燕麦发芽过程中淀粉及其相关酶活性的动态变化

徐建国 郝艳芳 闫华娟 田呈瑞 介琳霞

(山西师范大学食品科学与工程系1，临汾 041004)

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院2，西安 710062)

燕麦发芽过程中淀粉及其相关酶活性的动态变化

徐建国1郝艳芳1闫华娟1田呈瑞2介琳霞1

(山西师范大学食品科学与工程系1，临汾 041004)

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院2，西安 710062)

研究了裸燕麦发芽过程中淀粉及其相关酶活性的动态变化。结果表明，发芽过程中，燕麦还原糖和可溶性糖含量及α－淀粉酶、β－淀粉酶和总淀粉酶活力明显地先增加后降低;直链淀粉、支链淀粉和总淀粉的含量均随着发芽的进行呈下降趋势，发芽72 h分别降低了25.86%、11.08%和17.31%。相关性分析表明，燕麦发芽期间还原糖、可溶性糖含量分别与α－淀粉酶、β－淀粉酶及总淀粉酶活力呈显著正相关，而直链淀粉、支链淀粉及总淀粉含量均与淀粉酶活力呈显著负相关。

燕麦 发芽 淀粉 淀粉酶

燕麦(Avena L.)作为一种人类和动物消费的谷物，营养丰富，且富含酚类物质、甾醇、植酸、维生素E等多种生物活性成分［1－2］，具有抗氧化、降血压、降血脂和降血糖等多种生理功能［2－5］。淀粉是燕麦的主要营养成分，其质量分数一般在43%～64%，其中直链淀粉质量分数约25.2%～29.4%。另外燕麦淀粉中含有1.0%～3.0%的脂质，燕麦淀粉与蛋白质、脂肪等物质连接紧密［6］。淀粉的组成及含量显著地影响着淀粉在食品中的作用效果。研究表明，种子萌发利用外界条件激活内源酶，并在酶的作用下使其营养物质和植物化学成分发生一系列的生理生化变化，可以改善其营养品质和提高消化率［7－8］。淀粉在淀粉酶的作用下水解产生还原糖、低聚糖等，其含量、结构及加工性质也会随之发生变化。但有关发芽燕麦食品的开发利用及燕麦发芽过程中淀粉及其相关物质的动态变化研究目前仍未有详细报道。本文以山西产裸燕麦籽粒为材料，主要探讨了发芽过程中燕麦淀粉的组成、含量及其相关酶活性的动态变化，以期为燕麦资源的进一步开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料及试剂

裸燕麦(Avena nuda L.):来自于山西吕梁地区，于2008年秋天收获;葡萄糖、3，5－二硝基水杨酸、可溶性淀粉、麦芽糖等药品或试剂均为国产。

1.2 主要仪器与设备

5840R冷冻离心机:Gene公司;TU－1900紫外分光光度计:北京普析通用有限公司;SC－5A超级恒温槽:上海比朗仪器有限公司;F80型高速粉碎机:金坛市金城国胜实验仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 燕麦的浸泡和发芽

干燥的燕麦籽粒挑选除杂后，用1%的次氯酸钠溶液浸泡30 s消毒，用去离子水反复冲洗干净，在25℃下用去离子水浸泡12 h，每4 h换水通气1次。浸泡结束后取部分样品记作S12，其余样品沥干水分后平铺在滤纸上，置于25℃的培养箱中发芽72 h，发芽过程中保持相对湿度95%以上，每间隔12 h取样，样品分别记作 G12、G24、G36、G48、G60、G72。所有样品取样后立即冷冻干燥，－20℃保存直到样品分析。

1.3.2 还原糖和可溶性糖的测定

还原糖和可溶性糖的含量采用3，5－二硝基水杨酸比色法测定［9］。以葡萄糖含量(mg/mL)为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线。得到回归方程为:y=0.449 9x－0.001 8(R2=0.999 6)。

1.3.3 淀粉及组分含量的测定

燕麦中直链淀粉和支链淀粉含量的测定采用双波长比色法［10］，总淀粉含量为二者之和。

1.3.4 淀粉酶的提取及活性测定

燕麦淀粉酶的提取及其活性测定参照文献［11］进行。酶活力单位定义:在上述反应条件下，每克燕麦每分钟从1%的可溶性淀粉中释放出1 μmol麦芽糖的酶量定义为1个酶活力单位(U)。

2 结果与分析

2.1 燕麦发芽过程中还原糖和可溶性糖含量的变化

燕麦发芽过程中还原糖和可溶性糖含量的变化结果见图1。由图1可以看出，燕麦在浸泡期间还原糖和可溶性糖含量稍有降低，这可能是因为浸泡使得燕麦种子外层的部分可溶性糖溶于水中而损失;在发芽过程中二者含量均先上升后下降。发芽24 h，还原糖和可溶性糖含量急剧增加，在发芽48 h时还原糖和可溶性糖含量最高，分别为5.25 mg/g和8.94 mg/g，再延长发芽时间，还原糖和可溶性糖含量明显下降。还原糖和可溶性糖含量的增加可能与淀粉酶的活化和合成增加有关;发芽后期二者含量的迅速降低与种子萌发过程中，呼吸作用增强为种子萌发合成新物质及提供能量有关。

