清除能力分別高出超高壓處理樣品18.86%～23.14%和6.81%～13.41%。相關(guān)性分析表明:蒸煮時(shí)間與咀嚼性和回復(fù)性顯著相關(guān)(p<0.05),總酚與糙米抗氧化活性相關(guān)性不顯著(p>0.05),FRAP與DPPH自由基清除能力顯著相關(guān)(p<0.05)。因此,本文研究結(jié)果表明超聲波處理可作為一種廉價(jià)、簡單的全谷物糙米預(yù)處理方法提升其蒸煮品質(zhì)與營養(yǎng)屬性。

糙米,超聲波,超高壓,蒸煮品質(zhì),抗氧化活性

稻米是全世界種植最廣泛的糧食作物,全球?qū)⒔话肴丝谝源藶橹魇砙1],其通常消費(fèi)形式是去除胚芽和皮層的精米。近年來隨著人們健康意識(shí)的提升,全谷物需求日益增加,保留皮層和胚芽的糙米即屬于其中一種。糙米皮層富含各類礦物元素(鐵、鈣等),維生素(B1、B2、C、D、E),膳食纖維,以及多種功能性成分(多酚、米糠多糖、植物甾醇等)[2-3],胚芽萌發(fā)還可產(chǎn)生大量具有降血壓功能的γ-氨基丁酸(GABA)。然而糙米適口性差,蒸煮時(shí)間長,推廣受限[4]。

為解決這個(gè)問題,不少學(xué)者做出了嘗試。詹耀[5]用超高壓(High hydrostatic pressure,HHP)處理糙米,發(fā)現(xiàn)糙米硬度下降48%,蒸煮時(shí)間下降60%。于勇等[6]研究發(fā)現(xiàn),預(yù)浸泡的糙米經(jīng)超高壓處理后,硬度顯著下降,蒸煮時(shí)間從34 min縮短為14 min。崔璐[7]用超聲波(Ultrasound,US)處理糙米,發(fā)現(xiàn)糙米最適蒸煮時(shí)間顯著縮短,其質(zhì)構(gòu)特性也被改善。然而,這些研究主要集中在蒸煮品質(zhì)的改善,忽略了加工方法對糙米功能成分尤其是抗氧化活性的影響。楊凌霄[8]研究發(fā)現(xiàn),糙米經(jīng)過蒸、煮以及擠壓處理后其抗氧化活性均有所降低,蒸制比煮制和擠壓更能保留和提升糙米抗氧化性。本文旨在運(yùn)用超聲波和超高壓對糙米進(jìn)行預(yù)處理,比較不同處理方式對其蒸煮品質(zhì)以及抗氧化活性的影響,以期選用最優(yōu)的加工方法和參數(shù)來改善糙米的蒸煮品質(zhì)和營養(yǎng)屬性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

糙米秋田小町 晚熟型粳稻,初始濕基含水量為13.23%±0.02%,購于吉林市宇豐米業(yè)有限公司;直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品 美國Sigma公司;支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品、沒食子酸 上海阿拉丁生化科技股份有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH) 梯希愛(上海)化成工業(yè)發(fā)展有限公司;總抗氧化能力檢測試劑盒(FRAP法) 上海碧云天生物技術(shù)有限公司;其他試劑 均為國產(chǎn)分析純。

THC-2B型數(shù)控超聲波提取機(jī) 28 kHz,400 W,濟(jì)寧天華超聲電子儀器有限公司;HHP-750型高壓處理設(shè)備 內(nèi)蒙古包頭科發(fā)新型高技術(shù)食品機(jī)械有限責(zé)任公司;DZQ400/500/600真空包裝機(jī) 上海易諾包裝材料有限公司;C21-SH2137美的多功能電磁爐 廣東美的生活電器制造有限公司;FL-1可調(diào)式封閉電爐 北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司;TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司;TU-1810紫外可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;Multiskan Go酶標(biāo)儀 Thermo Scientific公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 糙米剔除雜質(zhì)和不成熟糙米粒,稱取100 g置于聚乙烯塑料袋(170 mm×230 mm),按照糙米∶去離子水=1∶2(w∶w)加水,真空包裝后隨機(jī)分成兩組進(jìn)行超聲波或超高壓處理。

