毕业论文-发芽糙米生理生化指标及Mixolab糊化特性研究.doc

目 录本科生毕业论文（设计） 中文题目 发芽糙米生理生化指标及Mixolab糊化特性研究 英文题目 Physiological and biochemical indexs and Mixolab gelatinzation characteristics reasearch 学生姓名 班级 450904班 学号 学 院 生物与农业工程学院 专 业 食品科学与工程专业 指导教师 职称 教授 33目 录摘 要I第1章 绪 论41.1引言41.2 糙米及发芽糙米生理功能41.2.1 糙米与发芽糙米41.2.2发芽糙米的主要生理功能51.3糙米发芽前后的生化及理化变化61.3.1干基物质61.3.2蛋白质和氨基酸71.3.3碳水化合物71.3.4脂质变化71.3.5其他物质81.4 糙米及发芽糙米淀粉糊化特性及研究现状81.4.1淀粉糊化特性研究现状81.4.2Mixolab淀粉糊化特性研究现状91.4.2.1实验设备及原理简介91.5研究内容10第2章 糙米发芽前后的生化变化研究112.1 实验材料与方法112.1.1实验材料及前处理112.1.2实验主要仪器112.1.3实验主要试剂122.1.4实验方法132.2数据与分析142.3结果分析与讨论142.4本章小结15第3章 糙米发芽前后蛋白质含量和淀粉破损率的变化163.1蛋白质含量测定163.1.1实验材料及制备163.1.2实验方法163.2破损淀粉的测定173.2.1实验材料173.2.2实验试剂173.2.3实验方法173.3 结果分析与讨论183.4本章小结19第4章 糙米发芽前后Mixolab淀粉糊化特性的变化204.1实验方案204.2实验方法224.3结果分析与讨论224.3本章小结24第五章 结论与展望255.1结论255.2展望26致 谢27参考文献28摘 要摘 要糙米是稻谷除去颖果皮后得到的一种全谷粒大米，由米糠层、胚芽和胚乳组成，由于口感粗糙、蒸煮费时，人们多食用精白米，精白米是糙米碾制去除米糠层、胚芽就得到的，其生理活性和营养价值远低于糙米。糙米在一定温度、湿度发芽，即得到发芽糙米。在发芽的过程中，糙米内部会产生一系列的生理生化变化，比如内源酶的活化、呼吸作用加强、贮藏性物质水解、抗营养性因素减少等，同时还会产生一些生理活性物质的积累，如-氨基丁酸（GABAr）、-阿魏酸、六磷酸肌醇、谷胱甘肽等，所以食用糙米，尤其是发芽糙米对人们健康是有益的。糙米发芽后还存在淀粉糊化特性的变化，这与其食用品质和加工特性密切相关。本研究以收获后在4下保存的“盐丰”、“常熟”、“武运粳”、“团团糯”为原料，通过化学方法测定了游离氨基酸、总糖、还原糖、果胶酸，利用全自动氮元素分析仪测定了氮含量，利用SDmatic损伤淀粉测定仪测定了淀粉破损率，利用Mixolab测定了淀粉糊化特性，通过分析比较得出结论：同糙米相比，发芽糙米中游离氨基酸总量、水溶性总糖和还原糖含量以及果胶酸的含量都有显著增加，其中以游离氨基酸含量增加最多，还原糖次之；“盐丰”和“常熟”淀粉破损率增大，“武运粳”和“团团糯”减小，但变化量都不大，总体来说发芽与否对糙米淀粉颗粒的破损率影响不大；快速分析仪的测定结果显示“盐丰”和“常熟”蛋白质含量有所减小，“团团糯”和“武运粳“增加，但总体来说含量变化不大；通过对Mixolab淀粉糊化实验得出的数据和图的分析，认为糙米具有强烈的淀粉晶体结构，而发芽糙米的蛋白质网络结构减弱，同时也破坏了淀粉的晶体结构。关键词：糙米 发芽糙米 成分变化 破损淀粉 Mixolab糊化特性ABSTRACTKey words： 第1章绪论第1章 绪 论1.1引言1.1.1概述稻谷（Rough rice）在植物学上属禾本科稻属普通栽培稻亚属中的普通稻亚种，是我国主要粮食作物致以，产区遍及全国各地。