周海龍 崔江明 馬利華

(徐州工程學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，徐州 221111)

萌發(fā)過程是植物從休眠的靜態(tài)躍升為生理活動(dòng)頻繁的動(dòng)態(tài)的過程，萌發(fā)期間其呼吸作用增強(qiáng)，酶的種類和數(shù)量顯著增加，并可能產(chǎn)生新的高活性物質(zhì)[4]；微生物發(fā)酵不僅利用微生物的分解作用，釋放燕麥組織中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、生物活性物質(zhì)，還可利用微生物的代謝產(chǎn)物，進(jìn)一步提高燕麥的營(yíng)養(yǎng)性與抗氧化性[5]。前人在這些方面均有一些研究與報(bào)道，如于曉妮等[6]研究表明發(fā)芽燕麥全粉的乳化性、吸水性指數(shù)、水溶性指數(shù)顯著高于未發(fā)芽燕麥(P<0.01)，總酚含量約為未發(fā)芽燕麥的2倍；徐建國[7]研究表明燕麥發(fā)芽過程中, 天冬氨酸 (Asp) 、谷氨酸 (Glu) 、絲氨酸 (Ser) 呈降低趨勢(shì), 但在發(fā)芽后期含量增加, 其余氨基酸和總游離氨基酸含量在發(fā)芽過程中均呈增加趨勢(shì)。燕麥蛋白體外消化率隨著發(fā)芽時(shí)間延長(zhǎng)而增加；貝琦[8]研究表明燕麥通過紅曲霉固態(tài)發(fā)酵可以顯著提高燕麥的總酚含量；史曉萌等[9]研究表明燕麥甜醅發(fā)酵后氨基酸組成比例更接近評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，其蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量更高、更全面，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高，口感更怡人。但對(duì)于萌發(fā)、發(fā)酵及萌發(fā)發(fā)酵處理燕麥的綜合性比較與研究鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以普通裸燕麥為對(duì)照，分別進(jìn)行萌發(fā)、甜醅發(fā)酵、萌發(fā)后再發(fā)酵處理，研究不同處理對(duì)燕麥營(yíng)養(yǎng)性和抗氧化性的影響，為燕麥新型食品開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑

裸燕麥：河北張家口壩上，2019年收獲；甜醅。FeCl3、K3Fe(CN)6丙三醇、Al(NO3)3、NaNO2、3.5-二硝基水楊酸、FeSO4、牛肉浸膏蛋白胨、檸檬酸等，均為分析純。

1.2 方法

1.2.1 燕麥的處理

對(duì)照：稱取適量普通裸燕麥粒，磨粉，備用。

萌發(fā)：篩選籽粒飽滿、成熟度好的燕麥, 先用2%次氯酸溶液浸泡10 min, 再用0.1%H2O2中浸泡10 min殺菌, 清水反復(fù)沖洗后再浸泡12 h, 室溫下催芽24 h播種，于20 ℃恒溫箱中避光連續(xù)萌發(fā)，每隔8 h澆水1次，保持濾紙的濕度在95%以上。培養(yǎng)箱中萌發(fā)72 h，取出烘干，磨粉備用。

耕地質(zhì)量統(tǒng)一調(diào)查研究（龔西征等） ..............................................................................................................1-36

發(fā)酵：挑選顆粒完整的燕麥，清洗后加水浸泡、蒸煮，冷卻后接種2.75 g/kg甜酒曲，攪拌均勻后，放到30 ℃培養(yǎng)箱中發(fā)酵48 h后，取出烘干、磨粉，備用。

先萌發(fā)后發(fā)酵處理：按照以上步驟將燕麥先萌發(fā)，再進(jìn)行發(fā)酵處理后，稱量備用。

1.2.2 總多酚含量的測(cè)定

采用鐵氰化鉀法[10]對(duì)燕麥的總多酚含量進(jìn)行測(cè)定，以沒食子酸作標(biāo)準(zhǔn)品繪制多酚標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總酚含量(mg/g)。在25 mL的容量瓶中加入燕麥提取液，0.1 mol/LFeCl3溶液、0.008 mol/L K3[Fe(CN)6]溶液和0.1mol/L HCl溶液各0.5 mL，搖勻后定容，在波長(zhǎng)695 nm處測(cè)定其吸收值。

