符穩(wěn)群++王瑞++鄭俊超++鄭藝梅

摘要：以漳州龍海糙米為材料，經(jīng)0.6 g/L硫酸亞鐵浸泡并發(fā)芽后，探討了硫酸亞鐵對糙米發(fā)芽率及抗氧化活性的影響。結(jié)果表明，與對照組相比，硫酸亞鐵處理對糙米發(fā)芽率無顯著影響（P>0.05），但顯著增加了發(fā)芽糙米中過氧化物酶（peroxidase，POD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）和多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性（P<0.05），降低了超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性。以上結(jié)果證實，鐵鹽處理有利于增強(qiáng)發(fā)芽糙米的抗氧化能力。

關(guān)鍵詞：發(fā)芽糙米；硫酸亞鐵；過氧化物酶；多酚氧化酶；抗氧化

中圖分類號： TS201.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2017）06-0169-03

發(fā)芽糙米（germinated brown rice，GBR）是在一定溫度、濕度下將糙米進(jìn)行培養(yǎng)，經(jīng)發(fā)芽至一定芽長，所得到的由幼芽和帶糠層的胚乳組成的糙米制品。糙米在發(fā)芽過程中，糠層纖維被軟化，使糙米的蒸煮、口感和消化性都大大改善。此外，糙米內(nèi)大量酶也被激活和釋放，產(chǎn)生多種活性物質(zhì)，使得發(fā)芽糙米具有更多生理功能。研究證實，發(fā)芽糙米營養(yǎng)豐富，富含維生素A、B、E和礦物元素鉀、鈉、鐵、鋅等，其營養(yǎng)價值超過糙米，更勝于精白米[1-2]。此外，發(fā)芽糙米還含有多種促進(jìn)人體健康和防治疾病的成分，如谷胱甘肽、谷維素、阿魏酸與 γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）[3]。1996年，發(fā)芽糙米最先在日本實現(xiàn)了商業(yè)化，多種發(fā)芽糙米食品，如發(fā)芽糙米酒、糙米芽醬汁、糙米發(fā)芽飲料、發(fā)芽糙米藥膳、發(fā)芽糙米方便食品、糕點等眾多系列已經(jīng)在日本上市銷售。在美國、西歐、我國臺灣和香港地區(qū)，近年來也不斷有發(fā)芽糙米及其制品上市。我國發(fā)芽糙米的研究及應(yīng)用起步相對較晚，近10年來發(fā)芽糙米產(chǎn)品的研究與開發(fā)迅速升溫，但國內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的糙米產(chǎn)品仍存在數(shù)量相對較少、品種單一等問題[4]。

國外的研究證實，發(fā)芽糙米可改善胃腸道環(huán)境，提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收效率[5-7]。隨著對發(fā)芽糙米重視度的提高，富含微量元素的發(fā)芽糙米開發(fā)也逐漸興起。目前，富含鈣、硒、鋅、鐵的發(fā)芽糙米已研制出來[8-13]。其中，富含鐵的發(fā)芽糙米尤其受到重視。鐵是動物必需的微量元素之一，是構(gòu)成血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素酶體系的輔基和過氧化氫酶的組成成分，在組織呼吸與生物氧化過程中起重要作用[14]。鐵也是人體必需的微量營養(yǎng)元素，鐵缺乏是全球三大隱性饑餓之首，2002年的《世界健康報告》指出鐵缺乏被列為全球十大可預(yù)防的健康危險因素之一[15]。2002年中國居民營養(yǎng)與健康調(diào)查結(jié)果顯示，我國居民貧血患病率達(dá)20.1%，其中男性為15.8%，女性為23.3%[16]。但目前國內(nèi)在食品中使用的鐵元素主要以無機(jī)制劑形態(tài)添加，由于這些制劑在貯存中或消化過程中會被酸化，使Fe2+變成難吸收的Fe3+。因此，開發(fā)富含鐵等微量元素的發(fā)芽糙米制品，對我國稻米加工產(chǎn)業(yè)及保障人民身體健康都具有重要意義。前期的試驗已證實，0.6 g/L 硫酸亞鐵處理發(fā)芽糙米后，糙米米色好，GABA與鐵含量均最高。

