申娟利，張祎，趙婷婷，王昕（吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，吉林長春130025）

硒處理對發(fā)芽糙米組分含量的影響

申娟利，張祎，趙婷婷，王昕*
（吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，吉林長春130025）

研究不同濃度硒對富硒發(fā)芽糙米有機(jī)硒含量、無機(jī)硒轉(zhuǎn)化率、干物質(zhì)損失率、發(fā)芽率、粗脂肪、粗蛋白、可溶性蛋白、總糖、還原糖的影響，結(jié)果表明，隨著亞硒酸鈉溶液濃度的增大，有機(jī)硒含量呈先增大后趨于穩(wěn)定的趨勢，無機(jī)硒轉(zhuǎn)化率呈下降趨勢；干物質(zhì)損失率、可溶性蛋白含量和還原糖含量先升高后下降，發(fā)芽率呈下降趨勢，粗脂肪、粗蛋白和總糖先下降后升高。

發(fā)芽糙米；硒；組分含量

谷物一直以來都是人類獲取能量和營養(yǎng)的主要來源，而糙米作為谷物原料之一，其營養(yǎng)價(jià)值高、來源豐富，越來越受到人們的重視。糙米是指去除稻殼后，仍含有胚、糊粉層和皮層的物質(zhì)。糙米具有γ-氨基丁酸（GABA）、維生素、蛋白質(zhì)、膳食纖維等營養(yǎng)物質(zhì)，尤其是GABA，具有緩解動(dòng)脈硬化、降低血壓、鎮(zhèn)定興奮等重要的生理功能。糙米發(fā)芽的過程，實(shí)際上是其內(nèi)部呼吸作用增強(qiáng)、內(nèi)源酶活化、大分子物質(zhì)降解、維生素及礦物質(zhì)含量增加的過程[1]。通過這個(gè)過程，糙米的食用特性得到提高，且一些功能性物質(zhì)如谷胱甘肽、γ-氨基丁酸也得以積累，從而使糙米的營養(yǎng)價(jià)值得到充分利用[2-4]。硒是谷胱甘肽過氧化物酶的活性中心，而谷胱甘肽過氧化物酶是生物機(jī)體內(nèi)部重要的抗氧化酶之一[5]，可以把有毒的過氧化物還原為無毒的羥基化合物，從而防止生物體內(nèi)的細(xì)胞等結(jié)構(gòu)遭到破壞[6-7]。

本研究在糙米的發(fā)芽過程中引入了硒這種特殊元素，有必要對糙米富硒發(fā)芽過程中的生理活性成分和硒的富集進(jìn)行探討，以期為富硒發(fā)芽糙米的功能性及其富集規(guī)律提供理論參考。本文主要研究外源無機(jī)硒在糙米體內(nèi)的轉(zhuǎn)化率以及不同濃度亞硒酸鈉對糙米發(fā)芽期間干物質(zhì)損失率、發(fā)芽率、粗脂肪、粗蛋白、可溶性蛋白、總糖、還原糖的影響。

1　材料和方法

1.1材料與試劑

糙米（北稻3號(hào)）：產(chǎn)自黑龍江省綏化市。

硫酸銅、氫氧化鈉、硼酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、酚酞無水乙醚、次甲基藍(lán)、酒石酸鉀鈉、亞鐵氰化鉀、亞硒酸鈉、碘化鉀、鹽酸：均為國產(chǎn)分析純，來自北京化工廠。

1.2試驗(yàn)儀器

超微粉碎機(jī)：北京環(huán)亞天元機(jī)械技術(shù)有限公司；TU-1810型紫外分光光度計(jì)：北京譜析通用儀器有限責(zé)任公司；KDY-9810凱氏定氮儀、KXL-1010型控溫消煮爐：北京市通潤源機(jī)電技術(shù)有限責(zé)任公司；SZT-06A脂肪測定儀：蘇州市天威儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1不同硒濃度的發(fā)芽糙米的制備

富硒發(fā)芽糙米制備工藝：在浸泡溫度30℃、浸泡時(shí)間9 h、發(fā)芽溫度31℃、發(fā)芽時(shí)間18.9 h，亞硒酸鈉溶液濃度分別為0、10、20、40、60、80、100 mg/L的條件下培養(yǎng)糙米，成品粉碎過60目篩，密封包裝，保存于低溫避光處，備用。

