留胚米脂質(zhì)穩(wěn)定化及其貯藏關(guān)鍵技術(shù)研究進展

王麗群，國立東，周 野，陳凱新，鄭先哲，盧淑雯,*

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院食品加工研究所，黑龍江 哈爾濱 150086；2.黑龍江中醫(yī)藥大學藥學院，黑龍江 哈爾濱 150040；3.東北農(nóng)業(yè)大學工程學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

我國是稻米生產(chǎn)大國也是稻米消費大國，水稻的種植和生產(chǎn)直接關(guān)乎國家糧食安全。一直以來，我國稻米加工以初級精白米產(chǎn)品為主，不僅帶來了嚴重的資源浪費，而且精白米營養(yǎng)缺失會直接導致以此為主食人群患2型糖尿病的風險增加20%。留胚米最早起源于日本，流行病學研究表明，將其替代精白米作為主食能顯著改善以稻米為主食人群的身體機能。稻?？v向剖面結(jié)構(gòu)及不同類型稻米的結(jié)構(gòu)組成分布如圖1所示。其中，糙米為僅去除稻殼后未經(jīng)碾磨的稻米籽粒；留胚米為適度去除糙米表層蠟質(zhì)、種皮及部分糊粉層后制得的加工產(chǎn)品；精白米則只保留了胚乳部分，是碾磨加工程度最高的一種稻米產(chǎn)品。由于稻米含有的人體必需營養(yǎng)素中90%以上都存在于稻米外層和胚中，稻米經(jīng)逐級碾磨后，精白米營養(yǎng)流失最大，糙米雖保留了全部營養(yǎng)但因其口感和蒸煮性較差而不易被人們接受。為兼顧營養(yǎng)和消費需求，留胚米是一種以糙米為原料經(jīng)適度碾磨后獲得的活性稻米產(chǎn)品，除口感與精白米相近外，還含有豐富的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素及抗氧化物質(zhì)（如生育酚、酚酸、谷維素）等營養(yǎng)成分。

圖1 稻?？v向剖面結(jié)構(gòu)及不同類型稻米的結(jié)構(gòu)組成Fig.1 Longitudinal cross-sectional structure of rice seeds and structural composition of different types of rice

在通過糙米制備留胚米的過程中，糙米的天然保護外層被破壞、脂肪球破裂，這些加工過程為脂肪代謝相關(guān)酶與脂質(zhì)的接觸創(chuàng)造了條件。在發(fā)生一系列生理活性反應后，留胚米制品的品質(zhì)最終發(fā)生劣變。因此，盡管留胚米在營養(yǎng)指標、感官指標和品質(zhì)指標上優(yōu)勢明顯，但由于其貯藏特性差且無法實現(xiàn)常溫長期市場流通，很多企業(yè)不會大量生產(chǎn)留胚米，最終導致留胚米只能成為概念米，在市場上占有較小份額。此外，由于稻米類制品對感官品質(zhì)要求嚴格以及稻米中脂質(zhì)劣變誘因的特殊性，至今還缺少理想的留胚米品質(zhì)劣變解決方案。鑒于此，本文對留胚米中脂質(zhì)的穩(wěn)定性進行了系統(tǒng)的闡述與分析，旨在為開展留胚米品質(zhì)劣變機理研究提供參考，同時為突破留胚米高品質(zhì)貯藏的產(chǎn)業(yè)難題提供新思路。

1 留胚米脂質(zhì)劣變的理論研究

從稻米籽粒的生理結(jié)構(gòu)上看，留胚米雖然受加工影響比較大，但其營養(yǎng)組成和酶系分布與糙米仍具有一致性。糙米因其表面蠟質(zhì)及種皮結(jié)構(gòu)的保護作用而能夠?qū)崿F(xiàn)常溫條件下的經(jīng)年保藏，在稻米脂質(zhì)劣變的理論研究方面，現(xiàn)有研究多以糙米為基礎(chǔ)原料，但從糙米外層結(jié)構(gòu)的破壞到加工成為精白米的過程是稻米內(nèi)部脂質(zhì)發(fā)生劣變的前提條件，而留胚米是加工程度介于糙米和精白米之間的產(chǎn)品類型，因此糙米中脂質(zhì)劣變理論研究同樣適用于留胚米。

