蕎麥發(fā)芽過程中植酸含量變化的研究

高 芬，王宇婷，石 磊

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/特色農(nóng)產(chǎn)品加工山西省重點實驗室，山西 太原 030031）

0 引言

蕎麥?zhǔn)亲匀唤缰猩跎俚乃幨硟捎米魑?，蕎麥中含有植酸，影響蕎麥營養(yǎng)效價的發(fā)揮[1]。植酸是一種抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)，可與食物中的鈣、鎂、鋅、鐵等物質(zhì)螯合形成不溶性的復(fù)合物，降低鈣、鎂、鋅、鐵等的生理利用率；植酸可與蛋白質(zhì)等形成不溶性復(fù)合物，降低氨基酸的吸收率；一些消化酶的作用也受到植酸的抑制，影響到蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪的利用率。因此，植酸的抗?fàn)I養(yǎng)作用是以谷物食品為主食的人群多種營養(yǎng)素利用率下降的重要原因之一。

許多作物種子發(fā)芽萌動后，消除或降低了谷物、豆類等作物中抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的含量和蛋白質(zhì)、淀粉的消化率，某些谷物中限制性氨基酸、維生素等含量提高[2]。發(fā)芽萌動技術(shù)目前在制備糙米和蕎麥等谷物上得到了廣泛的研究[3-4]。對蕎麥萌發(fā)過程中活性成分的變化及保健功能的研究較多[5-7]，但有關(guān)其萌發(fā)后抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)植酸含量的變化研究報道較少。

試驗將蕎麥進(jìn)行萌動發(fā)芽后，對蕎麥全谷物粉、蕎麥麩皮及蕎麥芽芯粉中植酸含量變化規(guī)律進(jìn)行研究，對蕎麥精深加工具有指導(dǎo)作用，可為雜糧的主食化提供技術(shù)參考。

1 材料與儀器

1.1 試驗材料

苦蕎（晉蕎2號）、甜蕎（左云甜蕎），山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。苦蕎和甜蕎均為2017年秋季收獲，種子貯藏于0～4℃。

1.2 儀器和試劑

721型分光光度儀、DHG-9240A型鼓風(fēng)干燥箱，上海第三分析儀器廠產(chǎn)品；LRH-150B型生化培養(yǎng)箱，廣東省醫(yī)療機(jī)械廠產(chǎn)品；SPX-300IC型人工氣候箱；FW-200A型傾斜式高速萬能粉碎機(jī)，北京中興偉業(yè)產(chǎn)品；LD5-10型離心機(jī)，北京醫(yī)用離心機(jī)廠產(chǎn)品；THZ-82型恒溫振蕩器，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械四廠產(chǎn)品。

離子交換柱：Ф0.8 cm×10 cm，離子交換樹脂：100～200目氯化物型，AG1-X4型陰離子交換樹脂。

植酸、植酸鈉（純度98%）、磺基水楊酸、氫氧化鈉、氯化鈉、氯化鐵、無水硫酸鈉、鹽酸等，均為分析純。

2 試驗方法

2.1 蕎麥的發(fā)芽

（1） 選種。用20目篩網(wǎng)篩理蕎麥籽粒，將雜物及篩孔間的石子剔除掉，然后去掉異色、癟粒、霉變和未成熟籽粒，挑選出飽滿、無污染的籽粒。

（2） 清洗。精選出的蕎麥籽粒用自來水沖洗，直到洗去表面塵土。然后用18%～20%的食鹽水淘洗，并靜置食鹽水中5～10 min，隨后采用去離子水清洗籽粒，最后以2%次氯酸鈉浸泡殺菌1～2 h，去離子水反復(fù)清洗。

（3） 浸種。用蒸餾水浸泡種子，水量為種子體積的2～3倍，置于恒溫培養(yǎng)箱30℃下8～10 h，取出后于室溫下用蒸餾水浸泡，期間不時攪拌種子，以便浸潤均勻。

（4） 發(fā)芽培養(yǎng)。準(zhǔn)備鋪有多層紗布的白瓷盤，將浸泡后的蕎麥籽粒均勻攤于紗布上，分別置于20，25，30℃3個溫度的恒溫培養(yǎng)箱中，不時在白瓷盤中加入適量的水，并蓋上干凈的紗布。發(fā)芽培養(yǎng)前，白瓷盤、紗布和培養(yǎng)箱均用2%次氯酸鈉溶液浸泡殺菌5～10 min或沖洗噴灑次氯酸鈉殺菌。

