藜麥萌芽期營養(yǎng)與功能成分的動(dòng)態(tài)變化

黃 金

秦禮康

石慶楠

文安燕

(貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

藜麥萌芽期營養(yǎng)與功能成分的動(dòng)態(tài)變化

黃 金

秦禮康

石慶楠

文安燕

(貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

對藜麥進(jìn)行萌芽處理，測定其萌芽過程中芽長、萌芽率、蛋白質(zhì)、氨基酸、粗脂肪、淀粉、灰分、總黃酮、總多酚、γ-氨基丁酸(GABA)和皂甙含量的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明，藜麥萌芽過程中，24 h時(shí)萌芽率即達(dá)80%；蛋白質(zhì)、總灰分及總淀粉含量呈遞減趨勢，而粗脂肪含量則呈遞增趨勢，其變化幅度分別為-64%，-41%，-49%，+28%；氨基酸組成無明顯變化，但總必需氨基酸占總氨基酸含量的比例從35%增加至38%；多酚和黃酮含量均呈先降后增再減少，分別在36 h和60 h達(dá)最大值(1.76 mg/g和2.8 mg/g)；γ-氨基丁酸含量從萌芽初期持續(xù)增加，至72 h達(dá)最高值(185.6 mg/100 g，為未萌芽藜麥的3.4倍)，其后略有下降；皂甙含量在萌芽初期(6 h內(nèi))迅速下降，6～42 h期間含量保持平穩(wěn)，之后逐漸升高直至96 h時(shí)達(dá)最高值(7.80 mg/g)，萌芽120 h后皂甙含量開始下降。

藜麥；萌芽；營養(yǎng)成分；功能成分；動(dòng)態(tài)變化

藜麥(ChenopodiumquinoaWilld.)，作為一種藜科植物的雜糧珍品，不僅富含優(yōu)質(zhì)蛋白、健康油脂及鈣、鐵、鋅、VE等營養(yǎng)物質(zhì)，還含有皂苷、多酚、黃酮等功能成分，具有提高人群健康，預(yù)防癌癥、過敏、炎癥及降低心血管疾病的功效，被國際營養(yǎng)學(xué)家稱為“超級(jí)谷物” “糧食之母”“營養(yǎng)黃金”或“未來食品”[1]。繼2004年“國際大米年”和2008年“國際土豆年”之后，在第67屆聯(lián)合國大會(huì)上將2013年設(shè)為“國際藜麥年”，聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)正式推薦藜麥為最適宜人類的“全營養(yǎng)食品”，并列入全球十大健康營養(yǎng)食品之一[2]。

谷物萌芽對改善種子氨基酸的組成、提高蛋白質(zhì)的利用率[3]、增加B族維生素的含量[4]、降低抗?fàn)I養(yǎng)因子的水平[5]、改善加工特性[6]及適口性具有積極的作用。Koyama M等[7]將苦蕎浸泡20 h后萌芽處理6 d，可使其蘆丁含量從15.8 mg/100 g提高到109.0 mg/100 g，增加6.9倍；Ren S等[8]發(fā)現(xiàn)苦蕎種子萌芽處理期間總酚、總黃酮、蘆丁含量逐漸增加，并在第9天到最大值。另有研究表明，萌芽還可富集γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)等原來含量低或不具有的功能性成分[9]；萌芽在一定程度上還可調(diào)整豆類營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，增加豆類中維生素和礦物質(zhì)的生物利用率[10]。

隨著雜糧消費(fèi)全球化趨勢的加速發(fā)展，藜麥的國際市場也日益擴(kuò)大，從美國擴(kuò)展到歐洲、亞洲和非洲，但中國對藜麥的引種及研究的起步相對較晚。國內(nèi)外有關(guān)藜麥的研究雖已有一些報(bào)道，但主要集中于引種栽培[11]、品種選育[12]、基本營養(yǎng)成分[13]、功能性成分含量(皂甙、黃酮、多酚)測定等研究之上，對藜麥進(jìn)行萌芽處理后，跟蹤分析其主要營養(yǎng)成分及重要活性物質(zhì)(黃酮、多酚、GABA、皂甙)的含量，未有報(bào)道。因此，系統(tǒng)分析藜麥種子萌芽過程中主要營養(yǎng)成分及重要活性物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化，以探討萌芽藜麥的營養(yǎng)價(jià)值和功能價(jià)值，并為藜麥高值化產(chǎn)品開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要原料

藜麥：2015年產(chǎn)，甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院。

1.2 主要試劑

GABA標(biāo)準(zhǔn)品(CAS56-12-2)：純度≥99%，美國Sigma公司；

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品(CAS153-18-4)、齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品(CAS480-43-3)：純度≥98%，成都曼思特生物科技有限公司；

沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品(CAS149-01-7)：純度≥98%，上海源葉生物生物科技有限公司；

葡萄糖、次氯酸鈉、苯酚、硫酸等：分析純；

考馬斯亮藍(lán)G-250、牛血清白蛋白：生化試劑。

1.3 儀器與設(shè)備

酶標(biāo)儀：Spectra Max 190型，美國分子儀器公司；

豆芽培育箱：MK-C315型，中國Meikong公司；

冷凍干燥機(jī)：FD-1A-50型，北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；

超高速粉碎機(jī)：HC-700型，永康市天祺盛世工貿(mào)有限公司；

氨基酸自動(dòng)分析儀：L-8800型，日本Hitachi公司。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 藜麥萌芽的工藝流程 藜麥粒過篩，除雜后選取飽滿完好的藜麥粒，用0.1%次氯酸鈉溶液浸泡20 min后用去離子水清洗2次。然后將藜麥粒平鋪于鋪有4層紗布的培芽箱上，噴曬去離子水，放入恒溫恒濕培養(yǎng)箱于(24±1) ℃下萌芽，期間每隔6 h淋水及臭氧殺菌處理。每隔12 h取樣一次，分別制得萌芽0，12，24，36，48，60，72 h的萌芽藜麥。然后將萌芽藜麥粒冷凍干燥，粉碎，過100目篩，得到萌芽藜麥粉，保存于-20 ℃冰箱待用。

1.4.2 理化指標(biāo)的測定

(1) 芽長：隨機(jī)抽選30粒萌芽藜麥，用游標(biāo)卡尺測定其芽長。

(2) 萌芽率：按GB/T 3543.1～3543.7—1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》執(zhí)行。

(3) 可溶性蛋白質(zhì)：采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法[14]124-125。

(4) 氨基酸含量：采用氨基酸自動(dòng)分析儀測定。

(5) 粗脂肪：按GB/T 5512—2008《糧油檢驗(yàn)糧食中粗脂肪含量測定》的索氏抽提法執(zhí)行。

(6) 淀粉：采用蒽酮—硫酸比色法[14]146-147。

(7) 灰分：按GB/T 22510—2008《谷物、豆類及副產(chǎn)品灰分含量的測定》執(zhí)行。

1.4.3 黃酮含量的測定 采用NaNO2-Al(NO2)3比色法，根據(jù)董施彬等[15]測定藜麥總黃酮的方法及條件，以吸光值(Y)與蘆丁濃度(X)求得回歸方程，繪出蘆丁對照品標(biāo)準(zhǔn)曲線。所得回歸方程：Y=0.078 5X+0.000 2，R2= 0.998 09。

1.4.4 多酚含量的測定 根據(jù)闕淼琳等[16]測定藜麥種子多酚的方法及條件，以吸光值(Y)與沒食子酸濃度(X)求得回歸方程，繪出沒食子酸對照品標(biāo)準(zhǔn)曲線。所得回歸方程：Y=0.334 6X-0.000 9，R2=0.999 12。

1.4.5γ-氨基丁酸的提取與測定 根據(jù)黨娟等[17]方法測定藜麥GABA。通過GABA標(biāo)準(zhǔn)品的濃度及對應(yīng)吸光值算出標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為：Y=0.950 9X+ 0.012 7，R2=0.999 17。

1.4.6 皂甙含量的測定 按課題組前期研究確認(rèn)的藜麥皂甙提取的最佳工藝條件[乙醇濃度65%，料液比1∶40(g/mL)，浸提溫度60 ℃]下提取藜麥皂甙，用酶標(biāo)儀于560 nm波長下掃描，測定萌芽各階段藜麥皂甙含量。以吸光度值為橫坐標(biāo)(X)，以齊墩果酸濃度(mg/mL)為縱坐標(biāo)(Y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為：Y=2.863 1X+0.011 2，R2=0.997 4。

2 結(jié)果與分析

2.1 萌芽期發(fā)芽率及芽長的變化

藜麥屬于易萌芽種子[18]，浸泡即可使藜麥萌芽[19]。圖1表明，萌芽24 h其萌芽率可達(dá)80%，最終發(fā)芽率為87%；萌芽60 h前，芽長的增長速率保持平穩(wěn)，60～96 h時(shí)增長速率最高。

圖1 萌芽率及芽長的變化Figure 1 The change of germination rate and bud length

2.2 萌芽前后藜麥中常規(guī)營養(yǎng)成分的變化

表1顯示，隨著發(fā)芽時(shí)間延長，蛋白質(zhì)、總灰分含量出現(xiàn)先減少后增加的趨勢，萌芽24 h達(dá)最低值，較未萌芽下降了64%和41%，之后雖逐漸增加，但其含量均低于未萌芽的，其原因可能是種子浸泡中可溶性氮溶出以及萌芽過程中蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下不斷分解和重新形成所致?？偟矸鄢食掷m(xù)下降趨勢，降幅約49%，其原因可能是萌芽過程中的呼吸消耗以及淀粉酶活性增加而引起的淀粉持續(xù)降解。粗脂肪含量在藜麥萌發(fā)過程中呈上升趨勢，在萌芽0～48 h時(shí)含量增加值為1.8%，其后粗脂肪含量無顯著變化。