研究證實，植物體內(nèi)的抗氧系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)物質(zhì)的活性對維持細(xì)胞正常代謝、提高植物的抗逆性發(fā)揮著重要作用[17-18]。其中，超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）是清除活性氧（reactive oxygen species，ROS）最重要的抗氧化酶類，在植物抗氧化系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用[19]。多酚氧化酶（PPO）是植物體內(nèi)普遍存在的一種末端氧化還原酶，在有氧條件下，植物中的內(nèi)源性多酚物質(zhì)氧化為醌類物質(zhì)，醌類物質(zhì)聚合產(chǎn)生黑色素[20]。這類反應(yīng)不但影響產(chǎn)品感官性質(zhì)，而且降低了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價值。本試驗以漳州龍海秈米為材料，采用 0.6 g/L 硫酸亞鐵浸泡并促其發(fā)芽，探討研究硫酸亞鐵對發(fā)芽糙米在不同時間內(nèi)抗氧化物酶活性變化的影響，為具有生物活性的發(fā)芽糙米的生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料

糙米，漳州龍海秈米（福建漳州）；硫酸亞鐵（食品級）；恒溫水浴鍋，恒溫恒濕培養(yǎng)箱（國產(chǎn)），冷凍離心機(jī)，電子天平。磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、過氧化氫、核黃素、氮藍(lán)四唑和無水乙醇等試劑均為分析純，均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2方法

1.2.1糙米發(fā)芽工藝流程（1）原料準(zhǔn)備：除去雜質(zhì)及嫩、瘦等成熟度差的糙米顆粒，選取大小均勻一致的糙米粒。用自來水洗去糙米表面灰塵，再用蒸餾水清洗，瀝干。（2）浸泡：35 ℃ 恒溫恒濕培養(yǎng)箱中浸泡于0.6 g/L硫酸亞鐵溶液中。（3）發(fā)芽：將吸水脹潤的糙米放入35 ℃恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行催芽（相對濕度為95%）。

1.2.2糙米發(fā)芽率的測定將100 g糙米置于35 ℃、相對濕度為95%的恒溫培養(yǎng)箱中浸泡并發(fā)芽，分別于6、12、24、36、48、60、72 h測定糙米發(fā)芽率，觀察不同浸泡時間發(fā)芽率的變化，每組3個重復(fù)，每個重復(fù)6個平行樣品。發(fā)芽率=發(fā)芽糙米粒數(shù)/總糙米粒數(shù)×100%。

1.2.3硫酸亞鐵對發(fā)芽糙米過氧化物酶的影響過氧化物酶（POD）采用愈創(chuàng)木酚法測定[21]，以1 min 470 nm處吸光度上升0.01作為1個酶活單位（U），酶活性以U/（g·min）表示。超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑（NBT）法測定[15]，利用SOD抑制氮藍(lán)四唑在熒光下的還原作用，酶活性以抑制NBT還原50%為1個酶活性單位，用U/g表示。過氧化氫酶（CAT）活性采用紫外分光光度法測定[14]，以1 min 240 nm 處吸光度變化 0.01 表示1個酶活力單位，以 U/（g·min） 表示。

1.2.4硫酸亞鐵對發(fā)芽糙米多酚氧化酶（PPO）活性的影響多酚氧化酶活性測定參照鄰苯二酚測定法[21]。測定 420 nm 處吸光度的變化，以30 s 420 nm處吸光度變化0.001定義為1個酶活性單位。

1.2.5數(shù)據(jù)處理采用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)處理間差異顯著性檢驗采用Duncans法。采用Excel 2010軟件對統(tǒng)計的數(shù)據(jù)作圖，所有數(shù)據(jù)為3次以上重復(fù)，表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差。P<0.05表示差異性顯著。