（5） 定時采樣。隨機(jī)抽取每天萌動發(fā)芽的蕎麥籽粒，從1～7 d，共7次。

2.2 蕎麥芽粉的制備

將去殼的蕎麥芽在100℃恒溫干燥箱中處理20 min，隨后在40℃下烘干8 h，經(jīng)Brabende試驗?zāi)ブ?遍，篩下物為萌動蕎麥芯粉，篩上物全部粉碎后作為萌動蕎麥麩粉。蕎麥芽脫去皮殼后的整個籽粒完全磨制后，作為萌動蕎麥全粉。

2.3 蕎麥中植酸含量的測定

2.3.1 提取

稱取1 g粉碎的谷物試樣（過60目篩） 于具塞三角瓶中，加入硫酸鈉-鹽酸溶液50 mL，于45℃下振蕩提取2 h，過濾收集濾液備用。

2.3.2 分離

離子交換柱中放置5 g陰離子交換樹脂，用濃度為0.7 mol/L NaCl溶液洗脫，再用去離子水持續(xù)洗滌至洗脫液不含氯離子。將質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%NaOH溶液1 mL加入5～10 mL提取液中，再加入去離子水至30 mL，充分混勻后加入離子交換柱中，分別用15 mL水和15 mL，濃度0.05 mol/L NaCl溶液洗滌，控制流速為1 mL/min，棄去洗滌液。最后用濃度0.7 mol/L NaCl溶液洗脫樣品植酸溶液，將洗脫液于25 mL容量瓶中去離子水定容待用。

2.3.3 顯色劑配制

反應(yīng)劑：稱取1.5 g FeCI3·6H2O和15 g磺基水楊酸溶解于去離子水中，定容至500 mL，使用前用水稀釋10倍。

2.3.4 植酸標(biāo)準(zhǔn)溶液

稱取植酸鈉1.734 g溶于水中，并定容至100 mL，制成1.0%植酸標(biāo)準(zhǔn)液待用，使用前用水稀釋至所需濃度。

2.3.5 植酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

吸取0.1 mg/mL的植酸標(biāo)準(zhǔn)溶液0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mL于6支10 mL比色管中，加入反應(yīng)劑4 mL，用水稀釋至刻度，搖勻。放置10 min以上，以0 mL樣品溶液為參比，在波長500 nm處測定各溶液吸光度。以植酸含量（mg） 為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.3.6 試液測定

取2.3.2中洗脫液2.5 mL，于10 mL比色管中，加入顯色液4 mL，搖勻，其余步驟同2.3.5，測其吸光度，并計算試液中植酸含量。

2.3.7 結(jié)果計算

樣品中植酸含量計算公式：

式中：X——樣品中植酸含量，mg；

C——樣液中植酸含量，mg；

m——樣品的質(zhì)量，g；

V1——提取液定容后的體積，mL；

V2——分離后取提取液的體積，mL；

V3——分離液定容后的體積，mL；

V4——試液測定時，取分離液的體積，mL。

3 結(jié)果與分析

3.1 植酸含量測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程

Fe3+對植酸具有強螯合性，植酸與三氯化鐵-磺基水楊酸混合液（紫色） 可以發(fā)生褪色反應(yīng)，利用反應(yīng)中的褪色程度和植酸濃度成正比的特性，可以得到植酸的含量。植酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.998 2。

Y=-1.143 2X+0.800 5，R2=0.998 2.

植酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線見圖1。

圖1 植酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

3.2 發(fā)芽溫度與蕎麥中植酸含量的關(guān)系

發(fā)芽溫度對蕎麥中植酸含量的影響見圖2。

圖2 發(fā)芽溫度對蕎麥中植酸含量的影響

植酸含量與蕎麥籽粒發(fā)芽溫度相關(guān)度很高，由圖2可知，在20，25，30℃3個發(fā)芽溫度下植酸含量都呈現(xiàn)出了下降趨勢，其中植酸濃度在25℃下，發(fā)芽2 d即迅速下降，在3～5 d，植酸濃度下降趨于平緩，至發(fā)芽5 d達(dá)到最低值。而在20℃和30℃下，0～3 d內(nèi)植酸濃度降低緩慢，從3 d以后，植酸濃度下降明顯，其中在4～5 d內(nèi)迅速下降。到發(fā)芽末期，植酸含量達(dá)到最低值。在同一溫度下，植酸含量隨發(fā)芽時間延長而降低是非線性的，某一時間段呈現(xiàn)降低放緩現(xiàn)象，分析原因可能是迅速升高的植酸酶活力，使得植酸大量分解，分解產(chǎn)物磷離子卻沒有得到及時消耗，磷離子濃度過高會對植酸分解起抑制效應(yīng)，從而產(chǎn)生植酸含量的動態(tài)平衡。

