富硒糙米不同碾磨級(jí)分米糠蛋白的硒含量及其功能特性

周雷，隋勇，梅新*，李書(shū)藝，許銳，施建斌，蔡沙，熊添，蔡芳，祝振洲*

（1.武漢輕工大學(xué)硒科學(xué)與工程現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院，國(guó)家富硒農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)專(zhuān)業(yè)中心，湖北省綠色富硒農(nóng)產(chǎn)品精深加工工程技術(shù)研究中心，湖北武漢 430048）（2.湖北省農(nóng)學(xué)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北武漢 430064）

水稻作為世界一半人口的主食，為人類(lèi)直接貢獻(xiàn)了20%以上的卡路里[1]。通常，人們通過(guò)剝離胚層和麩層將糙米碾磨成精米來(lái)進(jìn)行消費(fèi)。但與精米相比，全糙米保留了米糠中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如必需脂肪酸、膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)、有益金屬元素和植物活性物質(zhì)[2-4]。流行病學(xué)研究表明，經(jīng)常食用全谷物和相關(guān)產(chǎn)品可以降低患心血管疾病、II 型糖尿病、肥胖癥和癌癥等慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)[5,6]。

硒是人體必需的微量元素，參與體內(nèi)多種重要的代謝途徑，包括甲狀腺激素代謝的合成、抗氧化防御系統(tǒng)（即作為谷胱甘肽近鄰的活性中心）和免疫功能[7,8]。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)表示，成年人每天的硒攝入量應(yīng)為50～250 μg。缺硒會(huì)導(dǎo)致許多健康疾病，例如克山病、癌癥、心臟病、甲狀腺功能亢進(jìn)癥等[7]。硒可以影響蛋白質(zhì)的活性中心并增強(qiáng)其抗氧化能力，有機(jī)硒甚至可以直接參與清除自由基[9]。而富硒大米中含有90%（m/m）以上的以硒蛋白形式存在的有機(jī)硒，是作為日常膳食富硒的良好食物來(lái)源[10]。馮明菊等[11]發(fā)現(xiàn)，富硒處理可以有效提高糙米蛋白的抗氧化活性。胡玲玲等[12]發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于發(fā)芽糙米蛋白，富硒發(fā)芽糙米蛋白具有更強(qiáng)的抗氧化能力。

糙米糠層富含纖維，因此蒸煮特性和適口性差。經(jīng)適度碾磨后，可以提高谷物的烹飪質(zhì)量，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失[2]。碾磨度（Degree of Milling，DOM）是影響大米感官質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)含量的關(guān)鍵參數(shù)。Zhang 等[13]系統(tǒng)地評(píng)價(jià)了總酚、總黃酮和總花青素在黑米不同米糠級(jí)分中的分布和生物活性，發(fā)現(xiàn)DOM為2%（m/m）的米糠級(jí)分中總酚、總黃酮和總花青素含量最高，并且顯示出更強(qiáng)的抗氧化性，以及α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制活性。Wang 等[14]研究了不同DOM 值的精制絲苗米的理化性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)隨著DOM的增加，絲苗米中存在的蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、煙酸和維生素E 逐漸被去除。孫瑞等[4]則探究糙米在碾磨過(guò)程中硒的損失，發(fā)現(xiàn)DOM 越大，硒的損失率越大。然而，目前關(guān)于糙米不同級(jí)分米糠及其米糠蛋白的硒含量分布和抗氧化活性的研究較少。

在這項(xiàng)研究中，以富硒糙米為原料，通過(guò)碾磨將米糠分為5 個(gè)級(jí)分，每個(gè)米糠級(jí)分約占整個(gè)糙米顆粒的2.2%（m/m）。比較了不同米糠級(jí)分及其蛋白的硒元素含量和蛋白的抗氧化活性、α-淀粉酶抑制能力。本研究可為制定合理的富硒糙米適度碾磨工藝參數(shù)和精米、米糠的綜合利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料