超聲波處理:將包裝好的糙米懸于處理水槽中心位置,分別在160、280、400 W條件下處理30 min,處理溫度為室溫,用冰塊恒定溫度。

超高壓處理:將包裝好的糙米置于超高壓加壓筒中,分別在100、300、500 MPa壓強(qiáng)下處理15 min,處理溫度為室溫。

處理完畢立即測定吸水率,然后放入30 ℃烘箱干燥至初始含水率,再-20 ℃冷藏以待后續(xù)檢測。

1.2.2 吸水率測定 將處理后的糙米從袋中取出,用吸水紙吸除表面多余水分,快速稱重計(jì)算吸水率。

式中:m0為處理前糙米質(zhì)量(g);ms為處理后糙米質(zhì)量(g)。

1.2.3 基本成分測定 用粉碎機(jī)磨碎糙米過80目篩,采用GB 5009.5-2010中凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量,氮轉(zhuǎn)換蛋白指數(shù)為5.95;采用GB/T 5009.6-2003中酸水解法測定脂肪含量;依照鐘業(yè)俊等[9]測定脂肪酸含量,結(jié)果以油酸當(dāng)量顯示;采用GB/T 22510-2008將預(yù)灰化樣品于550 ℃下灰化4 h測定灰分;依據(jù)范明順等[10]雙波長法測定直鏈淀粉和支鏈淀粉含量。

1.2.4 質(zhì)構(gòu)測定 稱取80 g糙米置于鐵飯盒(150 mm×120 mm×50 mm),按照糙米∶去離子水=1∶1.6(w∶w)加水,電磁爐蒸煮模式40 min后燜鍋20 min。冷卻至室溫,取飯盒中層米飯15 g平鋪于鋁蓋(Φ=70 mm)進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定,選取P/50探頭,TPA模式,測前和測試速度2 mm/s,測后速度5 mm/s,壓縮程度75%,每組6個(gè)平行,取平均值。

1.2.5 最適蒸煮時(shí)間測定 采用玻璃板-白芯法,400 mL燒杯加250 mL水置于電爐加熱至沸騰,倒入7 g糙米樣品并開始計(jì)時(shí),從20 min起每隔1 min撈出至少10粒米,用兩塊玻璃片(75 mm×25 mm)進(jìn)行擠壓,查看米粒中心是否有白芯,有白芯即為未煮熟,記錄所有米粒均煮熟時(shí)間即為最適蒸煮時(shí)間。

1.2.6 總酚測定 稱取0.5 g糙米粉(過80目篩)置于50 mL離心管,加入10 mL 80%乙醇,60 ℃超聲(400 W)30 min后4000 r/min離心10 min,取上清液,用于后續(xù)總酚及抗氧化活性測定。

采用福林酚法[8],取1 mL上清液加1.25 mL福林酚試劑,振蕩混勻后靜置5 min,加2 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.5%碳酸鈉溶液,用蒸餾水定容至10 mL。30 ℃水浴120 min后于760 nm波長下測定吸光度。分別配制不同濃度沒食子酸(20、40、60、80、100 μg/mL)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線y=6.835x+0.0254(R2=0.9996),結(jié)果以mg/g DW(干重)表示。

1.2.7 鐵離子還原力(FRAP)測定 采用FRAP試劑盒,取5 μL 1.2.6中制備的上清液按照說明書進(jìn)行測定,結(jié)果以μmol Fe2+/g DW表示。

