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(1.河南工業(yè)大學 糧油食品學院，河南 鄭州 450001； 2.河南省農業(yè)科學院 芝麻研究中心，河南 鄭州 450002)

芽苗菜是各種谷類、豆類、樹類的種子經過特殊的培育過程得到的可以作為蔬菜直接食用的一類保健食材[1-2]，因富含膳食纖維、多種營養(yǎng)物質和生物活性成分而成為重要的蔬菜品種[3]，芽苗菜種類較多，常見有黃豆芽、綠豆芽等，富含粗纖維素，具有通便減肥的作用[4]，同時富含維生素C、多種氨基酸和礦物質等營養(yǎng)物質。此外，芽苗菜中多酚類物質含量豐富，且多酚是植物中含量僅次于纖維素、半纖維素和木質素的多羥基酚類物質，其與無機鹽、維生素有許多相似之處，被人稱之為繼第六類營養(yǎng)素膳食纖維之后的第七類營養(yǎng)素，這類物質均來自于天然植物，幾乎無毒副作用[5-7]。芽苗菜不僅營養(yǎng)物質豐富，而且具有特殊的醫(yī)療保健功能[8]，經常食用芽苗菜具有降低血脂、血糖，提高人體免疫力等效果。

芝麻屬胡麻科芝麻屬栽培芝麻種，為1年生草本植物，營養(yǎng)、保健和醫(yī)用價值較高。芝麻在我國已有2 000多年的栽培史，是我國主要油料作物之一[9]。芝麻籽粒中含有約20%的蛋白質以及豐富的粗纖維、礦物質、氨基酸和多種維生素。近年來，有關芝麻產品的研究主要集中在芝麻醬、芝麻香油等產品，對芝麻芽苗菜的研究甚少。芝麻種子萌發(fā)是芝麻生長過程中的重要階段，其籽粒內部的生命活動使其各種功能營養(yǎng)物質發(fā)生變化，在有關芝麻芽的研究中，Ha等[10]認為,芝麻種子經發(fā)芽后抗氧物活性更強，其總抗氧化能力顯著增加，因此，可將芝麻芽苗菜作為功能性食品的來源。而芝麻素、芝麻林素是芝麻中主要的功能性物質，具有消除體內自由基、降低血清中膽固醇含量等多種生理活性功能[11]。許蘭杰等[12]研究發(fā)現(xiàn)，芝麻種子發(fā)芽前后，芝麻素和芝麻林素呈“快—慢”的降解規(guī)律。芝麻種子萌發(fā)過程中脂肪含量下降，因此Hahm等[13]認為，芝麻適當萌動可以作為降脂應用的理想選擇，且劉玉蘭等[14]研究得出，芝麻經適度萌動和焙炒后所提取的芝麻油品質更優(yōu)。近年來，對芝麻組分間相關性的研究較多。汪學德等[15]研究發(fā)現(xiàn)，芝麻脂肪含量與芝麻素含量呈極顯著正相關，與蛋白質含量呈極顯著負相關，但芝麻種子萌發(fā)過程中主要組分的整體變化及相關性分析研究鮮有報道，使得芝麻芽苗菜沒有得到廣泛食用。鑒于此，測定不同萌發(fā)時間的芝麻主要組分含量，研究芝麻種子發(fā)芽過程中主要功能營養(yǎng)物質的變化規(guī)律并進行相關性分析，為芝麻芽潛在價值的充分利用提供基礎依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 主要材料和試劑

供試材料為駐芝19號、贛芝10號和鄭芝HL05 3個芝麻品種的籽粒，由河南省農業(yè)科學院芝麻研究中心提供，置于-20 ℃冰柜保藏待用。

主要試劑：氣相色譜儀所用試劑正己烷為色譜純，其余試劑均為分析純。

1.2 主要儀器與設備

MGC-250光照培養(yǎng)箱，上海一恒科學儀器有限公司；7890B型氣相色譜儀，美國Agilent公司；FOSS Fibertec TM 2010全自動粗纖維儀，丹麥FOSS公司；FOSS8400全自動凱氏定氮儀，丹麥FOSS公司；KQ-300DE型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；PD-151數(shù)位游標卡尺，寶工寶業(yè)股份有限公司；FW-80型高速萬能粉碎機，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；XMTD-8222型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海精宏實驗設備有限公司；UV-6000PC紫外分光光度計，上海元析儀器有限公司；FA2004型電子天平，上海上天精密儀器有限公司；LGJ-18真空冷凍干燥機，北京市松源華興科技發(fā)展有限公司。