1.2.3 黃酮含量的測(cè)定

采用蘆丁作標(biāo)準(zhǔn)品[11]，繪制黃酮標(biāo)準(zhǔn)曲線,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總酚含量(mg/g)。取2 mL的燕麥提取液加入70%乙醇2 mL、0.75 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的NaNO2搖勻，室溫下靜置5 min，然后再加入0.5 mL 的10% Al(NO3)3，室溫下放置5 min，加入4 mL的5%NaOH，搖勻定容，510 nm處測(cè)吸光度。

1.2.4 β-葡聚糖含量的測(cè)定

采取剛果紅顯色法[12]，以剛果紅作標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算β-葡聚糖含量(mg/g)。

1.2.5 游離氨基酸含量的測(cè)定

采用茚三酮比色法[13]，以谷氨酸為標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算含量(mg/g)。

1.2.6 淀粉體外消化能力測(cè)定

淀粉體外消化采用參考文獻(xiàn)[14]中的方法，由于人體消化淀粉的速率不同，將淀粉分為快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)、抗性淀粉(RS)。

RDS=(G20-G0)×0.9/TS×100%

SDS=(G120-G20)×0.9/TS×100%

RS=(TS-RDS-SDS)×0.9/TS×100%

式中：TS為淀粉的總質(zhì)量/mg；0.9為轉(zhuǎn)化因子；G0為淀粉中游離的還原糖含量/mg；G20為樣品酶解20 min后還原糖的含量/mg；G120為樣品酶解120 min后還原糖的含量/mg。

1.2.7 抗氧化性測(cè)定

自由基清除率達(dá)到50%的抗氧化劑濃度為半數(shù)清除率IC50。

1.2.7.1 清除羥基自由基的活性測(cè)定

采用水楊酸法[15]測(cè)定燕麥的羥自由基清除率。在25 mL容量瓶中依次加入燕麥提取物、6 mmol/L FeSO4溶液、6 mmol/L水楊酸溶液及6 mmol/L H2O2溶液各2 mL，以H2O2溶液作為啟動(dòng)反應(yīng)，搖勻定容10 min，于510 nm處測(cè)吸光度，以空白溶液做對(duì)比。

式中：A0為空白吸光度；A1為樣品吸光度。

1.2.7.2 清除DPPH自由基活性的測(cè)定

對(duì)燕麥DPPH自由基清除效果進(jìn)行測(cè)定[16]。稱取0.012 8 g DPPH加水溶解于小燒杯中，移至50 mL 容量瓶，定容，搖勻。利用DPPH的溶液特征紫紅色團(tuán)的吸收峰，用分光光度法測(cè)定加抗氧化劑提取液后在波長(zhǎng)517 nm處吸收的下降表示其對(duì)有自由基清除能力。樣品對(duì)DPPH自由基的清除能力為：

式中：A0為DPPH+體積分?jǐn)?shù)80%乙醇溶液；Ai為DPPH+樣品溶液；Aj為樣品溶液+體積分?jǐn)?shù)80%乙醇溶液。

取DPPH母液5 mL，加入樣品及參照液，用二次蒸餾水定容于10 mL容量瓶中，置于20 ℃水浴鍋恒溫30 min，于517 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度。

1.2.8 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)中每個(gè)樣品做3個(gè)平行，每個(gè)處理重復(fù)3次，數(shù)據(jù)采用 SPSS 24.0 數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)燕麥中總多酚及黃酮含量的影響

萌發(fā)是一種生理過程，燕麥在萌發(fā)過程中苯丙氨酸解氨酶等一些相應(yīng)的酶活性被激活，又合成了新的多酚類化合物[17]；甜醅發(fā)酵則是通過米曲霉菌、根霉菌等微生物的繁殖及其代謝產(chǎn)物破壞分解細(xì)胞壁，釋放細(xì)胞中的活性物質(zhì)，還可以通過微生物的自身代謝，產(chǎn)生一些生物活性物質(zhì)[18]。由圖1可知，不同處理燕麥中總多酚及黃酮含量均高于對(duì)照；發(fā)酵處理后的燕麥總多酚含量及黃酮含量較對(duì)照提高46.7%、56.94%；而先萌發(fā)再發(fā)酵處理是結(jié)合生理過程及微生物和酶的生物作用，比對(duì)照極顯著提高(P<0.01)，比單獨(dú)萌發(fā)或發(fā)酵處理顯著提高(P<0.05)。