1.3.2總硒、無機(jī)硒、有機(jī)硒含量測定

1.3.2.1總硒含量的測定

參照劉娜等[8]的方法，取一定量樣品，于150 mL磨口燒瓶中，用少量水濕樣后，加消化液（雙氧水∶硫酸∶高氯酸=3∶1∶3，體積比），振蕩搖勻，置電爐上消化至終點(diǎn)，冷卻后，加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，搖勻后，用甲酸調(diào)節(jié)pH至2.0～3.0，加4 mL 40%鹽酸羥胺，后定容至50 mL，取消化液10 mL于分液漏斗中，加4 mL 5%乙二胺四乙酸二鈉溶液，2 mL 0.5%的3，3-二氨基聯(lián)苯胺溶液，搖勻后于暗處反應(yīng)30 min，氨水調(diào)節(jié)pH 至6.5～7.0，后加4 mL甲苯，充分振蕩萃取3 min，分層后，在425 nm波長處測定溶液的吸光度，用同樣的方法制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，查出與吸光度對應(yīng)的硒含量。

1.3.2.2無機(jī)硒含量的測定

參照劉娜等[8]的方法，取1.0 g樣品于50 mL蒸餾水，超聲振蕩30 min，后用小火微沸30 min，過濾定容至50 mL，取10 mL上清液，加4 mL甲苯，充分振蕩萃取3 min，分層后，在425 nm波長處測定溶液的吸光度。

1.3.2.3有機(jī)硒含量測定

總硒減去無機(jī)硒含量即為有機(jī)硒含量。

1.3.3測定指標(biāo)與方法

干物質(zhì)含量：取發(fā)芽后的新鮮樣品，稱重后，105℃干燥15 min，再于75℃烘箱中烘至恒重，測定干重。

發(fā)芽率：糙米發(fā)芽結(jié)束后，隨機(jī)取100粒種子，計(jì)算發(fā)芽率。

粗蛋白和粗脂肪的測定：分別按照SN/T 0800.3-1999《進(jìn)出口糧食、飼料粗蛋白質(zhì)檢驗(yàn)方法》和GB/T 5512-2008《糧油檢驗(yàn)糧食中粗脂肪含量測定》測定。

可溶性蛋白的測定：甲醛滴定法。

總糖含量測定：斐林試劑法。

還原糖含量測定：DNS（3，5-二硝基水楊酸）比色法。1.3.4相關(guān)性分析

運(yùn)用SPSS18.0設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同硒濃度處理對發(fā)芽糙米中硒含量的影響

糙米經(jīng)不同濃度亞硒酸鈉溶液處理后，硒含量測定結(jié)果見圖1，糙米中硒轉(zhuǎn)化率結(jié)果見圖2。

圖1　硒質(zhì)量濃度對糙米中硒含量的影響Fig.1　Effect ofselenium concentration on the selenium content

圖2　硒質(zhì)量濃度對糙米中硒轉(zhuǎn)化率的影響Fig.2　Effect of selenium concentration on the conversion of the selenium

由圖1可見，與對照組（0 mg/L亞硒酸鈉溶液處理的發(fā)芽糙米）相比，經(jīng)過亞硒酸鈉溶液浸泡處理后，糙米中的總硒和有機(jī)硒含量顯著提高，總硒含量最大能夠提高40.62倍，有機(jī)硒最大能夠提高33.50倍；此外，富硒發(fā)芽糙米中的總硒、有機(jī)硒和無機(jī)硒含量隨著亞硒酸鈉溶液濃度的增大而不斷增加，當(dāng)亞硒酸鈉溶液質(zhì)量濃度超過60 mg/L后，總硒含量緩慢增加，有機(jī)硒含量達(dá)到最大。此后，隨著亞硒酸鈉溶液濃度的增大，有機(jī)硒含量逐漸趨于平穩(wěn)，而無機(jī)硒含量隨著亞硒酸鈉濃度的增加而不斷增大。由圖2可見，無機(jī)硒的有機(jī)轉(zhuǎn)化率隨著亞硒酸鈉濃度的增大而不斷降低，當(dāng)亞硒酸鈉溶液濃度為10 mg/L時(shí)，無機(jī)硒的有機(jī)轉(zhuǎn)化率為94.81%，當(dāng)60 mg/L亞硒酸鈉溶液處理時(shí)，無機(jī)硒的有機(jī)轉(zhuǎn)化率為88.94%，當(dāng)100 mg/L亞硒酸鈉溶液處理時(shí)，無機(jī)硒的有機(jī)轉(zhuǎn)化率為74.43%。

2.2不同硒濃度處理對糙米發(fā)芽率的影響

富硒發(fā)芽糙米發(fā)芽率與亞硒酸鈉濃度的關(guān)系見圖3。

圖3　不同硒濃度對發(fā)芽率的影響Fig.3　Effectofdifferentselenium concentration on the germination rate

由圖3可看出，糙米發(fā)芽率與亞硒酸鈉濃度密切相關(guān)，在一定濃度范圍內(nèi)，糙米發(fā)芽率隨著亞硒酸鈉濃度的增加而緩慢降低，但是當(dāng)濃度大于60 mg/L時(shí)，糙米發(fā)芽率急劇下降，說明高濃度硒會(huì)抑制糙米發(fā)芽，影響糙米的正常生理活動(dòng)[9]。這可能是由于無機(jī)硒被糙米吸收后，糙米能夠通過自身的新陳代謝作用將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為硒代甲硫氨酸或者硒代半胱氨酸等有機(jī)硒來組合到蛋白質(zhì)中，但是當(dāng)硒濃度過高時(shí)，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞，從而對其產(chǎn)生毒害作用[10-12]。