2.3 萌芽前后藜麥氨基酸含量和組成對比

由表2可知，藜麥富含17種氨基酸。其中，谷氨酸含量最高，其次為天冬氨酸、亮氨酸及賴氨酸，且人體必需的8種氨基酸齊全，組成比例接近人體的氨基酸。尤應(yīng)指出的是，藜麥中賴氨酸含量約占總氨基酸含量的7%，而賴氨酸是谷物類的第一限制氨基酸，其在多數(shù)谷物中含量較少或不含；蛋氨酸是豆類食物的限制性氨基酸，在藜麥中蛋氨酸含量也占總氨基酸含量的0.9%。

表1 藜麥萌芽前后營養(yǎng)物質(zhì)的變化?Table 1 The change of nutrients during sprouting %(dry basis)

? 相同字母代表差異不顯著；不同字母代表差異顯著(P<0.05) 。

表2 不同萌芽時(shí)間氨基酸含量Table 2 The content of amino acid during sprouting g/100 g

總體上看，萌芽過后氨基酸組成無明顯變化，總氨基酸含量持續(xù)增加。總必需氨基酸(TEAA)占總氨基酸(TAA)含量的比例從35%增加至38%。萌芽末期的各氨基酸含量是未萌芽狀態(tài)下的1.2～1.5倍，其中蛋氨酸含量增幅最大(約1.8倍)。萌芽后游離氨基酸總量明顯上升，是因?yàn)橐徊糠值鞍踪|(zhì)受酶催化水解為低分子肽與氨基酸，其中一部分氨基酸又繼續(xù)參與分解代謝產(chǎn)生脫氨、轉(zhuǎn)氨、脫羧等代謝物，這些代謝物又合成新的氨基酸從而使氨基酸種類和數(shù)量發(fā)生變化[20]。

2.4 萌芽對藜麥主要功能成分的影響

2.4.1 黃酮含量 黃酮類化合物是天然的植物雌激素,具有多種生物活性,包括誘導(dǎo)凋亡、抗誘變、抑制蛋白激酶C、超氧化物歧化酶和脂肪氧合酶活性、阻礙組胺的釋放等[21]。藜麥籽實(shí)是黃酮類化合物的良好來源[22]195-196，含量范圍在36.2～144.3 mg/100 g[19]。藜麥的蘆丁、槲皮素、異槲皮素和山奈酚的含量比蕎麥高[22]194，而其他谷物類如小米、大米、玉米、小麥、大麥和燕麥都不含黃酮類[23]。由圖2可知，藜麥發(fā)芽24 h內(nèi)的黃酮類物質(zhì)含量有所減少，之后含量開始增加直至60 h達(dá)最高值1.76 mg/g，該含量是未萌芽條件下的1.4倍。因?yàn)檗见溤诿劝l(fā)過程中呼吸作用加強(qiáng)，酶的種類和數(shù)量顯著增加，苯丙氨酸氨基裂解酶(PAL)作為黃酮生物合成的關(guān)鍵酶發(fā)揮作用，使黃酮的合成持續(xù)進(jìn)行[24]。

圖2 萌芽過程中黃酮含量變化Figure 2 The change of flavonoids during sprouting

2.4.2 多酚含量 藜麥提取物中很多活性成分具有抗氧化作用，其中最主要的是多酚類物質(zhì)[25]。Pasko[26]、Alvarez-Jubete[27]、Hirose[28]等的研究認(rèn)為，藜麥種子及新芽中有較多的總多酚。由圖3可知，藜麥在萌發(fā)過程中多酚隨著時(shí)間變化含量出現(xiàn)了先降低后增高再減少的趨勢。這可能是不溶性結(jié)合酚的釋放導(dǎo)致酚酸類物質(zhì)含量的變化。多酚含量在0～24 h內(nèi)下降，24～36 h增高，萌發(fā)36 h時(shí)達(dá)最大值2.8 mg/g，較未萌芽狀態(tài)約增加了21%。36 h后多酚含量呈下降趨勢，但減勢平穩(wěn)。萌芽過程中藜麥多酚含量變化與黃酮含量變化趨勢接近，兩者都在24 h內(nèi)減少，之后開始增加，分別在36 h和60 h達(dá)最高值后開始減少。此結(jié)果與趙霞[29]發(fā)現(xiàn)的萌芽燕麥多酚與黃酮含量的變化趨勢接近的結(jié)果一致。