供試富硒和常規(guī)晚粳稻“南粳9108”（NR），晚秈稻“巨2 優(yōu)60”（JR）、“野香優(yōu)航1573”（YR），由湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所富硒稻米團(tuán)隊(duì)提供。所有水稻品種在2021 年5 月30 日播種，富硒稻是在灌漿初期通過(guò)葉面噴施硒肥，10 月6 日收割，經(jīng)干燥、礱谷得到對(duì)應(yīng)品種和處理的糙米。

Agilent 混合內(nèi)標(biāo)溶液（5188-6525）美國(guó)Agilent公司；2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽（ABTS）、阿卡波糖上海源葉生物科技有限公司；α-淀粉酶、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH），美國(guó)Sigma公司；硝酸（優(yōu)級(jí)純）、水楊酸、過(guò)氧化氫、TPTZ、過(guò)硫酸鉀、三氯化鐵、硫酸亞鐵、可溶性淀粉、L(+)-抗壞血酸，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7900 型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國(guó)Agilent公司；Multiwave PRO 型微波消解儀，奧地利安東帕有限公司；Milli-Q Syhthesis 超純水系統(tǒng)，美國(guó)Millipore 公司；722N 可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海儀電分析儀器公司；LGJ-25C 冷凍干燥機(jī)，北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限公司；SB-5200D 超聲波清洗機(jī)，寧波新芝生物科技公司；K9840 自動(dòng)凱氏定氮儀，濟(jì)南海能儀器有限公司；SXJMJ-858 型精米機(jī)，浙江臺(tái)州華晨糧油機(jī)械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

根據(jù)Zhang 等[13]的方法，略作修改。使用SXJMJ-858 型精米機(jī)對(duì)糙米相繼碾磨獲得5 種不同的米糠級(jí)分。碾磨步驟如下：使用碾米機(jī)將新鮮WBR（Whole Brown Rice，全糙米）（200 g）碾磨2 s，得到糠層部分1（BF1）和碾米1。之后，將碾米1 碾磨1 s 以獲得BF2 和碾米2。然后依次將上一步中的碾米碾磨2、3 和10 s，以獲得BF3、BF4 和BF5，每個(gè)米糠級(jí)分約占整個(gè)糙米顆粒的2.2%（m/m）。所有麩皮餾分和碾磨后的精米（MR6）都被研磨成細(xì)粉，過(guò)80 目篩。然后將每個(gè)樣品密封并儲(chǔ)存在-20 ℃直至分析。

1.3.2 硒含量測(cè)定

硒含量的測(cè)定參照GB 5009.93-2017《食品中硒的測(cè)定》中電感耦合等離子體質(zhì)譜法，稍作修改。準(zhǔn)確稱(chēng)取0.2 g 樣品，加入8 mL HNO3，振蕩混勻后放入微波消解儀中消解，消解結(jié)束后放至冷卻，于電熱板上180 ℃趕酸至消化液剩余體積為約1 mL，冷卻后轉(zhuǎn)移至10 mL 容量瓶中，用2%（V/V）HNO3定容、混勻，待測(cè)。取Agilent 標(biāo)配內(nèi)標(biāo)溶液（10 mg/L），以5%（V/V）HNO3逐級(jí)稀釋至100 μg/L，取此內(nèi)標(biāo)稀釋液以5%（V/V）HNO3分別配制相當(dāng)于硒元素標(biāo)準(zhǔn)0、3.0、5.0、10.0、20.0、50.0 μg/L 的內(nèi)標(biāo)液。選擇Se為待測(cè)元素，Ge 為所需內(nèi)標(biāo)。依次將樣品消化空白液、不同濃度內(nèi)標(biāo)液及樣品制備液導(dǎo)入 ICP-MS（Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry，電感耦合等離子體質(zhì)譜）進(jìn)行測(cè)定，由設(shè)定的儀器參數(shù)自動(dòng)計(jì)算被測(cè)組分硒的濃度。樣品測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為：Y=0.0041X+1.6333E-004，線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)為：0.9999。由公式（1）計(jì)算硒含量（TSe）：

式中：

TSe——硒含量，mg/kg；

C——由標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)測(cè)得的供試溶液中硒的濃度，ng/mL；

C0——由標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)測(cè)得的空白液中硒的濃度，ng/mL；

