不同生長(zhǎng)周期青稞苗粉氨基酸、脂肪酸組成分析及抗氧化性研究

孔杭如，梅玉，趙曉燕，倪媛媛，王滿意，張連慧，白術(shù)群*

（1.中糧營養(yǎng)健康研究院營養(yǎng)健康與食品安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102200；2.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京 100097）

青稞（Hordeum vulgare Linn.）是藏族地區(qū)傳統(tǒng)的糧食作物，又稱裸大麥，為一年生或越年生的草本植物之一。青稞營養(yǎng)比例科學(xué)，具有高蛋白、高纖維、高維生素、低脂肪等特征，深受藏民們的喜愛。青稞苗是以青稞種子為原料，通過浸泡、發(fā)芽、種植而形成。青稞苗粉（highland barley seedling powder，HBSP）是將青稞苗收割后經(jīng)清洗、預(yù)冷、熱風(fēng)干燥、粉碎等工序形成。青稞種子在蛋白酶酶系的作用下，胚乳細(xì)胞壁被分解，胚乳儲(chǔ)存的物質(zhì)開始降解并為胚軸生長(zhǎng)提供營養(yǎng)[1]，發(fā)芽會(huì)使青稞種子本身的營養(yǎng)物質(zhì)釋放出來，促進(jìn)青稞苗的生長(zhǎng)，且可提高活性因子γ-氨基丁酸等營養(yǎng)物質(zhì)的含量[2-3]。

近幾年，青稞逐漸成為學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)，對(duì)青稞種子營養(yǎng)成分的研究較多，但未見有對(duì)于不同生長(zhǎng)周期青稞苗粉營養(yǎng)成分特性的相關(guān)報(bào)道，青稞苗生長(zhǎng)過程中生長(zhǎng)周期與氨基酸、脂肪酸組成及含量的變化趨勢(shì)未見研究，多見大麥苗粉蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、多酚類等成分的研究[4-6]。本文以青稞苗粉所含的氨基酸、脂肪酸組成及含量為出發(fā)點(diǎn)，以西藏白青稞種子為原料，經(jīng)熱風(fēng)干燥、粉碎、過篩等工藝制成青稞苗粉，研究不同生長(zhǎng)周期青稞苗粉氨基酸、脂肪酸組成及含量差異，并對(duì)其總抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）進(jìn)行探討，從而對(duì)比得出青稞苗粉最佳生長(zhǎng)周期，為開發(fā)具有高附加值的青稞產(chǎn)品提供數(shù)據(jù)參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白青稞種子：西藏桑珠孜區(qū)德琴3900莊園有限公司。

鹽酸、乙醇、檸檬酸鈉、氫氧化鉀、乙醚、氯化鈉、無水硫酸鈉、氨水（均為分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲醇、正乙烷、正庚烷、乙腈（均為色譜純）：美國TEDIA公司；總抗氧化能力（T-AOC）試劑盒：南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器與設(shè)備

Waters e2695高效液相色譜儀：沃特世科技（上海）有限公司；UV-1800/1800PC紫外可見分光光度計(jì)：上海析譜儀器有限公司；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：北京神泰偉業(yè)儀器設(shè)備有限公司；HH-M8恒溫水浴鍋：江蘇春蘭儀器有限公司；GC7890氣相色譜儀：安捷倫科技（中國）有限公司；SYNERGY HT酶標(biāo)儀：美國伯騰儀器有限公司；X3R離心機(jī)：賽默飛世爾科技公司。

1.3 方法

1.3.1 青稞苗粉的加工工藝

1.3.1.1 青稞種子前處理

西藏白青稞種子與過濾后的純凈水按照1∶1的質(zhì)量比，于暗室浸泡8 h～9 h，當(dāng)發(fā)芽長(zhǎng)度為1 mm且發(fā)芽率達(dá)60%后進(jìn)行擺盤，擺盤后置于種植架上種植。

1.3.1.2 青稞苗的種植

采用紙上種植技術(shù)，在溫度（24℃～28℃）、濕度（70%～80%）及自然光的條件下進(jìn)行種植，種植時(shí)間分別為3、5、10、12 d，定期澆水，種植過程不給予營養(yǎng)液、化學(xué)農(nóng)藥等其他物質(zhì)。

