薏仁米貯藏過程中品質(zhì)的變化

欒琳琳盧紅梅陳 莉楊鳳儀吳煜樟牟燦燦

(1. 貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州 貴陽 550025； 2. 貴州大學(xué)貴州省發(fā)酵工程與生物制藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550025)

薏仁米又名薏苡仁、草珠子、六谷子、菩提珠，原產(chǎn)于東南亞，是廣泛種植于中國(guó)、日本、韓國(guó)和印度的禾本科植物[1-2]。它不僅富含營(yíng)養(yǎng)成分，還含有酯類、甾醇類、酚類、多糖類等藥效成分，并經(jīng)臨床藥理研究確證，其具有抗腫瘤[3-4]、抗炎[5-6]、免疫調(diào)節(jié)[7]、降血糖血脂[8]、抗肥胖[9]等藥理活性。

薏仁米產(chǎn)后損失嚴(yán)重，因陳化造成的品質(zhì)降低是主要原因。研究薏仁米品質(zhì)變化產(chǎn)生的內(nèi)在原因，對(duì)于及時(shí)判別薏仁米的陳化程度，科學(xué)貯藏具有重要的意義。袁芳芳[10]選擇脂肪酸值和品嘗評(píng)分值作為稻谷貯藏過程中品質(zhì)變化指標(biāo)，結(jié)果表明，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，粳稻谷的脂肪酸值逐漸升高，品嘗評(píng)分值逐漸降低，稻谷品質(zhì)下降。申曉曦等[11]研究了水分含量對(duì)花生仁貯藏過程中的品質(zhì)影響，發(fā)現(xiàn)花生仁的水分含量過高或過低都會(huì)加速氧化酸敗反應(yīng)進(jìn)程,進(jìn)而影響產(chǎn)品口感。張欣等[12]測(cè)定了在不同貯藏條件下稻米的直鏈淀粉含量、游離脂肪酸值，結(jié)果顯示，在貯藏至6個(gè)月時(shí)，所有稻米的直鏈淀粉含量顯著下降，游離脂肪酸值顯著增加。目前，鮮有對(duì)薏仁米及其加工產(chǎn)品貯藏技術(shù)研究的報(bào)道。本研究擬對(duì)薏仁米貯藏過程中的品質(zhì)變化進(jìn)行探討，對(duì)薏仁米種仁的基本組成成分及其在貯藏過程中的含量變化進(jìn)行測(cè)定分析，了解各營(yíng)養(yǎng)成分在貯藏過程中的變化，同時(shí)分析薏仁米在貯藏過程中理化指標(biāo)及生化指標(biāo)的變化規(guī)律，探討薏仁米陳化過程中各指標(biāo)的變化規(guī)律，旨在為薏仁米的科學(xué)貯藏和相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

薏仁米：貴州興誠(chéng)華英食品有限公司，為貴州興仁縣產(chǎn)純種小薏仁米，原料為當(dāng)年產(chǎn)新鮮薏仁米，取企業(yè)當(dāng)天脫殼處理薏仁米運(yùn)送至本校實(shí)驗(yàn)室中存放；

鹽酸：分析純，重慶川東化工有限公司；

甲基紅：指示劑，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；

95%無水乙醇、石油醚：分析純，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；

碘：分析純，天津致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；

氫氧化鈉、葡萄糖、苯酚：分析純，天津市永大化學(xué)試劑有限公司；

氫氧化鉀、酒石酸鉀鈉：分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；

亞甲基藍(lán)：生物染色劑，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；

亞鐵氰化鉀：分析純，成都金山化學(xué)試劑有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

色度儀：Hunter Lab Ultra Scan VIS型，上海韻鼎國(guó)際貿(mào)易有限公司；

石墨消解儀：SH220型，上海卓好實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司；

自動(dòng)凱氏定氮儀：K9840型，濟(jì)南海能儀器股份有限公司；

電熱干燥箱：101-1型，北京科偉永興儀器有限公司；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH-b型，常州奧華儀器有限公司；

精密電子天平：FA2004N型，上海菁海儀器有限公司；

氣相色譜聯(lián)用儀：7890A型，安捷倫科技有限公司；

箱式高溫電爐：JNL-17XB型，洛陽力宇窯爐有限公司；

可見分光光度計(jì)：722S型，上海菁華科技儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理 模擬自然貯藏條件，將當(dāng)年產(chǎn)新鮮精制薏仁米放入PE自封袋中密封，置于25 ℃的培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行為期1年的貯藏試驗(yàn)。