V——試樣消化液總體積，mL；

m——待測(cè)樣品的質(zhì)量，g；

1000——換算系數(shù)。

1.3.3 米糠蛋白提取

參考王雪等[15]的方法，略作修改。采用堿溶酸沉法進(jìn)行制備，稱(chēng)取上述制備好的不同級(jí)分米糠粉末，加入正己烷（m/V=1:4）后攪拌脫脂4 h，通風(fēng)干燥過(guò)夜。加入0.1 mol/L NaOH 溶液（m/V=1:6）于40 ℃恒溫水浴攪拌2 h。結(jié)束后在8 000 r/min 下離心15 min，得到上清液，用鹽酸調(diào)節(jié)pH 值至5.0，再次在8 000 r/min 條件下離心15 min，得到蛋白質(zhì)沉淀，調(diào)節(jié)pH 為中性后水洗兩次，透析，冷凍干燥，得到米糠蛋白樣品。依據(jù)GB 5009.3-2016，采用自動(dòng)凱氏定氮法測(cè)定所提蛋白純度。按式（2）計(jì)算米糠蛋白提取率（E）：

式中：

E——米糠蛋白提取率，%；

M1——所提米糠蛋白的質(zhì)量，g；

P——所提米糠蛋白的純度，g/100 g；

M0——米糠原料中蛋白質(zhì)含量，g/100 g。

1.3.4 抗氧化性測(cè)定

1.3.4.1 DPPH·清除活性的測(cè)定

參考Chen 等[16]的方法，稍作修改。渦旋2 mL 樣品溶液（0.6 mg/mL）和2 mL DPPH 溶液（0.2 mmol/mLφ=95%乙醇）的混合溶液。將混合溶液在黑暗中靜置30 min，以φ=95%乙醇溶液為參比，測(cè)量517 nm 處吸光度值A(chǔ)2。2 mL 的去離子水與2 mL DPPH 溶液為對(duì)照組，空白組為2 mL 樣品溶液與2 mLφ=95%乙醇溶液，以抗壞血酸為對(duì)照并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)（y=45.797x-0.087 2，R2=0.992 4）。按式（3）計(jì)算DPPH自由基清除率（SRDPPH）：

式中：

SRDPPH——DPPH 自由基清除率，%；

A2——試樣與DPPH 溶液反應(yīng)后的吸光度值；

A1——試樣吸光度值；

A0——DPPH 溶液吸光度值。

1.3.4.2 ABTS+·清除能力測(cè)定

參考Huang 等[17]的方法，稍作修改。通過(guò)將ABTS溶液（7 mmol/L）與等體積的過(guò)硫酸鉀溶液（2.45 mmol/L）混合并在黑暗中反應(yīng)12～16 h 獲得ABTS 儲(chǔ)備溶液。使用前將該溶液用PBS（pH 值7.4）稀釋至0.7（734 nm）的吸光度值。將0.5 mL 樣品溶液（0.6 mg/mL）加入3 mL 稀釋的ABTS 溶液中。室溫避光30 min 后，在734 nm 處測(cè)定吸光度。以抗壞血酸為對(duì)照并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)（y=0.000 4x+0.000 9，R2=0.999 3）。ABTS+自由基清除率（SRABTS）用公式（4）計(jì)算：

式中：

SRABTS——ABTS+自由基清除率，%；

A5——空白（不含ABTS）體系中樣品的吸光度值；

A4——試樣吸光度值；

A3——PBS 溶液代替試樣測(cè)量的吸光度值。

1.3.4.3 ·OH 清除能力的測(cè)定

參考馮明菊等[11]的方法，稍作修改。在試管中依次加入1 mL 9 mmol/L 的硫酸亞鐵、1 mL 9 mmol/L 的水楊酸-乙醇溶液，搖晃均勻，再加入1 mL 0.6 mg/mL的樣品溶液，添加1 mL 8.8 mmol/L 的過(guò)氧化氫溶液?jiǎn)?dòng)反應(yīng)，用超純水定容至10 mL，渦旋后在37 ℃水浴15 min，超純水為參比物，測(cè)定510 nm 處的吸光度。以抗壞血酸為對(duì)照并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)（y=0.005x-0.006，R2=0.998 2），計(jì)算清除率。按式（5）計(jì)算羥基自由基清除率（SROH）：