1.1 脂質(zhì)劣變途徑

完整稻米籽粒營養(yǎng)全面豐富，但各類營養(yǎng)物質(zhì)在稻米籽粒中的分布并不均勻，且集中存在于外層結(jié)構(gòu)和胚中，這種分布會導致稻米外層結(jié)構(gòu)的保留程度與稻米品質(zhì)劣變具有顯著相關(guān)性。與稻米中蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素的流失和變性不同，稻米脂質(zhì)的水解與氧化通常會帶來不愉快的酸敗味或陳化味，直接影響稻米的感官品質(zhì)，進而導致稻米產(chǎn)品不再適合消費。稻米中脂質(zhì)質(zhì)量分數(shù)約為1%～4%，與影響稻米食味品質(zhì)的直鏈淀粉含量具有相關(guān)性。按在稻米中的存在形式，稻米脂質(zhì)可分為淀粉脂質(zhì)和非淀粉結(jié)合脂質(zhì)兩種類型，其中淀粉脂質(zhì)是指與淀粉通過單?；c羰基穩(wěn)定結(jié)合，分布于稻米胚乳中的脂類，含量約為稻米總組分的0.2%～0.7%；而非淀粉結(jié)合脂質(zhì)是指以脂肪球體形式存在于糊粉層（50%～55%）、胚芽（14%～18%）及內(nèi)胚乳（12%～19%）中的脂類，含量約為稻米總組分的2.9%～3.4%，在磷脂形成的單層膜結(jié)構(gòu)保護下，三酰甘油作為脂質(zhì)的主要成分穩(wěn)定存在于脂肪球體內(nèi)。稻米脂質(zhì)劣變多以非淀粉結(jié)合脂質(zhì)為底物，且歷經(jīng)3個變化階段（圖2）：第一階段是在機械破壞或磷脂酶水解的條件下，脂肪球發(fā)生破裂釋放甘油三酯；第二階段是釋放出來的脂質(zhì)在脂肪酶的作用下水解生成甘油和脂肪酸；第三階段是脂質(zhì)氧化，此階段包括酶促氧化過程和非酶自動氧化過程，脂肪酸經(jīng)氧化后最終分解生成揮發(fā)性的醛和酮等羰基化合物，同時不飽和脂類也會在有氧條件下自發(fā)地發(fā)生氧化反應，生成過氧化物，并進一步氧化成醛、酮、酸等化合物，產(chǎn)生陳米臭。稻米經(jīng)氧化反應生成的脂肪酸和過氧化物會與營養(yǎng)成分結(jié)合，也會引起稻米蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化和聚集體的形成，導致稻米的食用和營養(yǎng)價值嚴重下降。

圖2 稻米中非淀粉脂質(zhì)劣變途徑Fig.2 Pathways for non-starch lipid deterioration in rice seeds

