王麗群，國(guó)立東，周 野，陳凱新，鄭先哲，盧淑雯,*

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)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(xué)藥學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

我國(guó)是稻米生產(chǎn)大國(guó)也是稻米消費(fèi)大國(guó)，水稻的種植和生產(chǎn)直接關(guān)乎國(guó)家糧食安全。一直以來，我國(guó)稻米加工以初級(jí)精白米產(chǎn)品為主，不僅帶來了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，而且精白米營(yíng)養(yǎng)缺失會(huì)直接導(dǎo)致以此為主食人群患2型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)增加20%。留胚米最早起源于日本，流行病學(xué)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(jī)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(yíng)養(yǎng)素中90%以上都存在于稻米外層和胚中，稻米經(jīng)逐級(jí)碾磨后，精白米營(yíng)養(yǎng)流失最大，糙米雖保留了全部營(yíng)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(yíng)養(yǎng)和消費(fèi)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(yíng)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(hù)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(yīng)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(yíng)養(yǎng)指標(biāo)、感官指標(biāo)和品質(zhì)指標(biāo)上優(yōu)勢(shì)明顯，但由于其貯藏特性差且無法實(shí)現(xiàn)常溫長(zhǎng)期市場(chǎng)流通，很多企業(yè)不會(huì)大量生產(chǎn)留胚米，最終導(dǎo)致留胚米只能成為概念米，在市場(chǎng)上占有較小份額。此外，由于稻米類制品對(duì)感官品質(zhì)要求嚴(yán)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(duì)留胚米中脂質(zhì)的穩(wěn)定性進(jìn)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(jī)理研究提供參考，同時(shí)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(yíng)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(hù)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(yíng)養(yǎng)全面豐富，但各類營(yíng)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(huì)導(dǎo)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(yíng)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(huì)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(jìn)而導(dǎo)致稻米產(chǎn)品不再適合消費(fèi)。稻米中脂質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?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(hù)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(gè)變化階段（圖2）：第一階段是在機(jī)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(dòng)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(shí)不飽和脂類也會(huì)在有氧條件下自發(fā)地發(fā)生氧化反應(yīng)，生成過氧化物，并進(jìn)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(yīng)生成的脂肪酸和過氧化物會(huì)與營(yíng)養(yǎng)成分結(jié)合，也會(huì)引起稻米蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化和聚集體的形成，導(dǎo)致稻米的食用和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值嚴(yán)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(duì)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(rèn)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(jí)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(huì)因加工方式的不同而發(fā)生變化，如經(jīng)超高壓和高強(qiáng)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(jìn)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(huì)被Mn和Cu抑制，當(dāng)加工處理帶來稻米內(nèi)部礦物質(zhì)離子的移動(dòng)與釋放時(shí)，元素釋放的種類、空間分布及處理?xiàng)l件會(huì)直接影響稻米脂質(zhì)劣變進(jìn)程。研究發(fā)現(xiàn)糙米發(fā)芽時(shí)富集于種皮和糊粉層之間的Ca能迅速移動(dòng)到胚，而胚中Mg和Mn的含量同時(shí)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(jìn)一步明晰這些活動(dòng)因子的定量關(guān)系以及不同加工處理對(duì)酶蛋白金屬結(jié)合位點(diǎn)特異性損傷的影響，則能從調(diào)控酶促氧化反應(yīng)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(dòng)氧化