式中：

SROH——羥基自由基清除率，%；

A8——加入試樣后的吸光度值；

A7——以超純水替代過(guò)氧化氫溶液后的吸光度值；

A6——未加入試樣溶液的吸光度值。

1.3.4.4 鐵離子還原能力的測(cè)定

參照Quinteros 等[18]的方法，稍作修改。FRAP 試劑通過(guò)混合25 mL 300 mmol/L 醋酸鈉緩沖溶液（pH值3.6）、2.5 mL 10 mmol/L TPTZ（稀釋在40 mmol/L HCl）、2.5 mL 20 mmol/L 六水合氯化鐵制備，37 ℃預(yù)熱后使用。將0.1 mL 樣品與2 mL FRAR 試劑混勻，室溫下避光30 min，測(cè)定在515 nm 處吸光度。超純水作為空白對(duì)照，以抗壞血酸為對(duì)照并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)（y=0.029 2x-0.001 4，R2=0.996 4），結(jié)果以每100 g樣品對(duì)應(yīng)的抗壞血酸當(dāng)量表示。

1.3.5α-淀粉酶抑制活性的測(cè)定

參照劉曉飛等[19]的方法，稍作修改。將α-淀粉酶（2 U/mL）溶液與0.2 mL 樣品溶液（1.2 mg/mL）混合，于37 ℃水浴10 min，加入5%（m/V）的淀粉溶液0.3 mL，37 ℃水浴15 min。加入DNS 試劑2 mL，沸水浴15 min，于540 nm 測(cè)定吸光值。按式（6）計(jì)算α-淀粉酶抑制活性（IR）：

式中：

IR——α-淀粉酶抑制活性；

B0——不加試樣后α-淀粉酶溶液的吸光度值；

B——不加試樣和α-淀粉酶的吸光度值；

B2——加入試樣和α-淀粉酶的吸光度值；

B1——未加入α-淀粉酶的試樣溶液的吸光度值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間存在顯著性差異（P＜0.05），則采用Duncan 檢驗(yàn)進(jìn)行組間多重比較，利用Pearson 進(jìn)行相關(guān)性分析。采用Origin 2020 繪圖軟件繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 三種糙米及其不同級(jí)分米糠蛋白硒含量

2.1.1 富硒糙米中硒含量

對(duì)富硒處理前后的稻米硒含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1 所示，其中，富硒處理前稻米硒含量在35.80～68.44 μg/kg 之間，處理后，硒含量顯著增加到356.78～1 065.67 μg/kg，可以發(fā)現(xiàn)不同稻米品種間的硒載量和硒儲(chǔ)藏能力有較大差異（P＜0.05），這可能是控制水稻Se 運(yùn)輸能力的莖節(jié)位NRT1.1B 基因表達(dá)水平的差異所導(dǎo)致的[20]。此外，南粳9108（NR）、巨2 優(yōu)60（JR）、野香優(yōu)航1573（YR）的蛋白含量分別提升了6.48%、13.74%和6.12%，說(shuō)明富硒處理提高了稻米的蛋白含量。導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量顯著性差異的原因可能是硒元素與半胱氨酸、蛋氨酸結(jié)合，形成的硒代氨基酸化合物以硒蛋白的形式轉(zhuǎn)運(yùn)儲(chǔ)存于蛋白質(zhì)中造成的[21]。

表1 富硒糙米中總硒含量和蛋白質(zhì)含量Table 1 Total selenium and protein contents in selenium-rich brown rice