1.2 脂質(zhì)酶促氧化

稻米中天然存在很多參與脂質(zhì)水解和氧化分解的酶，如脂肪酶、脂肪氧化酶、磷脂酶、過氧化氫酶等。對于未經(jīng)外力作用的稻米脂肪球體來說，磷脂酰膽堿作為脂肪球膜的主要成分能夠在磷脂酶D的作用下降解生成磷脂酸，也有研究認為脂肪球膜降解是脂質(zhì)降解和酸敗的觸發(fā)器。脂肪球膜破壞后，限制在脂肪球體內(nèi)的三酰甘油經(jīng)脂肪球膜滲出，并在脂肪酶的作用下水解，生成以亞油酸為主的次級代謝產(chǎn)物。隨后，亞油酸在特異性脂肪氧化酶作用下氧化生成氫過氧化物，在碳鏈裂開后形成更小的揮發(fā)性化合物，如環(huán)氧醛酮類、內(nèi)酯類和呋喃類化合物，具有不愉快氣味，造成稻米的酸敗。顯然，脂肪代謝相關(guān)酶的活力在稻米品質(zhì)劣變過程中發(fā)揮了重要作用。在以糙米為原料加工米制品的過程中，脂質(zhì)代謝相關(guān)酶的活力會因加工方式的不同而發(fā)生變化，如經(jīng)超高壓和高強度超聲技術(shù)處理后米制品的脂質(zhì)水解和氧化能力提高，但發(fā)芽處理卻可起到延緩脂質(zhì)劣變進程的作用。此外，脂質(zhì)酶促氧化可以受金屬離子調(diào)節(jié)，例如脂肪酶活性能被Ca激活，但會被Mn和Cu抑制，當加工處理帶來稻米內(nèi)部礦物質(zhì)離子的移動與釋放時，元素釋放的種類、空間分布及處理條件會直接影響稻米脂質(zhì)劣變進程。研究發(fā)現(xiàn)糙米發(fā)芽時富集于種皮和糊粉層之間的Ca能迅速移動到胚，而胚中Mg和Mn的含量同時發(fā)生顯著下降。由此可見，礦物質(zhì)釋放與脂質(zhì)代謝酶活力之間存在著明顯的互作關(guān)系，今后研究如能進一步明晰這些活動因子的定量關(guān)系以及不同加工處理對酶蛋白金屬結(jié)合位點特異性損傷的影響，則能從調(diào)控酶促氧化反應方向的角度為留胚米脂質(zhì)劣變問題提供解決思路。

1.3 脂質(zhì)自動氧化

在稻米品質(zhì)劣變的研究中，對非酶氧化過程的關(guān)注度較低。脂質(zhì)自動氧化是一個在誘發(fā)劑（如溫度、單線態(tài)氧、光敏劑或輻射）的作用下激活，并由起始、增殖和終止過程組成的連鎖反應。從已有報道來看，稻米脂質(zhì)自動氧化的起始自由基來源無法確定，它可能是一種脂肪酸自由基HL·，也可能是一種完全不同的自由基R·。至今鮮見與稻米脂質(zhì)劣變起始誘發(fā)因子相關(guān)的公開研究報道。金屬離子，特別是二價態(tài)的金屬離子（包括Fe、Cu、Mn及Mg），除能擔當酶促反應的催化劑外，也是常見的脂肪酸自動氧化引發(fā)劑，可以通過單電子轉(zhuǎn)移來降低起始階段的反應活化能。活性稻米加工過程會對金屬離子間的相互作用產(chǎn)生影響，進而調(diào)節(jié)脂質(zhì)的氧化和礦物質(zhì)元素的釋放。有研究指出，活性稻米體系中釋放的金屬離子具有調(diào)節(jié)脂質(zhì)氧化的作用，如活性稻米體系內(nèi)的金屬離子螯合劑（如乙二胺四乙酸及其鹽類）螯合金屬離子后，其氧化能力降低。而硒富集發(fā)芽糙米在貯藏期間脂肪酸值和羰基含量均較普通發(fā)芽糙米發(fā)生顯著降低，深入研究發(fā)現(xiàn)，硒富集發(fā)芽糙米中存在參與脂質(zhì)代謝的差異蛋白能延緩長期貯藏期間發(fā)芽糙米的氧化酸敗，硒元素對稻米貯藏期間品質(zhì)的劣變同樣具有抑制作用。由此可見，金屬元素在作為脂質(zhì)氧化反應引發(fā)劑及代謝相關(guān)蛋白差異表達誘發(fā)劑方面的研究也有待展開，而以糙米為原料經(jīng)適度加工后獲得的留胚米制品中金屬元素的分布與殘留量研究也應得到同樣的重視。

2 留胚米品質(zhì)穩(wěn)定化技術(shù)

2.1 育種穩(wěn)定化技術(shù)

