李孟佳，佟立濤，范 蓓，劉麗婭，王姍姍，孫若琪，王鳳忠,，王麗麗,

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100193；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)與食品科學(xué)研究所，西藏拉薩 850000；3.天津科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300222）

青稞（Hordeum vulgareL.var.nudumHook f.）屬禾本科小麥族大麥屬一年生草本植物，因其內(nèi)外穎殼分離，籽粒裸露也稱為裸大麥。青稞是我國青藏高原地區(qū)最主要的作物，主要分布在4200～4500 m 的高寒地區(qū)，包括西藏、青海、甘肅省（甘南）、四川（甘孜州和阿壩州）和云南（迪慶）。作為我國產(chǎn)量最小的主食糧和產(chǎn)量最大的粗糧，青稞因其較高的營養(yǎng)價(jià)值受到消費(fèi)者的廣泛認(rèn)可[1]。青稞具有“三高兩低”的營養(yǎng)特性，即高蛋白、高纖維、高維生素和低脂肪、低糖，是一種優(yōu)質(zhì)的谷類作物。黑青稞因富含多酚類物質(zhì)具有較好的自由基清除和抗氧化作用，其多酚類物質(zhì)主要包括酚酸、類黃酮、聚黃酮等幾大類，其中酚酸、黃酮是抗氧化能力的主要來源[2]。多酚類化合物的類型、含量和活性因青稞顏色、基因型的不同而有較大差異，黑色青稞含有最多的酚類化合物，對(duì)細(xì)胞增殖的抑制作用最強(qiáng)[2]。

青稞脂酶活性較高，在青稞的貯藏和加工過程，易導(dǎo)致脂質(zhì)氧化和水解，發(fā)揮主要作用的脂酶包括脂肪酶和過氧化物酶[3]。青稞的不穩(wěn)定性是制約青稞高效利用的重要因素，因此需要通過滅酶處理來降低脂肪酶活性防止脂質(zhì)水解，延長儲(chǔ)藏時(shí)間。熱處理利用高溫破壞酶的高級(jí)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致酶活性降低甚至失活，是谷物常用的滅酶處理方法[4]，包括炒制、蒸煮、微波、紅外以及過熱蒸汽等。炒制處理作為一種較為傳統(tǒng)的熱處理方法，操作簡單，設(shè)備成本較低，但加熱時(shí)間長，對(duì)谷物籽粒結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重；微波技術(shù)的加熱機(jī)制是是將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，均勻快速地加熱食品基質(zhì)，有效縮短加工時(shí)間[5]；過熱蒸汽處理作為一種新型的熱穩(wěn)定技術(shù)，在加熱時(shí)將對(duì)流干燥室中的熱空氣替換為過熱蒸汽，所以，在相同壓力下，過熱蒸汽的溫度更高，焓值更低，比飽和蒸汽或熱空氣的加熱效率更高[6]。其次，過熱蒸汽處理創(chuàng)造一個(gè)無氧環(huán)境，顯著降低樣品在處理過程中發(fā)生的氧化降解。這三種處理均已應(yīng)用于燕麥[7]、麥麩[8]、大米[9]和青稞[10]等谷物的脂酶的滅活。

然而，青稞在熱處理過程中會(huì)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)變化，包括美拉德反應(yīng)和熱解反應(yīng)，這些反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)影響谷物色澤和結(jié)構(gòu)，同時(shí)，加熱會(huì)對(duì)青稞中的熱敏性的功能性成分產(chǎn)生影響，比如酚類物質(zhì)[11]。系統(tǒng)了解不同的滅酶方式對(duì)青稞中酚類物質(zhì)等功能性成分的影響，對(duì)于青稞功能特性的發(fā)揮及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用具有十分重要的意義。由于微波處理、炒制處理及過熱蒸汽處理加熱機(jī)制不同，達(dá)到相同滅酶效果時(shí)所需熱處理的時(shí)間及溫度也各不相同。目前對(duì)比分析微波處理、炒制處理及過熱蒸汽處理對(duì)青稞的總酚、總黃酮及其抗氧化能力的影響程度的相關(guān)研究還未見發(fā)表。