1.2.8 DPPH自由基清除能力測定 將1.2.6中制備的上清液用無水乙醇分別稀釋至5、10、15、25、35 mg/mL,取1 mL稀釋液加1 mL DPPH(0.1 mmol/L)混勻,室溫下暗處孵育30 min,無水乙醇溶液調(diào)零,517 nm波長下測定吸光度值。A0為1 mL DPPH溶液+1 mL無水乙醇,A1為1 mL DPPH溶液+1 mL相應(yīng)濃度樣品溶液。

式中:A0為對照實(shí)驗(yàn)吸光度值;A1為樣品實(shí)驗(yàn)吸光度值。

表1 不同處理方式對糙米基本成分的影響(濕基)Table 1 Effect of US and HHP on the basic compositions of brown rice(wet base)

注:同一列不同字母表示差異顯著(p<0.05),表2同。

表2 不同處理方式對糙米質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effect of US and HHP on the texture of brown rice

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SAS 9.1對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,方差分析用Duncan多重比較,顯著水平為p<0.05;采用SPSS 22.0進(jìn)行Pearson相關(guān)系數(shù)分析;Origin 8.5繪圖。所有測定除特別說明,均為3次平行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方式對糙米基本成分的影響

不同處理下糙米的基本成分含量如表1所示。未處理樣品蛋白質(zhì)、脂肪、游離脂肪酸、灰分、直鏈淀粉、支鏈淀粉含量分別為6.14、2.99、0.14、1.07、13.45、74.32 g/100 g。與未處理組相比,不同處理后脂肪含量和游離脂肪酸含量沒有顯著差異,蛋白質(zhì)、灰分、直鏈淀粉含量均有不同程度的降低,且超高壓處理影響大于超聲波處理。糙米皮層在超聲波作用下產(chǎn)生裂痕[7],而在超高壓作用下,隨壓強(qiáng)增加逐漸呈片層狀,甚至發(fā)生糊粉層細(xì)胞破碎[5],從而使?fàn)I養(yǎng)成分向外擴(kuò)散,部分溶于處理水中,導(dǎo)致含量下降。鄧云等[11]研究蕎麥也有類似發(fā)現(xiàn),經(jīng)超高壓處理后的蕎麥,其蛋白質(zhì)、脂肪、灰分和淀粉均顯著下降。直鏈淀粉是影響大米食用品質(zhì)的關(guān)鍵因素,含量越高品質(zhì)相應(yīng)越差,糙米經(jīng)過處理后其含量降低,說明糙米品質(zhì)在一定程度上得以提升。

2.2 不同處理方式對糙米吸水率的影響

不同處理后糙米吸水率如圖1所示,其中未處理組為糙米浸泡30 min后的吸水率。相較于未處理組,兩種處理方式均能顯著提高糙米吸水率。160 W和280 W功率超聲波處理樣品吸水率沒有顯著差異,400 W功率有顯著差異,吸水率為12.29%。研究表明,糙米經(jīng)2000 W超聲波處理30 min,其吸水率為13%[12],比本實(shí)驗(yàn)略高,符合吸水率隨功率增大而增加的趨勢。超高壓處理后糙米吸水率變化與超聲波類似,500 MPa處理組吸水率達(dá)15.99%,是100 MPa處理的1.05倍。Watanabe等[13]研究發(fā)現(xiàn),300 MPa及以下壓強(qiáng)對粳米吸水率影響不大,400 MPa及以上壓強(qiáng)將顯著提高粳米吸水率。兩種處理相比,超高壓對糙米吸水率影響更大,這主要取決于不同的作用機(jī)制。超高壓處理能促使氫鍵形成,改變大分子結(jié)構(gòu),增強(qiáng)淀粉、蛋白質(zhì)等與水分子的結(jié)合能力,使糙米含水量大幅度增加[13]。超聲波處理使得糙米皮層變得粗糙不平,甚至產(chǎn)生裂紋[7],進(jìn)而水分滲透。相較于單純的水分滲透,親水物質(zhì)氫鍵結(jié)合水分子能力更強(qiáng),故吸水率更高。

