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发芽糙米米糠营养成分和γ-氨基丁酸分析及缓解体力疲劳功效

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-03-09
核心提示:发芽糙米是糙米在合适的温度、湿度及营养素条件下发生种子萌发后经加工干燥得到的活性糙米。
   发芽糙米是糙米在合适的温度、湿度及营养素条件下发生种子萌发后经加工干燥得到的活性糙米。糙米发芽的生理过程激活和释放了其中纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、植酸酶等各种生物酶,进而催化淀粉、蛋白质、纤维素、维生素等营养成分以及γ-氨基丁酸(GABA)等功能活性物质的代谢转化或积聚。因而相较于糙米,发芽糙米的健康功能得到提高,食用的口感和风味也得以改善。
 
  发芽糙米去除胚乳部分就得到发芽糙米米糠(GBRB)。由于经历了糙米的生理活化过程,GBRB中的活性物质及营养成分也会有一定的特点。此前鲜见对GBRB的相关研究。来自四川省农业科学院农产品加工研究所的王嘉怡、潘姝璇、陈建*和四川大学华西公共卫生学院的吕晓华*等人测定了GBRB中营养成分、重金属和功能活性物质GABA的含量,探究了其抗疲劳功效,为发芽糙米的精深加工及功能食品开发提供科学参考。
 
  1. GBRB得率分析
 
  发芽糙米经碾磨去除胚乳部分(即白米部分,主要是淀粉),得到GBRB 33.6 kg,出糠率为33.6%。由于碾米时发芽糙米米粒易碎,因此得到的GBRB中混入了部分不易筛出的碎米粉,导致出糠率比普通糙米的要高。
 
  2. GBRB中营养成分、无机元素及重金属的含量分析
 
  2.1 GBRB中的营养成分含量分析
 
  GBRB的粗蛋白质量分数为11.0%,相较于文献报道的普通米糠中粗蛋白质量分数范围3.2%~10.6%,GBRB的蛋白质量分数高于此范围的最大值。GBRB的粗脂肪含量为8.45%,在文献报道的普通米糠的粗脂肪质量分数范围(14.5%~16.4%)之间。GBRB中粗纤维质量分数(2.9%)不到普通米糠(9.9%~10%)的29%,这可能是糙米在发芽过程中,相关纤维素酶的作用致使粗纤维断裂成可溶性小碎片或小分子质量的多糖,因此可测定的粗纤维质量分数偏低。而且GBRB中灰分质量分数(3.2%)不到普通米糠中的灰分质量分数(9.6%~10.2%)的33%。
 
  另外,测定的GBRB中淀粉质量分数为53.6%,主要由于发芽糙米碾米时易碎,GBRB中很容易混入碎米细粉,因此测得的淀粉质量分数较高。
 
  2.2 GBRB中的氨基酸含量分析
 
  总氨基酸质量分数10.2%,略低于文献报道的普通米糠中总氨基酸11.76%~11.80%的范围。在所测定的17 种单一氨基酸中,天冬氨酸(0.98%)、谷氨酸(1.60%)、赖氨酸(0.46%)的含量略高于普通米糠相应氨基酸的含量(分别为0.85%、1.08%、0.37%)。其余的13 种氨基酸在文献报道的普通米糠中对应氨基酸含量范围内或略低。GBRB中的胱氨酸(0.14%)在普通米糠中鲜有发现。同时GBRB也含有必需氨基酸:异亮氨酸(0.42%)、赖氨酸(0.45%)、组氨酸(0.33%)。
 
  2.3 GBRB中无机元素含量分析
 
  GBRB中钾、钠、铁、锌、锰、钙、镁、硒、磷、铜10 种无机元素含量见表4,这些元素含量都低于文献报道的普通米糠中相应元素含量,这可能因为有关无机盐在糙米浸泡发芽过程中溶解于水而流失,也可能跟稻谷品种及种植条件有关。
 
  2.4 GBRB中重金属含量分析
 
  测定了GBRB中汞(0.0034 mg/kg) 、砷(0.32 mg/kg)、铅(0.18 mg/kg)、镉(0.022 mg/kg)4 种重金属含量。参考GB 2762—2012《食品安全国家标准 食品中污染物限量》,本实验的GBRB中重金属含量完全在安全食用限量范围内,汞甚至比限量标准(0.02 mg/kg)低83%,镉比限量标准(0.1 mg/kg)低78%,表明GBRB安全可食。
 