因此，本研究以富含酚類物質(zhì)的黑青稞籽粒為原料，采用炒制、微波和過熱蒸汽處理對(duì)青稞進(jìn)行滅酶處理?？疾烨囡久负瓦^氧化物酶的失活效果達(dá)到相同水平時(shí)，三種滅酶方式處理的青稞其籽粒結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)組成、多酚類物質(zhì)及其抗氧化能力的差異，以期為青稞營養(yǎng)健康食品的開發(fā)、活性成分在加工中的保持提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實(shí)驗(yàn)所用青稞 由西藏農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供，品種：芶芒紫，2019 年收獲，初始水分含量為10.34%；總淀粉試劑盒 購自愛爾蘭Megazyme 公司；硫酸銅、硫酸鉀 購自上海麥克林生化科技有限公司；硼酸購自江蘇艾康生物醫(yī)藥研發(fā)有限公司；氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸、酚酞、甲醇、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、正己烷、三氯化鋁、過硫酸鉀 均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑北京有限公司；乙醇 購自北京化工廠；甲醇 購自賽默飛世爾科技（中國）有限公司；福林酚 購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；氯仿購自西隴化工股份有限公司；沒食子酸、蘆丁、6-羥基-2,5,7,8-四甲基色烷-2-羧酸（Trolox）、1,1-二苯基苦基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、ABTS 標(biāo)品 均購自美國Sigma 公司；過氧化物酶試劑盒 購自北京佰凱生物科技有限公司；總抗氧化能力試劑盒 購自北京雪杰特科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備 黑青稞預(yù)先進(jìn)行挑選除雜，稱取400 g 飽滿均勻的青稞籽粒。為降低調(diào)質(zhì)潤水時(shí)間，使用精米機(jī)進(jìn)行適度碾磨去皮處理。通過控制碾磨次數(shù)來調(diào)整青稞碾磨度，分離皮層粉和青稞，由于水分活度高物料的酶失活率更高，一般為了達(dá)到更好的滅酶效果，需要經(jīng)調(diào)質(zhì)后增加水分活度，前期預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，25%的水分既能高效滅酶又降低能耗。另外，為了減少過長時(shí)間的調(diào)質(zhì)造成谷物微生物污染以及減少前處理時(shí)間，通過前期的預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，碾磨掉5%的外皮層的可顯著降低調(diào)質(zhì)時(shí)間（6±0.5 h）；因此，將碾磨度5%的青稞進(jìn)行潤麥，調(diào)整籽粒水分至25%之后進(jìn)行后續(xù)不同滅酶處理，并將未潤麥青稞設(shè)為對(duì)照組（Untreated）。根據(jù)前期的預(yù)實(shí)驗(yàn)，獲得可使脂肪酶和過氧化物酶的失活效果達(dá)到相同水平的處理參數(shù)，具體操作如下。

微波處理：將100 g 樣品平鋪于保鮮盒中，放于微波爐中，采用600 W 微波分別處理2.5 和3 min，分別標(biāo)記為M-600-2.5 和M-600-3，晾至室溫后裝袋密封保存。

炒制處理：將200 g 青稞放入咖啡豆焙炒機(jī)，分別于150 和175 ℃處理20 min，分別標(biāo)記為R-150-20 和R-175-20，晾至室溫后裝袋密封。

過熱蒸汽處理：過熱蒸汽加工設(shè)備由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)谷物科學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供。首先將處理室預(yù)熱至160 ℃，蒸汽速度設(shè)為15.0 m3/h，將150 g 青稞均勻鋪于進(jìn)樣器的金屬網(wǎng)上，當(dāng)處理室溫度達(dá)到設(shè)定溫度后將裝有青稞樣品的進(jìn)樣器傳送至處理室，立刻開始計(jì)時(shí)，處理完畢后取出晾至室溫，裝袋密封保存。經(jīng)過160 ℃處理9 和12 min 的青稞分別標(biāo)記為SS-160-9 和SS-160-12。

經(jīng)上述熱處理的黑青稞籽粒在陰涼處風(fēng)干至青稞籽粒原始水分含量水平（9.98%±0.05%，DW），4 ℃冰箱儲(chǔ)存?zhèn)溆?。另?00 g 青稞使用冷凍研磨機(jī)粉碎后過60 目篩，4 ℃保存用于后續(xù)指標(biāo)測定。每個(gè)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行兩次平行處理。

1.2.2 脂肪酶及過氧化物酶活性測定 根據(jù)GB/T 5523-2008《糧油檢驗(yàn) 糧食、油料的脂肪酶活動(dòng)度的測定》測定青稞的脂肪酶活。青稞脂肪酶滅酶率的計(jì)算方法見式（1）：

