无机硒在糙米发芽中的有机转化及对糙米化学组分影响

杨 椰 王 博 胡小芳 蒲云峰 钟 耕，3

(西南大学食品科学学院1，重庆 400716)

(新疆塔里木大学2，新疆 843300)

(重庆市特色食品研究工程技术中心3，重庆 400716)

无机硒在糙米发芽中的有机转化及对糙米化学组分影响

杨 椰1王 博1胡小芳1蒲云峰2钟 耕1，3

(西南大学食品科学学院1，重庆 400716)

(新疆塔里木大学2，新疆 843300)

(重庆市特色食品研究工程技术中心3，重庆 400716)

研究了无机硒在硒强化糙米发芽过程中的有机转化，同时研究了硒强化对发芽糙米化学组分的影响。结果表明，经过亚硒酸钠溶液浸泡处理后，发芽糙米中的总硒和有机硒含量显著提高;随着硒浓度的增加、粗蛋白、粗脂肪、总糖含量先减少后增加，可溶性蛋白、还原糖含量先增加后减少，干物质的损失量增加，α－淀粉酶活力和过氧化氢酶活动度先增加后降低。低浓度亚硒酸钠对γ－氨基丁酸含量的影响不显著，但高浓度明显会降低富硒发芽糙米中的γ－氨基丁酸含量。

发芽糙米 富硒 有机转化 化学组分

将糙米在一定温度、湿度下进行培养，待糙米发芽到0.5～1.0 mm时将其干燥，所得到的由幼芽和带糠层的胚乳组成的制品即称为发芽糙米［1］。糙米发芽的实质是在一定的生理活化工艺条件下，其所含有的大量酶(如淀粉酶、蛋白酶、植酸酶等)被激活和释放，并从结合态转化为游离态的酶解过程。正是由于这一生理活化过程，糙米产生了多种具有促进人体健康和防治疾病的成分(如γ－氨基丁酸、肌醇六磷酸等)，使其营养成分大大超过白米，成为具有广泛功能性疗效的新一代“医食同源”的主食产品［2－4］。

硒是人体红细胞谷胱甘肽过氧化物酶和磷脂过氧化氢谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分，其主要作用是参与酶的合成，保护细胞膜的结构与功能免遭过度氧化和干扰，具有许多重要的生理功能［5－7］。食物是人体摄取硒的主要来源，但食物中的硒含量普遍较低［8］。中国营养学会对全国13个省市的调查表明，成人日平均硒摄入量仅为26～32 μg，而推荐的最低限度为50 μg［9］。因此，仅靠天然食物中的硒含量一般不够满足人体的正常需要。在糙米发芽过程中添加硒，可以在获得营养丰富的发芽糙米的同时，也达到富硒的目的。研究表明，有机硒化合物毒性远低于无机硒化合物，且生物利用率更高［10］。因此，将无机硒利用生物为载体转化成有机硒，具有普遍食用和保健价值。

发芽糙米已进入商品化阶段，富硒发芽糙米的生产工艺已有研究报道［11］。但是，有关在发芽糙米中无机硒的有机转化率，以及硒对发芽糙米理化成分的影响研究尚未见报道。亚硒酸钠是无机硒的代表，在补硒的药品中经常使用，具有价格便宜，吸收快等优点。本试验以重庆产Q优杂交稻糙米为原料，利用糙米发芽的生理活性功能，将无机硒(亚硒酸钠)进行生物转化成为有机硒，同时研究了富硒对发芽过程中糙米生理生化方面的影响，为富硒发芽糙米工业化生产和使用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

Q优杂交水稻:重庆市铜梁龙米业有限公司，2009年收获，经MOW95－1型稻谷出糙机砻谷制得糙米，出糙率76.51%。由Q优杂交水稻砻谷得到的糙米理化指标见表1。