1.3 試驗設計

將3個芝麻品種籽粒進行過篩除雜，去除干癟殘粒。將挑選過的芝麻籽粒用蒸餾水沖洗3次，洗凈后均勻平鋪在發(fā)芽盤中，以芝麻籽粒間不重疊為宜，發(fā)芽盤鋪有雙層濾紙，每個發(fā)芽盤中均加入1 L蒸餾水以保持濾紙濕潤，于黑暗、35 ℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)芽，分別在芝麻種子萌發(fā)0、12、24、36、48、60、72 h取樣并換水，0 h為原料種子，取樣時隨機選取每個品種發(fā)芽盤中的芝麻芽，每個時間點取樣量的鮮質量約200 g，樣品經冷凍干燥、粉碎、過孔徑0.425 mm篩后備用。

1.4 測定指標與方法

芝麻芽的水分含量測定參照GB 5009.3—2016，蛋白質含量測定參照GB 5009.5—2016；脂肪含量測定參照GB 5009.6—2016；粗纖維含量測定參照GB/T 5009.10—2003；總糖含量測定參照硫酸苯酚法[16]；灰分含量測定根據(jù)GB 5009.4—2016。

芝麻芽的生長特性指標測定：隨機挑選30個芝麻芽，用游標卡尺測量胚軸長、胚根長、軸徑長、鮮質量。生長特性指標結果為30組測量的平均值。

總酚含量測定參照田文禮等[17]的方法并略有改動，具體方法：取0.5 g左右的粉碎樣品，采用70%的甲醇分3次進行提取，每次分別渦旋5 min、超聲20 min、離心5 min，定容至25 mL容量瓶中，放置過夜，取0.3 mL提取液，與1 mL稀釋的福林酚反應并混勻，加入3 mL 10%Na2CO3，加蒸餾水至10 mL，室溫靜置2 h，于765 nm處測吸光度值。

脂肪酸組成及含量分析參照GB/T 17376—2008及GB/T 17377—2008。采用三氟化硼甲酯化[18]制備脂肪酸甲酯，以備氣相色譜分析。色譜條件為：FID 檢測器，色譜柱為 HP-88 毛細管柱(100 m×0.25 mm×0.2 μm)，檢測器溫度280 ℃，進樣口溫度250 ℃，載氣流速1 mL/min，H2流速30 mL/min，空氣流速400 mL/min，分流比50∶1，升溫程序為初溫170 ℃，直接4 ℃/min 升至220 ℃，不保溫，再以1 ℃/min升溫至240 ℃，進樣量2 μL。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2003、SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進行描述性統(tǒng)計分析，采用 Origin 8.0軟件進行制圖。

2 結果與分析

2.1 芝麻種子萌發(fā)過程中生長特性指標的變化

種子萌發(fā)過程中，胚乳中復雜的貯藏物質分解為簡單的物質，這些貯藏物質水解后形成的最終產物在胚中用來合成生命物質，形成新的器官，即長根、長莖、長葉[19]。芝麻芽主要由胚芽、胚根和胚軸組成。由圖1—2得出，芝麻種子在萌發(fā)過程中鮮質量、胚根長度、胚軸長度呈升高趨勢，贛芝10號、駐芝19號、鄭芝HL05鮮質量分別由萌發(fā)1 d的0.006、0.007、0.006 g/株增加至萌發(fā)3 d的0.035、0.033、0.030 g/株，胚軸長度由0 mm分別增加至33.17、32.05、31.58 mm，胚根長度分別由萌發(fā)1 d的1.34、1.20、1.27 mm增加至萌發(fā)3 d的44.69、43.28、42.83 mm。綜上，胚根長度、胚軸長度在萌發(fā)1 d后急劇增加，而胚軸在萌發(fā)1 d內未長出，隨著芝麻種子萌發(fā)，芝麻芽軸徑無明顯變化，推測芝麻種子萌發(fā)1 d后其內部生命活動活躍，主要組分發(fā)生明顯的分解與合成。