鑒于活性稻米貯藏期間產(chǎn)生米臭多以LOX的代謝產(chǎn)物為主，在基因及其同工酶基因定位研究的基礎(chǔ)上，研究者們傾向于開展更多缺失突變稻株的篩選及LOX同工酶基因敲除稻株的研究。盡管水稻中已鑒定出很多與脂質(zhì)合成相關(guān)的基因，但已公布的與脂質(zhì)代謝相關(guān)的基因卻較少，且都集中于的研究，這導致基因成了稻米分子育種中遺傳修飾的重要靶點。稻米中LOX以營養(yǎng)貯藏蛋白的形式存在于籽粒中，據(jù)蛋白質(zhì)序列解析，LOXs可分為3種類型，而稻米籽粒中常見的LOX多為Ⅲ型LOX的同工酶，即LOX-1、LOX-2和LOX-3。RoyChowdhury等利用RNA干擾誘導基因表達技術(shù)分析稻米基因的特異性功能，發(fā)現(xiàn)Ⅲ型LOXs的兩種同工酶編碼基因更偏向于在稻米籽粒中表達，當?shù)久鬃蚜Ｃ劝l(fā)時，LOXs以脂質(zhì)為底物啟動代謝反應，在種子成熟、幼苗生長及脅迫應激過程中發(fā)揮重要作用；活性稻米貯藏期間，水稻基因又可起到適當延緩稻米籽粒衰老過程的作用。Suzuki等發(fā)現(xiàn)缺乏的稻米籽粒耐貯性會提高，其在貯藏期間脂質(zhì)過氧化程度降低，己醛、戊醛和戊醇等化合物積累導致的陳腐風味減少，而張瑛等通過缺失水稻品種培育，發(fā)現(xiàn)和基因缺失在延長稻米種子的壽命方面起著關(guān)鍵作用。從上述報道來看，雖然脂類代謝相關(guān)酶類是嚴重影響稻米陳化和營養(yǎng)品質(zhì)下降的重要因素之一，但缺失稻米對留胚米加工產(chǎn)業(yè)來說并沒有帶來突破性的改變，除與稻米脂質(zhì)代謝相關(guān)的其他酶類基因的研究需要進一步擴展外，現(xiàn)有基因缺失稻米的營養(yǎng)品質(zhì)及感官品質(zhì)變化也需要經(jīng)實驗測定以保證其商品特性。

2.2 酶穩(wěn)定化技術(shù)

研究表明，碾磨制得的留胚米在溫度25℃、相對濕度65%的儲藏條件下，儲藏20 d后脂肪酸值和丙二醛含量明顯增高，30 d后留胚米中脂肪酸值已經(jīng)超過25 KOH mg/100 g干基，米臭味明顯，其品質(zhì)已不適宜食用，由此可以看出，留胚米劣變反應發(fā)生迅速且以脂質(zhì)氧化為主。與留胚米不同，普通稻米的品質(zhì)劣變雖也以脂質(zhì)的氧化和水解過程為主，但其劣變時間需要2 年以上，且通常伴有蛋白質(zhì)和淀粉等組分的規(guī)律性改變。在稻米品質(zhì)穩(wěn)定方面，為改善稻米酸敗對稻米品質(zhì)產(chǎn)生的嚴重負面影響，很多研究者陸續(xù)開展了與稻米脂質(zhì)劣變調(diào)控相關(guān)的研究，探索了很多與稻米脂質(zhì)代謝反應酶相關(guān)的穩(wěn)定化技術(shù)。按照加工方式劃分，酶穩(wěn)定化技術(shù)可以分為熱加工技術(shù)和非熱加工技術(shù)。在對不同碾磨方式處理后稻米進行微波輻照熱加工鈍酶的研究中發(fā)現(xiàn)，微波輻照后稻米中脂肪酶活性、LOX活性及貯藏后稻米中游離脂肪酸釋放程度顯著降低，且其降低程度隨微波功率的提高而增強，這表明微波加熱鈍酶技術(shù)可延緩稻米中脂質(zhì)水解；但也有研究發(fā)現(xiàn)，熱處理會使活性稻米中一些細胞膜結(jié)構(gòu)解體，使更多極性脂質(zhì)暴露于活性酶之下，因此即使稻米中酶活性有所降低，但其產(chǎn)生的揮發(fā)性氧化產(chǎn)物含量反而會更多。此外，因熱加工后稻米外觀品質(zhì)破壞嚴重，一些非熱加工技術(shù)也已應用到活性稻米鈍酶加工工藝中，如低溫等離子體、高壓鈍酶、脈沖電場鈍酶技術(shù)等。研究表明，各類非熱加工技術(shù)能獲得很好的鈍酶效果，如電子束輻照處理后的稻米貨架期明顯延長；高壓處理也能抑制脂肪酶和LOX活性，降低貯藏期內(nèi)稻米酸敗程度；超高靜水壓處理具有明顯提升糙米在貯藏期內(nèi)抗氧化物水平的作用。但對于留胚米來說，由于稻米商品性要求較高，經(jīng)非熱鈍酶處理的留胚米商品性難以保證，截至目前，并沒有理想的滅酶技術(shù)能夠應用于留胚米工業(yè)化生產(chǎn)。