使用過氧化物酶試劑盒進(jìn)行過氧化物酶活測定，具體測定方法見試劑盒說明書。過氧化物酶滅活率計(jì)算方法同式（1）。

1.2.3 籽粒幾何參數(shù)及微觀結(jié)構(gòu)觀察 使用游標(biāo)卡尺確定青稞的尺寸，在測量前選擇粒徑較統(tǒng)一的青稞進(jìn)行測量，記錄 5 次觀測的平均值。圖1 顯示了青稞的幾何尺寸，籽粒長、寬和厚度分別標(biāo)記為l，w 和d?？紤]到青稞籽粒的非球形性，在計(jì)算中使用了等效半徑。其算術(shù)平均直徑（Am）、幾何平均直徑（Gm）、平方平均直徑（Sm）和等效半徑（r）使用計(jì)算公式獲得，見公式（2）～公式（5）：

四是突出“策劃”。為讓主題黨日富有成效，讓廣大黨員有收獲、受教化，黨支部在開展活動(dòng)前，既要緊盯中央，準(zhǔn)確把握黨和國家大政方針政策；同時(shí)又著眼支部，從全體黨員及身邊群眾的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)接黨員群眾需求，做到針對(duì)問題、解決問題，讓群眾感到支部在身邊、黨員在行動(dòng)。策劃主題黨日活動(dòng)，只有以嚴(yán)的態(tài)度、以高的標(biāo)準(zhǔn)，從問題出發(fā)、從需求入手，將工作落細(xì)落實(shí)，提前制定具體活動(dòng)方案，做好過程統(tǒng)籌協(xié)調(diào)服務(wù)，確保每次活動(dòng)準(zhǔn)備充分、推進(jìn)有序，方能為廣大黨員呈上一道別具一格的主題黨日“精神大餐”，既契合黨員的內(nèi)在需求，也富有教育引導(dǎo)之效。

圖1 青稞的幾何尺寸Fig.1 The geometric dimensions of highland barley

選取有代表性的青稞籽粒在體式顯微鏡觀察不同處理后表觀形態(tài)變化并拍照。參照Nair 等[12]的方法觀察處理前后的青稞微觀結(jié)構(gòu)，用剃須刀片將冷凍干燥后的青稞籽粒沿其橫截面軸分開，盡量避免刀片與內(nèi)部胚乳組織接觸。使用雙面膠將其固定在鋁條上，斷裂面朝上，經(jīng)過鍍膜處理后使用掃描電子顯微鏡（SEM）在10 kV 觀察其微觀結(jié)構(gòu)，與未處理組進(jìn)行對(duì)照。

1.2.4 基本營養(yǎng)成分測定 青稞籽粒水分含量依據(jù)GB 5009.3-2016 的方法進(jìn)行測定；蛋白質(zhì)含量按照GB/T 5009.5-2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》中的凱氏定氮法進(jìn)行測定；樣品中脂肪含量按照GB/T 5009.6-2016《食品中脂肪的測定》中的索氏抽提法進(jìn)行測定；樣品中總淀粉含量采用Megazyme 試劑盒測定。

1.2.5 酚類物質(zhì)提取 酚類物質(zhì)的提取參考張芯蕊等[13]的方法并做部分調(diào)整。準(zhǔn)確稱取1.00 g 青稞粉置入30 mL 70% 酸化甲醇（0.1% HCl，v/v）中，超聲提取1 h，超聲過程中放置冰塊防止提取液升溫，12000 r/min 離心30 min，收集上清液，殘?jiān)褂孟嗤奶崛》椒ㄖ貜?fù)提取，合并上清液進(jìn)行總酚、總黃酮及抗氧化能力分析。

1.2.6 總酚含量測定 總酚含量采用福林酚比色法測定[13]。分別吸取200 μL 上述提取物和不同濃度沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)液添加到1.5 mL 新鮮稀釋（10 倍）的Folin-Ciocalteu 試劑中?；旌衔锲胶? min 后與1.5 mL 碳酸鈉溶液（60 g/L）混合，25 ℃下避光培養(yǎng)90 min 后，在725 nm 處讀取混合物的吸光度。以酸化甲醇為空白，計(jì)算各樣品的總酚含量（TPC）含量，結(jié)果表示為每mg 沒食子酸當(dāng)量/g 青稞粉干重（mg GAE/g DW）。以質(zhì)量濃度C（mg/mL）為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=5.5360x?0.0246，R2=0.998。