圖1 不同處理方式對糙米吸水率的影響(濕基)Fig.1 Effect of US and HHP on the water absorption ratio of brown rice(wet base)注:不同字母表示差異顯著(p<0.05),圖2～圖5同。

2.3 不同處理方式對糙米質(zhì)構(gòu)的影響

不同處理后糙米的質(zhì)構(gòu)變化如表2所示。結(jié)果表明,超聲波處理和超高壓處理均能夠顯著降低糙米硬度、膠黏性和咀嚼性(12%以上),部分處理彈性降低,而內(nèi)聚性、回復(fù)性指標(biāo)與未處理組沒有明顯差異。隨著超聲波功率或超高壓壓強(qiáng)的增加,糙米硬度顯著下降,降幅最大分別為16.11%和18.31%。膠黏性與咀嚼性在不同功率超聲處理間沒有顯著差異,但隨超高壓壓強(qiáng)的增加而顯著下降。糙米質(zhì)構(gòu)的變化主要受內(nèi)部物質(zhì)尤其是淀粉顆粒的影響,在超聲波處理下,糙米皮層及內(nèi)部出現(xiàn)裂痕,水分侵入,淀粉顆粒膨脹,相互作用力減弱,因而硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性下降。而在超高壓處理下,糙米皮層片層化[5],內(nèi)部水溶性蛋白變性,淀粉液化[14],也導(dǎo)致了這四個(gè)指標(biāo)的下降。表2中超高壓處理組指標(biāo)(硬度、膠黏性和咀嚼性)下降幅度大于超聲波處理組,且表1中超高壓處理組營養(yǎng)成分(蛋白質(zhì)、灰分和直鏈淀粉)顯著低于超聲波處理組,說明超高壓對于糙米內(nèi)部物質(zhì)的影響大于超聲波。

2.4 不同處理方式對糙米蒸煮時(shí)間的影響

如圖2所示,未處理組蒸煮時(shí)間為33.67 min,超聲波處理使糙米蒸煮時(shí)間顯著減少4.17～4.34 min,不同功率間沒有顯著差異。崔璐等[7]將糙米在25 ℃超聲下處理30 min,蒸煮時(shí)間從39.6 min降至37 min,降幅2.6 min與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近。超聲波劇烈的機(jī)械作用使得糙米表面產(chǎn)生裂痕[7],蒸煮時(shí)水分浸入內(nèi)部與內(nèi)部物質(zhì)充分接觸,傳熱更均勻,淀粉糊化加快,從而蒸煮時(shí)間降低。超高壓處理糙米,100 MPa和300 MPa處理降低蒸煮時(shí)間2.34 min,500 MPa處理降低3 min。盡管超高壓處理在一定程度上也能造成糙米皮層及胚乳產(chǎn)生細(xì)小裂痕促進(jìn)水分?jǐn)U散[6],但根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,它對蒸煮時(shí)間的影響不如超聲波大。

圖2 不同處理方式對糙米蒸煮時(shí)間的影響Fig.2 Effect of US and HHP on the cooking time of brown rice

2.5 不同處理方式對糙米總酚的影響

糙米經(jīng)過不同處理后總酚含量如圖3所示,未處理組含量為0.65 mg/g DW,經(jīng)過超聲波處理,總酚含量顯著下降,160、280、400 W功率下分別為0.58、0.63和0.61 mg/g DW。Fonteles等[15]也有類似發(fā)現(xiàn),分別在超聲波100、300和500W功率下處理哈密瓜汁6 min,其多酚含量降幅分別為30.07%、14.78%和22.26%。這可能是由于超聲波空穴效應(yīng)使水分子產(chǎn)生羥自由基與多酚反應(yīng),從而使多酚含量降低[16]。超高壓處理僅100 MPa使得總酚含量略有下降,300 MPa和500 MPa處理下總酚含量和未處理樣品沒有顯著差異,說明超高壓處理比超聲波處理能更好地保留總酚含量。