2.3 包裝穩(wěn)定化技術(shù)

為實現(xiàn)貯藏期穩(wěn)定，留胚米的包裝條件必須充分考慮到物理、化學、生理和生化等多方面反應。由于留胚米易變質(zhì)，目前市場上流通較多的是小包裝加真空或充CO包裝，其中充CO包裝能充分抑制留胚米的呼吸作用，CO不斷地被米粒吸附，一段時間后呈現(xiàn)出與真空包裝同樣緊密的狀態(tài)。此外，選擇包裝材料及方式也可提高留胚米貯藏穩(wěn)定性，如采用納米材料包裝留胚米，研究認為該包裝可以使留胚米酶活性基因表達能力下降，降低留胚米脂肪氧化反應速率，延緩留胚米產(chǎn)品貯藏期間脂肪酸含量升高和米臭味的產(chǎn)生，但目前此項技術(shù)尚未得以應用，由于納米包裝調(diào)控基因和蛋白表達的作用機理還不夠深入，仍需開展后續(xù)研究。一項添加吸氧劑的包裝實驗研究發(fā)現(xiàn)保質(zhì)期內(nèi)稻米中游離脂肪酸、總生育酚含量及多不飽和脂肪酸絕對含量都有增加，但這種包裝處理卻能有效抑制脂肪酸的進一步氧化。另有研究發(fā)現(xiàn)，貯藏期內(nèi)顆粒狀產(chǎn)品的脂質(zhì)氧化產(chǎn)物含量顯著低于同類粉末狀產(chǎn)品，這表明脂質(zhì)代謝相關(guān)酶類及脂肪酸的接觸表面積等因素都會影響稻米脂質(zhì)的劣變程度。但通過隔絕氧氣的方式來預防稻米脂質(zhì)氧化，只能在脂質(zhì)氧化階段發(fā)揮作用，并沒有在本質(zhì)上阻斷脂質(zhì)在脂肪酶作用下發(fā)生水解反應。

3 影響留胚米脂質(zhì)穩(wěn)定性的其他關(guān)鍵科學問題

脂質(zhì)是稻米內(nèi)部的主要貯藏物質(zhì)之一，也是稻米細胞的重要組成成分。在水稻生長發(fā)育、逆境脅迫、衰老過程中，脂質(zhì)代謝對其生長適應性和生理效應發(fā)揮著重要作用。完整稻谷或糙米中的脂質(zhì)劣變速度非常緩慢，其原因在于：一是稻米脂質(zhì)集中分布于籽粒的種皮層、糊粉層和胚中，脂肪酶主要分布于稻谷種皮的橫斷層中，脂肪酶和脂質(zhì)因處于不同的空間區(qū)域和穩(wěn)定的活力狀態(tài)而不利于脂質(zhì)氧化反應進行；二是休眠的稻米籽粒處于自然生理平衡狀態(tài)，代謝活動（包括氧化還原反應）亦處于穩(wěn)定的休眠期。對于留胚米來說，碾磨或銑削等外力破壞了稻米籽粒表層細胞和生理結(jié)構(gòu)，在損傷脅迫的壓力下，活性稻米將產(chǎn)生一系列生理應激及稻米自身抗氧化系統(tǒng)失衡問題。解析這些科學問題有助于從本質(zhì)上提出更先進的控制留胚米貯藏過程中脂質(zhì)變化的技術(shù)手段。