1.2.7 總黃酮含量的測定 總黃酮含量采用三氯化鋁比色法測定[14]。分別吸取2.4 μL 上述提取物和蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液與28 μL 25% NaNO2混合，混勻后反應(yīng)6 min，加入28 μL 10% AlCl3·6H2O 反應(yīng)5 min，加入120 μL 1 mol/L NaOH，25 ℃下避光培養(yǎng)20 min，在510 nm 處測定吸光度。以酸化甲醇為空白，計(jì)算各樣品的總黃酮含量（TFC）含量，結(jié)果表示為每mg蘆丁當(dāng)量/g 青稞粉（mg RE/g DW）。根據(jù)測量標(biāo)準(zhǔn)使用液所產(chǎn)生吸光度，求得吸光度與濃度關(guān)系的一元線性回歸方程。以質(zhì)量濃度C（mg/mL）為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=0.4826x+0.0138，R2=0.998。

1.2.8 抗氧化能力測定

1.2.8.1 DPPH 自由基清除率測定 參照秦晶晶等[15]的方法，取1 mL 樣品提取物與1 mL 0.2 mmol/L 的DPPH 溶液混合，室溫下避光靜置30 min，在517 nm處測定吸光度。同時(shí)以等量乙醇溶液作為空白對(duì)照（即1 mL 的0.2 mmol/L DPPH 溶液與1 mL 的無水乙醇溶液混合后反應(yīng)），并測定1 mL 的無水乙醇溶液與1 mL 不同濃度的樣品液的混合液的吸光度為A0。根據(jù)下面的公式計(jì)算清除率：

式中：A2表示1 mL DPPH 中加入1 mL 的無水乙醇的吸光度；A1表示1 mL DPPH 中加入1 mL 各樣品溶液的吸光度；A0表示1 mL 無水乙醇中加入1 mL 各樣品液的吸光度。

1.2.8.2 ABTS 自由基清除率測定 將7.4 mmol/L ABTS 溶液與2.6 mmol/L 過硫酸鉀溶液按體積比1:1 混合，室溫避光靜置12～16 h，用乙醇稀釋至在734 nm 處吸光度值為0.70±0.02，備用。取50 μL 樣品溶液與200 μL ABTS 自由基溶液混合，避光靜置30 min，于420 nm 處測定吸光值[16]，清除率計(jì)算方法同式（6）。

1.2.8.3 總抗氧化能力測定 采用抗氧化試劑盒（ELISA Kit）測定不同滅酶處理后黑青稞提取物的總抗氧化能力，具體操作方法參見試劑盒說明書。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)中每個(gè)處理均重復(fù)3 次，數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。利用Excel、SPSS 22 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理、Tukey 方法多重比較和Pearson 相關(guān)分析，采用Origin 2018 軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同滅酶方式對(duì)青稞脂肪酶及過氧化物酶滅活率的影響

青稞在加工及貯藏過程中易由內(nèi)源酶引發(fā)脂質(zhì)氧化和水解導(dǎo)致產(chǎn)品迅速變質(zhì)。為了保持青稞及其產(chǎn)品的品質(zhì)穩(wěn)定，需要對(duì)引起哈敗的酶類進(jìn)行鈍化處理。酶作為一種蛋白質(zhì)，其失活的主要原因是由于非共價(jià)鍵（如氫鍵、疏水相互作用和三級(jí)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的離子鍵）的重排或破壞而引起的變性[17]。如圖2 所示，熱處理對(duì)脂肪酶和過氧化物酶影響顯著（P＜0.05），但是不同處理方式、時(shí)間和溫度的變化導(dǎo)致滅酶效果的差異。溫度越高、時(shí)間越長越有利于將青稞中脂肪酶滅活。600 W 微波處理2.5 min、150 ℃炒制20 min 及160 ℃過熱蒸汽處理9 min 的樣品滅酶率均達(dá)到50%左右，而繼續(xù)增加處理強(qiáng)度時(shí)，即600 W 微波處理3 min、175 ℃炒制20 min 及160 ℃過熱蒸汽處理12 min 的樣品滅酶率均達(dá)到60%左右。微波鈍化酶的機(jī)制主要是通過降低谷物的水分活度，抑制脂肪酶的催化活力[4]，延長微波處理時(shí)間后脂肪酶滅活率從48.61%增加到60.41%。在過熱蒸汽處理過程中，過熱蒸汽均勻噴灑在物料表面，與物料接觸進(jìn)行熱交換達(dá)到鈍化酶的目的，過熱蒸汽處理后青稞的脂肪酶活性顯著降低，酶滅活率范圍從48.19%增加到59.76%。然而，這三種處理都沒有完全鈍化脂肪酶，可能是部分脂肪酶類，比如磷脂酶、脂酶、糖酶等耐熱性極強(qiáng)，難以鈍化[10]。另一方面，青稞中的脂肪酶活性較低，無法完全滅活。這與蕎麥脂肪酶含量過低不能完全滅活的研究結(jié)果一致[18]。