圖3 不同處理方式對糙米總酚的影響Fig.3 Effect of US and HHP on the total phenol contents of brown rice

2.6 不同處理方式對糙米鐵離子還原能力(FRAP)的影響

FRAP是衡量總抗氧化性的一個(gè)重要指標(biāo),如圖4所示,未處理組FRAP值為3.43 μmol Fe2+/g DW,隨著超聲波功率的增加,FRAP值顯著增加。160 W功率下FRAP值較未處理組增加29.45%,400 W功率下糙米FRAP值達(dá)到4.79 μmol Fe2+/g DW,增幅39.65%。超聲波強(qiáng)烈的機(jī)械作用破壞了糙米結(jié)構(gòu),使得非酚類抗氧化物質(zhì)(如γ-谷維素)提取率增強(qiáng),從而抗氧化活性增強(qiáng)。超高壓處理下糙米的FRAP也顯著提高,增幅在13.41%～17.49%,不同壓強(qiáng)間無顯著差異。在超高壓作用下,糙米細(xì)胞壁以及內(nèi)部細(xì)胞被破壞,抗氧化組分釋放到胞外更易提取,進(jìn)而表現(xiàn)為抗氧化能力增強(qiáng)[17]。兩種處理相比,超聲波處理更能提高糙米鐵離子還原能力,其FRAP值比超高壓處理高出18.86%～23.14%。

圖4 不同處理方式對于糙米FRAP的影響Fig.4 Effect of US and HHP on the FRAP value of brown rice

2.7 不同處理方式對糙米DPPH自由基清除能力的影響

糙米中抗氧化成分具有DPPH自由基清除能力,其衡量方式之一是半抑制濃度IC50。IC50指抑制50% DPPH自由基所需的樣品濃度,其值與自由基清除能力呈反比。由圖5可知,未處理組IC50為14.54 mg/mL(DW),超聲波處理顯著提高了糙米的自由基清除能力且280 W功率下IC50最小,為10.72 mg/mL(DW)。

表3 TPA各指標(biāo)與蒸煮時(shí)間相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation analysis among TPA parameters and cooking time

注:**表示相關(guān)性極顯著(p<0.01);*表示相關(guān)性顯著(p<0.05)。超高壓處理也顯著提高了糙米自由基清除能力,且壓強(qiáng)對自由基清除能力的影響是先減后增,300 MPa下自由基清除能力相對最小,IC50為12.38 mg/mL(DW)。張文佳等[18]對樹莓汁進(jìn)行超高壓處理,發(fā)現(xiàn)其自由基清除能力也顯著增強(qiáng),與本實(shí)驗(yàn)一致。比較兩種處理方式下糙米DPPH自由基清除能力,超聲波處理最大可以降低IC50值26.27%,優(yōu)于超高壓處理6.81%～13.41%。

圖5 不同處理方式對于糙米IC50的影響Fig.5 Effect of US and HHP on the IC50 value of brown rice

2.8 相關(guān)性分析

2.8.1 質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與蒸煮時(shí)間相關(guān)性分析 如表3所示,對于質(zhì)構(gòu)各指標(biāo),除了硬度與內(nèi)聚性相關(guān)性不顯著,六個(gè)指標(biāo)兩兩間均顯著相關(guān),甚至極顯著相關(guān)。蒸煮時(shí)間只與咀嚼性和回復(fù)性顯著相關(guān)。

表4 抗氧化活性指標(biāo)間相關(guān)關(guān)系Table 4 Correlation analysis of total phenol contents and antioxidant activity