圖3 萌芽過程中多酚含量變化Figure 3 The change of polyphenols during sprouting

2.4.3γ-氨基丁酸(GABA)含量 由圖4可知，藜麥萌芽前期，GABA含量持續(xù)升高，72 h時(shí)達(dá)最大值185.6 mg/100 g，為未萌芽藜麥(55.4 mg/g)的3.4倍。萌芽72 h后，藜麥中的GABA含量勻速減少，但至萌芽末期(144 h)時(shí)，仍為未萌芽藜麥的2.5倍。有研究表明，GABA廣泛分布于動(dòng)植物中，為哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有降血壓、改善腦機(jī)能、緩解疼痛和焦慮[30]，以及肝、腎功能活化和促進(jìn)乙醇代謝等作用[31]。萌芽后谷氨酸脫羧酶活性的增加使谷氨酸轉(zhuǎn)化為GABA是導(dǎo)致其含量增長的主要原因[32]。

圖4 萌芽過程中GABA含量變化Figure 4 The change of γ-aminobutyric acid during sprouting

2.4.4 皂甙含量 圖5表明，萌芽6 h內(nèi)，皂甙含量較未萌芽時(shí)約下降了40%，可能是藜麥種子浸泡中富含皂甙的種皮脫落而流失；萌芽6～42 h時(shí)，皂甙含量穩(wěn)定在3.5 mg/g左右；萌芽42 h后，皂甙含量開始增加，直至96 h時(shí)達(dá)最高值(7.8 mg/g)；萌芽后期(120 h后)，皂甙含量緩慢減少。關(guān)于藜麥萌芽中后期皂甙含量增加的原因，有待進(jìn)一步研究。

圖5 萌芽過程中皂甙含量變化Figure 5 The change of saponins during sprouting

3 結(jié)論

經(jīng)萌芽處理后，藜麥中的營養(yǎng)成分呈動(dòng)態(tài)變化趨勢。蛋白質(zhì)、總灰分含量先減后增，萌芽24 h達(dá)最低值；淀粉因持續(xù)為萌芽活動(dòng)供應(yīng)能量而呈下降趨勢；粗脂肪持續(xù)上升，在萌芽48 h之前增幅顯著，萌芽48 h之后粗脂肪含量無顯著變化。黃酮、多酚和GABA等功能成分的含量在萌芽期間先增后降，其中GABA含量增幅最大，72 h的含量為未萌芽時(shí)3.4倍；皂甙含量雖在萌芽前期有短時(shí)下降，但從總體上看呈逐漸上升趨勢，在萌芽96 h后達(dá)最大值。

因此，通過簡單的萌芽處理可改善藜麥的口感，提高藜麥功能性營養(yǎng)成分含量。在食用及加工藜麥時(shí)，人們可根據(jù)具體需要來確定所需最佳萌芽時(shí)間，使各種指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。同時(shí)，萌芽藜麥在保健食品等新型食品研究領(lǐng)域具有廣泛的開發(fā)價(jià)值。

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Dynamic Changes of nutrational and functional Ingredients During Germination of Quinoa

HUANGJin

QINLi-kang

SHIQing-nan

WENAn-yan

(SchoolofLiquorandFoodEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025,China)

The changes of bud length, germination rate, protein, amino acid, crude fat, starch, ash content, total flavonoids, total polyphenols,γ-aminobutyric acid and saponin content were investigatedduring the period of sprouting. The rate of germination could reach 80% after 24 hours. There was a decreasing tendency on the content of protein, total ash and total starch, while the crude fat content displayed a trend of increasing, and the variation were 64%, 41%, 49% and 28% respectively. The composition of amino acids had no obvious change, but the proportion of total essential amino acids (TEAA) to total content of amino acids (TAA) increased from 35% to 38%; Polyphenols and flavonoids content were dropping after increasing firstly, then decreasing, the peak values were 1.76 mg/g and 2.8 mg/g after sprouting 36 hours and 60 hours respectively. From early stages of germination to 72 hours, the content ofγ-aminobutyric acid (GABA) was rising continuously to the highest (185.6 mg / 100 g, 3.4 times of not sprout quinoa), then followed by a slightly decline. Saponins content dropped rapidly at the beginning of the germination (6 hours), kept steady during 6～42 hours and then up to highest content (7.80 mg/g) after sprouting of 96 hours, it began to decline after 120 h.

quinoa; germination; nutrients; functional component; dynamic changes

六盤水市級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：52020-2015-02)

黃金，女，貴州大學(xué)在讀碩士研究生。

秦禮康(1965—)，男，貴州大學(xué)教授，博士。 E-mail：likangqin@126.com

2017—03—08

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.05.011