表1 糙米的理化指标

可溶性淀粉、氯化钙、五水硫酸铜、亚硒酸钠:成都科龙化工试剂厂;γ－氨基丁酸:美国SIGMA公司。

1.2 主要仪器

凯氏微量蒸馏装置:重庆福星玻璃仪器厂;S－53紫外－可见光分光光度计:上海棱光技术有限公司;HH－S恒温数显水浴锅:巩义市英峪予华仪器厂;pH211哈纳pH计:北京哈纳科仪科技有限公司;CS101－A电热恒温干燥箱:中国重庆试验设备厂;AFS－820双道原子荧光分光光度计:北京吉天仪器有限公司;AS－2 SE灯:北京有色金属研究所。

1.3 试验方法

1.3.1 富硒发芽糙米生产工艺

对砻谷后得到的糙米进行人工精选，去除无胚粒、异色粒、未成熟粒及石子等杂质。取适量糙米置于烧杯中用蒸馏水冲洗3遍，洗去表面的糠粉和灰尘。沥干水后，用0.01%的二氧化氯溶液浸泡5 min，加入量以能淹没糙米为宜。用蒸馏水冲洗经消毒的糙米、沥干水分，并转移至另一烧杯中，加入一定量不同浓度的亚硒酸钠溶液，置于培养箱中恒温浸泡，浸泡一定时间，取出沥干表面水分后，均匀地摊于铺有浸湿滤纸的瓷盘上，用湿棉纱覆盖，在恒温条件下培养发芽，当芽长到一定程度后，终止活性，干燥得到富硒发芽糙米［16］。将得到的发芽糙米粉碎过60目筛，包装密封，置于低温避光处，备用。

1.3.2 总硒和无机硒含量测定［16］

1.3.2.1 总硒测定的样品处理

准确称取1.000 0 g样品，装入250 mL磨口烧瓶，依次加入浓硝酸12 mL，高氯酸6 mL，过氧化氢(30%)6 mL，振荡，静置冷消化过夜后，将烧瓶置于电炉上，先小火加热，等消化液变透明时，加大火力，待产生大量白烟时，停止加热，冷却，加5%的盐酸溶液5 mL，加100 g/L铁氰化钾2 mL，用5%的盐酸定容至50 mL，待测。

1.3.2.2 无机硒测定的样品处理

准确称取1.000 0 g样品，装入100 mL烧杯，加入20 mL蒸馏水，搅拌均匀，常温静置1 h，过滤，滤液于80℃水浴恒温1 h，过滤，加100 g/L铁氰化钾2 mL，用5%的盐酸定容50 mL，待测。

1.3.2.3 测定条件

氩气流速:载气400 mL/min;屏蔽气1 000 mL/min;测量方式:标准曲线法;读数方式:峰面积;读数时间:10.0 s;读数延迟时间:1.0 s;空心阴极灯电流:80 mA;负高压:300 V;原子化器高度:8 mm;温度:200℃;载流:5%盐酸;还原剂:10 g/L硼氢化钾溶液。

1.3.3 硒浓度对糙米发芽率的影响

依据 GB/T 3543.4—1995 方法［17］，适当修改如下:取100粒完整糙米，用蒸馏水清洗，沥干后加入100 mL硒溶液，质量浓度(以Se2+计)分别为0、10、20、40、60、80、100 mg/L 的亚硒酸钠溶液，在 25 ℃的恒温条件下浸泡12 h，取出、沥干、装盘后于25℃的恒温条件培养48 h后，取出计数，糙米发芽到0.5～1.0 mm时计算其发芽率。重复测定3次。

1.3.4 可溶性蛋白、粗蛋白和粗脂肪的测定

可溶性蛋白的测定采用甲醛滴定法［12］，粗蛋白和粗脂肪的测定分别参照GB 5511—1985［16］(微量凯氏定氮法)和 GB 5512—1985［17］(索氏抽提法提取)。

1.3.5 总糖含量测定

总糖的测定采用斐林试剂法［12］。

1.3.6 还原糖含量测定

采用 DNS(3，5 －二硝基水杨酸)比色法［13］。

1.3.7 α －淀粉酶活性测定

参照 GB 5521—1989［18］。

1.3.8 过氧化氢酶活性测定

参照 GB 5522—1985［19］。

1.3.9 γ －氨基丁酸含量测定

参照文献［15］。

1.4 数据处理

数据表示为平均值±标准差，采用DPS 7.05软件操作系统进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同硒浓度处理对糙米中硒含量的影响