1.3.2 檢測(cè)方法

(1) 感官評(píng)定：按GB/T 5492—2008 執(zhí)行。

(2) 色差的測(cè)定：使用Hunter Lab Ultra Scan VIS色度儀測(cè)量薏仁米在貯藏過程中的L*、a*、b*，L*表示亮度，a*表示紅-綠，b*表示黃-藍(lán)。測(cè)量時(shí)采用RSIN模式，孔徑大小和觀察面積選擇19 mm，校正儀器后開始測(cè)量，每個(gè)樣品平行測(cè)定5次，去除最大值與最小值，使用其他3組數(shù)據(jù)，結(jié)果取平均值。

(3) 水分含量：按GB/T 5497—1985 的直接干燥法執(zhí)行。

(4) 淀粉含量：按GB/T 5514—2008 的酶水解法執(zhí)行。

(5) 粗脂肪含量：按GB/T 5512—2008 的索氏抽提法執(zhí)行。

(6) 蛋白質(zhì)含量：按GB/T 5511—2008的凱氏定氮法執(zhí)行。

(7) 灰分含量：按GB/T 22510—2008 的高溫灰化法執(zhí)行。

(8) 脂肪酸值：按GB/T 5510—2011 的滴定法執(zhí)行。

(9) 過氧化值：按GB/T 5009.37—2003 的比色法執(zhí)行。

(10) 丙二醛(MDA)含量：比色法[13]。

(11) 脂肪酶活動(dòng)度：按GB/T 5523—2008執(zhí)行。

(12) 電導(dǎo)率：參考文獻(xiàn)[14]用數(shù)字電導(dǎo)率儀測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3次，采用Origin軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析采用SPSS軟件系統(tǒng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評(píng)定

2.1.1 薏仁米貯藏過程中色澤、氣味的變化 薏仁米在自然貯藏條件下，其色澤、氣味會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，觀察在1年的貯藏過程中其色澤及氣味的變化。

如表1所示，薏仁米色澤隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，由最初新鮮薏仁米的乳白色、有光澤，逐漸變暗偏黃且?guī)в谢疑粴馕兑灿勺畛醯奶鹣銡?，最終呈哈敗味。

2.1.2 利用色度儀測(cè)定薏仁米貯藏過程中的色澤變化

由圖1可知，在1年的自然貯藏中，薏仁米表面亮度值L*隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)整體呈下降趨勢(shì)，紅度a*和黃度b*呈上升趨勢(shì)。L*值的降低表明薏仁米在貯藏過程中，表面顏色亮度逐漸變暗；b*升高表明隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，薏仁米的表面顏色逐漸變黃；a*變化不大但呈上升趨勢(shì)。結(jié)合CIE Lab色空間坐標(biāo)圖，薏仁米隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，表面顏色逐漸變暗偏黃且?guī)в谢疑?，此變化與感官分析結(jié)果一致。

表1 薏仁米貯藏過程中色澤、氣味的變化

2.2 薏仁米貯藏過程中主要成分的變化

2.2.1 薏仁米的主要成分 貯藏0 d的薏仁米水分、蛋白質(zhì)、粗脂肪、淀粉、及灰分含量的測(cè)定，結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，薏仁米中的主要成分為淀粉，其次薏仁米中蛋白質(zhì)和脂肪含量都遠(yuǎn)高于其他谷物，且富含礦質(zhì)元素。由于薏仁米中脂肪含量較高，多為不飽和脂肪酸，因而具有很高的營(yíng)養(yǎng)效益，但這也會(huì)使薏仁米更易因脂肪的氧化而引起品質(zhì)的變化。

2.2.2 薏仁米貯藏過程中主要成分的變化 水分是薏仁米各種生化反應(yīng)的介質(zhì)，其含量過高或過低均可影響薏仁米的貯藏穩(wěn)定性，影響薏仁米的品質(zhì)。每隔90 d對(duì)薏仁米在自然貯藏過程中的水分和蛋白質(zhì)含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見圖2。

表2 薏仁米主要成分測(cè)定結(jié)果

圖1 薏仁米貯藏過程中L*、a*、b*值的變化

由圖2可知，在1年的自然貯藏過程中，薏仁米水分含量逐漸降低，下降幅度為37.06%。薏仁米中蛋白質(zhì)含量基本保持不變，在各貯藏階段含量無顯著差異(P<0.05)。這與謝宏等[15]研究得出的稻米貯藏過程中蛋白質(zhì)含量變化的結(jié)論一致。

