超微粉碎对发芽糙米功能特性影响

于晓红，刘丽宅，刘　颖，王　秋，窦博鑫

（哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江哈尔滨　150076）



超微粉碎对发芽糙米功能特性影响

于晓红，刘丽宅，*刘颖，王秋，窦博鑫

（哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江哈尔滨150076）

摘要：以发芽糙米为原料，采用气流式超微粉碎技术制备出发芽糙米超微粉，通过测定发芽糙米超微粉的葡萄糖束缚力、持油力、阳离子交换能力和胰脂肪酶活抑制力对其功能特性的影响。结果表明，超微粉碎对发芽糙米粉的功能特性具有显著影响，经气流粉碎处理的发芽糙米超微粉平均粒径为12.58 μm，比范围在80～100目的发芽糙米粉对葡萄糖（浓度为100 mmol/L）束缚能力提高了42.21%，持油力提高了284.05%，阳离子交换能力提高了30.12%，胰脂肪酶活抑制力提高了47.32%。

关键词：发芽糙米；超细微粉碎；功能特性

0　引言

近年来，人们越来越重视饮食结构，“谷物杂粮养生”理念使人们越来越热衷于谷物杂粮潜在功能的开发与研究。欧美国家非常重视稻米谷物中的必需成分和生理活性，倡导食用糙米［1］。糙米谷物是具有生命活力的种子，发芽后其营养价值明显提高，发芽的糙米能改善和显著提高谷物种子的营养价值，其中以Y-氨基丁酸（GABA）的积累尤为显著。现代研究表明，发芽糙米除具有很好的美容养颜、降血脂、降血糖等功效，还具有增强免疫系统，通便、清肠健胃之功效，特别适合肥胖和糖尿病患者食用［2］。虽然糙米营养价值极高，但其往往附带种皮果皮，口感欠佳，随着食品行业采用超微粉碎技术改变了食品特性，使这项技术不仅提高了食品的营养利用率，改善了食用口感，更利于机体对食品营养成分的吸收等。超微粉碎技术是一种将各种固体物质粉碎成直径小于10 μm粉体的高科技含量的工业技术［3］。因此，本研究采用气流式超微粉碎技术处理发芽糙米，通过测定超微粉持油力、阳离子交换能力、胰脂肪酶活抑制力和葡萄糖束缚力，评价发芽糙米超微粉在清肠胃、降血脂、降血压以及降血糖方面的功能特性，最大限度保留糙米生物活性的同时，更好地发挥谷物杂粮的生理功能作用，为发芽糙米的进一步研究和开发提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材料

实验室自制发芽糙米粉（546.27，315.10，152.73，12.58 μm）。

胰脂肪酶（32 U/mg）Sigma公司提供；盐酸、葡萄糖、无水碳酸钠，均为分析纯。

ALC- 2100型电子分析天平，上海精密仪器仪表有限公司产品；PHS- 25型数显pH计，上海精密科学仪器有限公司产品；THZ- 82A721E型水浴振荡器，上海一恒科技有限公司产品；FW80- 1型高速万能粉碎机，天津泰斯特科技有限公司产品；DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥，上海一恒科技有限公司产品；SY- 2- 4型恒温水浴锅，天津市欧诺仪器仪表有限公司产品；HVP-Ⅱ型消化炉，上海纤检仪器有限公司产品；KDN- F型自动定氮仪，上海纤检仪器有限公司产品；ZLG- 10型冷冻干燥机，宁肯夏亚康技术设备公司产品；80- 2型高速离心机，上海浦东物理光学仪器厂产品。

1.2方法

1.2.1发芽糙米超微粉的制备［4］

首先进行人工精选，去除发芽糙米中沙砾、石块、霉变和异色糙米等杂质，水洗2～3次，将洗净后的发芽糙米置于40℃的干燥箱中干燥至恒质量，过筛处理后进行气流超微粉碎。试验定义如下：80～100目范围的过筛组分为发芽糙米粉Ⅰ；120～140目范围的过筛组分为发芽糙米粉Ⅱ；180～200目范围内的过筛组分为发芽糙米粉Ⅲ；180～200目筛分后再经气流超微粉碎组分为发芽糙米超微粉Ⅳ。

1.2.2葡萄糖束缚力（GAC）的测定

分别称取发芽糙米粉Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ各1.00 g，并置于锥形瓶中，讨论粉体对5，10，50，100 mmol/L 这4种不同浓度下葡萄糖的束缚能力，分别向其加入100 mL不同浓度葡萄糖溶液，于35℃下用磁力搅拌7 h后以转速3 000 r/min离心15 min，取上清液测葡萄糖的含量［5］。