  3. GABA的HPLC分析
 
  3.1 HPLC分析条件
 
  GABA标准品及GBRB样品中GABA的出峰时间都是11.4 min左右,比文献报道的HPLC法测试GBAB的出峰时间(18 min)早,并且在此条件下,GABA得到较好分离,峰形尖锐。
 
  3.2 标准曲线和线性关系
 
  将配制好的标准曲线工作液进行HPLC分析,以质量浓度为横坐标,峰面积(y)为纵坐标,得到标准曲线y=8961.6x-140.7(R2=0.9999,n=6),证明线性关系良好。
 
  3.3 精密度分析
 
  将样品制备样品溶液,共4 份,每份测定6 次,相对标准偏差(RSD)分别为1.07%、1.25%、1.85%、1.52%,表明该方法精密度良好。
 
  3.4 加标回收率分析
 
  向已知浓度样品中分别加入GABA标准品,制备样品溶液,进行HPLC分析。平均加标回收率为99.61%,RSD为1.46%(n=6)。该方法具有良好的回收率,结果可靠性高。
 
  3.5 GABA含量及重复性分析
 
  本研究的起始原料源于工厂生产制备的发芽糙米,而非实验室小量制备,因此与参考文献报道的小量制备的发芽糙米中GABA含量(分别为22.68~88.36、12.77~24.89 mg/100 g)相比较,本实验测定的GBRB中GABA含量较高,且有一定代表性。
 
  4. 动物实验分析
 
  4.1 大鼠体质量变化分析
 
  实验过程中,大鼠的活动状态及摄食饮水能力均正常。各组大鼠体质量的增加相对空白对照组都没有统计学意义的差异(P>0.05)。说明食用GBRB对大鼠的正常生长发育无不良影响。
 
  4.2 GBRB抗疲劳作用分析
 
  本研究采用大鼠的负重游泳实验的游泳力竭时间来评价GBRB的抗疲劳功效。大鼠经高、中、低剂量GBRB灌胃后,测试其负重游泳力竭的时间,并与空白及高脂组进行对照。与空白对照组相比,高剂量组大鼠的游泳时间显着延长(P<0.05),中、低剂量组没有显着差异,说明大鼠食用含质量分数30% GBRB的饲料后,其运动耐力显着提高。这个结果提示在常规饲料中加入适当比例的GBRB,有利于体质的综合健康,进而增强抗疲劳的能力。高脂对照组大鼠的游泳时间则显着短于空白对照组(P<0.05),说明食用含高脂的饲料有损运动能力。而高、中、低剂量3 组大鼠游泳时间都显着长于高脂组大鼠(P<0.05),说明食用GBRB可以缓解或弥补大鼠食用高脂饲料导致的运动能力下降。
 
  实验大鼠喂食GBRB后负重游泳时间明显延长,提示食用GBRB能够增强运动能力,缓解疲劳。GBRB体现出缓解疲劳功效,与其包含的营养成分相关,也与其中功能活性物质相关,特别是本研究测得GABA含量达53 mg/100 g。GABA能促进小鼠生长激素(GH)的分泌,增加小鼠肝糖原的储存。
 
  结 论
 
  结果:1)GBRB的粗纤维、灰分质量分数分别不到普通米糠的29%、33%,粗蛋白、总氨基酸及单一氨基酸(除胱氨酸)、粗脂肪与普通米糠中的含量相近,无机元素含量都低于普通米糠,重金属含量在GB 2762—2012《食品安全国家标准 食品中污染物限量》安全食用限量以下;2)用实验建立的HPLC条件检测GABA,在68.7~275.0 μg/mL范围内线性关系良好,R2为0.9999,测出的GABA含量为53 mg/100 g,平均回收率为99.61%;3)与空白对照组相比,GBRB高剂量组大鼠游泳力竭时间显着延长(P<0.05)。结论:GBRB的营养成分含量较发芽前有所变化,GABA含量增加,食用高剂量GBRB有利于延长大鼠负重游泳力竭时间,说明GBRB具有缓解体力疲劳的功效。
 
 
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