3.3 發(fā)芽時間對蕎麥植酸含量的影響

發(fā)芽時間對蕎麥中植酸含量的影響見圖3。

圖3 發(fā)芽時間對蕎麥中植酸含量的影響

發(fā)芽時間也是影響植酸含量的重要因素，由圖3可知，在25℃的發(fā)芽溫度下，苦蕎、甜蕎種子植酸含量隨著發(fā)芽時間的延長，均呈現(xiàn)下降趨勢。苦蕎種子在發(fā)芽前期，植酸含量下降平緩，在發(fā)芽至4 d時，植酸含量有一個迅速下降過程，發(fā)芽至5 d，植酸含量降至最低后并開始趨于穩(wěn)定。而甜蕎種子在發(fā)芽至2 d時，植酸含量即迅速降低，發(fā)芽至3 d時，降至最低。

3.4 發(fā)芽過程中蕎麥全粉、麩皮及芯粉植酸含量變化

蕎麥全粉、麩皮及芯粉在發(fā)芽過程中植酸含量見圖4。

圖4 蕎麥全粉、麩皮及芯粉在發(fā)芽過程中植酸含量

植物積蓄營養(yǎng)物質(zhì)是為了繁衍，孕穗、結(jié)籽時會從土壤中吸收無機(jī)磷，這些無機(jī)磷以植酸的形式貯存起來，種子發(fā)芽、出苗時植酸會進(jìn)行分解，以提供營養(yǎng)物質(zhì)。蕎麥中植酸主要貯藏于蕎麥的糊粉層中，蕎麥芯粉中植酸含量較低。在25℃的發(fā)芽溫度下，隨著發(fā)芽時間的延長，蕎麥全谷物籽粒、蕎麥麩皮粉及芯粉中植酸含量，均呈現(xiàn)下降趨勢。有研究表明，蕎麥中的類黃酮、γ-氨基丁酸等活性物質(zhì)也分布于蕎麥的糊粉層中，在制作加工蕎麥全谷物食品時，蕎麥麩皮中的植酸、谷物及大豆等植物的天然組分包含蕎麥植酸，從這種意義上講，植酸就是重要的生理功能內(nèi)源物質(zhì)。

不同溫度及萌發(fā)時間下不論甜蕎還是苦蕎，不論蕎麥全粉、麩皮還是芯粉中，植酸的含量都隨著萌發(fā)時間的增加而降低，植酸含量最高的蕎麥麩皮中植酸降低幅度最大。

4 結(jié)論

蕎麥保健藥用功能突出，引起了其產(chǎn)品開發(fā)的熱潮，以苦蕎芽為原料經(jīng)過澄清等風(fēng)味調(diào)配可制成飲料[8]；蕎麥芽通過勻質(zhì)調(diào)配還可制作成口感、風(fēng)味俱佳的蕎麥芽保健奶[9]；凌孟碩等人[10]以卡拉膠、黃原膠、蔗糖和維C為原料制作出苦蕎芽飲料；萌發(fā)處理的蕎麥，胰蛋白酶抑制劑、淀粉酶抑制劑、黃酮類降解酶含量顯著降低，致使黃酮、蘆丁的含量顯著提高，氨基酸及蛋白質(zhì)比例更合理，提高了蕎麥綜合利用率[11-12]。值得注意的是，以植酸、單寧、蛋白類酶抑制劑等多酚類蕎麥抗?fàn)I養(yǎng)因子，使得蕎麥的降低血液膽固醇、改善便秘和抑制脂肪過快積累的生理功能得以發(fā)揮，所以抗?fàn)I養(yǎng)素的存在也有著積極的作用，通過蕎麥發(fā)芽過程中植酸含量的變化研究，對蕎麥加工產(chǎn)品的深加工及保健品開發(fā)方向給予一定理論指導(dǎo)。