圖2 不同滅酶方式對(duì)青稞脂肪酶（A）及過氧化物酶（B）滅活率的影響Fig.2 Effect of different methods of inactivating enzyme on inactivation rate of lipase（A）and peroxidase（B）of highland barley

相較于脂肪酶，過氧化物酶對(duì)熱更加敏感并易于滅活，圖2B 顯示了在不同溫度和處理時(shí)間下，用微波、炒制及過熱蒸汽處理青稞的過氧化物酶的滅活率。除在600 W 微波處理2.5 min 樣品有酶活殘余之外，其他處理后青稞過氧化物酶滅活率均達(dá)100%。這與Wang 等[10]的研究結(jié)果一致，過熱蒸汽處理6 min 即可使過氧化物酶全部失活。Head 等[19]還報(bào)道了低溫過熱蒸汽（110～160 ℃）可有效滅活燕麥碎粒中的過氧化物酶，并且過熱蒸汽處理的燕麥碎粒具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。另外，在實(shí)驗(yàn)室前期的研究中發(fā)現(xiàn)，在炒制處理及微波處理的最適條件（180 ℃，20 min；700 W，120 s）下進(jìn)行滅酶處理，青稞過氧化物酶的失活率均達(dá)到100%[20]。

2.2 不同滅酶方式對(duì)青稞籽粒形態(tài)及微觀結(jié)構(gòu)的影響

谷物的外觀是與商品消費(fèi)直接相關(guān)的重要的參數(shù)之一，可用青稞籽粒的幾何特征（長軸、短軸和等效半徑）表示（表1）。結(jié)果顯示三種滅酶處理均使籽粒的幾何尺寸顯著增加（P＜0.05）。除了過熱蒸汽處理外，其他處理籽粒膨脹的程度均隨著處理強(qiáng)度的增加而逐漸增加，在脂肪酶滅活率為50%的三種處理樣品中，三種處理無顯著性差異；而在脂肪酶滅活率為60%的三種處理中，R-175-20 的等效半徑最大。谷物膨化的原理是物料內(nèi)部的液體成分（主要是水）汽化，在壓力差作用下，使物料膨脹，高分子物質(zhì)結(jié)構(gòu)變性，形成疏松的網(wǎng)絡(luò)骨架組織結(jié)構(gòu)，最終定型為多孔狀物質(zhì)[21]，這也說明炒制處理溫度最高且處理時(shí)間最長，水蒸氣在籽粒內(nèi)部充分汽化，導(dǎo)致籽粒膨脹程度最大。

表1 不同滅酶方式對(duì)青稞的幾何參數(shù)的影響Table 1 Effects of different methods of inactivating enzyme on geometric parameters of highland barley

食品體系包含蛋白質(zhì)、碳水化合物等多種成分，熱處理導(dǎo)致食品樣品水分活度降低，成分間相互作用加劇，極易發(fā)生美拉德和焦糖化反應(yīng)，導(dǎo)致類棕色甚至黑色的類黑素物質(zhì)形成，這使得青稞滅酶后可能產(chǎn)生不同程度的褐色。美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)程度和速度取決于底物的類型，以及反應(yīng)時(shí)間、溫度、水活度等因素[22]。圖3A 顯示了不同滅酶方式青稞色澤與表觀形態(tài)的變化。脂肪酶滅活率達(dá)50%的處理樣品中，色澤變化程度無明顯差異，而當(dāng)繼續(xù)增加處理強(qiáng)度時(shí)，R-175-20 樣品的顏色的變化最為明顯。其主要原因是，炒制滅酶過程中，物料受熱溫度高、加熱時(shí)間長，發(fā)生的美拉德反應(yīng)程度更加明顯。