式中：C0——吸附前葡萄糖溶液的浓度，mmol/L；

C1——吸附后葡萄糖溶液的浓度，mmol/L；

m——所称取待测样品的质量，g。

1.2.3持油力（OHC）的测定

称取4.0 g（W1）待测样品于离心管（W0）中，加入大豆色拉油40 mL，混合均匀后于37℃条件下静置1 h，以转速4 000 r/min下离心20 min，去掉上层油，称质量得W2［6］。

式中：W0——离心管质量，g；

W1——所称取样品的质量，g；

W2——去掉上层油后离心管的质量，g。

1.2.4阳离子交换能力（CEC）的测定

分别称取发芽糙米粉Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ各0.4 g，并置于烧杯中，再向其加入40 mL 0.05 mol/L HCL，磁力搅拌8 h后，蒸馏水洗涤至中性，置于105℃烘箱中干燥至恒质量备用。准确称取0.1 g酸化后的样品，用0.02 mol/L NaOH进行滴定。阳离子交换能力以每1 kg酸化形式样品的毫摩尔量计算［7］。

式中：V——空白对照组所消耗的NaOH体积，mL；

V1——滴定所消耗的NaOH体积，mL。

3　结果与讨论

3.1超微粉碎对发芽糙米粉葡萄糖束缚能力（GAC）的影响不同粒径发芽糙米粉对葡萄糖束缚力的测定见图1。

式中：C——滴定用NaOH的浓度，mol/L；

V——滴定时消耗的NaOH体积，mL；

m——滴定用酸化形式样品的质量，g。

1.2.5胰脂肪酶活力抑制力的测定

分别称取发芽糙米粉Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ各0.4 g 于250 mL锥形瓶中，分别加入20 mL大豆色拉油、0.1 mol/L，pH值7.2磷酸钠缓冲液60 mL和20 mL胰脂肪酶溶液（7.1 mg胰脂肪酶于10 mL，pH值为7.2的0.1 mol/L磷酸盐缓冲液），于35℃条件下磁力搅拌1 h后沸水浴15 min。用0.1 mol/L NaOH溶液滴定所释放的游离脂肪酸的量，消耗体积为V1。胰脂肪酶活力抑制力定义为产生的自由脂肪酸量与对照组相比降低的百分率［8］。

图1　不同粒径发芽糙米粉对葡萄糖束缚力的测定

由图1可知，在同一粒径下，相同粒径发芽糙米粉对葡萄糖的束缚量随葡萄糖浓度的增大而增加，在同一葡萄糖浓度下，不同粒径发芽糙米粉随粒径的减小对葡萄糖的束缚量均明显增幅；当葡萄糖浓度为5 mmol/L时，糙米超微粉对葡萄糖的束缚量涨幅为95.32%；当葡萄糖浓度为10 mmol/L时，涨幅为63.72%；当葡萄糖浓度为50 mmol/L时，涨幅为56.31%；当葡萄糖浓度为100 mmol/L时，涨幅为42.21%。这是由于发芽糙米超微粉碎处理后，超微粉体空间网络结构处于最松散状态，比表面积增大，再吸附更多葡萄糖的同时又能延长葡萄糖在体内的滞留时间，减缓机体对葡萄糖的吸收量，可缓解饭后体内血糖的升高，从而具一定的降血糖功效［9］。

3.2超微粉碎对粉体持油力（OHC）的影响

不同粒径发芽糙米粉持油力的测定见图2。

图2　不同粒径发芽糙米粉持油力的测定

由图2可知，随着粉体粒径的减小持油力均呈显著增加趋势，发芽糙米粉持油力由Ⅰ到Ⅳ涨幅为284.05%。这是由于在超微粉碎过程中粉体颗粒细胞壁的破碎，暴露出更多的亲油性成分，使粉体具有相对较大的包裹油的能力，而持油力的增加，可清洁肠胃使肠道中多余油脂随沉积废物一同排出体外，具有清肠胃功的同时起到减肥和降低胆固醇的作用，因此发芽糙米超微粉适合肥胖人群食用，还可降低血脂。

3.3超微粉碎对粉体阳离子交换能力（CEC）的影响

不同粒径发芽糙米粉阳离子交换能力的测定见图3。

图3　不同粒径发芽糙米粉阳离子交换能力的测定

由图2可知，不同粒径发芽糙米粉均具有较弱的阳离子交换能力，粒径越小阳离子交换能力越强，各粉型的CEC由Ⅰ到Ⅳ呈递增趋势，涨幅为30.12%。这是由于超微粉碎处理后，大部分细胞被破碎使其暴露出更多的活性基团，增加了粉体的离子交换位点。发芽糙米粉具有降血压的生理功能，此作用可使一些活性基团（如SDF）中的羧基、羟基和氨基等侧链基团，产生类似弱酸性阳离子交换树脂的作用，从而具有辅助降血压的生理功能。