3.1 機械（碾磨）脅迫的影響

脂質(zhì)特異性探針染色和顯微觀察實驗顯示稻米中脂質(zhì)主要分布于米粒表面，碾磨或拋光處理破壞了稻米籽粒細胞，導致脂肪球體內(nèi)的三酰甘油釋放，雖然脂質(zhì)代謝相關(guān)酶類的分布位置尚無明確報道，但三酰甘油的暴露確為稻米脂質(zhì)的水解和氧化劣變提供了底物條件。此外，留胚米劇烈的加工過程打破了稻米籽粒的休眠狀態(tài)，并激發(fā)了其生理活性。研究表明，植物細胞在損傷脅迫過程中會發(fā)生應答反應，互補DNA（complementary DNA，cDNA）異源表達實驗已經(jīng)證實，植物在經(jīng)歷損傷脅迫時其LOX類化合物生成量增加，而通過LOX代謝途徑釋放出的活性氧、脂質(zhì)衍生羰基、丙二醛等多種自由基會進一步增加細胞膜的損傷和細胞死亡。不過，在植物處于損傷壓力時，細胞外LOX能通過觸發(fā)植物防御應答，加速植物愈傷激素（如正己醛、()-2-己烯醛、()-2-己烯醇等）的迅速合成。在對擬南芥中4種13個類型的LOXs（LOX2、LOX3、LOX4和LOX6）的分析研究中發(fā)現(xiàn)，LOX2和LOX6能在受傷的葉片中產(chǎn)生大量植物防御激素，如茉莉酸類物質(zhì)，此類物質(zhì)是與抗性密切相關(guān)的植物生長物質(zhì)，當植物經(jīng)歷機械傷害時，其含量顯著增加，進而誘導一系列與抗逆有關(guān)的基因表達。因此，盡管活性氧分子是脂質(zhì)發(fā)生鏈式反應的關(guān)鍵誘發(fā)劑，還是需要對留胚米加工過程中脂肪代謝相關(guān)酶類的脅迫應答反應做進一步探究，且已有部分研究已經(jīng)發(fā)表。如冷凍脅迫能顯著降低48 h發(fā)芽處理后水稻胚中的活性氧水平，尤其是超氧陰離子水平，同時發(fā)現(xiàn)很多參與玻璃化-冷凍處理影響氧化應激反應的關(guān)鍵標志基因（/、、、、、和）。此外，高鹽脅迫條件下稻米中的抗氧化酶會產(chǎn)生誘導應激，而低濕度條件下，低水分含量與低環(huán)境溫度都具有延緩糙米中脂肪酸含量增加的作用。以上這些研究均為具有損傷性的脅迫反應直接影響活性稻米中活性氧水平和脂質(zhì)代謝相關(guān)酶類的活力提供了重要證據(jù)。但在活性稻米貯藏機制的研究方面，條件脅迫與留胚米應激反應有關(guān)的研究鮮見報道，仍需進一步研究明確參與脂質(zhì)代謝相關(guān)酶類是稻米籽粒天然貯藏的還是因結(jié)構(gòu)破壞而應激產(chǎn)生的。