在稻米品質(zhì)劣變的研究中，對(duì)非酶氧化過程的關(guān)注度較低。脂質(zhì)自動(dòng)氧化是一個(gè)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(yīng)。從已有報(bào)道來看，稻米脂質(zhì)自動(dòng)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(bào)道。金屬離子，特別是二價(jià)態(tài)的金屬離子（包括Fe、Cu、Mn及Mg），除能擔(dān)當(dāng)酶促反應(yīng)的催化劑外，也是常見的脂肪酸自動(dòng)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(yīng)活化能?；钚缘久准庸み^程會(huì)對(duì)金屬離子間的相互作用產(chǎn)生影響，進(jìn)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(zhǎng)期貯藏期間發(fā)芽糙米的氧化酸敗，硒元素對(duì)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(yīng)引發(fā)劑及代謝相關(guān)蛋白差異表達(dá)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(yīng)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(dǎo)致基因成了稻米分子育種中遺傳修飾的重要靶點(diǎn)。稻米中LOX以營(yíng)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(dǎo)基因表達(dá)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(dá)，當(dāng)?shù)久鬃蚜Ｃ劝l(fā)時(shí)，LOXs以脂質(zhì)為底物啟動(dòng)代謝反應(yīng)，在種子成熟、幼苗生長(zhǎng)及脅迫應(yīng)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(dāng)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(huì)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(dǎo)致的陳腐風(fēng)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(zhǎng)稻米種子的壽命方面起著關(guān)鍵作用。從上述報(bào)道來看，雖然脂類代謝相關(guān)酶類是嚴(yán)重影響稻米陳化和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)下降的重要因素之一，但缺失稻米對(duì)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(jìn)一步擴(kuò)展外，現(xiàn)有基因缺失稻米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及感官品質(zhì)變化也需要經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)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(duì)濕度65%的儲(chǔ)藏條件下，儲(chǔ)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(yīng)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(shí)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(duì)稻米品質(zhì)產(chǎn)生的嚴(yán)重負(fù)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(yīng)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(duì)不同碾磨方式處理后稻米進(jìn)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(qiáng)，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(huì)使活性稻米中一些細(xì)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(huì)更多。此外，因熱加工后稻米外觀品質(zhì)破壞嚴(yán)重，一些非熱加工技術(shù)也已應(yīng)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(chǎng)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(zhǎng)；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(duì)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(yīng)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(shí)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(xué)、生理和生化等多方面反應(yīng)。由于留胚米易變質(zhì)，目前市場(chǎng)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(shí)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(rèn)為該包裝可以使留胚米酶活性基因表達(dá)能力下降，降低留胚米脂肪氧化反應(yīng)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(xiàng)技術(shù)尚未得以應(yīng)用，由于納米包裝調(diào)控基因和蛋白表達(dá)的作用機(jī)理還不夠深入，仍需開展后續(xù)研究。一項(xiàng)添加吸氧劑的包裝實(shí)驗(yàn)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(duì)含量都有增加，但這種包裝處理卻能有效抑制脂肪酸的進(jìn)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(huì)影響稻米脂質(zhì)的劣變程度。但通過隔絕氧氣的方式來預(yù)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(yīng)。

3 影響留胚米脂質(zhì)穩(wěn)定性的其他關(guān)鍵科學(xué)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(xì)胞的重要組成成分。在水稻生長(zhǎng)發(fā)育、逆境脅迫、衰老過程中，脂質(zhì)代謝對(duì)其生長(zhǎng)適應(yīng)性和生理效應(yīng)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(yīng)進(jìn)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(dòng)（包括氧化還原反應(yīng)）亦處于穩(wěn)定的休眠期。對(duì)于留胚米來說，碾磨或銑削等外力破壞了稻米籽粒表層細(xì)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(yīng)激及稻米自身抗氧化系統(tǒng)失衡問題。解析這些科學(xué)問題有助于從本質(zhì)上提出更先進(jìn)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(jī)械（碾磨）脅迫的影響