采用无机硒溶液浸泡的糙米发芽后，硒含量测定结果见图1。由图1可见，与对照相比糙米经过亚硒酸钠溶液浸泡处理后，发芽能显著提高糙米中的总硒和有机硒含量，总硒最大能提高43.37倍，有机硒含量最大能提高40.04倍;随着浸泡液硒浓度增加，发芽糙米中的总硒、有机硒和无机硒含量增加，当浸泡硒质量浓度超过60 mg/L后，总硒含量增加变得缓慢，有机硒含量也在此时达到最大。此后，随着硒浓度增大，有机硒与硒浓度的增加成负相关，在硒浓度变化的过程中，无机硒与硒浓度成正相关，当质量浓度超过80 mg/L后，无机硒的含量增加十分明显;无机硒的有机转化率与硒浓度成负相关。10 mg/L处理时，无机硒的有机转化率为98.19%，当60 mg/L处理时，无机硒的有机转化率降至95.95%，当100 mg/L处理时，无机硒的有机转化率降至80.31%。

图1 原子荧光光谱法测得糙米中硒含量

2.2 硒浓度对糙米发芽率的影响

由图2可以看出，在一定浓度范围内，随着硒浓度的增大，糙米的发芽率增加，但硒质量浓度超过40 mg/L后，随着其浓度的增加，糙米的发芽率出现降低现象，并且发芽后的糙米有红色(硒)斑出现。试验结果表明，低浓度硒促进糙米的发芽，高浓度硒则抑制糙米发芽。

图2 硒质量浓度对发芽率的影响

2.3 不同硒浓度处理对糙米组分的影响

采用 0、10、20、40、60、80、100 mg/L 硒溶液处理后，各组分含量测定结果见表2。

表2 发芽糙米各组分含量测定结果

由表2可以看出，当亚硒酸钠溶液质量浓度超过40 mg/L时，发芽糙米中干物质损失量相对于空白减少了。可溶性蛋白质含量降低，浓度越高影响越明显，这说明亚硒酸钠溶液处理低浓度时可促进糙米发芽过程中蛋白质降解，高浓度时有抑制蛋白质降解;粗蛋白含量有所增加，最多增加了2%;粗脂肪含量相对于空白有所增加;还原糖含量逐渐降低;总糖含量有上升趋势。糙米在萌发的过程中，种子内的酶被激活，与此同时贮藏物质开始发生分解，淀粉等多糖分解成低分子量的单糖(如葡萄糖、果糖等小分子类物质)，单糖分解产生能量供种子萌芽，或形成新的糖类，它们是合成新物质的基本单元，同时也是为萌发过程提供能量的源泉。

2.4 不同硒浓度处理对发芽糙米中酶活力的影响

采用0、20、40、60、80、100 mg/L 硒溶液处理后，发芽糙米中α－淀粉酶活力测定结果见图3。由图3可以看出，低浓度亚硒酸钠溶液处理，α－淀粉酶活力相对于空白约有升高，但亚硒酸钠溶液质量浓度超过20 mg/L，α－淀粉酶活力大小与亚硒酸钠溶液浓度成负相关。因此，可以得出结论，亚硒酸钠溶液处理低浓度有促进α－淀粉酶活力，而高浓度会抑制发芽糙米中α－淀粉酶的活性。

图3 硒质量浓度对糙米发芽中α－淀粉酶活力的影响

由图4可以看出，低浓度亚硒酸钠溶液处理，过氧化氢酶活动度相对于空白明显升高，但亚硒酸钠溶液质量浓度超过20 mg/L，过氧化氢酶活动度与亚硒酸钠溶液浓度成负相关。因此，可以得出结论，亚硒酸钠溶液处理低浓度有促进过氧化氢酶活动度，而高浓度会抑制发芽糙米中过氧化氢酶活动度。