2.3不同濃度硒處理對糙米干物質(zhì)損失率的影響

富硒發(fā)芽糙米干物質(zhì)損失率與亞硒酸鈉濃度的關(guān)系見圖4。

圖4　不同硒濃度對干物質(zhì)損失率的影響Fig.4　Effect of different selenium concentration on the loss amount ofdry substance

由圖4可看出，糙米發(fā)芽后干物質(zhì)的損失率隨著亞硒酸鈉濃度的增大而逐漸增加，但當(dāng)亞硒酸鈉濃度超過60 mg/L時(shí)，相對于空白，富硒發(fā)芽糙米中干物質(zhì)損失率減少了。干物質(zhì)的損失主要是為細(xì)胞呼吸等生理活動(dòng)提供能量，在種子發(fā)芽剛開始時(shí)，細(xì)胞生長所需的能量和必須物質(zhì)主要靠種子中貯藏物質(zhì)降解，隨著發(fā)芽的進(jìn)行，在沒有外加營養(yǎng)物質(zhì)的情況下，細(xì)胞需要消耗更多的貯藏物質(zhì)，以致干物質(zhì)消耗加劇[13-14]。結(jié)合發(fā)芽率隨硒濃度的變化，可推測出干物質(zhì)損失率出現(xiàn)上述變化，可能是因?yàn)榈臀鴷r(shí)，糙米發(fā)芽受影響不是很顯著，細(xì)胞由貯藏物質(zhì)的降解獲取大量能量，而隨著硒濃度的增加，發(fā)芽受抑制的程度逐漸增加，表現(xiàn)為細(xì)胞呼吸受阻逐漸加深，導(dǎo)致種子中的貯藏物質(zhì)降解速度減慢，最終使得干物質(zhì)損失率又逐漸降低。

2.4不同濃度硒處理對發(fā)芽糙米可溶性蛋白的影響

富硒發(fā)芽糙米可溶性蛋白與亞硒酸鈉濃度的關(guān)系見圖5。

圖5　不同硒濃度對可溶性蛋白的影響Fig.5　Effectofdifferentselenium concentration on the soluble protein

由圖5可看出，糙米經(jīng)亞硒酸鈉溶液處理后，富硒發(fā)芽糙米中可溶性蛋白含量隨著亞硒酸鈉濃度的增加逐漸增加，但是當(dāng)濃度超過20 mg/L后，可溶性蛋白含量隨著亞硒酸鈉濃度的增加反而逐漸降低，且濃度越高，降低速度越劇烈。這說明低濃度亞硒酸鈉溶液可以提高蛋白酶活性，促進(jìn)蛋白質(zhì)的降解，高濃度亞硒酸鈉則會(huì)產(chǎn)生抑制作用。

2.5不同濃度硒處理對發(fā)芽糙米粗脂肪的影響

富硒發(fā)芽糙米粗脂肪與亞硒酸鈉濃度的關(guān)系見圖6。

圖6　不同硒濃度對粗脂肪的影響Fig.6　Effectofdifferent selenium concentration on the fattiness

由圖6可看出，低濃度亞硒酸鈉溶液處理后，富硒發(fā)芽糙米中粗脂肪含量降低，當(dāng)亞硒酸鈉溶液濃度超過20 mg/L后，富硒發(fā)芽糙米中粗脂肪含量緩慢增加，這表明硒對脂肪酶的活性有一定的影響。

2.6不同濃度硒處理對發(fā)芽糙米粗蛋白的影響

富硒發(fā)芽糙米粗蛋白含量與亞硒酸鈉濃度的關(guān)系見圖7。

圖7　不同硒濃度對粗蛋白的影響Fig.7　Effectofdifferent selenium concentration on the crube protein

由圖7可看出，低濃度亞硒酸鈉溶液處理后，富硒發(fā)芽糙米中粗蛋白含量緩慢降低，但當(dāng)亞硒酸鈉濃度超過20 mg/L后，富硒發(fā)芽糙米中粗蛋白含量逐漸增加。這可能是由于20 mg/L的亞硒酸鈉濃度已經(jīng)超過糙米發(fā)芽耐受限度，導(dǎo)致蛋白酶的活性收到抑制，從而引起富硒發(fā)芽糙米中粗蛋白含量有升高的趨勢。

