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液态发酵对西农9940苦荞主要成分及其抗氧化活性的强化作用

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-04-15
核心提示:苦荞是一种重要的蓼科杂粮作物,主要种植在中国西南部。苦荞富含多种营养成分,其蛋白质含量显着高于水稻、小麦、高粱、小米和玉米,且氨基酸种类丰富。苦荞富含多不饱和必需脂肪酸,矿物质,VB1、VC、VE和D-手性肌醇。此外,苦荞中含有大量黄酮类化合物。
   苦荞是一种重要的蓼科杂粮作物,主要种植在中国西南部。苦荞富含多种营养成分,其蛋白质含量显着高于水稻、小麦、高粱、小米和玉米,且氨基酸种类丰富。苦荞富含多不饱和必需脂肪酸,矿物质,VB1、VC、VE和D-手性肌醇。此外,苦荞中含有大量黄酮类化合物。通过发酵技术生产富含功能性成分的苦荞酒是常用的手段之一。大量的废弃酒渣转化利用不足造成了资源的浪费。目前,酒渣的再利用途径主要包括生产有机肥、发酵饲料、食用菌、燃料棒、活性炭和食醋等。
 
  来自西北农林科技大学食品科学与工程学院、山西杏花村汾酒集团有限责任公司、成都市青白江区市场和质量监督管理局的汪雪娇、孙旭春、兰永丽等旨在利用液态发酵技术富集苦荞渣中的营养物质,为后续提取苦荞渣蛋白、多酚类等物质提供参考。
 
  苦荞粉及苦荞渣主要成分比较分析
 
  苦荞酒中蛋白质质量浓度为0.085 mg/mL,说明发酵后只有极少量的蛋白质等成分溶于酒中,而大部分富集在了苦荞渣中。苦荞粉的水分质量分数为11.33%,而苦荞渣的水分质量分数为5.92%。
 
  苦荞粉蛋白质质量分数为10.97%。发酵后苦荞渣的蛋白质质量分数为40.63%,显着高于苦荞粉(3.7 倍)。发酵前后氨基酸含量和组成的变化:谷氨酸含量最高,其次是天冬氨酸和精氨酸。发酵后苦荞渣中的氨基酸含量显着增加,并且发酵前后各氨基酸在总氨基酸中所占的百分比基本相同,说明液态发酵过程没有改变苦荞蛋白质的氨基酸组成和配比。
 
  西农9940苦荞粉粗脂肪质量分数为4.53%,苦荞渣粗脂肪质量分数为12.65%,是苦荞粉脂肪含量的2.8 倍。在苦荞发酵前后均能检测到5 种脂肪酸,其质量分数由高到低依次是亚油酸>油酸>棕榈酸>α-亚麻酸>硬脂酸。8 个样品脂肪酸中不饱和脂肪酸的含量丰富,其中亚油酸和油酸占总脂肪酸含量的85.5%。发酵前后样品中各脂肪酸占总脂肪酸百分比差异不大,说明发酵过程基本没有改变苦荞的脂肪酸组成。
 
  苦荞粉和苦荞渣中富含多种矿质营养元素。其中含量最多的常量元素为K,其次为Ca,最低的为Mg,苦荞粉和苦荞渣中K含量分别为3 740.92、5 321.19 mg/kg两者均远高于小麦粉中K含量1 950 mg/kg 和玉米粉中K含量2 700 mg/kg。含量最高的微量元素为Fe,其次为Zn,最低的为Mn。发酵后得到的苦荞渣中矿物质的总含量均显着大于苦荞粉中矿物质总含量。西农9940苦荞粉的灰分质量分数为2.50%,而苦荞渣的灰分质量分数为5.40%。苦荞渣的粗纤维质量分数为3.82%,高于小麦和玉米中粗纤维含量,是相应苦荞粉(1.40%)的2.7 倍。
 
  抗氧化能力分析
 
  西农9940苦荞粉中总黄酮含量为2 464.10 mg/100 g,苦荞渣中总黄酮含量分别为2 186.06 mg/100 g,低于苦荞粉中总黄酮的含量。发酵后得到的苦荞渣中芦丁含量远低于苦荞粉,而槲皮素含量大大增加。然而,苦荞粉的总还原能力、DPPH自由基清除能力和ABTS+·清除能力均小于苦荞渣。槲皮素的抗氧化性强于芦丁,发酵后苦荞渣中槲皮素含量大大增加,所以苦荞渣的抗氧化能力强于苦荞粉。
 
  西农9940苦荞粉中总酚含量为559.76 mg/100 g,而发酵后的苦荞渣中总酚含量为1 343.22 mg/100 g。发酵后得到的苦荞渣中总酚含量显着大于发酵前苦荞粉。
 
  西农9940苦荞粉的总还原能力为1 854.65 mg/100 g,发酵后得到的苦荞渣总还原能力为2 576.83 mg/100 g,显着高于苦荞粉的总还原能力。可以看出,苦荞渣还原能力强于苦荞粉,因此苦荞渣具有更强的抗氧化能力。
 
  西农9940苦荞粉的DPPH自由基的清除能力为2 115.05 mg/100 g,显着低于发酵后苦荞渣的DPPH自由基清除能力(2 782.70 mg/100 g)。说明它们降低羟自由基、烷自由基或过氧自由基有效浓度、打断脂质过氧化链反应的作用更大。
 
  发酵前西农9940苦荞粉的ABTS+·清除能力为1 667.28 mg/100 g,显着低于发酵后得到的苦荞渣对ABTS+·的清除能力(2 823.60±99.18) mg/100 g。苦荞渣对ABTS+·的清除能力为苦荞粉的1.7 倍,说明苦荞渣具有更强的体外抗氧化能力。
 
  结 论
 
  相对于发酵前的苦荞粉,发酵后得到的苦荞渣中蛋白质、粗脂肪、矿物质(如K、Ca、Fe、Cu)、粗纤维含量均显着增加,且脂肪酸组成和氨基酸组成未发生变化。结果显示,发酵后苦荞渣中的总酚含量显着增加,且总还原能力、DPPH自由基和ABTS+·清除能力均高于苦荞粉,说明苦荞渣的抗氧化能力更强,而总黄酮含量显着降低,高效液相色谱结果也显示发酵后芦丁减少、槲皮素增加,但总黄酮含量依然低于发酵前苦荞粉黄酮含量。
 
 
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