發(fā)芽糙米的制作工藝及化學(xué)成分的變化

張 容 梁 彥*

(吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院食品工程學(xué)院 吉林 132101）

發(fā)芽糙米是由糙米開發(fā)而成，糙米含有胚芽，在一定環(huán)境條件下進行培養(yǎng)，促使胚芽萌發(fā)，待萌發(fā)到一定程度時將其干燥，所得到的由幼芽和帶糠層的胚乳組成的制品即稱為發(fā)芽糙米。我國是世界最大的稻谷生產(chǎn)和消費國，糙米的開發(fā)與利用對于改善人民的主食結(jié)構(gòu)，提高人民的健康水平，促進我國稻谷及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

1 發(fā)芽糙米的功效

糙米發(fā)芽后的營養(yǎng)價值大大高于糙米的營養(yǎng)價值，與糙米和精白米相比較，除含有豐富的維生素和大量的礦物質(zhì)元素之外，還含有多種促進人體健康和防治疾病作用的成分，可以減少中性脂肪、改善腦血流通、緩解動脈硬化、降低血壓、排毒、鎮(zhèn)定神經(jīng)等，是集營養(yǎng)、保健于一體的功能性食品。發(fā)芽糙米的主要功能成分有：（1）發(fā)芽糙米中的GABA是值得關(guān)注的一種功能性成分，它具有改善肝功能，活化腦血流，防止肥胖，增強腦細胞代謝，降低血壓，預(yù)防慢性酒精中毒，促進乙醇代謝，治療失眠、預(yù)防更年期障礙和老年期精神障礙等功能。發(fā)芽糙米中GABA含量是白米的5倍，較糙米高出3倍多；（2）發(fā)芽糙米中另一種功能性成分是IP6，它在發(fā)芽糙米中的含量是白米的4倍多。IP6具有很強的抗氧化能力，能阻止多種癌細胞生長和使腫瘤縮小，有效對付乳癌、結(jié)腸癌、肝癌、和其他組織的癌癥，所以IP6又有天然的癌癥殺手之稱；（3）發(fā)芽糙米中還含有植酸、谷維素、三烯生育酚、阿魏酸等抗脂質(zhì)氧化物質(zhì)，可以使皮膚保持白凈，抑制黑色素的產(chǎn)生，并能促進皮膚的新陳代謝，防止皮膚氧化、損傷、衰老，預(yù)防動脈硬化，預(yù)防內(nèi)臟功能障礙和癌癥等；（4）發(fā)芽糙米中還含有植物淄醇、二十四醇、二十八醇及豐富的維生素等功能性成分，這些物質(zhì)都有著不可低估的生物活性作用。

2 發(fā)芽糙米制作的關(guān)鍵技術(shù)

發(fā)芽糙米是稻谷經(jīng)過礱谷、除雜、篩選、分級、清洗、浸泡、發(fā)芽、干燥、檢驗而成。

2.1 糙米前處理

前處理一般進行脫脂處理（40℃，2h），脫脂處理無論是對原料還是發(fā)芽處理后的糙米都有利于提高其GABA含量。脫脂發(fā)芽糙米的GABA含量比沒有脫脂時提高80mg/100g，提高近1/3。

2.2 浸泡與發(fā)芽

浸泡溫度、浸泡時間、發(fā)芽溫度、發(fā)芽時間是糙米發(fā)芽過程中提升GABA的生成量及其品質(zhì)的四個關(guān)鍵工藝參數(shù)。查閱資料，浸泡和發(fā)芽的條件有以下幾種研究結(jié)果：（1）最佳發(fā)芽參數(shù)為浸泡溫度20℃，浸泡時間12h，發(fā)芽溫度32℃，發(fā)芽時間26h，這樣工藝條件下生產(chǎn)的發(fā)芽糙米的GABA含量達47.1mg/100g，為發(fā)芽前的 2.4 倍。（2）浸泡溫度 25～30℃，時間 22～26h，發(fā)芽溫度 25～30℃，時間為24～26h，產(chǎn)品經(jīng)測定，其GABA平均含量大于650mg/100g。（3）33℃下浸泡16h，然后移至溫度為32℃的發(fā)芽裝置中培育成發(fā)芽糙米，GABA生成量與糙米的品種有關(guān)，且GABA的含量隨發(fā)芽時間的延長而增加，GABA的生成量與糙米中蛋白質(zhì)氨基酸含量之間存在著較好的相關(guān)性。（4）發(fā)芽糙米在濃度為5.0mg/ml抗壞血酸溶液中，培養(yǎng)24h后，加入1.0mg/ml谷氨酸鈉的條件下水培，有利于GABA的富積。（5）低濃度CaCl2、GA3、CaCl2+GA3的浸泡處理可顯著提高糙米的發(fā)芽率、淀粉酶活力、還原糖、可溶性蛋白質(zhì)及游離氨基酸含量，其最佳濃度分別為0.5mmol/L、0.2mmol/L，0.5mmol/LCa2++0.02mg/LGA3。糙米浸漬于定向強化營養(yǎng)液中，常溫活化36～48h并于25℃下保濕發(fā)芽，制得了一種可定向適用于各類消費人群的功能性營養(yǎng)保健食用米。

2.3 干燥技術(shù)

發(fā)芽后的糙米中各種酶生理活性很高，含水量大，如處理不當會造成許多營養(yǎng)成分損失使食用品質(zhì)下降?？刹捎谜婵绽鋬龈稍?、微波干燥和普通熱風(fēng)干燥。干燥終點芽體水分一般控制在14.5%～15.5%。