2結(jié)果與分析

2.1硫酸亞鐵溶液對糙米發(fā)芽率的影響

在35 ℃條件下，糙米經(jīng)硫酸亞鐵溶液浸泡并發(fā)芽，再于35 ℃保濕培養(yǎng)。分別于12、24、36、48、60、72 h檢測糙米的發(fā)芽率。結(jié)果如圖1所示，培養(yǎng)12 h時，糙米的發(fā)芽率維持在80%左右。培養(yǎng)24 h檢測結(jié)果顯示，硫酸亞鐵處理的糙米發(fā)芽率略低于對照組（未經(jīng)硫酸亞鐵處理組），但差異不顯著（P>0.05）。培養(yǎng)60 h后，糙米發(fā)芽率均大于96%，且隨培養(yǎng)時間的延長變化較小?？傮w而言，與對照組相比，硫酸亞鐵浸泡的糙米發(fā)芽率無明顯差異。

2.2硫酸亞鐵對發(fā)芽糙米過氧化物酶活性的影響

糙米經(jīng)0.6 g/L硫酸亞鐵溶液浸泡并發(fā)芽培養(yǎng)6～72 h后，檢測過氧化物酶POD的活性，結(jié)果如圖2所示，發(fā)芽糙米的POD活性隨著培養(yǎng)時間的延長迅速增強(qiáng)。培養(yǎng)48 h前，硫酸亞鐵處理組糙米POD活性與對照組無顯著差異（P>0.05）。培養(yǎng)48～72 h，硫酸亞鐵處理組糙米POD活性顯著或極顯著高于對照組。

2.3硫酸亞鐵對發(fā)芽糙米超氧化物歧化酶活性的影響

由圖3可知，0.6 g/L硫酸亞鐵溶液培養(yǎng)24～72 h后，發(fā)芽糙米的SOD活性隨著培養(yǎng)時間的延長逐漸降低。硫酸亞鐵處理6 h后，糙米SOD活性與對照組無顯著性差異（P>0.05）。硫酸亞鐵處理12、36、60 h時， 糙米SOD活性低于對

照組，但無顯著性差異（P>0.05）。硫酸亞鐵處理24、48、72 h 時，糙米SOD活性顯著或極顯著低于對照組。

2.4硫酸亞鐵對發(fā)芽糙米過氧化氫酶活性的影響

由圖4可知，糙米培養(yǎng)6～72 h，硫酸亞鐵處理組與對照組糙米的CAT活性均隨著培養(yǎng)時間的延長而逐漸升高。在培養(yǎng)6、12、48 h后，硫酸亞鐵處理組發(fā)芽糙米的CAT活性顯著低于對照組（P<0.05）。在培養(yǎng)60、72 h后，硫酸亞鐵處理組發(fā)芽糙米的CAT活性顯著高于對照組（P<0.05）。

2.5硫酸亞鐵對發(fā)芽糙米多酚氧化酶活性的影響

由圖5可知，硫酸亞鐵處理組與對照組PPO活性皆隨著處理時間的延長而逐漸升高。培養(yǎng)6、12 h時，硫酸亞鐵處理組的發(fā)芽糙米PPO活性與對照組之間差異不顯著（P>0.05）。培養(yǎng)24～72 h，硫酸亞鐵處理組發(fā)芽糙米的PPO活性均顯著高于對照組（P<0.05）。

3討論

發(fā)芽糙米產(chǎn)品符合我國食品工業(yè)營養(yǎng)、衛(wèi)生、方便的發(fā)展

趨勢，能提高生物利用度和附加值，具有廣泛的應(yīng)用前景[1-2]。已有研究表明，富集微量元素的發(fā)芽糙米使用硫酸亞鐵進(jìn)行發(fā)芽時，其濃度不宜超過1.0 g/L[13]。本研究中使用0.6 g/L硫酸亞鐵浸泡糙米并促其發(fā)芽，發(fā)現(xiàn)糙米發(fā)芽率高達(dá)96%。此外，發(fā)芽糙米少量褐色，感官品質(zhì)良好，與江湖等的研究結(jié)果[9-10]相一致。