圖1 不同處理對(duì)燕麥中總多酚及黃酮含量的影響

2.2 不同處理對(duì)燕麥游離氨基酸含量、β-葡聚糖含量的影響

由圖2可知，不同處理對(duì)燕麥游離氨基酸含量及β-葡聚糖含量的影響較為明顯。萌發(fā)、發(fā)酵處理后燕麥游離氨基酸含量較對(duì)照提高；萌發(fā)處理后，在水解酶作用下葡聚糖分解導(dǎo)致葡聚糖含量下降，比對(duì)照略有下降，而微生物生長(zhǎng)繁殖主要利用單糖，微生物的活動(dòng)可以減弱種皮的覆蓋度，破壞細(xì)胞壁，釋放細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，甜醅發(fā)酵后燕麥β-葡聚糖含量比對(duì)照略有提高；先萌發(fā)后發(fā)酵處理游離氨基酸含量比對(duì)照極顯著提高(P<0.01)，比單獨(dú)萌發(fā)、單獨(dú)發(fā)酵顯著提高(P<0.05)；先萌發(fā)后發(fā)酵處理，由于先萌發(fā)的燕麥破壞了燕麥的種皮和部分細(xì)胞壁，更有利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，再經(jīng)過甜酒曲的發(fā)酵，燕麥中β-葡聚糖含量比對(duì)照、單獨(dú)萌發(fā)、單獨(dú)發(fā)酵均略有提高。

圖2 不同處理對(duì)燕麥游離氨基酸含量、β-葡聚糖含量的影響

2.3 不同處理對(duì)燕麥淀粉體外消化的影響

由于萌發(fā)過程、米根霉等微生物繁殖代謝激活燕麥中淀粉酶等多種酶[19]，根據(jù)圖3分析得知，各樣品中的淀粉體外消化率隨著消化時(shí)間的增加而呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)(P<0.05)，且不同的樣品中淀粉的體外消化率的變化情況也不同，經(jīng)過萌發(fā)、甜醅發(fā)酵后等處理的燕麥中的淀粉在初級(jí)階段的消化率高于對(duì)照，萌發(fā)燕麥RDS、甜醅發(fā)酵RDS含量比對(duì)照均有提高，而先萌發(fā)后發(fā)酵處理后RDS含量比對(duì)照提高了12.13%；而消化中后期階段所有處理樣品的淀粉體外消化率則均低于對(duì)照，3種處理后燕麥中的RDS和RS的含量與對(duì)照無顯著差距(P>0.05)，說明燕麥經(jīng)過萌發(fā)、甜醅發(fā)酵及先萌發(fā)后發(fā)酵的3種處理，燕麥淀粉的體外消化變化趨勢(shì)較平緩。

圖3 不同處理對(duì)燕麥淀粉體外消化的影響

2.4 不同處理對(duì)燕麥抗氧化性的影響

由圖4 可知，燕麥體外抗氧化能力通過幾種不同處理均比對(duì)照有所提高。萌發(fā)處理燕麥羥基自由基、DPPH自由基IC50比對(duì)照降低，甜醅發(fā)酵處理的燕麥抗氧化能力略高于萌發(fā)處理，羥基自由基、DPPH自由基IC50比對(duì)照的降低，先萌發(fā)再發(fā)酵處理的燕麥體外抗氧化能力最好，羥基自由基、DPPH自由基IC50比對(duì)照顯著降低(P<0.05)，比單獨(dú)萌發(fā)和單獨(dú)發(fā)酵降低，可能是因?yàn)檠帑溚ㄟ^生理萌發(fā)結(jié)合微生物、酶的生化作用，釋放了更多的總多酚及黃酮物質(zhì)[20]。

圖4 不同處理對(duì)燕麥羥基自由基、DPPH自由基清除效果的影響

3 結(jié)論

萌發(fā)、甜醅發(fā)酵、萌發(fā)后在發(fā)酵處理可以較好地提高燕麥的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及抗氧化性，處理后燕麥中總多酚含量、黃酮含量、游離氨基酸含量均顯著(P<0.05)高于對(duì)照；羥基自由基、DPPH自由基IC50則顯著(P<0.05)低于對(duì)照，其中先萌發(fā)再發(fā)酵處理效果高于單獨(dú)萌發(fā)與發(fā)酵處理；而3種處理后的燕麥淀粉的體外消化率的變化趨勢(shì)則比對(duì)照平緩，RDS含量有一定程度提高，但SDS和RS的含量無顯著變化(P>0.05)。