2.1.2 不同富硒糙米米糠級(jí)分硒含量和蛋白含量

由圖1a、1b 圖可以看出，不同品種富硒和普通糙米中的硒元素主要集中于BF1～BF4 的米糠部分中，隨著碾減率的增加，硒含量會(huì)先增加，在BF3（DOM 6.12%～7.82%）處達(dá)到最高，隨后顯著降低，于精米中達(dá)到最低值。有研究發(fā)現(xiàn)，富硒糙米中蛋白質(zhì)含量與硒含量顯著相關(guān)[22]。不同級(jí)分富硒糙米米糠蛋白含量的變化如圖2 所示，蛋白質(zhì)主要分布在BF1～BF5級(jí)分中，在BF2 級(jí)分達(dá)到最高，此后逐漸向內(nèi)減少。Ma 等[23]將不同品種糙米由外向內(nèi)研磨得到4 層米糠粉末（L1～L4），通過(guò)分析蛋白質(zhì)含量發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)主要分布在L1～L3 中，尤其在L2 含量最高。結(jié)合圖1、2 推斷，糙米中硒元素富集不均勻，可能是不同級(jí)分米糠中蛋白質(zhì)含量差異所導(dǎo)致的。

圖1 不同富硒糙米米糠級(jí)分硒含量Fig.1 Selenium content in rice bran of different selenium-rich brown rice

圖2 富硒糙米不同級(jí)分米糠蛋白含量Fig.2 The rice bran protein content of selenium-rich brown rice was divided into different classes

2.1.3 米糠蛋白提取及純度

以富硒粳稻“南粳9108”（NSR）及其普通對(duì)照組為原料，提取其不同級(jí)分米糠蛋白的純度和硒含量如表2 所示。提取的富硒蛋白組與普通蛋白組蛋白質(zhì)純度介于78.96%～82.69%，兩組無(wú)顯著性差異，從MR6部分提取的精米蛋白純度則要顯著高于從米糠中提取的蛋白純度。富硒蛋白組的硒含量介于1.14%～4.40%，要遠(yuǎn)高于硒含量介于0.10%～0.47%的普通蛋白組（P＜0.05），此外，兩組中由BF1～BF5 級(jí)分米糠所提蛋白的硒含量最高，此后逐漸向內(nèi)降低。由于糙米中的硒元素主要以硒蛋白的形式存在[10]，因此不同級(jí)分米糠蛋白的硒含量變化和糙米米糠中硒含量（圖1）變化較為一致。

表2 不同級(jí)分米糠提取蛋白純度及硒含量Table 2 Protein purity and selenium content of selenium-rich brown rice

2.2 不同米糠級(jí)分蛋白抗氧化能力

2.2.1 DPPH·清除活性的測(cè)定

不同級(jí)分富硒和普通米糠蛋白清除DPPH·的能力如圖3 所示，結(jié)果以Vc 當(dāng)量表示。結(jié)果表明，普通米糠蛋白DPPH·清除率介于4.84～7.90 mg Vc/g，富硒米糠蛋白DPPH·清除率介于8.41～16.46 mg Vc/g。整體來(lái)看，富硒處理顯著提高了不同級(jí)分米糠蛋白的DPPH·清除能力，在BF1、BF2、BF3 和BF4（DOM為0%～7.05%）級(jí)分的富硒米糠蛋白DPPH·清除率最高，且差異不明顯（P＜0.05），此后，隨著碾減率的進(jìn)一步增加，DPPH·清除率逐漸降低，在MR6（DOM在11.54%后的精米部分）達(dá)到最低。不同級(jí)分普通米糠蛋白DPPH·清除率也有著相似變化。硒蛋白參與構(gòu)成的谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、硫氧還蛋白還原酶具有很強(qiáng)的自由基清除能力[24]，這些變化可能是蛋白中硒含量的差異導(dǎo)致的。Zeng 等[25]研究了富硒大米硒蛋白的DPPH·清除活性，發(fā)現(xiàn)硒協(xié)同增強(qiáng)了大米蛋白清除DPPH·的能力，硒含量的高低和清除能力成正比。馮明菊等[11]測(cè)定了多種富硒糙米蛋白的抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)，富硒處理后的糙米蛋白具有更強(qiáng)的DPPH·清除能力。

圖3 不同級(jí)分米糠蛋白的DPPH·清除能力Fig.3 DPPH· scavenging ability of different levels of rice bran protein