抗氧化系統(tǒng)是植物主要的防御體系之一，SOD、POD、CAT是植物體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)的3種關(guān)鍵酶，在維持活性氧產(chǎn)生與清除過程中起到關(guān)鍵作用。逆境中高酶活性使植物體活性氧保持較低水平，減少其對膜結(jié)構(gòu)的破壞[22]。SOD是植物體內(nèi)活性氧酶促清除系統(tǒng)中的一種重要的防御酶，可催化超氧陰離子快速歧化成H2O2和O2，在減輕脂質(zhì)過氧化作用和膜傷害方面起重要作用[23-24]。CAT是以H2O2為底物的酶，分解細(xì)胞內(nèi)的H2O2，是抗氧化酶系統(tǒng)的重要組成部分[25]。POD能清除脅迫因子誘導(dǎo)產(chǎn)生的活性氧，是活性氧脅迫下植物體內(nèi)有毒物質(zhì)H2O2的重要清除劑[26]。國內(nèi)研究證實，發(fā)芽糙米液化汁清除羥基自由基、超氧陰離子與亞硝酸根離子的能力，以及還原能力均高于原料糙米液化汁[27]。本試驗結(jié)果表明，0.6 g/L硫酸亞鐵浸泡糙米并發(fā)芽，可顯著提高POD的活性，CAT的活性逐漸增強(qiáng)，而SOD活性逐漸降低，它們相互協(xié)作可以控制細(xì)胞內(nèi)活性氧的平衡。在清除活性氧方面POD占有優(yōu)勢。

PPO是動物、植物、真菌體內(nèi)普遍存在的一類銅結(jié)合酶。在有氧條件下，果蔬原料中的內(nèi)源性多酚物質(zhì)氧化為醌類物質(zhì)，醌類物質(zhì)聚合產(chǎn)生黑色素。多酚氧化酶在植物生理方面都有著非常重要的作用[20]。多酚氧化酶是大部分植物中都存在的含Cu元素的氧化還原酶，參與呼吸末端氧化還原反應(yīng)，易催化各種酚類（兒茶酚等）使之氧化成醌，從而進(jìn)一步氧化成黑色素[28]。本研究發(fā)現(xiàn)，硫酸亞鐵浸泡的發(fā)芽糙米呈褐色，可能是鐵氧化成鐵銹色，也可能是激活發(fā)芽糙米中多酚氧化酶加快了變褐的速率。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭連姬，周令國，馮璨，等. 糙米發(fā)芽的制備技術(shù)研究[J]. 糧食加工，2011，36（1）：21-25.

[2]張珺，何義雁，朱香燕，等. 富含γ-氨基丁酸的發(fā)酵糙米米粉工藝研究[J]. 食品工業(yè)科技，2015，36（9）：239-242.

[3]張泓，劉玉芳，許楊. 發(fā)芽糙米的開發(fā)價值[J]. 食品工業(yè)科技，2009，30（6）：368-370.

[4]鐘國才，陳威，陳嘉東. 發(fā)芽糙米產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用前景[J]. 糧食與油脂，2014（3）：7-9.

[5]Nemoto H，Ikata K，Arimochi H，et al. Effects of fermented brown rice on the intestinal environments in healthy adult[J]. Journal of Medical Investigation，2011，58（3/4）：235-245.

[6]Kataoka K，Kibe R，Kuwahara T，et al. Modifying effects of fermented brown rice on fecal microbiota in rats[J]. Anaerobe，2007，13（5/6）：220-227.

[7]Katyama M，Yoshimi N，Yamada Y，et al. Preventive effect of fermented brown rice and rice bran against colon carcinogenesis in male F344 rats[J]. Oncology Reports，2002，9（4）：817-822.