1.3.1.3 青稞苗粉的加工工藝及流程

1）收割：去除青稞苗根部，收割青稞苗并剔除雜質(zhì)。

2）清洗：對(duì)收割的青稞苗進(jìn)行清洗，清洗3次，每次清洗時(shí)間為10 min。

3）預(yù)冷：將清洗干凈的青稞苗放置于4℃冷藏，30 min。

4）干燥：采用熱風(fēng)干燥的方法，梯度降溫（80℃降至50℃），負(fù)壓為-0.084 MPa。

5）粉碎、過篩：采用粉碎技術(shù)，粉碎后過篩，苗粉目數(shù)為300目，待測(cè)。

工藝流程為白青稞籽粒→浸泡→擺盤→上架→種植→新鮮青稞苗→收割→清洗→預(yù)冷→干燥→粉碎→過篩。

1.3.2 青稞苗粉指標(biāo)的檢測(cè)方法

多酚采用LS/T 6119—2017《糧油檢驗(yàn)植物油中多酚的測(cè)定分光光度法》測(cè)定[7]；兒茶素采用GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測(cè)方法》測(cè)定[8]；γ-氨基丁酸（r-aminobutyric acid，GABA）采用NY/T 2890—2016《稻米中γ-氨基丁酸的測(cè)定高效液相色譜法》測(cè)定[9]；ω-3系脂肪酸采用 GB 5009.168—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪酸的測(cè)定》測(cè)定[10]；氨基酸采用GB 5009.124—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測(cè)定》測(cè)定[11]。

1.3.3 青稞苗粉總抗氧化能力的檢測(cè)

根據(jù)總抗氧能力（T-AOC）試劑盒的測(cè)定說明書進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。顯著性檢驗(yàn)采用SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 生長(zhǎng)周期對(duì)青稞苗粉氨基酸組成及含量的影響

青稞苗粉的氨基酸組成及含量的研究結(jié)果如表1所示。

表1 不同生長(zhǎng)周期青稞苗粉氨基酸組成及含量Table 1 Amino acid composition and content of HBSP in different growth periodsg/100 g

由表1可知，參測(cè)樣品的丙氨酸、甘氨酸、賴氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、天冬氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、組氨酸等氨基酸的含量隨著日齡的增加，呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)；蛋氨酸、精氨酸、酪氨酸、絲氨酸等氨基酸的含量隨著日齡的增加，呈現(xiàn)出一直增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

HBSP的氨基酸含量隨著生長(zhǎng)周期的增加呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)，其中天冬氨酸的含量最高且隨著日齡的增加呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，在10 d時(shí)達(dá)到6.11 g/100 g，其含量是小麥苗粉的24倍左右[12]，天冬氨酸在消除疲勞、預(yù)防高血壓、保護(hù)心肌[13-15]等方面具有重要意義。谷氨酸在不同生長(zhǎng)周期含量較高，5 d HBSP 達(dá) 2.67 g/100 g，10 d HBSP 達(dá) 2.10 g/100 g，12 d HBSP達(dá)2.58 g/100 g，10 d HBSP谷氨酸的含量是小麥苗粉的7倍左右，有研究表明谷氨酸與血氨結(jié)合可形成谷酰胺，具有護(hù)肝臟、促進(jìn)傷口愈合、緩解疲勞等療效[16-18]。同時(shí)，有研究發(fā)現(xiàn)小麥苗粉中賴氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸的含量分別為1.31、0.96、0.94、1.21、0.85 g/100 g[19]，這 5 項(xiàng)氨基酸的含量與 10 d HBSP基本保持一致。此外，γ-氨基丁酸是一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，參與機(jī)體的多種代謝活動(dòng)，有研究結(jié)果顯示其對(duì)帕金森綜合癥、老年癡呆有顯著的作用[20]。本研究結(jié)果表明，青稞苗粉的γ-氨基丁酸含量較高，5 d HBSP γ-氨基丁酸含量達(dá) 2.29 g/100 g，10 d HBSP γ-氨基丁酸達(dá) 3.12 g/100 g，12 d HBSP γ-氨基丁酸達(dá)2.21 g/100 g。由此可見，不同氨基酸在不同種作物（同大麥屬）中含量差異較大，且不同生長(zhǎng)周期對(duì)HBSP的氨基酸組成及含量有較大影響。

2.2 生長(zhǎng)周期對(duì)青稞苗粉脂肪酸組成及含量的影響

青稞苗粉的脂肪酸組成及含量的研究結(jié)果如表2所示。

表2 不同生長(zhǎng)周期青稞苗粉的脂肪酸組成及含量Table 2 Fatty acid composition and content of HBSP in different growth periods mg/100 g

續(xù)表2 不同生長(zhǎng)周期青稞苗粉的脂肪酸組成及含量Continue table 2 Fatty acid composition and content of HBSP in different growth periodsmg/100 g