3.2 留胚米抗氧化體系與脂質(zhì)氧化之間的互作關(guān)系

脂質(zhì)氧化的起始階段是在引發(fā)因子啟動下，不飽和脂肪酸分子亞甲基基團RH形成自由基R·，隨后進入鏈傳遞階段并形成大量氫過氧化物游離基，即鏈的傳遞階段；當反應生成的自由基產(chǎn)物已不能維持鏈傳遞，或者當抗氧化劑或自由基清除劑與鏈傳遞過程產(chǎn)生的自由基發(fā)生反應時，就到達了脂質(zhì)氧化的終止階段?；钚匝跏怯醒醮x過程中不可避免出現(xiàn)的副產(chǎn)物，在正常植物代謝過程中必須維持在亞致死水平。因此，植物體自身發(fā)展出一種內(nèi)在的抗氧化防御系統(tǒng)，通過酶和非酶抗氧化劑來保護自身免受氧化損傷。對于活細胞而言，細胞內(nèi)氧化還原反應的平衡，除生理維持外，天然抗氧化劑發(fā)揮了重要作用。非酶性抗氧化劑，無論是親水的如抗壞血酸和谷胱甘肽，還是親脂的如-生育酚和類胡蘿卜素，都可以淬滅各種ROS。因此，受到加工損傷的活性稻米，其自身抗氧化防御系統(tǒng)發(fā)揮的作用值得研究者們開展深入研究。

3.2.1 稻米中的內(nèi)源性抗氧化劑

稻米中很多植物化學成分都具有抗氧化活性，如VE、-谷維素、植物甾醇、葉黃素、玉米黃質(zhì)等類胡蘿卜素，槲皮素、蘆丁等類黃酮化合物，以及阿魏酸、沒食子酸、香草酸、丁香酸等酚酸類物質(zhì)。白米米糠中酚酸含量最高，其中游離酚酸占到總酸的41%。這些內(nèi)源性抗氧化劑主要存在于稻米的胚及糊粉層中，不同品種及不同部位含量差異較大。貯藏期內(nèi)，當酶和非酶抗氧化劑水平發(fā)生改變以及產(chǎn)生過多自由基或活性氧/氮時，活性稻米籽粒細胞中這些抗氧化物質(zhì)則有能力對抗各種氧化應激，保護細胞免受損傷。一項基于13個水稻品種的研究，發(fā)現(xiàn)水稻胚芽中VE含量比米糠中高出5 倍，而米糠中-谷維素含量比胚芽中高出5 倍。有研究者在米糠中發(fā)現(xiàn)了可能對抗氧化劑提供保護作用的泛醇，并經(jīng)流行病學和生化試驗證實，該物質(zhì)是一種具有細胞內(nèi)抑制脂質(zhì)過氧化作用且能再生的抗氧化劑。目前，活性稻米中內(nèi)源抗氧化劑的類型及抗氧化方式仍是谷物抗氧化研究的熱點。

3.2.2 加工方式對稻米內(nèi)源性抗氧化劑的影響

稻米加工方式除影響大米營養(yǎng)品質(zhì)外，也是影響其內(nèi)源抗氧化劑含量的重要因素。Liu Lei等以粳稻和秈稻為研究對象，發(fā)現(xiàn)隨著碾磨程度增加，粳稻和秈稻糙米中槲皮素、阿魏酸和香豆酸等9種內(nèi)源性抗氧化物的含量明顯降低；采用碳水化合物降解酶（如纖維素酶）處理稻米可提高酚酸的提取含量；此外，遠紅外輻射處理技術(shù)能起到增加稻殼提取物抗氧化活性和總酚含量的作用；而蒸煮工藝卻能降低泰國非糯性紫米品種的花青素和酚類化合物水平及其抗氧化活性。由于游離酚類物質(zhì)比結(jié)合酚類物質(zhì)具有更強的抗氧化活性，在稻谷陳化和稻米貯藏期間，游離酚類化合物因參與抗氧化反應而使得其抗氧化能力降低。在稻米貯藏研究中，研究者通過加速實驗發(fā)現(xiàn)稻米中與清除活性氧自由基相關(guān)的酶類含量在貯藏期間呈減少趨勢，而這些酶類主要集中存在于稻米胚芽中，包括超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、抗壞血酸過氧化物酶、谷胱甘肽還原酶等，抗氧化酶類含量的降低加速了稻米中氧化還原反應的失衡進程。因此，過氧化氫酶、過氧化物酶、多酚氧化酶活力可以作為稻米儲藏期間品質(zhì)變化的評價指標。通常情況下，稻谷中過氧化氫酶、過氧化物酶和多酚氧化酶的活性較低，但當?shù)竟戎|(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛得以大量積累時，會刺激稻谷自身氧化還原酶系統(tǒng)，引起酶活性的小幅度增強。由此可知，不同活性稻米中含有的天然抗氧化劑不同，加工方式不同也會對稻米內(nèi)源抗氧化劑的抗氧化活性產(chǎn)生不同影響。