由圖3可知，在1年的自然貯藏過程中，淀粉含量變化不大。王肇慈等[16]研究表明，雖然淀粉在貯藏過程中受酶的作用，水解成麥芽糖、糊精，進(jìn)而分解為葡萄糖而使其含量減少，但由于基數(shù)較大，因而總量變化并不明顯。這可能也是薏仁米貯藏中淀粉含量變化不顯著的原因。

圖2 薏仁米貯藏過程中水分含量和蛋白質(zhì)的變化

圖3 薏仁米貯藏過程中淀粉和灰分含量的變化

由圖4可知，在360 d 的自然貯藏過程中，粗脂肪含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減少，減少量為粗脂肪總量的15.00%左右，可能是脂肪在氧化酶的作用下發(fā)生了分解，同時(shí)受光、氧等的影響發(fā)生了水解和氧化，脂肪酸值的升高被認(rèn)為是脂肪發(fā)生水解反應(yīng)的結(jié)果。

2.3 薏仁米貯藏過程中生化性質(zhì)的變化

2.3.1 脂肪酸值 脂肪酸值能反映貯藏過程中薏仁米劣變的程度，是薏仁米品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。圖5為薏仁米貯藏過程中脂肪酸值的變化。

圖4 薏仁米貯藏過程中脂肪含量的變化

圖5 薏仁米貯藏過程中脂肪酸值的變化

由圖5可以看出，在360 d的自然貯藏過程中，脂肪酸值隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)大致呈上升的趨勢(shì)，300 d后呈下降趨勢(shì)，可能是隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，由油脂水解產(chǎn)生的脂肪酸發(fā)生過氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)闅溥^氧化物，進(jìn)一步生成了低級(jí)的醛、酮類等化合物，同時(shí)與微生物的分解利用作用一起使脂肪酸值有所降低。

2.3.2 過氧化值 過氧化值作為一種指示油脂氧化酸敗程度的關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)衡量油脂的氧化程度具有重要意義。將薏仁米置于25 ℃下貯藏1年，每隔30 d測(cè)定1次過氧化值，結(jié)果見圖6。

圖6 薏仁米貯藏過程中過氧化值的變化

由圖6可知，在0～360 d的貯藏期內(nèi)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，脂肪氧化酸敗程度不斷加深，過氧化值逐漸升高，增長(zhǎng)了416.21%。

2.3.3 丙二醛含量 丙二醛含量的大小反映過氧化的程度。薏仁米在貯藏過程中丙二醛含量的變化如圖7所示。

由圖7可以看出，在360 d的貯藏期內(nèi)，薏仁米丙二醛的含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈波動(dòng)上升的趨勢(shì)。有研究[17]報(bào)道，薏仁米在貯藏過程中，丙二醛含量的變化與過氧化物酶的活性呈反相關(guān)關(guān)系。這可能是丙二醛含量呈上下波動(dòng)的主要原因。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，薏仁米膜脂過氧化程度加劇，不飽和脂肪酸被氧化分解生成氫過氧化物，進(jìn)一步分解產(chǎn)生丙二醛等物質(zhì)[18]，可能是丙二醛含量整體呈上升趨勢(shì)的主要原因。

圖7 薏仁米貯藏過程中丙二醛含量的變化

2.3.4 薏仁米貯藏過程中脂肪酶活動(dòng)度的變化 脂肪酶作為脂肪水解代謝中第一個(gè)參與反應(yīng)的酶，對(duì)脂肪的轉(zhuǎn)化速率起著重要的調(diào)控作用，是糧食在貯藏中氧化變質(zhì)的主要原因之一，嚴(yán)重影響糧食的品質(zhì)。圖8為薏仁米貯藏過程中脂肪酶活動(dòng)度的變化。

由圖8可知，薏仁米在360 d的貯藏過程中，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，脂肪酶活性呈先升后降的趨勢(shì)。在120 d的貯藏期內(nèi)，脂肪酶活性逐漸升高，分析脂肪酶活性先增大的原因可能是在貯藏初期，薏仁米自身生命活力較強(qiáng)，呼吸作用較大，同時(shí)受外界條件如氧氣、濕度等的影響，共同作用使薏仁米脂肪酶活力增大，加速了脂類的分解代謝作用。在120～360 d內(nèi)，脂肪酶活性呈下降趨勢(shì)，可能是隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，薏仁米自身的生命活力減弱，同時(shí)體內(nèi)自由水含量減少，從而使脂肪酶活性呈下降的趨勢(shì)。這與雷凡[19]對(duì)糙米貯藏中脂肪酶活性變化的趨勢(shì)一致。