脂質(zhì)特異性探針染色和顯微觀察實(shí)驗(yàn)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(xì)胞，導(dǎo)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(bào)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(xì)胞在損傷脅迫過程中會(huì)發(fā)生應(yīng)答反應(yīng)，互補(bǔ)DNA（complementary DNA，cDNA）異源表達(dá)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，植物在經(jīng)歷損傷脅迫時(shí)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(huì)進(jìn)一步增加細(xì)胞膜的損傷和細(xì)胞死亡。不過，在植物處于損傷壓力時(shí)，細(xì)胞外LOX能通過觸發(fā)植物防御應(yīng)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(duì)擬南芥中4種13個(gè)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(zhǎng)物質(zhì)，當(dāng)植物經(jīng)歷機(jī)械傷害時(shí)，其含量顯著增加，進(jìn)而誘導(dǎo)一系列與抗逆有關(guān)的基因表達(dá)。因此，盡管活性氧分子是脂質(zhì)發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的關(guān)鍵誘發(fā)劑，還是需要對(duì)留胚米加工過程中脂肪代謝相關(guān)酶類的脅迫應(yīng)答反應(yīng)做進(jìn)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(shí)發(fā)現(xiàn)很多參與玻璃化-冷凍處理影響氧化應(yīng)激反應(yīng)的關(guān)鍵標(biāo)志基因（/、、、、、和）。此外，高鹽脅迫條件下稻米中的抗氧化酶會(huì)產(chǎn)生誘導(dǎo)應(yīng)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(yīng)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(jī)制的研究方面，條件脅迫與留胚米應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)的研究鮮見報(bào)道，仍需進(jìn)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(yīng)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(dòng)下，不飽和脂肪酸分子亞甲基基團(tuán)RH形成自由基R·，隨后進(jìn)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(dāng)反應(yīng)生成的自由基產(chǎn)物已不能維持鏈傳遞，或者當(dāng)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(yīng)時(shí)，就到達(dá)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(hù)自身免受氧化損傷。對(duì)于活細(xì)胞而言，細(xì)胞內(nèi)氧化還原反應(yīng)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(xué)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(dāng)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(shí)，活性稻米籽粒細(xì)胞中這些抗氧化物質(zhì)則有能力對(duì)抗各種氧化應(yīng)激，保護(hù)細(xì)胞免受損傷。一項(xiàng)基于13個(gè)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(duì)抗氧化劑提供保護(hù)作用的泛醇，并經(jīng)流行病學(xué)和生化試驗(yàn)證實(shí)，該物質(zhì)是一種具有細(xì)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(diǎn)。

3.2.2 加工方式對(duì)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(yíng)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(duì)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(yuǎn)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(guó)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(qiáng)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(yīng)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(shí)驗(yàn)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(shì)，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(yīng)的失衡進(jìn)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(chǔ)藏期間品質(zhì)變化的評(píng)價(jià)指標(biāo)。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(dāng)?shù)竟戎|(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛得以大量積累時(shí)，會(huì)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(qiáng)。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(huì)對(duì)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(duì)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(fù)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(cè)定實(shí)驗(yàn)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(duì)傳遞期產(chǎn)生的自由基并沒有清除作用；此外，在一項(xiàng)紅麩皮基因型稻米加工后水解酸度變化的研究中，也證實(shí)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(bào)道來看，稻米內(nèi)源抗氧化物對(duì)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(duì)其自身脂質(zhì)的抗氧化能力評(píng)價(jià)方面還需進(jìn)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(xì)胞的氧化應(yīng)激能力，進(jìn)而降低細(xì)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(shí)驗(yàn)在加工活性稻米中的研究鮮見公開報(bào)道。鑒于稻米抗氧化系統(tǒng)對(duì)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(jī)制的研究，可為開發(fā)活性稻米的長(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)豐富的活性稻米產(chǎn)品。稻米品種、脂質(zhì)組成、加工（儲(chǔ)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(duì)近年來與活性稻米脂質(zhì)劣變相關(guān)的報(bào)道進(jìn)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(yīng)激反應(yīng)和自抗氧化體系應(yīng)答反應(yīng)，但在各種加工條件下，活性稻米脂質(zhì)代謝反應(yīng)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(jī)制也未得到探究。如能對(duì)這些問題進(jìn)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(jī)制，進(jìn)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(shí)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(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)豐富、口感良好的留胚米制品安全流通。