3.2.3 稻米內(nèi)源性抗氧化劑對脂質(zhì)劣變的抑制作用

稻米中天然抗氧化劑與稻米脂質(zhì)代謝之間存在明顯互作關(guān)系。同樣含有稻米外層結(jié)構(gòu)及胚的米糠中總酚、總黃酮及總花青素的含量與其水解酸敗程度呈負相關(guān)，這表明米糠中的酚類化合物通過抑制貯藏期間脂肪酶活性，而起到抑制米糠酸敗的作用；體外酶活性測定實驗發(fā)現(xiàn)，黑米中花青素與酚類物質(zhì)具有抑制豬胰脂肪酶活性的能力；在脫脂米糠中也發(fā)現(xiàn)了一種具有1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）清除能力的蛋白類單體或低聚物，該物質(zhì)能有效清除脂質(zhì)氧化初期產(chǎn)生的自由基，但對傳遞期產(chǎn)生的自由基并沒有清除作用；此外，在一項紅麩皮基因型稻米加工后水解酸度變化的研究中，也證實單寧類天然抗氧化劑與脂肪酶活性的抑制作用有關(guān)。從已發(fā)表的報道來看，稻米內(nèi)源抗氧化物對自身脂質(zhì)抗氧化作用的研究成果仍然很少，活性稻米自身抗氧化體系對其自身脂質(zhì)的抗氧化能力評價方面還需進行系統(tǒng)的研究并加以解釋。在稻米自抗氧化系統(tǒng)的防御調(diào)節(jié)能力方面，有研究發(fā)現(xiàn)添加海藻糖能提高稻米發(fā)育細胞的氧化應激能力，進而降低細胞內(nèi)活性氧含量，但關(guān)于此類自抗氧化能力調(diào)節(jié)實驗在加工活性稻米中的研究鮮見公開報道。鑒于稻米抗氧化系統(tǒng)對其脂質(zhì)酸敗的抑制效果，開展活性稻米中內(nèi)源性抗氧化劑與脂質(zhì)氧化之間的定量關(guān)系和抑制機制的研究，可為開發(fā)活性稻米的長期高品質(zhì)貯藏技術(shù)提供重要理論支持。

4 結(jié) 語

留胚米是經(jīng)適度碾磨后獲得的一種營養(yǎng)豐富的活性稻米產(chǎn)品。稻米品種、脂質(zhì)組成、加工（儲藏）條件及其抗氧化防御系統(tǒng)等因素均可能影響保質(zhì)期內(nèi)留胚米的品質(zhì)穩(wěn)定性，但多年來取得的成果尚不能突破留胚米加工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)壁壘，留胚米貯藏難題似乎已無法解決。本文對近年來與活性稻米脂質(zhì)劣變相關(guān)的報道進行歸納整理發(fā)現(xiàn)，在留胚米貯藏技術(shù)開發(fā)方面，留胚米加工帶來的損傷脅迫能夠激發(fā)活性稻米籽粒的應激反應和自抗氧化體系應答反應，但在各種加工條件下，活性稻米脂質(zhì)代謝反應方向及其抗氧化體系的組成變化仍不清楚，稻米脂質(zhì)代謝產(chǎn)物與其內(nèi)源抗氧化劑間的定量關(guān)系及稻米內(nèi)源抗氧化劑延緩脂質(zhì)酸敗的機制也未得到探究。如能對這些問題進行系統(tǒng)地研究與闡釋，則可能深入揭示留胚米脂質(zhì)劣變機制，進而在加工過程中規(guī)避留胚米脂質(zhì)劣變的敏感條件，開發(fā)出切實可行的留胚米經(jīng)年保藏技術(shù)或大包裝常溫保藏技術(shù)，最終實現(xiàn)營養(yǎng)豐富、口感良好的留胚米制品安全流通。