3.4超微粉碎对粉体胰脂肪酶活力抑制力的影响

不同粒径发芽糙米粉胰脂肪酶活力抑制力的测定见图4。

由图4可知，不同粒径发芽糙米粉的胰脂肪酶活力抑制力具有显著的影响，发芽糙米粉对胰脂肪酶活力的抑制能力由Ⅰ到Ⅳ呈递增趋势涨幅为涨幅为47.32%。Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ的胰脂肪酶抑制力随粉体粒径的变化幅度不大，可能由于普通粉碎法粉体不能暴露出了更多抑制酶活的基团，而超微粉碎可暴露出更多的活性基团，继而使Ⅳ对胰脂酶活力的抑制作用显著增强。对胰脂酶活力的抑制是降血脂的一项重要指标，试验结果证明了超微粉碎技术可以明显提高粉体的胰脂肪酶抑制，从而使发芽糙米超微粉具有降血脂的生物学功能。

图4　不同粒径发芽糙米粉胰脂肪酶活力抑制力的测定

4　结论

研究表明，气流式超微粉碎技术处理发芽糙米，由Ⅰ到Ⅳ，超微粉体葡糖糖束缚力、持油力、阳离子交换能力和胰脂肪酶活抑制力均显著提高，特别是对持油能力影响极为显著，涨幅可达284.05%。综合评价发芽糙米经超微处理技术较普通粒度粉体具有显著的清肠胃、降血脂、降血压以及降血糖方面的功能特性，为开发谷物糙米类功能性食品、饮品和保健品提供了一条可行途径。

参考文献：

［1］张荣，徐怀德，姚勇哲，等.黄芪超微粉碎物理特性及其制备工艺优化［J］.食品科学，2011（18）：34-38.

［2］于滨，和法涛，葛邦国，等.超微粉碎对苦瓜渣理化性质与体外降糖活性的影响［J］.农业机械学报，2014（2）：233-238.

［3］高丽霄，林汉卿，刘梅森.超微粉碎技术在食用与药用农产品加工中的应用［J］.食品工业，2013（6）：163-167.

［4］赵仕婷，木泰华，郭亚姿.两种超微粉碎方法对甘薯膳食纤维物化功能特性影响的比较研究［J］.食品工业科技，2014，35（15）：101-106.

［5］Sangnark A，Noomhorm A. Efect of particle sizes on functional properties of dietary fiber prepared from sugarcane bagasse［J］. Food Chemistry，2003，80（2）：221-229.

［6］Chau Chifai，Cheung Peter C K. Effect of the physicochemical properties of three legume fiber on cholesterol absorption in hamsters［J］. Nutrition Research，1999，19（2）：257-265.

［7］欧仕益，高孔荣，赵谋明.膳食纤维抑制膳后血糖升高的机理探讨［J］.食品科学，1998，19（3）：48-52.

［8］李焕霞，王华，刘树立.粒度不同对膳食纤维品质影响研究［J］.四川食品与发酵，2007（3）：34-37.

Effect of Superfine Grinding on Functional Properties of Germinated Brown Rice

YU Xiaohong，LIU Lizhai，*LIU Ying，WANG Qiu，DOU Boxin （College of Food Engineering，Harbin University of Commerce，Harbin，Heilongjiang 150076，China）

Abstract：The effect of superfine grinding on germinated brown rice's（GBR）glucose absorption capacity（GAC），oil holding capacity（OHC），cation exchange capacity（CEC），pancreatic lipase activity inhibitory are studied. The results show that superfine grinding had significant effect on functional properties. GBR superfine powder's GAC（100 mmol/L）increased by 42.21%，OHC increased by 284.05%than the mesh screen of GBR powder is 80～100，CEC increased by 30.12%，and its pancreatic lipase activity inhibition increased by 47.32%.

Key words：germinated brown rice；superfine grinding；functional properties

中图分类号：TS231

文献标志码：A

doi：10.16693/j.cnki.1671- 9646（X）.2016.05.009

文章编号：1671- 9646（2016）05a- 0029- 03

收稿日期：2016- 03- 10

基金项目：黑龙江省应用技术研究与开发计划项目（GC13C112）。

作者简介：于晓红（1990—），女，硕士，研究方向为农产品加工及食品贮藏工程。

*通讯作者：刘颖（1968—），女，博士，教授，博士生导师，研究方向为食品生物技术。