我国是稻谷栽培始于5000多年前，是世界上稻谷栽种历史最悠久的国家，是世界栽培稻起源地之一。稻谷不仅是世界上种植面积和产量排名第二的重要粮食作物，还是全球一半以上人口的主食，是世界人民最主要的粮食品种汪玉海.大米加工现状与趋势J.农产品加工,2008,(6):18-22.。稻谷是我国的第一大粮食作物，全国有2/3以上的人以食用大米为主，我国是世界上最大的稻谷生产和消费国，稻谷制品的消费市场具有巨大的开发潜力贾良,丁雪云,王平荣,邓晓建.稻米淀粉RVA 谱特征及其与理化品质性状相关性的研究J.作物学报,2008,34(5):790-794.。大米是我们的传统粮食,其营养价值在膳食中有很重要的作用。按照加工精度，大米可以分为精白米、标一米、标二米、标三米和糙米，由于糙米表面粗糙、口感差，所以长期以来,精大米的消费一直占据主导地位, 但大米经过精加工后，损失了较大的营养物质。大米含天然全营养素,被认为是天然保健食品的一种重要原料，如何充分利用此资源, 成为人们关注的课题。近年来国内外十分重视功能食品的开发,合理调整饮食结构, 如日本、欧美等国家十分重视大米营养成分和活性物质保持技术的研究 熊名兰.发芽糙米和其他功能性大米加工的发展现状J.粮食与饲料工业, 2006, 6: 6-8.。糙米没有经过精细加工，营养丰富，利于健康，所以营养专家大力提倡食用新鲜的糙米。1.1.2研究的目的和意义发芽糙米的出现增加了米制品的品种，提高了稻米的营养价值和商业价值，同时，发芽糙米作为人们的主食能够很好地改善人类的健康。发芽糙米及相关产品在未来主食和保健食品领域将会有一定的地位，本实验研究分析了糙米发芽后主要生化成分以及淀粉糊化特性的变化，其中淀粉的糊化特性研究是利用Mixolab仪器完成的，国内对发芽糙米淀粉糊化特性的研究还比较少，利用Mixolab研究发芽糙米淀粉糊化特性填补了国内空白，对发芽糙米制品的工业生产具有指导意义。1.2 糙米及发芽糙米生理功能1.2.1 糙米与发芽糙米糙米是稻谷除去颖果皮后得到的一种全谷粒大米，由米糠层、胚芽和胚乳组成，其中胚乳占92%左右，胚芽占3%左右，米糠层占5%左右孙强,李鹏志,李朝峰.功能稻米的营养及保健功效J. 农业科技通讯, 2009,(5).。精白米是糙米碾制去除米糠层、胚芽就得到的，但其生理活性和营养价值远低于糙米,例如整粒稻米蛋白质生理价值为72.7，而精白米的蛋白质生理价值降为66.2。在保健品开发甚嚣尘上的今天, 与其开发有限的功能食品, 不如直接食用全谷粒。营养专家建议我们增加每日全谷粒的消费,发芽糙米为我们提供了一种消费方式。日本等国家现在提倡回归自然糙米, 一系列有别于原始糙米吃法的新口味糙米食品正在迅速研制和开发王文高.发芽糙米A.中国粮油学会第二届年会论文选集(综合卷)C. 2002年.。Lorenz分析了谷物发芽产品的营养价值, 发现发芽谷物比原物料具有更高的营养价值Lorenz , K CRC critical reviews in food science and nutrion l3,353-384.。糙米含有胚芽，是完整的、有生命活力的种子。在一定温度、湿度下对糙米进行培养，待发芽到一定程度时将其干燥，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。糙米在适宜的条件下发芽后，内部会经历一系列的生理生化变化和物质的转变，例如淀粉会向还原糖转变，使得米饭口感更好，营养成分富化且更易被人体吸收吴素玲,孙晓明.糙米发芽条件的研究.J.中国野生植物资源,2005,24(5):59-62.。 1.2.2发芽糙米的主要生理功能发芽糙米的其实质是糙米活性化。在发芽的过程中，糙米内部会产生一系列的生理生化变化，比如内源酶的活化、呼吸作用加强、贮藏性物质水解、抗营养性因素减少等，同时还会产生一些生理活性物质的积累，如-氨基丁酸（GABAr）、-阿魏酸、六磷酸肌醇、谷胱甘肽等，因此发芽糙米及其制品的营养价值远远高于糙米和精白米。