圖3B 顯示了滅酶處理前后青稞籽粒橫截面的微觀結(jié)構(gòu)圖像。未處理的青稞結(jié)構(gòu)完整光滑，胚乳沒有空隙，而經(jīng)過不同的滅酶加熱處理后，截面出現(xiàn)明顯縫隙（藍(lán)色箭頭），孔隙（紅色圈注）及較大的孔洞（黃色箭頭），這種結(jié)構(gòu)上變化與熱處理過程中水分的汽化密切相關(guān)。由于青稞籽粒表面（果皮）無氣孔，種皮上有不透水的厚壁組織，胚乳中的水分只能通過維管束中的導(dǎo)管外排[23]，所以此處集中水分汽化引起了孔洞的出現(xiàn)。在脂肪酶滅活率為50%的樣品，SS-160-9 樣品的微管束出現(xiàn)明顯凹槽，而M-600-2.5 及R-150-20 變化較?。▓D3B）；而當(dāng)滅酶率達(dá)到60%時(shí)，除了炒制處理外，M-600-3 和SS-160-12 樣品中均觀察到維管處出現(xiàn)明顯的孔洞。主要是因?yàn)槌粗铺幚砑訜崾且粋€(gè)緩慢加熱的過程，物料水分也在緩慢汽化，所以維管束未出現(xiàn)明顯凹槽，這也說明維管束導(dǎo)管外排不是炒制處理過程中水分主要散失途徑。另外，M-600-3 的孔隙由籽粒中心向外周組織逐漸縮小，而炒制處理及過熱蒸汽處理相反，這種現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是微波干燥原理不同，微波作為一種非電離能，它通過交變電磁場中的“分子摩擦”在被穿透的介質(zhì)內(nèi)部深處產(chǎn)生熱量，促使物料溫度升高導(dǎo)致水分由內(nèi)而外離開物料[24]，而炒制和過熱蒸汽處理主要引起青稞表面熱誘導(dǎo)變化，籽粒內(nèi)部水分散失較少。

圖3 不同滅酶方式對(duì)青稞表觀形態(tài)（A）和微觀結(jié)構(gòu)（B）的影響Fig.3 Effects of different methods of inactivating enzyme on apparent morphology (A) and microstructure (B) of highland barley

2.3 不同滅酶方式對(duì)青稞基本營養(yǎng)組分的影響

表2 顯示了黑青稞滅酶處理前后的主要營養(yǎng)組分的變化。由于滅酶是物料的熱處理過程，因此，水分含量變化最為顯著。為提高青稞滅酶效果，滅酶前青稞的水分含量均被調(diào)節(jié)為25%。當(dāng)脂肪酶滅活率為50%時(shí)，相比調(diào)質(zhì)后青稞（水分含量為25%），微波、炒制和過熱蒸汽處理后青稞的最終含水量分別降低了41.12%、71.28%和50.40%；繼續(xù)增加處理強(qiáng)度，脂肪酶滅活率達(dá)到60%時(shí)，炒制處理樣品（R-175-20）的水分含量最低（下降至5.23%），微波處理（M-600-2.5）水分降低的最少，其水分含量為14.72%。當(dāng)達(dá)到相同滅酶效率時(shí)，微波處理時(shí)間最短，因此更長時(shí)間的炒制和過熱蒸汽對(duì)水分的影響遠(yuǎn)大于微波處理。

表2 不同滅酶方式對(duì)青稞水分、蛋白、脂肪、總淀粉含量的影響Table 2 Effects of different methods of inactivating enzyme on moisture,protein,fat and total starch content of highland barley