[8]何榮，李倩，劉俊飛，等. 發(fā)芽糙米的富硒及其微波干燥與擠壓膨化工藝優(yōu)化[J]. 食品科學(xué)，2015，36（6）：82-85.

[9]江湖，付金衡，蘇虎，等. 富鈣發(fā)芽糙米的生產(chǎn)工藝研究[J]. 食品科學(xué)，2009，30（16）：83-85.

[10]江湖，付金衡，蘇虎，等. 富硒發(fā)芽糙米生產(chǎn)工藝的優(yōu)化[J]. 食品科學(xué)，2010，31（4）：90-94.

[11]李濤，梁建芬，方堅，等. 富鋅發(fā)芽糙米的研制及其鋅的HCl提取率的變化研究[J]. 食品科技，2007，32（10）：64-67.

[12]姜曉坤，范杰英，王昱，等. 富鋅發(fā)芽糙米的研制[J]. 吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（3）：94-96.

[13]江湖，付金衡，蘇虎，等. 富鐵發(fā)芽糙米生產(chǎn)工藝研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（26）：12703-12704.

[14]李淑敏. 酵母作為微量元素載體的研究及應(yīng)用前景[J]. 微生物學(xué)通報，1999，26（3）：220-222.

[15]樸建華，賴建強(qiáng)，蔭士安，等. 中國居民貧血狀況研究[J]. 營養(yǎng)學(xué)報，2005，27（4）：268-271.

[16]World Health Organization. 2002年世界健康報告[EB/OL].[2016-01-24]. http：//www.who. int/whr/2002/en/index.html.

[17]Horemans N，F(xiàn)oyer C H，Asard H. Transport and action of ascorbate at the plant plasma membrane[J]. Trends in Plant Science，2000，5（6）：263-267.

[18]Balestrasse K B，Noriega G O，Batlle A，et al. Involvement of heme oxygenase as antioxidant defense in soybean nodules[J]. Free Radical Research，2005，39（2）：145-151.

[19]周紅衛(wèi)，施國新，陳景耀，等. 6-BA對水花生抗氧化酶系Hg2+毒害的緩解作用[J]. 生態(tài)學(xué)報，2003，23（2）：387-392.

[20]劉芳，趙金紅，朱明慧，等. 多酚氧化酶結(jié)構(gòu)及褐變機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 食品研究與開發(fā)，2015（6）：113-119.

[21]裴斌，張光燦，張淑勇，等. 土壤干旱脅迫對沙棘葉片光合作用和抗氧化酶活性的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報，2013，33（5）：1386-1396.

[22]王芳，劉鵬，史鋒，等. 鎂對大豆葉片細(xì)胞膜透性和保護(hù)酶活性的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2005，11（5）：659-664.

[23]楊根平，高愛麗，荊家海. 鈣與滲透脅迫下大豆細(xì)胞透性的關(guān)系[J]. 植物生理學(xué)報，1993，29（3）：179-181.

[24]Aliaga M E，Sandoval-Acua C，López-Alarcón C，et al. P86-Cu（Ⅱ）-disulfide complexes with superoxide dismutase- and catalase-like activities protect mitochondria and whole cells against oxidative stress[J]. Free Radical Biology & Medicine，2014，75（S1）：S50.

[25]李合生. 植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[26]Kim M C，Lee S Y. Peroxidase-like oxidative activity of a manganese-coordinated histidyl bolaamphiphile self-assembly[J]. Nanoscale，2015，7（40）：17063-17070.

[27]樊秀花，范志華，何新益. 糙米發(fā)芽前后液化汁抗氧化性比較[J]. 中國糧油學(xué)報，2013，28（12）：1-4.

[28]Sukhonthara S，Kaewka K，Theerakulkait C. Inhibitory effect of rice bran extracts and its phenolic compounds on polyphenol oxidase activity and browning in potato and apple puree[J]. Food Chemistry，2016，190：922-927.曲紅巖，張欣，施利利，等. 水稻食味品質(zhì)主要影響因子分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（6）：172-175.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.06.045