注:*表示相關(guān)性顯著,p<0.05。2.8.2 抗氧化活性指標(biāo)相關(guān)性分析 如表4所示,糙米中總酚與FRAP、DPPH IC50相關(guān)性不顯著(p>0.05),FRAP和DPPH IC50顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05),相關(guān)系數(shù)為-0.861。FRAP值衡量的是糙米對于三價(jià)鐵離子的還原能力,DPPH IC50衡量的是糙米對于DPPH自由基的清除能力,二者都涉及氧化還原中的電子對轉(zhuǎn)移,因此具有高度相關(guān)性,即糙米抗氧化能力越強(qiáng),FRAP值越大,DPPH IC50值就相對越小。Min[19]針對八種不同顏色全谷粒研究表明谷粒中總酚與抗氧化性密切相關(guān)。而Adom等[20]研究卻發(fā)現(xiàn)全谷物游離多酚與抗氧化性沒有顯著相關(guān)性。上述現(xiàn)象的差異主要是由不同品種大米抗氧化物分布的差異以及不同方法檢測的機(jī)理不同引起的。

3 結(jié)論

糙米經(jīng)過超聲波和超高壓處理后,其蒸煮品質(zhì)和抗氧化活性都發(fā)生了顯著改善。兩種處理下直鏈淀粉含量減少,硬度、膠黏性和咀嚼性下降,超聲波處理縮短蒸煮時(shí)間4.17～4.34 min,超高壓處理縮短蒸煮時(shí)間2.34～3 min,糙米蒸煮品質(zhì)均得以提升。兩種處理下超高壓能更好地保留總酚含量,但對于抗氧化活性,超聲波處理樣品的FRAP、DPPH自由基清除能力分別高出超高壓處理樣品18.86%～23.14%、6.81%～13.41%。相關(guān)性分析結(jié)果顯示,總酚與糙米抗氧化活性關(guān)系不顯著,FRAP與DPPH自由基清除力顯著相關(guān),可能存在其他抗氧化物質(zhì)。綜合衡量各指標(biāo),超聲波處理能更顯著縮短蒸煮時(shí)間,提升抗氧化活性,可作為一種潛在提升糙米蒸煮品質(zhì)與營養(yǎng)特征的預(yù)處理方法。

[1]Chen H H,Chen Y K,Chang H C. Evaluation of physicochemical properties of plasma treated brown rice[J]. Food Chemistry,2012,135(1):74-79.

[2]Han J-A,Lim S-T. Effect of presoaking on textural,thermal,and digestive properties of cooked brown rice[J]. Cereal Chemistry,2009,86(1):100-105.

[3]Zhang Q,Xiang J,Zhang L,et al. Optimizing soaking and germination conditions to improve gamma-aminobutyric acid content in japonica and indica germinated brown rice[J]. Journal of Functional Foods,2014,10:283-291.

[4]周惠明,張民平. 糙米中功能性成分的研究[J]. 食品科技,2002(5):17-19.

[5]詹耀. 超高壓處理對糙米物性品質(zhì)的影響研究[D]. 杭州:浙江大學(xué),2014.

[6]Yu Y,Ge L,Zhu S,et al. Effect of presoaking high hydrostatic pressure on the cooking properties of brown rice[J]. Journal of Food Science and Technology,2015,52(12):7904-7913.

[7]崔璐. 超聲波處理對糙米理化特性的影響及其作用機(jī)理研究[D]. 西安:西北農(nóng)林科技大學(xué),2010.

[8]楊凌霄. 加工方式對全谷物提取物體外抗氧化活性影響研究[D]. 無錫:江南大學(xué),2014.

[9]Zhong Y,Tu Z,Liu C,et al. Effect of microwave irradiation on composition,structure and properties of rice(OryzasativaL.)with different milling degrees[J]. Journal of Cereal Science,2013,58(2):228-233.

[10]范明順,張崇玉,張琴,等. 雙波長分光光度法測定高粱中的直鏈淀粉和支鏈淀粉[J]. 中國釀造,2008,27(21):85-87.

[11]Deng Y,Padilla-Zakour O,Zhao Y,et al. Influences of high hydrostatic pressure,microwave heating,and boiling on chemical compositions,antinutritional factors,fatty acids,invitroprotein digestibility,and microstructure of buckwheat[J]. Food and Bioprocess Technology,2015,8(11):2235-2245.