對(duì)于三大營養(yǎng)物質(zhì)，當(dāng)脂肪酶滅活率達(dá)50%時(shí)，除炒制處理提高了脂肪含量之外（提高了3.38%），其余處理均對(duì)三大營養(yǎng)物質(zhì)無顯著影響；當(dāng)脂肪酶滅活率達(dá)60%時(shí)，依舊是炒制處理的影響最顯著，經(jīng)175℃炒制處理20 min 的青稞蛋白質(zhì)，脂肪和淀粉含量相較未處理樣品分別升高3.26%、5.31%和14.87%，另外，600 W 下微波處理3 min 使脂肪含量增加了3.86%，而其他處理均對(duì)蛋白質(zhì)，脂肪及淀粉含量無顯著影響。這幾類營養(yǎng)成分含量的變化主要是因?yàn)樗趾康淖兓瘜?dǎo)致了蛋白、脂肪和總淀粉在籽粒中占比的變化。與其它兩種滅酶方式相比，過熱蒸汽處理作為一種濕熱處理方法，能較好地保持青稞的成分，這與前人的研究結(jié)果一致，這可能是因?yàn)樵O(shè)備中的空氣被過熱蒸汽取代，在相同溫度下過熱蒸汽具有優(yōu)于空氣的熱性能，過熱蒸汽的熱傳導(dǎo)系數(shù)和熱容量均較高，對(duì)樣品的熱滲透力更強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)快速加熱[18]，因此在較短時(shí)間內(nèi)，物料溫度即可達(dá)到過熱蒸汽的平衡溫度，脂肪酶與過氧化物酶快速失活，在這一過程中營養(yǎng)成分受熱的作用時(shí)間較短，此外在飽和水蒸氣的低氧作用下，營養(yǎng)成分變化程度較低。

2.4 不同滅酶方式對(duì)青稞總酚和總黃酮含量的影響

如圖4 所示，滅酶處理之后青稞總酚含量顯著減少，但總酚含量并不隨處理強(qiáng)度增加而持續(xù)降低。當(dāng)脂肪酶滅活率達(dá)到50%時(shí)，微波、炒制和過熱蒸汽處理后下降幅度分別為14.71%，20.52%和19.89%；當(dāng)脂肪酶滅活率升高至60%時(shí)，炒制及過熱蒸汽處理后下降幅度為19%左右，而微波處理后下降幅度較?。?6.52%）?？偡雍康南陆抵饕腥齻€(gè)方面的原因，其一，酚類物質(zhì)是熱敏類物質(zhì)，熱處理使部分酚類物質(zhì)發(fā)生降解[25]；其二，酚類物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，而聚合度的改變會(huì)使可萃取能力下降；其三，熱處理過程會(huì)導(dǎo)致部分青稞淀粉糊化，糊化后的淀粉可能會(huì)與酚類物質(zhì)結(jié)合，導(dǎo)致溶出率下降[26]。然而也有研究表明熱處理并不總是造成谷物中酚類物質(zhì)含量下降，熱處理會(huì)使結(jié)合酚類轉(zhuǎn)化為游離酚，從而提高了總酚可檢測量[27]。并且具有抗氧化特性的蛋白質(zhì)-酚類復(fù)合產(chǎn)物和美拉德反應(yīng)產(chǎn)物（MRP，例如吡咯和呋喃）與福林酚試劑發(fā)生反應(yīng)，也可導(dǎo)致測定結(jié)果的增加[28]。這也是三種處理青稞總酚含量并未隨著處理強(qiáng)度的增加而持續(xù)下降的主要原因。

圖4 不同滅酶方式對(duì)青稞總酚（A）和總黃酮（B）的影響Fig.4 Effect of different methods of inactivating enzyme on total phenols content (A) and total flavonoids content (B)of highland barley

黃酮也是熱敏類成分之一，在處理過程中可能會(huì)被破壞。相較未處理青稞，滅酶處理之后總黃酮含量不同程度地降低，三種處理中，過熱蒸汽處理對(duì)于總黃酮含量的影響最小。在脂肪酶滅活率為50%的樣品中，150 ℃炒制處理20 min 青稞的總黃酮含量降低的最多（45.15%），其次是微波處理（19.41%）。隨著處理強(qiáng)度增加，當(dāng)脂肪酶滅活率增加至60%時(shí)，過熱蒸汽處理樣品總黃酮含量無明顯變化，微波處理繼續(xù)下降了16.45%，炒制處理青稞的總黃酮含量略有增加。這種變化可能是由于長時(shí)間的高溫?zé)嵴T導(dǎo)導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)降解，游離黃酮類化合物得以釋放以及炒制時(shí)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的綜合結(jié)果。Babiker 等[29]研究發(fā)現(xiàn)，隨著炒制處理時(shí)間的延長，大麻種子的總黃酮含量降低后也出現(xiàn)上升的趨勢。與炒制處理相比，微波和過熱蒸汽處理保留了更多的黃酮類物質(zhì)，主要原因是微波處理過程時(shí)間短，從而降低了樣品暴露在氧氣中的時(shí)間以及受熱時(shí)間，而過熱蒸汽處理過程處理室中無氧狀態(tài)也可有效減少對(duì)黃酮類化合物的損害[30]。

