主要油料作物及谷物胚芽活性物质研究

摘要

发芽是目前市场上改善谷物营养品质的一种有效方法。这种加工手段可以提高蛋白利用率，降低脂肪，生成脂肪酸和氨基酸等易于人体吸收的小分子活性物质，而且许多具有功能特性的生物活性物质的含量也会有所增加，使人们获得的营养更加全面。因此，研究谷物发芽状态下生物活性物质的规律变化具有十分重大的意义。本研究以花生、绿豆、黄豆、玉米、糙米和小麦为原料，经过种子萌发，探究其发芽前后生物活性物质的规律变化，确定萌芽最佳时期，为研究对机体健康有保健功能的新产品提供理论依据。本文研究内容如下：
　　1、花生及其胚芽的活性物质研究。通过氨基酸分析仪、GC和HPLC-MS等多种仪器测定花生发芽前后的氨基酸、脂肪酸以及功能性成分白藜芦醇。结果表明，发芽对花生的蛋白质的含量影响较小，总氨基酸含量在发芽0~48h时比对照增加，之后有所减少。发芽72h内，氨基酸总量增加了5％，7种测定的必需氨基酸，蛋氨酸（Met）的含量变化最明显，是对照的2.27倍。发芽会显著降低了花生中的粗脂肪含量，发芽72h后，粗脂肪含量降低了14.15%。5种脂肪酸随发芽时间不同也有明显变化，发芽0~24h时亚油酸含量上升，之后开始下降，在48h时含量最低；油酸在发芽0~12h有上升趋势；而棕榈酸和硬脂酸在发芽初期略有减少，发芽48h后含量又有所上升，而亚麻酸含量变化最为剧烈，发芽24h后仅为对照的51%，但是随着发芽时间的延长，该脂肪酸的含量又会有所回升。70%乙醇对花生中白藜芦醇的提取效果最好。发芽显著提高了花生中的白藜芦醇和白藜芦醇苷的含量，当发芽时间为48h时两者的含量最高为5.74μg/g，分别是对照的40倍和70倍；热处理温度后，白藜芦醇苷含量略有减少，白藜芦醇增加，但总体看来，白藜芦醇的热稳定性还算良好。
　　2、豆类及其胚芽的活性物质研究。通过氨基酸分析仪、GC、HPLC以及紫外分光光度计等多种仪器测定绿豆、黄豆发芽前后的氨基酸、脂肪酸、功能性成分大豆低聚糖和大豆异黄酮以及抗营养因子植酸等。结果表明，随着发芽时间的延长，蛋白质的含量变化较小。在发芽过程中绿豆氨基酸总量在发芽72h时达到最高值25.82%，增加11.77%，大豆在发芽60h时达到最高值，为48.79%，增加19.67%。绿豆发芽后棕榈酸、硬脂酸等饱和脂肪酸含量为28.06%，总含量上升了17%，不饱和脂肪酸含量却下降8%，尤其是棕榈酸发芽72h后含量增加达到28.5%。大豆发芽后硬脂酸、棕榈酸等饱和脂肪酸的总含量有所下降，约为2.8%，而油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸含量有所上升，约为13%，尤其是亚油酸发芽48时含量增加达到55.16%。和原样大豆相比，发芽大豆中大豆苷和大豆苷元增加了34.13%和82.8%,；染料木苷含量降低，发芽60h减少了32.1%；染料木素增加3倍有余。大豆功能性低聚糖含量呈现先减后增的趋势，发芽0h时，水苏糖和棉籽糖含量都有大幅度减少，分别降低了52.5%和49.7%；之后棉籽糖含量变化不是很大，水苏糖发芽60h时降低了40%。在不同温度的浸泡后，60℃和80℃处理的大豆低聚糖提取量较高。实验选用响应面和回归方程对发芽大豆中植酸含量进行分析，最优工艺条件是：提取时间15min，15%TCA，37℃提取温度。大豆发芽60h内，植酸下降了35%。不同温度处理下，植酸含量一直减少。
　　3、谷物类及其胚芽的活性物质研究。通过氨基酸分析仪、GC、ICP以及紫外分光光度计等多种仪器测定谷物发芽前后的氨基酸、脂肪酸以及功能性成分玉米GSH、糙米GABA和小麦阿魏酸等。结果表明，随着发芽时间的延长，蛋白质的百分含量浮动较小。在发芽72h内，玉米发芽48h氨基酸总量增加8.7%，糙米发芽24h增加18%，而小麦氨基酸总量增加5%。玉米发芽后饱和脂肪酸的总含量下降3.7%，多不饱和脂肪酸含量下降4.5%，在发芽时间为0~24h时油酸和亚麻酸含量比对照都有所增加；糙米发芽72h后棕榈酸、硬脂酸等饱和脂肪酸含量增加4.7%，多不饱和脂肪酸含量增加幅度较小。小麦在发芽72h时饱和脂肪酸的总含量仅下降0.4%，多不饱和脂肪酸含量上升3.5%。实验选用响应面和回归方程对发芽玉米GSH进行分析，最佳工艺条件是提取时间15min、PH3.91、料液比1:13.38。原样玉米GSH是1.82mg/g，浸泡时减少了23.6%，发芽60h含量增加41%，经热处理后，发芽玉米中GSH含量降低。原样糙米中GABA是0.25mg/g，浸泡后，减少了60%，发芽36h含量达最高值，增幅50倍。对发芽小麦中阿魏酸进行正交提取试验，其最优工艺条件为：料液比1:7.5g/mL、提取时间40 min、提取温度45℃。原样小麦中阿魏酸是9.34μg/g，发芽72h增加了146%。由于阿魏酸酯酶的最适温度是40℃，采用不同温度处理小麦芽后，阿魏酸的含量随温度升高而减少。