2.7不同濃度硒處理對發(fā)芽糙米總糖的影響

富硒發(fā)芽糙米總糖含量與亞硒酸鈉濃度的關(guān)系見圖8。

圖8　不同硒濃度對總糖的影響Fig.8　Effect ofdifferentselenium concentration on the totalsugar

由圖8可看出，亞硒酸鈉溶液處理對富硒發(fā)芽糙米中的總糖含量影響比較明顯，總糖含量隨著亞硒酸鈉濃度的升高緩慢降低，但是當(dāng)亞硒酸鈉溶液濃度超過20 mg/L后，富硒發(fā)芽糙米中的總糖含量逐漸上升。糙米在發(fā)芽過程中，酶系統(tǒng)形成，淀粉等大分子貯藏物質(zhì)降解，分解成小分子的糖類供種子發(fā)芽[15]，在此過程中，低濃度硒促進(jìn)種子的生理代謝，而高濃度硒抑制其代謝。

2.8不同濃度硒處理對發(fā)芽糙米還原糖的影響

富硒發(fā)芽糙米還原糖含量與亞硒酸鈉濃度的關(guān)系見圖9。

圖9　不同硒濃度對還原糖的影響Fig.9　Effect of different selenium concentration on the reducing sugars

由圖9可看出，亞硒酸鈉溶液處理對富硒發(fā)芽糙米中的還原糖含量影響比較明顯，低濃度亞硒酸鈉溶液處理后，隨著亞硒酸鈉濃度的增大，富硒發(fā)芽糙米中還原糖含量逐漸上升，但是當(dāng)亞硒酸鈉濃度超過20 mg/L后，富硒發(fā)芽糙米中還原糖含量急劇下降。種子在萌發(fā)過程中，種子的萌發(fā)與淀粉酶的活性呈正相關(guān)性，由于淀粉酶被激活或重新合成，淀粉不斷被降解為還原糖等小分子物質(zhì)，為種子的萌發(fā)提供必要的物質(zhì)，如果淀粉酶活性收到抑制，則相應(yīng)的種子發(fā)芽也受到抑制[16]。試驗(yàn)結(jié)果說明高濃度亞硒酸鈉抑制淀粉酶的活性，阻礙了還原糖的生成。

2.9相關(guān)性分析

通過SPSS18.0設(shè)計(jì)軟件，得到富硒發(fā)芽糙米硒濃度與各指標(biāo)之間的相關(guān)性，分析結(jié)果見表1。

由表1可以看出，硒濃度同粗脂肪、粗蛋白、總糖均呈顯著正相關(guān)；硒濃度同可溶性蛋白、還原糖、發(fā)芽率均呈顯著負(fù)相關(guān)；硒濃度同干物質(zhì)損失相關(guān)性不顯著。

表1　硒濃度與各指標(biāo)之間的相關(guān)性Table 1　Correlation analysis between selenium concentration and these variables

3　結(jié)論

本文主要對糙米發(fā)芽期間硒的富集以及貯藏物質(zhì)變化進(jìn)行了研究，主要結(jié)論如下：

1）隨著亞硒酸鈉濃度的增大，有機(jī)硒含量呈先增大后降低的趨勢，無機(jī)硒轉(zhuǎn)化率呈下降趨勢。

2）隨著亞硒酸鈉濃度的升高，干物質(zhì)損失率先升高后下降，在硒濃度為60 mg/L時(shí)損失率最大；發(fā)芽率呈下降趨勢，超過60 mg/L時(shí)，下降明顯；粗脂肪及粗蛋白含量先下降后升高，分別在硒濃度為10 mg/L和20 mg/L時(shí)最低；可溶性蛋白含量先升高后下降，在硒濃度為20 mg/L時(shí)最大；總糖和還原糖分別呈現(xiàn)先下降后升高和先升高后下降的趨勢，分別在硒濃度為20 mg/L時(shí)有最小值和最大值。

3）硒濃度同粗脂肪、粗蛋白、總糖均呈顯著正相關(guān)；硒濃度同可溶性蛋白、還原糖、發(fā)芽率均呈顯著負(fù)相關(guān)；硒濃度同干物質(zhì)損失相關(guān)性不顯著。

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Studies on the Effects of Selenium on Component of Brown Rice

SHEN Juan-li，ZHANG Yi，ZHAO Ting-ting，WANG Xin*
（College ofAgriculture and Biology Engineering，Jilin University，Changchun 130025，Jilin，China）

The effectof Se-enriched on the chemical composition of brown rice was investigated.Along with increasing of the concentration ofsodium selenite solution，the organic selenium was increased and then tended to stable；the conversion of the inorganic selenium was decreased；the loss rate of dry substance，the reducing sugar and soluble protein were increased and then were decreased；germination rate was decreased；the content ofthe crude protein，crude fatand totalsugars were decreased and then were increased.

germinated brown rice；selenium；component

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.12.007

申娟利（1988—），女（漢），碩士生，研究方向：食品科學(xué)與工程。

2015-04-27