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《江南大学》 2013年
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发芽对糙米主要营养成分、生理功效和加工特性的影响

吴凤凤  
【摘要】:生活水平和健康意识的提高使人们更关注膳食营养,研究和开发功能性主食是改善大众健康最为有效与经济的方法。大米作为我国重要主食之一,开发相应功能性糙米与发芽糙米产品对改善我国全民主食营养具有积极意义。本论文分别选用在我国江苏地区相对种植量大的代表籼、粳、糯的镇籼96(ZX)、南粳38(NJ)和盐糯12(YN)三种稻谷作为研究对象,以相应精白大米或糙米为对照,分别就发芽对糙米的营养组分、抗氧化与免疫调节功效、淀粉特性和食品主要加工特性等的影响进行较为系统研究,为科学选择稻谷品种、确定发芽工艺、评价发芽糙米的功效和开发相应发芽糙米食品提供理论参考。 发芽时间对糙米中重要营养成分和抗氧化成分含量的变化影响显著。三个品种糙米的7种必需氨基酸Val、Pro、Met、Phe、Ile、Leu、Lys和四种非必需氨基酸His、Thr、Ala、Tyr的含量及游离氨基酸总量在5天的发芽过程中不断提高。γ-氨基丁酸、总膳食纤维和总多酚的含量也随着发芽时间的延长逐渐增加。经过5天的发芽处理,ZX、NJ和YN糙米的氨基酸总量分别比发芽前增加了158%、185%和191%,GABA含量分别增加了17、13和15倍,总膳食纤维含量分别增加了37%、39%和40%,总多酚含量分别增加了42%、40%和45%。不同品种糙米的谷维素和维生素E含量在发芽过程中的变化略有差异:ZX糙米的γ-谷维素含量在发芽第4天达到最大值,而NJ和YN糙米的γ-谷维素在发芽第3天达到最大值,分别比发芽前提高了23%、22%和20%;ZX和YN糙米的维生素E含量在发芽第3天达到最大值,而NJ糙米的维生素E含量在发芽第4天达到最大值,分别比发芽前提高了40%、46%和51%。 体外实验和动物试验证实发芽糙米具有抗氧化和免疫增强功效,并且发芽糙米抗氧化和免疫调节作用随着发芽时间的延长而提高。发芽糙米体外抗氧化活性随发芽时间的延长而提高,但3天之后增幅减小。经过4天的发芽处理,NJ糙米甲醇提取物的还原力、对DPPH自由基和ABTS自由基的清除效果以及抑制亚油酸自氧化的能力分别比发芽前提高了55%、35%、61%和30%。动物实验结果表明发芽糙米具有提高老龄小鼠抗氧化及免疫功能的作用,并随着发芽时间的延长而提高。与空白饲料组相比,发芽4天的糙米分别使老龄小鼠血清、肝脏和脑组织超氧化物歧化酶(SOD)活性提高了16%、17%和20%,过氧化氢酶(CAT)活性提高了18%、10%和15%,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性提高了27%、13%和21%,总抗氧化能力(T-AOC)提高了19%、20%和31%,以及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量降低了36%、29%和35%。与老龄对照组(AC)相比,发芽4天的NJ糙米饲料组(GBR4)小鼠的脾淋巴细胞增殖能力和NK细胞活性分别提高了19%和13%;与糙米对照组(BR)相比,GBR4小鼠的脾淋巴细胞增殖能力和NK细胞活性分别提高了10%和9%。 以淀粉含量和组成、热力学性质、回生特性、糊化特性、流变特性、形态结构及淀粉分子量等为考察指标,研究了发芽时间对三个品种的糙米粉和糙米淀粉理化特性的影响。结果表明,发芽处理对米粉的糊化温度和糊化焓的影响较小,但能显著降低米粉的回生焓值、糊化粘度值、储能模量(G′)和损耗模量(G″),且随发芽时间的延长不断大幅度降低。经过5天的发芽处理后,ZX、NJ和YN糙米粉的峰值粘度分别从357cP、329cP和380cP降低到了28cP、29cP和20cP。淀粉含量的急剧下降和米粉体系蛋白质体网络结构的严重破坏是导致米粉理化特性在发芽过程中变化的主要原因。但糙米淀粉的回生特性、糊化特性及流变特性在发芽过程中的变化较小。糙米淀粉的颗粒结构和形貌在发芽过程中没有严重破坏,只在发芽3天后,部分颗粒表面出现一些小孔,颗粒表面比较粗糙,加上糙米淀粉分子量在发芽过程中变化很小。这些结果表明,一方面糙米在发芽过程中淀粉直接被降解成可溶性多糖和小分子糖,中间级分的淀粉很少;另一方面高度破坏的淀粉在提取过程中损失,提取的淀粉主要是未被破坏的淀粉。因此,糙米淀粉理化特性在发芽过程中的变化较小,较小的变化也可能主要是由支链淀粉/直链淀粉比例的变化引起。 以蒸煮特性、质构特性、风味成分和感官品质为考察指标,研究不同发芽阶段糙米饭的蒸煮食用品质差异。结果表明,特定时间的发芽处理能通过提高糙米粒的吸水率和体积膨胀率而改善其蒸煮性能,进而降低糙米饭的硬度和提高糙米饭的粘弹性。其中发芽处理2天对糙米蒸煮品质和质构特性的改善最有效。经过2天的发芽处理,NJ糙米吸水率和体积膨胀率分别从269%和283%提高到了294%和308%,米饭硬度从1650降低到1222,粘性和弹性分别从146和0.83增加到了164和0.87。对米饭风味分析结果表明适当发芽处理能通过降低糙米饭的不良气味并增加其令人愉快的气味,从而改善米饭的风味。在发芽2-5天的糙米饭中检测出了未发芽糙米饭所没有的具有甜玉米风味的成分二甲基硫醚。发芽处理2-3天后,ZX、NJ和YN糙米二甲基硫醚的峰面积从0分别增加到了(3.44-15.31)×106、(14.89-28.67)×106和(6.05-32.73)×106。但延长发芽时间至4-5天,醛、酸、酚类化合物的增加及产生过量的含硫化合物可能会导致不良气味的产生。米饭感官评价结果表明,2-3天的发芽处理可以有效改善糙米饭的口感、气味和滋味以及提高糙米饭的接受度。2和3天的发芽处理分别使糙米饭接受度分值从4.79提高到7.42和7.13,总分值从41.29提高到55.02和51.25。但发芽时间超过3天之后,米饭的接受度和大多感官指标分值明显降低。 在发芽糙米应用方面,开发了发芽糙米粽子,并对其质构特性、感官品质及货架期进行了研究。质构特性测试结果表明,发芽糙米粽软硬度和粘性适中,咀嚼性和弹性都比较好,同时不容易回生。感官评价结果表明,对发芽糙米粽软硬度、接受度评价分值及总分值均明显高于白米粽和糙米粽,并且上述指标的标准偏差比较小,表明发芽糙米粽适合更广泛的消费人群。通过感官品质威尔布危害分析方法得到的货架模型为:y=-0.0576x+7.0084;通过测定酸价得到的货架模型为:y=-0.529x+6.9723;通过测定过氧化值得到的货架模型为:y=-0.0549x+6.9938。根据上述模型,可以预测产品在不同贮藏温度下的货架寿命,其中在温度低于25℃条件下的货架寿命大于272天。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TS210.1

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【参考文献】
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