冈田忠司冈田忠司. Physiological function of rice germ enriched with GABAJ.食品与开发（日）,2001,36(6):7-8.指出，发芽可以改变糙米的化学成分，发芽糙米的必需氨基酸、生理活性物质与糙米相比，种类更多，含量更高。之所以提倡食用糙米也正是由于糙米所具有的这些活性成分。我国在发芽糙米方面的研究起步较晚，近几年，对发芽糙米及相关制品的研究给予了高度重视， 无论是技术还是产业化都有了可喜的发展。据报道糙米发芽 3 d 后，可溶性糖增加3 倍，可溶性蛋白增加 13.8%，谷胱甘肽由3.64 mg/ 100 g 提高到 9. 48 mg/ 100 g，-氨基丁酸是糙米的3 倍、大米的 10 倍，六磷酸肌醇是大米的4 倍，膳食纤维比糙米多 0%15 %，比大米多2.7 倍。GABA是一种存在于人脑中的氨基酸，在人脑能量代谢过程中起着重要作用，是神经系统中重要的抑制性传达物质，具有激活脑内葡萄糖代谢, 促进乙酞胆碱合成, 降血氨, 抗惊厥, 降血压,恢脑细胞等功能8。除GABA外，还含有其他营养物质，对人体有很大的益处，如发芽糙米含有丰富的抗脂质氧化的物质，如阿魏酸、植酸、谷维素、三烯生育酚等，这些抗氧化成分能在体内有效捕捉活性氧，清除其毒性，并能促进皮肤的新陈代谢，预防和减轻老人斑的出现，防止皮肤衰老、抗血管硬化；六磷酸肌醇能抑制人体内过氧化脂质的生成，能预防和治疗多种疾病。谷胱甘肽为活性三肽，可促进铁的吸收，防止溶血症，能结合人体内重金属离子和致癌物质等并排出体外，能消除疲劳，抗艾滋病，保护并恢复人体内酶活性5；发芽糙米还富含的食物纤维具有很强的排毒效果，能改善消化道有益菌群的环境，改善便秘有效；且发芽糙米中含有丰富的镁、钾、钙、锌、铁等元素以及对维持人体正常的糖代谢，增强免疫力所不可缺少的维生素徐莉珍,李远志,常虹.发芽糙米的结构与生理功能A.2007中国中部地区农产品加工产学研研讨会论文集C.2007年.。长期食用发芽糙米，对人体机能和代谢的平衡、疏导、调节十分有益。1.3糙米发芽前后的生化及理化变化糙米含有胚芽，是完整的、有生命活力的种子。在一定温度、湿度下对糙米进行培养，待发芽到一定程度时将其干燥，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。发芽糙米的其实质是糙米活性化。糙米发芽实际上是酶促反应的启动过程，发芽时，各种酶的活性大大提高, 由结合态变成游离态，起到酶解的作用，从而引起了各项理化指标的改变。糙米发芽后，其成分主要会发生以下三种变化： 一些化学成分被酶降解; 生成新组织, 化学成分发生转移; 利用酶降解的成分合成新物质杨慧萍,李常钰,唐培安等.发芽对糙米理化特性的影响J.粮食与饲料工业,2012,(5):1-6.,王文高.发芽糙米A.中国粮油学会第二届年会论文选集(综合卷) C.2002年.。发芽糙米及其制品的实用性接近白米，但营养成分却远超过白米，是新一代“医食同源”的主食产品李常钰.发芽糙米工艺优化及理化特性研究D.南京:南京财经大学,2011年.。1.3.1干基物质糙米发芽过程中需要吸收大量水分，原物料的含水量会增加, 使各种营养成分发生变化, 产生了一些功能因子, 当然也损失了一部分干基。发芽过程中，除了酶活性增强，呼吸作用也加强，促使物质的水解作用加强，营养物质消耗，造成干物质的损失。由于发芽的过程中物质的化学变化和成分的损失, 使干物质的质量下降。胚乳中的淀粉和蛋白质以及其他营养物质会在酶的作用下分解为小分子物质，为种子的萌发提供营养，所以胚乳部分重量下降最多, 胚芽部分的干基重量有所增加。