2.5 不同滅酶方式對(duì)青稞抗氧化能力的影響

抗氧化能力采用了DPPH 自由基清除率、ABTS自由基清除率及總抗氧化能力進(jìn)行綜合判定（見表3）。三種測定方法均表明，除了微波處理，炒制處理和過熱蒸汽處理與未處理樣品相比，抗氧化性能均顯著上升，并隨著熱處理溫度和時(shí)間的增加，抗氧化能力逐漸升高。樣品中的酚類物質(zhì)是青稞抗氧化活性的主要來源，但滅酶處理之后TPC 和抗氧化能力的相關(guān)性下降。這可能是因?yàn)闇缑柑幚磉^程中發(fā)生美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物（MRP）及非酶褐變反應(yīng)產(chǎn)生的類黑素也具有較強(qiáng)的抗氧化性能[31]。另一方面熱改性酚與其他植物化學(xué)成分發(fā)生的協(xié)同效應(yīng)增加了抗氧化能力，且抗氧化劑和DPPH、ABTS 自由基的反應(yīng)程度取決于抗氧化劑的結(jié)構(gòu)構(gòu)象，熱處理改變了酚類結(jié)構(gòu)，從而改善抗氧化能力[32]。隨著處理強(qiáng)度的增加，三種方式處理樣品的抗氧化能力顯著上升。同時(shí)與未處理組相比，不論是脂肪酶滅活率達(dá)到50%還是60%，三種滅酶方式處理后的抗氧化能力排序均為過熱蒸汽處理＞炒制處理＞微波處理。過熱蒸汽處理12 min 后青稞的抗氧化能力增加最多，DPPH 和ABTS 自由基清除率分別增加了4.94%和23.95%，總抗氧化能力增加了20.73 μmol/g。過熱蒸汽處理青稞的抗氧化能力最高的主要原因是，過熱蒸汽處理給樣品制造一個(gè)無氧的加熱或干燥環(huán)境，避免抗氧化劑在加工過程中被氧化[25]。與微波處理相比，炒制處理表現(xiàn)出更高的抗氧化能力，主要因?yàn)槌粗铺幚戆l(fā)生美拉德反應(yīng)以及酶促褐變程度更高，尤其是在高溫下有助于抗氧化活性的類黑素產(chǎn)生的更多，從而抵消了酚類物質(zhì)降低導(dǎo)致的抗氧化能力的損失[33]，與表觀形態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)結(jié)果一致。

表3 不同滅酶方式對(duì)青稞的抗氧化能力的影響Table 3 Effect of different methods of inactivating enzyme on antioxidant capacity of highland barley

3 結(jié)論

本文比較了不同滅酶方式對(duì)黑青稞滅酶效果的影響，考察了達(dá)到相同滅酶效果時(shí)，不同處理方式對(duì)黑青稞的微觀結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)組成及抗氧化能力的影響。結(jié)果表明，脂肪酶相較過氧化物酶更難滅活，過氧化物酶完全失活的處理?xiàng)l件使脂肪酶活性最多降低60%，隨著處理強(qiáng)度的增加，脂肪酶滅活率持續(xù)上升。在達(dá)到相同滅酶效果時(shí)，青稞微觀結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)的變化受到滅酶方式影響顯著，三種處理中，炒制處理的表觀結(jié)構(gòu)及蛋白質(zhì)、淀粉和脂肪含量最大；微波處理的水分變化最小（降低了41.12%和43.28%）；過熱蒸汽處理對(duì)蛋白質(zhì)、淀粉和脂肪含量的影響最小。三種處理后青稞的總酚和總黃酮含量均下降，過熱蒸汽處理對(duì)總黃酮的影響遠(yuǎn)小于微波及炒制處理，炒制處理（R-150-20）導(dǎo)致總酚和總黃酮的含量下降的最多，分別下降了20.52%和45.15%。滅酶處理后青稞抗氧化能力有所上升，過熱蒸汽滅酶處理的青稞相較其它滅酶方式有更高的抗氧化活性。因此，過熱蒸汽處理在穩(wěn)定化青稞的同時(shí)保持了其營養(yǎng)品質(zhì)，可作為青稞滅酶處理方式的首選。