圖1 芝麻種子萌發(fā)過程中鮮質量和胚軸長度的變化

圖2 芝麻種子萌發(fā)過程中軸徑和胚根長度的變化

2.2 芝麻種子萌發(fā)過程中主要化學組分的變化

芝麻種子萌發(fā)是一個復雜的生命活動過程，其主要營養(yǎng)物質有一定的分解和合成，以供其萌發(fā)所需。芝麻種子在萌發(fā)過程中粗脂肪、粗蛋白、粗纖維、總糖、灰分含量變化如圖3—5所示?？梢钥闯觯劝l(fā)72 h內，駐芝19號、贛芝10號、鄭芝HL05的粗脂肪含量下降，分別由52.39%、51.52%、50.24%降低至24.10%、20.59%、25.21%；總糖含量上升，分別由12.09%、10.82%、10.77%增加至30.45%、30.03%、23.20%；粗纖維含量上升，分別由3.42%、3.45%、3.02%增加到8.10%、9.14%、8.12%；粗蛋白和灰分含量變化不明顯；總酚含量分別由 1.74、2.28、6.24 mg/g上升至13.80、14.15、13.49 mg/g。綜上，芝麻種子萌發(fā)至72 h，粗脂肪含量下降50%左右，總糖含量增加2～3倍，粗纖維含量增加2.5～3.0倍，3個品種芝麻總酚含量增加了約7～12 mg/g。芝麻種子萌發(fā)0～24 h，粗脂肪含量緩慢降低，總糖、粗纖維含量緩慢增加，24 h后粗脂肪含量迅速降低，總糖、粗纖維含量迅速增加，表明芝麻種子萌發(fā)24 h主要組分發(fā)生顯著分解與合成。

萌發(fā)0 h為原料芝麻種子，數(shù)據(jù)均以干基計算，下同

圖4 芝麻種子萌發(fā)過程中粗纖維和總糖含量的變化

圖5 芝麻種子萌發(fā)過程中灰分和總酚含量的變化

2.3 芝麻種子萌發(fā)過程中主要化學組分含量及生長特性指標間的相關性

對芝麻種子萌發(fā)過程中粗脂肪、粗蛋白、灰分、粗纖維、總糖含量以及芝麻芽胚軸長度、胚根長度、軸徑進行簡單相關分析，結果如表1所示?？梢?，在各萌發(fā)時期，芝麻種子粗蛋白含量與粗脂肪含量呈顯著負相關，與其他指標無顯著相關性；總糖含量與粗脂肪含量呈極顯著負相關，與粗纖維含量、胚軸長度、胚根長度、軸徑呈極顯著正相關；粗纖維含量與粗脂肪含量呈極顯著負相關，與胚軸長度、胚根長度、軸徑呈極顯著正相關；粗脂肪含量與胚軸長度、胚根長度、軸徑均呈極顯著負相關。相關性分析結果表明，芝麻種子萌發(fā)過程中主要組分指標與生長特性指標密切相關，各指標間相互影響又相互制約。

表1 芝麻種子萌發(fā)過程中主要化學組分含量及生長指標間的相關性分析

注：**、*分別表示在0.01、0.05水平上顯著相關。

2.4 芝麻種子萌發(fā)過程中脂肪酸組成及含量

從表2可以看出，芝麻種子萌發(fā)過程中主要脂肪酸組成為油酸、亞油酸、棕櫚酸和硬脂酸，其中油酸和亞油酸含量較多，均在40%以上，其次是棕櫚酸、硬脂酸、亞麻酸和花生酸。隨著萌發(fā)時間延長，芝麻種子萌發(fā)對其油脂主要脂肪酸組成無影響，但亞油酸含量減少，駐芝19號、贛芝10號、鄭芝HL05亞油酸含量分別由43.93%、44.17%、44.51%降低至42.68%、42.89%、43.13%，差異顯著；亞麻酸含量增加，分別由0.23%、0.22%、0.37%增加至0.68%、0.62%、0.69%，棕櫚酸、硬脂酸、油酸含量萌發(fā)前后變化相對較小。