有报道称发芽的大米会有约20 % 一25 % 的干基重量损失 , 并且发芽的温度越高, 其损失量就会越大11。1.3.2蛋白质和氨基酸发芽的过程是蛋白质降解与合成并存的过程, 大部分的研究表明发芽过程使蛋白的百分含量略有升高, 并且随着发芽时间的增加而稳步增加Dalby , A. and Tsai, C.Y. Cereal Chem.1976:53,222.，但是这样的增加很大程度上是由于干物质的损失引起的。可溶性蛋白的含量随着发芽的进行, 先是增加，然后逐渐减少, 增加的可溶性蛋白来自于酶降解的谷蛋白和新合成的可溶性蛋白。由于酶的降解作用, 球蛋白和谷蛋白含量下降, 醇溶蛋白含量基本维持不变, 另外非蛋白氮的含量升高11。有研究发现，在谷物发芽过程中，蛋白质的实际含量是下降的，而氨基酸的含量略有增加，这源于蛋白质的降解Dalby A, Tsai G Y. Protein in rice as influenced by variety andfertilizer level. Cereal Chem, 1976, 43: 33- 35.。1.3.3碳水化合物糙米发芽过程中，内源淀粉酶被激活和释放，从结合态转化为游离态。淀粉在淀粉酶的作用下逐步分解为葡萄糖等小分子糖类，为幼芽和幼根生长提供能量，同时引起直链淀粉和支链淀粉含量下降。随着淀粉酶活力的升高，淀粉含量逐渐减少，还原糖含量迅速升高刘丽萍,李雨露.糙米发芽前后营养成分的变化及功能特性J.粮油加工,2008(11) : 8183.。淀粉酶被激活要早于蛋白酶，发芽时干基的损失主要是碳水化合物的损失。降解产物中最主要的还原糖是葡萄糖，最主要的非还原糖是蔗糖, 但没有葡萄糖浓度高。韩永斌韩永斌,李冰冰,刘桂玲.发芽糙米淀粉糊化特性变化研究J.中国粮油学报,2008,23(6):1-4等研究了糙米发芽前后主要成分的变化，发现糙米经发芽后，淀粉含量下降了5.91%，直链淀粉含量下降了7.80%，还原糖含量上升了0.79%。1.3.4脂质变化稻米中的脂肪含量少于淀粉、蛋白质等成分，但最容易发生变化，被脂酶分解为甘油和游离脂肪酸，从而使稻米游离脂肪酸增加夏吉庆,郑先哲,刘成海.储藏方式对稻米黏度和脂肪酸含量的影响J.农业工程学报,2008,24(11):260-263.。脂酶存在于糊粉层中,被激活时间早于a一淀粉酶。发芽过程使脂质含量略有增加,有人认为增加量来自于淀粉的降解和转移而形成的脂质11。1.3.5其他物质除上述介绍的物质变化以外，糙米中的其他物质如粗纤维、矿物质、维生素、植酸等也会发生变化。糙米发芽后比发芽前其蒸煮品质得到很大改善，这与发芽过程中半纤维素酶以及纤维素酶的酶解作用使皮层变软，但粗纤维的含量并没有明显的改变。同蛋白质一样，矿物质的含量也有所增加，但这也被认为是由于干基质量减少所造成的。除叶酸外，各族维生素的含量都有所增加，或基本保持不变11。发芽过程中植酸会被水解，含量下降一半以上Shigeshi KikUnaga , Yoshinobu Katoh and Masayuki Takahashi J. Sci Food Agric .1991: 56 , 335-343.，所以食用发芽后的糙米不必担心会摄入过量的植酸。1.4 糙米及发芽糙米淀粉糊化特性及研究现状发芽糙米的主要成分是淀粉, 糊化是淀粉固有的重要特性之一。国内外研究张小明,石春海,富田桂等.粳稻米淀粉特性与食味间的相关性分析 J . 中国水稻科学, 2002,16 (2):157- 161.- 熊善柏, 赵思明, 姚霓, 等. 稻米淀粉糊化进程研究 J .粮食与饲料工业, 2001, 5: 14- 16 Ross A S. Physiochemical properties of Australian flours influencingthe texture of yellow alkaline noodles J . Cereal chem,1997, 74: 182- 187.