2.2.2 ABTS+·清除能力測(cè)定

如圖4 所示，在0.6 mg/mL 的樣品質(zhì)量濃度下，不同級(jí)分富硒和普通米糠蛋白均具有一定的清除ABTS+· 能力，其 ABTS+· 清除率介于 12.66～24.56 mg Vc/g。結(jié)果表明，富硒處理能顯著提高米糠蛋白的清除ABTS+·能力（P＜0.05）。正如Islam 等[26]所觀察到的，硒含量與ABTS 自由基清除活動(dòng)之間存在正相關(guān)。在BF3 級(jí)分米糠蛋白ABTS+·清除率最大，達(dá)到24.56 mg Vc/g，BF1、BF2、BF4 和BF5 級(jí)分米糠蛋白次之，MR6 精米蛋白抗氧化能力最差，這可能是受到精米蛋白硒載量低的影響。普通米糠蛋白也表現(xiàn)出相同趨勢(shì)。Liu 等[27]測(cè)定富硒發(fā)芽糙米和發(fā)芽糙米蛋白質(zhì)對(duì)ABTS+·的清除能力，同樣發(fā)現(xiàn)在所有處理?xiàng)l件下，富硒發(fā)芽糙米蛋白的抗氧化活性均高于發(fā)芽糙米蛋白。不同級(jí)分富硒和普通米糠蛋白對(duì)ABTS+·清除能力和DPPH 清除能力的測(cè)定結(jié)果一致。

圖4 不同級(jí)分米糠蛋白的ABTS+·清除能力Fig.4 ABTS+· scavenging ability of rice bran proteins at different levels

2.2.3 ·OH 清除能力的測(cè)定

不同級(jí)分富硒和普通米糠蛋白的羥自由基清除能力如圖5 所示，結(jié)果以Vc 當(dāng)量表示。結(jié)果表明，普通米糠蛋白·OH 清除能力介于22.65～33.66 mg Vc/g，富硒米糠蛋白·OH 清除能力介于82.10～197.13 mg Vc/g，造成這種差異的原因可能是硒蛋白和含硒的酶類(lèi)物質(zhì)擁有較強(qiáng)的·OH 清除能力[12]。在0.6 mg/mL 的樣品濃度下，不同級(jí)分富硒米糠間的·OH 清除能力無(wú)顯著性差異，但遠(yuǎn)高于MR6（精米）蛋白（P＜0.05），這是因?yàn)槊卓返鞍孜匡@著高于精米蛋白。普通米糠蛋白組的不同級(jí)分米糠蛋白和精米蛋白都不存在顯著性差異。Zeng 等[28]對(duì)富硒大米中提取的硒蛋白的抗氧化活性和清除自由基活性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)水溶性硒蛋白具有清除·OH 的能力，且蛋白硒含量越高，清除能力越強(qiáng)。本研究與上述文獻(xiàn)結(jié)果基本一致。

圖5 不同級(jí)分米糠蛋白的·OH 清除能力Fig.5 ·OH scavenging ability of rice bran proteins at different levels

2.2.4 鐵離子還原能力的測(cè)定

結(jié)果如圖6 所示，不同級(jí)分米糠蛋白的鐵離子還原能力以Vc 當(dāng)量表示。結(jié)果表明，普通米糠蛋白鐵離子還原能力介于1.98～3.36 mg Vc/g，富硒米糠蛋白鐵離子還原能力介于2.48～4.33 mg Vc/g，富硒處理提高了米糠蛋白的鐵離子還原能力，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)中的硒取代了氨基酸中的硫，主要以硒半胱氨酸的形式存在于蛋白質(zhì)中，對(duì)起催化作用的金屬離子具有絡(luò)合作用[26]。此外，富硒和普通MR6（精米）蛋白間的鐵離子還原能力則沒(méi)有顯著差異（P＜0.05）。在BF1、BF2、BF3 和BF4 級(jí)分米糠蛋白的鐵離子還原能力最強(qiáng)，隨著碾減率的增加，還原能力顯著降低并趨于平緩，兩組都表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。Chen 等[16]研究了富硒花生分離蛋白的抗氧化能力，發(fā)現(xiàn)所有樣品都表現(xiàn)出良好的還原能力，且還原能力變化趨勢(shì)與Se 含量分布趨勢(shì)相似，說(shuō)明Se含量與抗氧化活性有關(guān)。

圖6 不同級(jí)分米糠蛋白的鐵離子還原能力Fig.6 Iron reduction capacity of rice bran proteins at different levels