表2 芝麻種子萌發(fā)過程中脂肪酸組成及含量 %

注：同列肩標不同小寫字母表示同一品種不同萌發(fā)時間差異顯著(P<0.05)。

3 結論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，芝麻種子萌發(fā)24 h后胚根長度、胚軸長度、鮮質量增加，芝麻種子萌發(fā)初期胚根先生長，胚軸在萌發(fā)24 h后急劇生長，軸徑無顯著變化，推測芝麻種子萌發(fā)過程中主要組分發(fā)生顯著分解與合成的轉折點是萌發(fā)24 h。主要化學成分變化結果表明，芝麻種子萌發(fā)24 h后粗脂肪含量迅速下降，萌發(fā)72 h粗脂肪含量下降50%左右，相關性分析發(fā)現(xiàn)，芝麻種子萌發(fā)過程中胚根長度、胚軸長度與粗脂肪含量呈極顯著負相關，故芝麻種子萌發(fā)過程中粗脂肪含量隨胚根長度、胚軸長度的增加而下降，與郭令鳥等[20]研究中脂肪含量隨胚根長度增加而持續(xù)下降的結果一致；3個芝麻品種總糖含量呈增加趨勢，萌發(fā)0～24 h總糖含量增加緩慢，萌發(fā)24 h后迅速增加，萌發(fā)至72 h總糖含量增加2～3倍，粗蛋白含量整體呈增加趨勢，總糖、粗蛋白含量均與粗脂肪含量呈極顯著負相關。Alonso等[21]研究認為，豆類發(fā)芽中蛋白質含量的升高是由于碳水化合物的利用；李清芳等[22]研究表明，大豆種子萌發(fā)過程中脂肪的分解進程與蛋白質含量呈負相關。據(jù)此推測，芝麻在萌發(fā)過程中粗脂肪通過一系列變化被酶分解成甘油和脂肪酸，最后生成糖類并提高蛋白質含量。芝麻種子萌發(fā)24 h后，粗纖維含量迅速增加，萌發(fā)至72 h 3個芝麻品種的粗纖維含量增加2.5～3.0倍，相關性分析結果顯示，芝麻粗纖維含量與胚軸長度、胚根長度、軸徑呈極顯著正相關，這與黃惠華等[23]研究中茶樹春梢生長期節(jié)莖的粗纖維含量與節(jié)莖的長度呈顯著或極顯著正相關的結果一致。3個品種芝麻種子萌發(fā)0～72 h，總酚含量增加約7～12 mg/g，提高了芝麻芽抗氧化活性，因此，可將芝麻芽作為天然酚類抗氧化劑的良好來源。

芝麻種子萌發(fā)至72 h主要脂肪酸組成無變化，脂肪酸含量存在差異，其中亞油酸含量減少1個百分點左右，亞麻酸含量增加，這可能是由于芝麻萌動需要能量，脂肪發(fā)生水解，游離脂肪酸增加，酯化的油酸轉化成亞油酸，進而轉化為亞麻酸[24]，因此表現(xiàn)為亞麻酸含量增加；隨著進一步萌動需要，亞油酸被氧化為二氧化碳和水，被新的生長部分利用，故亞油酸含量降低。芝麻種子萌發(fā)至72 h，總不飽和脂肪酸含量大于80%，可見，芝麻芽富含人體需要的不飽和脂肪酸。

綜上所述，芝麻種子萌發(fā)過程中主要組分變化的轉折點是萌發(fā)24 h，萌發(fā)0～72 h粗脂肪含量下降50%左右，粗纖維含量增加2.5～3.0倍，總糖含量增加2～3倍，總酚含量增加了約7～12 mg/g。芝麻種子萌發(fā)前后主要脂肪酸組成無明顯變化，總不飽和脂肪酸含量大于80%?？梢?，芝麻芽富含纖維素、總糖、總酚和不飽和脂肪酸。