发芽对燕麦物理化学特性及化学组成的影响

于晓妮，李素芬，刘建福

（天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津300134）

发芽对燕麦物理化学特性及化学组成的影响

于晓妮，李素芬，刘建福*

（天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津300134）

研究了燕麦全麦发芽前后物理化学特性以及化学组成的变化。结果表明：燕麦全粉的乳化性从发芽前的3.32m2/g增加到发芽后的5.6m2/g；燕麦全粉的吸水性指数和水溶性指数分别由发芽前的4.38%、7.63%增加到发芽后的5.92%、58.19%。同未发芽燕麦全粉相比，发芽燕麦全粉的色度L值和a值显著减少（p＜0.01），b显著增加（p＜0.01）。发芽燕麦全粉的最适合糖化温度为50℃，糖化4h产生还原糖5.4mg/g，而未发芽燕麦全粉的最适合糖化温度为45℃，糖化6h产生还原糖1.49mg/g。燕麦总酚含量从发芽前的0.058mg/mL增加到发芽后的0.105mg/mL。

燕麦，发芽燕麦，物理化学特性，化学组成

燕麦营养丰富，蛋白质含量约15%，油脂6.7%，碳水化合物61.6%，膳食纤维5.3%［1］。此外，燕麦还有丰富的维生素和磷、铁等营养物质。燕麦中的可溶性膳食纤维（β-葡聚糖）和抗氧化性酚类化合物含量显著高于其他谷物［2］，燕麦β-葡聚糖具有降低血液胆固醇，调节血糖水平等生理功能［3］。燕麦脂肪富含亚油酸等不饱和脂肪酸，其具有降低血液胆固醇、预防心脏病等生理作用。

前人关于燕麦发芽过程中蛋白质、脂肪、碳水化合物、多酚等变化进行了大量研究。研究表明：燕麦发芽过程中蛋白酶、淀粉酶等酶大量合成，发芽燕麦的酚类物质含量显著增加，因而燕麦的抗氧化活性，降血糖、降血脂及清除自由基的功能显著提高［4-5］。发芽燕麦蛋白质体外消化率增加，更易于被人体吸收［6］，发芽燕麦在啤酒、酸奶、燕麦茶等行业应用潜力巨大［7-8］。关于燕麦全麦发芽前后燕麦粉的物理化学特性变化尚未见报道。

本文研究了燕麦发芽前后燕麦全粉的乳化性、吸水性及水溶性指数，糖化过程中产生的还原糖含量，色泽、以及总酚含量的变化，为发芽燕麦全粉在食品中的应用提供技术基础。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

燕麦、大豆色拉油市售；3，5-二硝基水杨酸、氢氧化钠、SDS（十二烷基硫酸钠）、乙醇、碳酸钠、Folin-Phenol（福林酚）分析纯。

高速中药粉碎机江苏省兰溪市佛达能电器有限公司；EMS-9A型加热磁力搅拌器天津市欧诺仪器仪表有限公司；3-18K型离心机德国SIGMA公司；LRH-150型生化培养箱上海一恒科技有限公司；FA 2004型分析天平上海舜宇恒平科学仪器有限公司；7230G型可见分光光度计上海精密科学仪器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱天津市中环实验电炉有限公司；JC-SY型数显恒温水浴锅上海成顺仪器仪表有限公司；UltraScan PRO测色仪美国HunterLab。

1.2实验方法

1.2.1燕麦的发芽选取新鲜燕麦，去除杂质，加入自来水，水面高出燕麦5cm为宜，置于19℃生化培养箱中浸泡4h，控干水分4h，如此反复2d，然后每隔3h换一次水，连续发芽5d。将发芽的燕麦在45℃干燥箱中干燥48h，然后粉碎过80目筛，备用。

1.2.2乳化活性（EAI）测定分别称取未发芽燕麦与发芽燕麦全粉0.5、1、1.5、2、2.5g，添加20m L蒸馏水，加入4m L大豆色拉油，磁力搅拌10m in后，3800r/m in离心5m in，取样1m L，用0.1%SDS（十二烷基硫酸钠）溶液稀释，混匀后在500nm处测定吸光值，以SDS溶液作为空白［9］。

乳化活性按下式计算：

式中：c为样品浓度（g/L）；Φ为乳化液中油相的比例（0.25）；L为比色皿的光径（1cm）；N为稀释倍数；A0为时间0时的吸光度。

1.2.3燕麦发芽前后还原糖含量的测定分别称取未发芽燕麦和发芽燕麦全粉2g，添加20m L蒸馏水，磁力搅拌10min后，分别在30、40、45、50、55℃下保温4h，滤纸过滤，取滤液1m L，用DNS法测定样品还原糖含量［10］。同样的方法，在50℃下保温，每隔2h取样，用DNS法测定样品还原糖含量［10］。