2.3 α-淀粉酶抑制活性的測(cè)定

如圖7 所示，在1.2 mg/mL 的樣品質(zhì)量濃度下，不同級(jí)分富硒和普通米糠蛋白均具有一定的α-淀粉酶抑制能力，其抑制率介于17.16%～21.22%。0.6 mg/mL阿卡波糖的抑制率則達(dá)到了37.84%，要遠(yuǎn)高于米糠蛋白。有研究表明，α-淀粉酶抑制劑主要通過(guò)特異性地與α-淀粉酶形成抑制復(fù)合物來(lái)阻斷淀粉的分解和吸收[29]。糙米蛋白對(duì)α-淀粉酶抑制作用尚未明確，還有待研究。整體來(lái)說(shuō)，富硒處理提高了BF1、BF2、BF3和BF4 級(jí)分米糠蛋白的α-淀粉酶抑制能力，這可能是富硒處理改變了米糠蛋白的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使其生物活性提高所致[30]。但對(duì)BF5 級(jí)分米糠蛋白以及MR6 精米蛋白沒(méi)有影響。此外，米糠蛋白的α-淀粉酶抑制能力要強(qiáng)于精米蛋白。

圖7 不同級(jí)分米糠蛋白的α-淀粉酶抑制能力Fig.7 α-Amylase inhibition of rice bran proteins at different levels

2.4 相關(guān)性分析

不同級(jí)分米糠及其蛋白硒含量和蛋白質(zhì)純度與功能特性指標(biāo)的相關(guān)性見(jiàn)表3。其米糠硒含量和蛋白質(zhì)硒含量與DPPH·清除能力、ABTS+·清除能力和·OH 清除能力均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與鐵離子還原能力和α-淀粉酶抑制能力呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。這種差異性可能與硒蛋白的作用成分以及作用機(jī)制的不同所導(dǎo)致[31]。從不同級(jí)分米糠中提取的蛋白質(zhì)純度則與DPPH·清除能力、ABTS+·清除能力、·OH 清除能力、鐵離子還原能力和α-淀粉酶抑制能力均呈負(fù)相關(guān)但不顯著（P＞0.05）。這說(shuō)明本研究中不同級(jí)分米糠蛋白質(zhì)的純度差異，并不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。結(jié)果表明，蛋白中硒含量的高低直接反應(yīng)了其抗氧化能力和α-淀粉酶抑制能力，硒蛋白是糙米不同級(jí)分米糠中重要的抗氧化物質(zhì)。

表3 不同級(jí)分米糠及其蛋白硒含量和蛋白純度與功能特性指標(biāo)的相關(guān)性Table 3 Correlation between selenium content and protein purity of rice bran at different levels and functional property indexes

3 結(jié)論

本研究對(duì)富硒粳稻“南粳9108”（NR），富硒秈稻“巨2 優(yōu)60”（JR）、“野香優(yōu)航1573”（YR）及其普通對(duì)照組的不同米糠級(jí)分及蛋白的硒元素分布和相關(guān)抗氧化性指標(biāo)、α-淀粉酶抑制能力進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，硒元素在糙米中的分布并不均勻，在BF3（DOM為6.68%～7.05%）處含量最豐富，此后隨著碾減率的增加而逐步下降，精米的硒含量最低。富硒處理后，糙米的粗蛋白含量有所增加，不同級(jí)分米糠蛋白尤其是BF1、BF2、BF3 和BF4 級(jí)分富硒米糠蛋白顯示出更強(qiáng)的抗氧化性和α-淀粉酶抑制能力，此外，不同級(jí)分米糠蛋白的抗氧化性和α-淀粉酶抑制能力均要優(yōu)于精米蛋白。相關(guān)性分析顯示，糙米蛋白中硒含量的高低直接反應(yīng)了其抗氧化能力和α-淀粉酶抑制能力，糙米外層的米糠是硒元素的良好來(lái)源，具有有效的生物活性，硒蛋白是糙米不同級(jí)分米糠中重要的抗氧化物質(zhì)。本研究為富硒糙米的適度加工及其米糠的綜合利用提供了理論參考。