吴卫国,张喻,肖海秋等.原料大米特性与米粉产品品质关系的研究J.粮食与饲料工业,2005,(9):21-24.表明, 淀粉的糊化特性与稻米等粮食的食用品质、加工特性直接相关。在米饭蒸煮过程中, 淀粉糊化是影响米饭质构重要因素，蒸煮时如果淀粉未达到糊化, 大米就会因太硬而不宜食用。大米淀粉糊化所需要热能对于米制品行业来说至关重要, 选择合适的热能、蒸煮时间, 温度, 可减少整个蒸煮加工经济损失。因此, 对于蒸煮应用来说,研究大米淀粉糊化特性尤为重要郭晓娜,朱永义.发芽糙米糊化特性研究J.粮食与油脂,2004,(2):10 -12.1.4.1淀粉糊化特性研究现状国内外许多学者对淀粉的糊化特性做了大量工作来了解淀粉的糊化特性, 其中包括, 用粘度仪研究淀粉糊的流变学特性池晓菲,吴殿星,楼向阳等.五种禾谷类作物淀粉糊化特性的比较研究J.作物学报,2003,(29):300-304.，贾良,丁雪云,王平荣等.稻米淀粉RVA 谱特征及其与理化品质性状相关性的研究J.作物学报,2008,34(5):790-794., 用差试量热扫描仪（DSC）研究淀粉的热特性24，李建林,朱永义.黑米糊化特性的研究J.中国粮油学报,2001,16(3): 22-25.，谭 薇,李珂,卢晓黎.大米糊化特性及回生机理研究J.食品科学,2008, (29)167-171. , 利用X- 衍射研究淀粉糊化过程中晶体的熔解特性，用核磁共振研究糊化过程物系中水分的流动特性, 用膨胀能等描述淀粉糊化过程的润胀特性等20。通过对淀粉的糊化特性的了解, 确定淀粉质食品的加工参数。郑艺梅郑艺梅,刘杰,华平.发芽对糙米淀粉理化特J食品与发酵工业, 2006, 32(10):47-50.等研究了发芽过程中糙米淀粉糊特性的变化, 而有关糙米在发芽前后糊化特性变化的研究较少16 杨慧萍杨慧萍, 李常钰,王超超等.发芽糙米淀粉理化特性研究J.中国粮油学报,2012,27(4):38-43.等研究表明，发芽糙米淀粉谷值黏度较低，崩解值、最终黏度、回升值略高于糙米淀粉。这与糙米发芽后其内源淀粉酶活力提高、糙米淀粉发生降解、淀粉结构变得疏松有关。1.4.2Mixolab淀粉糊化特性研究现状1.4.2.1实验设备及原理简介用法国肖邦公司提供的Mixolab混合试验仪进行实验，混合实验仪是在面团加水混合形成面团、面团加热糊化以及冷去回生过程中实时记录面团流变学特性变化的仪器，模拟面粉制作成食品过程中面团的特性变化郑家丰,刑春生.新型小麦粉和谷物流变学检测仪J.粮食食品科技, 2008,16(5):60-63. 。检测两个搅拌刀间的面团揉混过程中的扭矩变化。一旦面团揉混成型，仪器开始检测面团。在过度搅拌和温度变化双重制约因素下的流变特性变化，在实验过程的升温阶段所获得的面团流变特性，更加接近食品在烘焙及蒸煮工艺术上的特性。该仪器测定的面团淀粉糊化特性包括：恒温下面团形成时间，测定面粉吸水率， 测定面团在揉混过程中的稳定时间。 蛋白质弱化： 依赖于蛋白质的特性。 淀粉糊化： 测定淀粉糊化或稠度最大值 。 酶活性(原有的或添加的)： 确定加热结束时的淀粉稠度。 面团冷却与淀粉凝胶化：预测货架期，确保成品新鲜松软。Mixolab混合实验仪通过模拟工艺条件提供样品的综合信息和特性，与RVA和Brabender不同之处在于，后者测定的是淀粉和水混合悬浊液的糊化特性，而Mixolab是测定面团的特性，更接近烘焙生产工业中的原料状态。1.4.2.2研究现状国外已有利用Mixolab评价面团蛋白质特性的研究 Bonet A，Blaszczak wRosell C MFormation of homopolymers and hetero- polymers between wheat flour and several protein sources by transgluta- minasecat- alyzed cross-linkingJ.Cereal Chem.2006.83:655.