2.4 發(fā)芽糙米制品的開發(fā)

日本是最早實現(xiàn)發(fā)芽糙米商品化的國家，其研究和生產(chǎn)水平處于世界的前沿。發(fā)芽糙米在日本除作為主食之外，還被加工成了各種食品，如發(fā)明以發(fā)芽糙米為原料，制成含酒精17%以上，香味醇厚，氨基酸和酸度較高的清淡爽快型清酒或有獨特風(fēng)味的蒸餾酒；那卡公司利用糙米芽生產(chǎn)出了兩種富含營養(yǎng)的醬汁；石井食品公司以發(fā)芽糙米為主原料制成了四種藥膳粥。此外，日本還開發(fā)了以發(fā)芽糙米為原料的谷物糕餅、米芽醋、嬰兒斷奶食品、米芽豆乳飲料等。

發(fā)芽糙米以其豐富的營養(yǎng)價值越來越受到廣大消費者的青睞，在我國除臺灣、香港兩地外，目前，國內(nèi)有關(guān)發(fā)芽糙米開發(fā)應(yīng)用的報道很少。

3 糙米發(fā)芽時化學(xué)成分的變化

3.1 碳水化合物的變化

糙米發(fā)芽過程中，淀粉在淀粉酶的作用下逐步分解為葡萄糖等小分子糖類，為幼芽和幼根生長提供能量，所以隨著淀粉酶活力的升高，淀粉含量逐漸減少，還原糖含量則逐漸增加。葡萄糖是最主要的還原糖，還含有少量的果糖、麥芽糖、麥芽三糖和蔗糖。據(jù)資料報道，糙米以水為介質(zhì)，發(fā)芽3d后，可溶性糖增加3倍。

3.2 蛋白質(zhì)的變化

發(fā)芽過程使蛋白質(zhì)的百分含量略有升高，并且隨著發(fā)芽時間的延長而穩(wěn)步增加，但是這樣的增加很大程度上是由于干物質(zhì)的損失。糙米發(fā)芽期間水溶性蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)先升后降的趨勢，前6d是增加的，然后逐漸減少。增加的可溶性蛋白來自于酶降解的谷蛋白和新合成的可溶性蛋白。由于酶的降解作用，球蛋白含量下降，醇溶蛋白含量基本維持不變，而非蛋白氮的含量升高。

3.3 氨基酸的變化

糙米發(fā)芽使賴氨酸、色氨酸、甘氨酸和擷氨酸的含量增加，絲氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸和脯氨酸的含量下降，天門冬氨酸增加量最大，而谷氨酸下降量最大。發(fā)芽使必需氨基酸的含量增加，其中賴氨酸和色氨酸的量明顯增加，谷氨酸和脯氨酸為賴氨酸和其它必需氨基酸的合成提供了氮源。大米的限制氨基酸為賴氨酸和蘇氨酸，發(fā)芽有可能使它們不再成為限制性氨基酸。由于發(fā)芽對蛋氨酸含量沒有多大影響，所以它可能成為限制氨基酸。此外，糙米發(fā)芽使非蛋白氨基酸Y-氨基丁酸（GAGA）的含量增加的，GABA是由谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶催化轉(zhuǎn)化而來，具有多種生理功能。

3.4 干基物質(zhì)的變化

糙米發(fā)芽過程中，由于呼吸作用的進行及酶活性增強，物質(zhì)的水解作用增強，糙米中一部分營養(yǎng)物質(zhì)被消耗，造成干物質(zhì)損失。隨著發(fā)芽時間的延長，發(fā)芽糙米的干物質(zhì)損失率逐漸增大，通過控制糙米發(fā)芽時間、發(fā)芽溫度及水分等條件可降低干物質(zhì)的損失。

3.5 維生素的變化

發(fā)芽糙米中含有豐富的維生素，已知的有VBl、VB2、VB6、VA、NE以及煙酸、泛酸等。糙米發(fā)芽對維生素B族影響較大，VB2、VB3、VB6的含量都有所增加。葉酸的含量有所下降。

3.6 礦物質(zhì)的變化

糙米中不僅Ca、Mg的含量較高，而且Zn和Fe等微量元素的含量也較高。在糙米發(fā)芽過程中，由于生成了新的組織，礦物質(zhì)元素會發(fā)生轉(zhuǎn)移，同時由于干基的損失，其含量略有增加。此外，糙米在發(fā)芽之前，Ca、Mg等礦物質(zhì)元素大部分與植酸結(jié)合在一起，食用時幾乎不為人體所吸收。但在發(fā)芽過程中，由于植酸酶的作用，這種結(jié)合被破壞，礦物質(zhì)元素呈游離態(tài)，從而使這些必需成分在人體內(nèi)的吸收率顯著提高。

發(fā)芽糙米的研發(fā)，增加了米制品的品種，提高了大米的營養(yǎng)價值和商業(yè)價值，并為開發(fā)新型大米功能性食品開辟了一條新的途徑，其深度開發(fā)制品在未來主食和保健食品領(lǐng)域內(nèi)將具有一定的地位。發(fā)芽糙米不僅可以作為人們的主食，而且還可以作為營養(yǎng)補充劑或功能性食品的原料和配料使用，可提取GABA制成膠囊，通過發(fā)酵制成醬、醋，或粉碎后制成各種面包、點心類加工食品等，廣泛用于米制品、乳制品、冷凍食品、釀酒、飲料、醫(yī)療等行業(yè)上，市場潛力很大，前景廣闊。