1.2.4吸水性指数（WAI）和水溶性指数（WSI）的测定

称取2.5g未发芽燕麦和发芽燕麦全粉于离心管中，添加30m L蒸馏水，搅拌，在30℃下水浴30m in，随后冷却到室温，3800r/m in离心20m in，将上清液倒入恒重的蒸发皿中，105℃烘干至恒重，计算溶出物、沉淀物质量［11］。

式中：WAI为吸水性指数；WSI为水溶性指数（%）；m1为蒸发皿溶出物质量（g）；m2为离心管沉淀物质量（g）。

1.2.5色泽测定未发芽燕麦与发芽燕麦全粉经过3次粉碎，过100目筛，分别称取5g置于比色皿中，采用UltraScan PRO测色仪来进行颜色的测定。用标准白色板（Ls=91.73，as=-12.27，bs=4.05）校准。L为明度变量，值越大，燕麦粉光泽度越好；a为红绿变量，为正值时，值越大越红，为负值时，值越大越绿；b为黄蓝变量，为正值时，值越大越黄，为负值时，值越大越蓝。

式中：L为亮度值；a为红绿值；b为黄蓝值。

1.2.6总酚的测定

1.2.6.1没食子酸标准曲线的绘制标准溶液：准确称量0.01g没食子酸标准品于10m L试管中，用70%乙醇定容，则该标准溶液浓度为1000μg/m L。

标准曲线绘制：取0.025、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3m L标准溶液于10m L试管中，用70%乙醇定容至5m L，分别配制成5、10、20、30、40、50、60μg/m L的标准溶液。取各浓度溶液0.6m L，加入3m L Folin试剂（稀释5倍），摇匀，静置，加入3m L 7%碳酸钠溶液，摇匀，室温下避光反应2h，以70%乙醇做空白对照，在765nm下测其吸光度。以没食子酸浓度为横坐标，吸光值为纵坐标做标准曲线。

1.2.6.2总酚含量的测定分别称取未发芽燕麦和发芽燕麦全粉1g，添加10m L蒸馏水，磁力搅拌10min，滤纸过滤取清液1m L，用70%乙醇定容至5m L。取上述溶液0.6m L于试管中，加入3m L Folin试剂（稀释5倍），摇匀，静置，加入3m L 7%碳酸钠溶液，摇匀，室温下避光反应2h，以70%乙醇做空白对照，在765nm下测其吸光度。代入标准曲线方程中，计算总酚含量［12］。

1.2.7数据分析依据上述公式进行计算，用origin软件处理，并采用统计学软件SPSS进行分析、处理实验数据，采用组间单因素方差分析，当p＜0.01时，认为在统计学上有显著差异。

2　结果与讨论

2.1发芽对燕麦全粉的乳化特性的影响

由图1可知，发芽燕麦的乳化性明显大于未发芽燕麦（p＜0.01），发芽燕麦乳化性最高为5.6m2/g，而未发芽燕麦乳化性最高为3.32m2/g。这可能是由于燕麦发芽过程中产生蛋白酶催化燕麦中蛋白质水解，从而导致蛋白质的组成发生变化。

图1　燕麦添加量对乳化性的影响Fig.1　Effectof emulsification on oataddition amount

2.2糖化温度、时间对还原糖量的影响

经过发芽、干燥、粉碎得到的发芽燕麦全粉加水保温过程中，燕麦中的淀粉酶催化淀粉水解生成葡萄糖、麦芽糖等还原糖类物质，此过程称为糖化。图2表明了糖化温度对发芽燕麦产生的还原糖含量的影响。由图2可知，发芽燕麦糖化过程产生的还原糖含量显著高于未经发芽处理的燕麦（p＜0.01）。随着糖化温度的升高，发芽燕麦产生的还原糖含量增加，50℃时发芽燕麦产生的还原糖含量达到最大5.28mg/g，之后随着温度的升高逐渐下降。与未发芽的燕麦相比，燕麦发芽过程中产生淀粉酶等水解酶，因而糖化过程中参与淀粉水解的酶量大，致使产生的还原糖含量增加。酶的催化活力与温度有关，45℃时未发芽燕麦产生的还原糖含量最高，50℃时发芽燕麦产生的还原糖含量最高，可能是由于发芽燕麦中的淀粉酶的最适合作用温度为50℃。