- Colllar CBollain CRosell C MRheological behaviour of formulated bread doughs during nfLvfmg and heatingJ.Food SciTechnol Intl,2007.13:99. MARCO C,ROSELL C M Breadmaking performance of protein enriched gluten-free brea- dsJ.Eur Food Res Technol,2008,227:1205- 1213.，Rosel等人 ROSELL C M,COLLAR C,HAROS M.Assessment of hydrocolbid effect on the themomech- anical properties of wheat using the MixolabJ. Food Hydroco- lbids, 2007,21:452-462.采用Mixolab研究了不同亲水胶体对小麦粉面团热机械学特性的影响，在国内也有人利用Mixolab分析仪从事对谷物的相关，例如李俊辉李俊辉.Mixolab在稻米食味品质检测上的应用研究D.中国农业科学院,2009年.研究了Mixloab特征值与米饭食味之间的关系。王凤王凤,黄卫宁,刘若诗等.采用Mixolab和Rheomenter研究汗外源蛋白燕麦面团的热机械学和动态流变学特性J.食品科学,2009,30(13):147-152.等采用Mixolab研究了燕麦面团的动态流变学特性。通过利用仪器对面粉品质特性的研究，张艳张艳,王彦飞,陈新民等.Mixolab参数与粉质、拉伸参数及面包烘烤品质的关系J.作物学报,2009,35(9):1738-1743.等认为用Mixolab测定面团在恒温、升温和降温过程中的特性变化，不仅可以了解蛋白质特性和面包烘烤品质的关系，还可以明确淀粉品质对面包品质的影响，混合试验仪的测定结果是非常可靠的。国内利用Mixolab研究发芽糙米淀粉糊化特性的还比较少。我们采用该仪器分析了发芽糙米米粉面团的蛋白质网络信息和淀粉糊化特性。1.5研究内容由于发芽过程中的呼吸作用和酶解作用等，发芽后，糙米的化学成分不可避免的发生了变化，化学成分以及酶活力的改变也导致了糙米粉的糊化特性的改变。糙米的糊化特性对糙米食品的加工工艺参数和生产条件的确定有很大意义。在前人取得的成果的基础上，本研究的内容主要有以下几个方面：（1）糙米发芽前后主要生物化学成分的变化；（2）糙米发芽前后淀粉颗粒破损率的变化；（3）糙米发芽前后总氮含量的变化；（4）糙米发芽前后淀粉Mixolab糊化特性的研究。第2章糙米发芽前后的生化变化研究第2章 糙米发芽前后的生化变化研究近年来国内外十分重视功能食品的开发,合理调整饮食结构, 如日本、欧美等国家十分重视大米营养成分和活性物质的保持技术研究3。糙米是一种绿色健康的食品，除含有膳食纤维、抗性淀粉、微量矿物质和维生素外，还含有其它对疾病预防有利的成分。世界卫生组织(WHO )联合国粮农组织(FAO) 极力倡导摄食粗粮。2.1 实验材料与方法2.1.1实验材料及前处理稻谷品种“尖尖糯”于2010年10月在重庆收获。 “盐丰”、“武运粳”、“常熟” 2011年10-11月在国内稻谷主产区收获。所有样品4储藏。将稻谷用砻谷机经二次脱壳，并人工挑除不能被脱壳的籽粒和杂质，获得糙米。一部分糙米用碾米机磨粉，得到的即为未发芽的糙米粉，米粉粒径小于800m。另一部分糙米进行发芽。