[12]Cui L,Pan Z,Yue T,et al. Effect of ultrasonic treatment of brown rice at different temperatures on cooking properties and quality[J]. Cereal Chemistry,2010,87(5):403-408.

[13]Watanabe M,Arai E,Honma K,et al. Improving the cooking properties of aged rice grains by pressurization and enzymatic treatment[J]. Agricultural and Biological Chemistry,1991,55(11):2725-2731.

[14]kMiho Y,Kazutomo H,Hiroshi O. Effects of soaking and high-pressure treatment on the qualities ofcooked rice[J]. J Appl Glycosci,2005,52:85-93.

[15]Fonteles T V,Costa M G M,De Jesus A L T,et al. Power ultrasound processing of cantaloupe melon juice:effects on quality parameters[J]. Food Research International,2012,48(1):41-48.

[16]Wan J,Mawson R,Ashokkumar M,et al. Emerging processing technologies for functional foods[J]. Australian Journal of Dairy Technology,2005,60(2):167.

[17]Xia Q,Wang L,Xu C,et al. Effects of germination and high hydrostatic pressure processing on mineral elements,amino acids and antioxidantsinvitrobioaccessibility,as well as starch digestibility in brown rice(OryzasativaL.)[J]. Food Chemistry,2017,214:533-542.

[18]張文佳,張燕,宋振華,等. 超高壓對樹莓汁粘度,顏色及抗氧化活性的影響[J]. 食品工業(yè)科技,2010(6):84-87.

[19]Min B,Gu L,Mcclung A M,et al. Free and bound total phenolic concentrations,antioxidant capacities,and profiles of proanthocyanidins and anthocyanins in whole grain rice(OryzasativaL.)of different bran colours[J]. Food Chemistry,2012,133(3):715-722.

[20]Adom K K,Liu R H. Antioxidant activity of grains[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2002,50(21):6182-6187.

Comparative effects of ultrasound and high hydrostatic pressure treatments on cooking properties and antioxidant activity of brown rice

TAO Hong,XIA Qiang,LI Yun-fei*

(School of Agriculture and Biology,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200240,China)

In the current study,different treatments of ultrasound(160,280,400 W)and high hydrostatic pressure(100,300,500 MPa)were employed for the pretreatment of brown rice. The effects of both technologies on cooking properties and antioxidant activity were determined. The relationships among parameters were also analyzed. Results showed that hardness,gumminess and chewiness were significantly reduced(p<0.05)by over 12% in the samples with both treatments. Cooking time of ultrasound-treated samples was shorter than those treated by high hydrostatic pressure(4.17～4.34 min). The antioxidant activity was higher after all treatments. Ultrasound treated samples showed higher ferric reducing antioxidant potential(FRAP)and DPPH radical scavenging capacity,being 18.86%～23.14% and 6.81%～13.41% higher than high hydrostatic pressure treated samples,respectively. The correlation analysis indicated that cooking time was significantly correlated with chewiness and resilience(p<0.05). And a significant correlation(p<0.05)was observed between FRAP and DPPH radical scavenging capacity,whereas no significant correlation(p>0.05)was observed between total phenol contents and antioxidant ability. Therefore,the results obtained from this investigation indicate that ultrasound treatment could be used as an economical and simple pretreatment method to improve the cooking properties and nutritional value of brown rice.

brown rice;ultrasound;high hydrostatic pressure;cooking properties;antioxidant activity

2016-10-11

陶虹(1992-)，女，碩士研究生，研究方向：食品加工與保藏，E-mail:Hong_THTH@163.com。

*通訊作者:李云飛(1954-)，男，博士，教授，研究方向：食品加工與保藏，E-mail:yfli@sjtu.edu.cn。

“十二五”國家科技支撐計(jì)劃(2014BAD04B08)。

TS201.4

A

1002-0306(2017)10-0091-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.10.010