由表2可知，不同生長(zhǎng)周期的HBSP的脂肪酸組成有一定的差異，脂肪酸含量變化趨勢(shì)也不一致。本研究發(fā)現(xiàn)，參測(cè)樣品中棕櫚酸、順-11-二十碳一烯酸等脂肪酸的含量隨著日齡的增加，呈現(xiàn)出一直下降的趨勢(shì)，含量范圍分別在519.00 mg/100 g～817.00 mg/100 g、8.16 mg/100 g～19.90 mg/100 g。順-11，14-二十碳二烯酸、木焦油酸等脂肪酸的含量隨著日齡的增加，呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，含量范圍分別在3.48mg/100g～7.53 mg/100 g、13.70 mg/100 g～47.20 mg/100 g之間。油酸含量范圍為81.30 mg/100 g～297.00 mg/100 g，呈現(xiàn)出先下降后升高的趨勢(shì)。花生酸、山崳酸等脂肪酸的含量隨著日齡的增加，呈現(xiàn)出一直升高的趨勢(shì)，含量范圍分別在 7.37 mg/100 g～44.30 mg/100 g、9.45 mg/100 g～55.30 mg/100 g之間。肉豆蔻酸、十五碳酸、棕櫚油酸、硬酯酸、亞油酸等脂肪酸的含量隨著日齡的增加，呈現(xiàn)出波動(dòng)的狀態(tài)，含量范圍分別在6.17 mg/100 g～10.10 mg/100 g、2.93 mg/100 g～5.47 mg/100 g、3.13 mg/100 g～5.20 mg/100 g、36.40 mg/100 g～54.50 mg/100 g、738.00 mg/100 g～1 890.00 mg/100 g之間；ω-3多不飽和脂肪酸指標(biāo)呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，最高值為10 dHBSP，含量達(dá)（1 910.00±2.93）mg/100 g。綜上，根據(jù)各生長(zhǎng)周期青稞苗粉氨基酸組成及含量、脂肪酸組成及含量的變化趨勢(shì)，可得出在生產(chǎn)過程中，10 d的青稞苗粉為最適生長(zhǎng)周期。

2.3 生長(zhǎng)周期對(duì)青稞苗粉抗氧化能力的影響

酚類化合物是一類組成較為復(fù)雜的化合物，其中包括多酚及兒茶素等[21]，它參與機(jī)體重要代謝環(huán)節(jié)，發(fā)揮重要作用如清除自由基、阻斷氧化反應(yīng)等[22]。不同生長(zhǎng)周期青稞苗粉的酚類組成及含量的測(cè)定結(jié)果見表3。

表3 不同生長(zhǎng)周期青稞苗粉的酚類組成及含量Table 3 Phenolic composition and content of HBSP in different growth periodsg/100 g

由表3可知，參測(cè)樣品的多酚及兒茶素含量隨著日齡的增加總體呈現(xiàn)出逐漸增長(zhǎng)的趨勢(shì)，多酚及兒茶素的含量分別在 0.32 g/100 g～1.83 g/100 g、0.14 g/100 g ～1.00 g/100 g之間。本研究結(jié)果與王芳[23]的研究結(jié)果不一致，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，10d HBSP多酚化合物的含量高于閩麥02、大福1號(hào)、莆5品種的大麥苗粉及綿陽26、小福1號(hào)的小麥苗粉。

不同生長(zhǎng)周期青稞苗粉抗氧化能力的測(cè)定結(jié)果見圖1。

圖1 不同生長(zhǎng)周期青稞苗粉的抗氧化能力Fig.1 Total antioxidant capacity of HBSP in different growth periods

由圖1可知，參測(cè)樣品的抗氧化能力隨著日齡的增加呈逐漸遞增的趨勢(shì)，12 d HBSP的抗氧化能力最強(qiáng)，為（0.89± 0.03）mmol/L，顯著高于 10 d HBSP、5 d HBSP 及 3 d HBSP（P＜0.05），其次是 10 d HBSP，抗氧化能力為（0.68±0.05）mmol/L，但3 d HBSP與5 d HBSP的抗氧化性差異不顯著，這可能的原因是隨著日齡的增加，種子中的內(nèi)源酶活化程度更高，酚類物質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)化更徹底[24]，從而使抗氧化化合物（如多酚、兒茶素等）含量不斷增加，抗氧化性逐漸增強(qiáng)。此外，L（+）-抗壞血酸的抗氧化能力測(cè)定結(jié)果為（0.98±0.01）mmol/L，參測(cè)樣品的抗氧化性均顯著低于L（+）-抗壞血酸（P＜0.05）。試驗(yàn)結(jié)果表明，參測(cè)樣品的酚類物質(zhì)含量與抗氧化能力之間存在著顯著的正相關(guān)性，這與其他學(xué)者的研究結(jié)果一致[25-26]。

3 結(jié)論

本研究分析了不同生長(zhǎng)周期HBSP的氨基酸、脂肪酸營養(yǎng)組成、含量差異及總抗氧化能力。不同生長(zhǎng)周期HBSP的氨基酸、脂肪酸等營養(yǎng)組成差異較小，但氨基酸、脂肪酸含量的差異較大?？傮w而言，10 d HBSP營養(yǎng)價(jià)值比3dHBSP、5dHBSP、12dHBSP高，總抗氧化能力依次為 12dHBSP＞10dHBSP＞5dHBSP＞3dHBSP。通過綜合對(duì)比不同生長(zhǎng)周期青稞苗粉氨基酸、脂肪酸的組成、含量差異及其總抗氧化能力，可得出青稞苗粉的最適生長(zhǎng)周期為10 d。本研究可為開發(fā)不同營養(yǎng)比例且高附加值的青稞苗粉產(chǎn)品提供理論支持。