图4 硒质量浓度对糙米发芽中过氧化氢酶活动度的影响

2.5 对γ－氨基丁酸含量的影响

测定了不同浓度硒处理后发芽糙米中的γ－氨基丁酸含量，其结果见图5。由图5可以看出，糙米发芽后，其γ－氨基丁酸含量明显增加，最多可增加约8倍;随着亚硒酸钠溶液在浸泡过程中的加入，发芽糙米中的γ－氨基丁酸含量有所降低，并且与亚硒酸钠浓度成负相关;当硒质量浓度达到80 mg/L时，发芽糙米中γ－氨基丁酸含量增加了近2倍。

图5 硒处理对发芽糙米中γ－氨基丁酸含量的影响

3 结论

3.1 试验结果表明，发芽能显著提高糙米中的总硒和有机硒含量，并且低浓度硒促进糙米的发芽，高浓度硒则抑制糙米发芽。

3.2 同浓度的亚硒酸钠溶液处理对发芽糙米中粗蛋白、可溶性蛋白、总糖、还原糖及粗脂肪含量均有明显影响。低浓度时，粗蛋白含量降低而可溶性蛋白含量增加，总糖含量急剧降低而还原糖含量增加，粗脂肪含量逐渐减少。当质量浓度接近40 mg/L处理时，粗蛋白含量明显有增加趋势，同时可溶性蛋白含量明显减少，总糖含量有增加的趋势，同时，还原糖的含量明显减少。粗脂肪含量随着处理的亚硒酸钠浓度的增加而增加，但增加的范围都在1%之内。

3.3 随着处理亚硒酸钠溶液浓度的增加，糙米发芽后干物质的损失量逐渐增加，但当亚硒酸钠溶液质量浓度接近40 mg/L时，发芽糙米中干物质损失量减少了，质量浓度越高，干物质的减少量越少。

3.4 亚硒酸钠溶液处理后，α－淀粉酶活力和过氧化氢酶活动度相对于空白约有升高，但亚硒酸钠溶液质量浓度超过20 mg/L，α－淀粉酶活力和过氧化氢酶活动度随着亚硒酸钠溶液浓度增加而降低。

3.5 硒处理使发芽糙米中γ－氨基丁酸含量逐渐下降，低浓度亚硒酸钠对γ－氨基丁酸含量的影响不显著，但高浓度硒明显会降低发芽糙米中的γ－氨基丁酸含量。

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Study on Organic Transformation of Inorganic Selenium and Its Effects on Chemical Composition of Sprouted Brown Rice

Yang Ye1Wang Bo1Hu Xiaofang1Pu Yunfeng2Zhong Geng1，3
(Southwest University1，Chongqing 400716)
(Tarim University2，Xinjiang 843300)
(Engineering Technique Center of Chongqing for Special Food3，Chongqing 400716)

In this paper，the physiological activity of brown rice was used to change inorganic selenium into organic selenium in the progress of sprouting，and the effect of selenium － enrichment on the chemical composition of brown rice was also investigated.The results showed:after treatment of serenity solution soaking，total selenium and organic selenium content of sprouted brown rice would be increased apparently.Along with the increase of the concentration of Se，the mass of macro substances such as protein，fat，and total carbohydrate increased after the first reduction，the mass of substances such as soluble protein and reducing sugar first increased and then decreased，lost amount of dry substance increased，the activity of alpha － amylase and perhydrol enzyme increased and then decreased.Lower concentration of sodium selenite had no obvious effect on the GABA content，but the higher one has converse effect.

sprouted brown rice，selenium － enrichment，organic transformation，chemical composition

TS210.4

A

1003－0174(2011)09－0001－05

国家农业科技成果转化资金(2009GB2F100311)，重庆高校优秀成果转化项目(KJZH08221)

2010－10－12

杨椰，女，1986年出生，硕士，粮油食品加工用研究

钟耕，男，1964年出生，教授，博士生导师，粮油食品加工