图2　温度对燕麦还原糖含量的影响Fig.2　Effect of oat reducing sugar contenton temperature

图3表明了糖化时间对发芽燕麦产生的还原糖含量的影响。由图3可知，发芽燕麦产生的还原糖含量显著高于未发芽燕麦（p＜0.01），两者产生的还原糖含量均随糖化时间的增加而增加，发芽燕麦糖化时间4h时还原糖含量达到最高5.4mg/g，而未发芽燕麦在糖化时间6h时还原糖含量达到最高1.49mg/g。发芽燕麦产生的还原糖峰值早于未发芽的燕麦的原因是发芽燕麦中淀粉酶的含量高于未发芽燕麦。

图3　时间对燕麦还原糖含量的影响Fig.3　Effectof oat reducing sugar contenton time

2.3发芽燕麦吸水特性的变化

由表1可知，发芽燕麦的吸水性指数（WAI）高于未发芽燕麦，表明发芽燕麦粉的吸水特性优于未发芽燕麦。发芽燕麦的水溶性指数（WSI）约是未发芽燕麦的7.5倍，表明发芽过程中内源酶被激活，大分子物质水解，发芽燕麦中可溶解性物质增加。

表1　未发芽燕麦、发芽燕麦的吸水特性Table 1　Thewater absorption characteristics of not sprout oat and germinated oat

2.4发芽对燕麦全粉色泽的影响

表2为燕麦发芽前后的燕麦全粉的色度值。由表2可知，发芽燕麦全粉的L值低于未发芽的燕麦全粉，表明发芽燕麦全粉的亮度值较低。发芽燕麦的b值大于未发芽的燕麦，表明发芽燕麦全粉的偏黄程度大于未发芽的燕麦。发芽燕麦的a值小于未发芽的燕麦，表明发芽燕麦全粉的偏红程度小于未发芽的燕麦。发芽燕麦全粉与未发芽燕麦全粉的色泽差异可能是由于燕麦发芽过程中产生糖类物质和氨基酸，两者发生美拉德反应所致。

表2　燕麦发芽前后的色度值Table 2　Chroma values of oatbefore and after germination

2.5发芽对燕麦总酚含量变化的影响

没食子酸标准曲线见图4。燕麦在发芽过程中，总酚含量显著增加（p＜0.01），未发芽燕麦总酚含量为0.058mg/m L，发芽燕麦总酚含量为0.105mg/m L（表3）。燕麦总酚主要包括酚酸、燕麦蒽酰胺以及少量的黄酮类化合物。燕麦发芽后，燕麦蒽酰胺合成酶的活性提高，蒽酰胺类物质大量生成［13］。因此，发芽燕麦总酚含量明显上升。

图4　没食子酸标准曲线Fig.4　Standard curve of gallic acid

表3　燕麦发芽前后总酚含量的变化Table 3　The change of total phenol contents in oats before and after germination

3　结论

发芽燕麦全粉的乳化性显著高于未发芽燕麦（p＜0.01），发芽燕麦的吸水性指数、水溶性指数显著高于未发芽燕麦（p＜0.01），其中发芽燕麦的水溶性指数约为未发芽燕麦的7.5倍，燕麦发芽前后的色泽差异明显，发芽燕麦全粉在最适合温度下产生还原糖的量显著高于未发芽的燕麦（p＜0.01），发芽燕麦全粉的总酚含量约为未发芽燕麦的2倍。

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Effect of germ ination on physicochem ical properties and chem ical com positions of oats

YU Xiao-ni，LISu-fen，LIU Jian-fu*
（School of Biotechnology&Food Science，Tianjin University of Commerce，Tianjin 300134，China）

The changes of physicochem ical p roperties and chem ical compositions in oats before and after germ ination the study were investigated.The results showed that the emulsification of oat whole powder increased from 3.32m2/g before germ ination to after sp rout 5.6m2/g.The water absorp tion index and water solub le index of oat whole powder increased from 4.38%，7.63%before germ ination to 5.92%，58.19%after sp rout，respectively.Compared w ith not sp rout oat whole flour，the L value and a value of germ inated oats decreased significantly；meanwhile，its b value inc reased d istinctly.The suitab le saccharification tem perature of germ inated oat whole powder was 50℃，p roducing reducing sugar 5.4mg/g for 4h；while the most suitab le saccharification tem perature of not sp rout oatwhole powder was 45℃，p roducing reducing sugar 1.49mg/g for 6h.The phenolic compound inc reased from 0.058mg/m L to 0.105mg/m L during germ ination.

oat；germ inated oat；physicochem icalp roperty；chem ical com position

TS202

A

1002-0306（2015）06-0135-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.06.022

2014-08-01

于晓妮（1989-），女，硕士研究生，研究方向：发酵工程。

刘建福（1967-），男，博士，教授，研究方向：食品科学。

“十二五”国家科技支撑计划课题（2012BAD34B05）。