圖8 薏仁米貯藏過程中脂肪酶活動(dòng)度的變化

2.3.5 薏仁米貯藏過程中電導(dǎo)率的變化 在貯藏過程中，由于糧食籽粒細(xì)胞的膜脂會(huì)發(fā)生過氧化導(dǎo)致細(xì)胞電解質(zhì)外滲[20]。薏仁米在貯藏過程中電導(dǎo)率的變化如圖9所示。

圖9 薏仁米貯藏過程中電導(dǎo)率的變化

由圖9可以看出，隨著貯藏時(shí)間的不斷延長(zhǎng)和陳化程度的加深，電導(dǎo)率逐漸上升，表明隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，薏仁米細(xì)胞膜透性逐漸變大。薏仁米膜脂過氧化使細(xì)胞膜內(nèi)電解質(zhì)外滲。這是薏仁米電導(dǎo)率升高的主要原因?？v觀整個(gè)貯藏過程，隨著薏仁米陳化的加深，電導(dǎo)率增加顯著，能靈敏地反映薏仁米的劣變情況。

2.4 薏仁米生化指標(biāo)間的相關(guān)性分析

選取測(cè)定的薏仁米水分含量、脂肪酸值、過氧化值、丙二醛含量、脂肪酶活動(dòng)度和電導(dǎo)率7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行指標(biāo)間的相關(guān)性分析，結(jié)果見表3。

表3 薏仁米生化指標(biāo)間的相關(guān)性分析?

? * 表示在0.05水平上顯著相關(guān)，** 表示在0.01水平上顯著相關(guān)。

由表3可知，水分含量、脂肪酸值和丙二醛含量除與脂肪酶活動(dòng)度無顯著相關(guān)外，其他各指標(biāo)間均顯著相關(guān)；過氧化值與各指標(biāo)在0.01水平上均顯著相關(guān)，其中與水分含量和脂肪酶活動(dòng)度顯著負(fù)相關(guān)；脂肪酶活動(dòng)度除與過氧化值和電導(dǎo)率在0.05水平上顯著負(fù)相關(guān)外，與其他指標(biāo)均顯著不相關(guān)；電導(dǎo)率與水分含量和脂肪酶活動(dòng)度顯著負(fù)相關(guān)，與其他指標(biāo)顯著正相關(guān)。從指標(biāo)間的相關(guān)性和各指標(biāo)的靈敏性分析可以得出，不同指標(biāo)間均存在一定的關(guān)聯(lián)性，且都能不同程度地反映隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，薏仁米品質(zhì)的下降。脂肪酶作為第一個(gè)參與脂肪水解過程的酶，調(diào)控著脂肪的轉(zhuǎn)化速率，是糧食在貯藏中氧化變質(zhì)的主要原因之一。因此，選取水分含量、脂肪酸值、過氧化值、丙二醛、脂肪酶活動(dòng)度和電導(dǎo)率作為薏仁米品質(zhì)變化的主要判斷指標(biāo)，同時(shí)，這些指標(biāo)與脂肪氧化密切相關(guān)，可作為薏仁米貯藏過程中脂肪氧化研究的主要指標(biāo)。

3 結(jié)論

在為期1年的貯藏過程中，薏仁米的顏色、氣味、主要成分及關(guān)聯(lián)指標(biāo)變化明顯，表明薏仁米品質(zhì)隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。脂肪酸值、過氧化值、丙二醛值、脂肪酶活動(dòng)度和電導(dǎo)率的變化，均靈敏地反映隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)薏仁米的脂肪氧化，劣變程度加大，反映薏仁米品質(zhì)的下降，因此可作為判斷薏仁米品質(zhì)變化的主要指標(biāo)。與前人[21-23]的研究方法比較，本研究用量化指標(biāo)評(píng)價(jià)和儀器評(píng)價(jià)薏仁米的品質(zhì)，更科學(xué)、客觀地表示了薏仁米貯藏過程中品質(zhì)的變化，避免了此前只以感官評(píng)價(jià)作為分析方法的主觀評(píng)價(jià)中的誤差。然而薏仁米的陳化是一個(gè)復(fù)雜的過程，不僅受脂肪氧化的影響，還與淀粉、蛋白質(zhì)的變化有著密切聯(lián)系。由于陳化對(duì)淀粉、蛋白質(zhì)含量影響不大，故后期可對(duì)薏仁米貯藏中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)變化，淀粉的糊化特性等進(jìn)行深入研究。