图1 燕麦发芽过程中还原糖和可溶性糖含量的变化

2.2 燕麦发芽过程中淀粉含量的变化

燕麦发芽过程中淀粉含量的变化结果见图2。由图2可以看出，与原粮相比，燕麦在发芽过程中淀粉含量逐渐降低，发芽72 h淀粉含量降低17.31%。燕麦中直链淀粉和支链淀粉的质量分数分别是26.3%和36.1%，发芽过程中直链淀粉和支链淀粉的变化趋势与淀粉含量变化一致，均随着发芽的进行而下降，发芽72 h二者质量分数分别降低了25.86%和11.08%。直链淀粉和支链淀粉含量及比例对淀粉的糊化、老化等理化特性有很大的影响，不但直接影响食品的质地和色泽，而且影响食品的加工。淀粉是燕麦的主要成分，发芽后，燕麦中淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量均发生一定程度的变化。因此，可以通过适当的发芽改变燕麦中直链和支链淀粉的含量及比例，从而改善其加工适性及食品品质。

图2 燕麦发芽过程中淀粉含量的变化

2.3 燕麦发芽过程中淀粉酶活性的变化

燕麦发芽过程中淀粉酶活性的变化结果见图3。由图3可以看出，燕麦中的α－淀粉酶、β－淀粉酶和总淀粉酶活力在浸泡阶段没有明显的变化。当种子完全吸水膨胀后，萌发开始，淀粉酶活力随着萌发时间的延长而快速增加，α－淀粉酶活力在48 h时达到最大值，为8.4 U，之后活力下降;β－淀粉酶和总淀粉酶活力均在60 h时达到最大值，分别28.7和22.4 U，之后迅速下降。α－淀粉酶的活力与β－淀粉酶的活力有明显的差别，尤其在干种子和浸泡阶段，α－淀粉酶的活力很低甚至没有，这是因为α－淀粉酶是在种子萌发过程中诱导产生的，而β－淀粉酶是在种子发育过程中合成的，以储存蛋白的形式存在于成熟种子中，因此即使在干种子内β－淀粉酶也存在一定的活力［12］。

图3 燕麦发芽过程中淀粉酶活力的变化

2.4 燕麦发芽过程中糖、淀粉含量与淀粉酶活性变化的相关性分析

在整个发芽过程中，燕麦的淀粉酶活性与还原糖含量、可溶性糖含量的变化趋势一致，与淀粉含量的变化总趋势上相反。相关性分析结果表明(表1)，燕麦发芽期间还原糖和可溶性糖含量分别与α－淀粉酶、β－淀粉酶及总淀粉酶活力呈显著正相关，而直链淀粉、支链淀粉及总淀粉含量均与淀粉酶活力呈显著负相关。燕麦发芽时，内源淀粉酶被活化或合成，促使淀粉分解，使得与呼吸有关的可溶性糖和还原糖等含量增加［13－14］。因此，发芽过程中燕麦淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量下降，还原糖和可溶性糖含量增加，但发芽后期还原糖和可溶性糖含量的下降可能是因为旺盛的呼吸作用使还原糖消耗较多。

表1 燕麦发芽过程中淀粉和糖含量与淀粉酶活性的相关性分析

3 结论

燕麦发芽过程中淀粉、直链淀粉及支链淀粉含量逐渐降低，还原糖和可溶性糖含量先增加后降低，发芽48 h含量达到最大值;淀粉酶活力随着萌发时间的延长而快速增加，达到最大值后迅速下降。其中α－淀粉酶活力在发芽48 h时达到最大值，β－淀粉酶和总淀粉酶活力均在发芽60 h时达到最大值。另外，发芽过程中燕麦直链淀粉和支链淀粉的比例发生了一定程度的变化。

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Dynamic Changes in Starch and Relevant Enzyme Activity in Oat Groats during Germination

Xu Jianguo1Hao Yanfang1Yan Huajuan1Tian Chengrui2Jie Linxia1
(Departerment of Food Science and Engineering，Shanxi Normal University1，Linfen 041004)(College of Food Engineering and Nutritional Science，Shanxi Normal University2，Xi'an 710062)

In this paper，the changes of the content of starch and relevant enzyme activity in oat groats were in-vestigated during germination.Results revealed that the content of reduced，soluble sugar and the activity of α － amylase，β －amylase and total amylase from oat groats increased at first and then decreased rapidly during germination.The content of amylose，amylopectin，total starch from oat groats decreased with the processing of the germination and decreased by 25.86%，11.08%and 17.31%after germinated for 72 hours respectively.During germination，the content of reduced and soluble sugar were highly correlated to the activity of α －amylase，β －amylase and total amylase，however，the content of amylose，amylopectin and total starch were negatively correlated to the activity of amylase.

oat，germination，starch，amylase

Q946

A

1003－0174(2012)04－0025－04

时间:2012－03－22 13:49

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2864.TS.20120322.1349.002.html

山西省高校科技开发项目(2010112)

2011－07－06

徐建国，男，1971年出生，副教授，食品科学