发芽工艺为：将脱壳干净，去除杂质的糙米放入垫有湿纱布的托盘中，纱布不要太湿，避免糙米霉变，每盘中放入的糙米量刚好铺满托盘底，再喷洒适量的无菌水，套上自封袋，并留有小口，为糙米发芽提供适当的空气，又不至于使水分过分散失，影响发芽；将托盘置于30的气候箱中培养发芽，每隔12h喷洒一次无菌水，以保持糙米的湿润；48h后，将发芽糙米放入60的烘箱内烘干；将烘好的糙米磨粉，米粉要求透过800m网筛；制好的发芽以及未发芽的米粉样品在-20的冰箱内保存。2.1.2实验主要仪器表2-1实验设备实验设备生产厂家/型号PRX-350A型智能人工气候箱宁波海署赛福实验仪器厂101-1A型电热鼓风干燥箱中国龙口市先科仪器公司TU-1810紫外可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司AL204-IC型万分之一天平METTLER TOLEDO仪器上海有限公司JLGJ4.5检验砻谷机浙江台州市粮仪厂SG3-30k冷冻离心机德国SIGMA公司JFSD-100-粉碎机上海嘉定粮油仪器有限公司LDS-1H电脑水分测定仪上海绿洲公司WH-866混合仪太仓华利达实验室设备公司2.1.3实验主要试剂所有试剂除特殊说明外均为分析纯，水为娃哈哈纯净水，洗涤用水为城市引用自来水。主要试剂即见下表：表2-2主要化学试剂Table 2-1 The main chemical reagents化学试剂级别生产厂家水合茚三酮分析纯北京化学试剂有限公司NaBH4分析纯北京化工95%乙醇分析纯北京化工无水乙酸钠分析纯北京化工冰乙酸色谱纯天津市光复精细化工研究所亮氨酸美国SIGMA公司生产苯酚分析纯天津光复精细化工研究所浓硫酸分析纯国药基团化学试剂有限公司NaB4O7分析纯北京益利精细化工m-hydroxydiphenyl美国SIGMA公司生产水杨酸分析纯天津光复精细化工研究所油酸美国SIGMA公司生产正己烷分析纯北京化工异辛烷分析纯天津市光复精细化工研究所吡啶分析纯西陇化工股份有限公司乙酸铜分析纯天津市福晨化学试剂厂氢氧化钠优级纯天津市光复科技有限公司葡萄糖分析纯北京化工半乳糖醛酸分析纯Scientific2.1.4实验方法样品提取液制备：取1.00g米粉，加入10ml正己烷，混匀，脱脂3h，在4，6000r/min条件下离心5min，倒出上层正己烷，留下底部米粉，将离心管于通风橱中吹一夜，直至干成粉末，倒于研钵中，加娃哈哈水研磨（加水冲洗，共10mL），收集于离心管中，于4，6000r/min离心5min，取上清液。1）水分含量测定：按照105恒重法（GB5497-85）；2）游离氨基酸测定：采用茚三酮比色法测定。取样液0.25mL，分别加入0.25mL纯净水，0.5mL醋酸缓冲液和0.5ml3%茚三酮，混匀，100水浴加热12min，冰浴冷却，然后加入5mL95%乙醇，摇匀，于570nm测吸光度，查标准曲线计算。重复3次。3）总糖测定：按照酚-硫酸法测定。取上述清液0.5mL，加入0.5mL5%苯酚溶液，混匀，然后加入3mL浓硫酸，冷却后，在490nm下测吸光度，查标准曲线计算总糖量。重复3次。4）还原糖测定：按照汪沛洪汪沛洪.基础生物化学实验指导M.西安:陕西科学技术出版社,1986: 6-7.主编的基础生物化学实验指导书中的3，5-二硝基水杨酸（DNS）比色法测定。在碱性条件下，还原糖与DNS共热，被还原为棕红色物质，还原糖则被氧化为糖酸及其他产物。在一定范围内，还原糖的量与棕红色物质颜色深浅的程度成一定的比例关系，在540nm波长下测定棕红色物质的吸光度，并查对标准曲线计算，即可求的样品中还原糖的含量。重复3次。5）果胶酸测定：取上述样液0.5mL，加入3mL 12.5mmol/L NaB4o7/浓硫酸，在冰浴中冷却5min，混匀，100水浴中加热5min，冰浴冷却后加入0.05mL0.15% m-hydroxydiphenyl/0.5%NaOH溶液，混匀后在520nm下测定吸光度，并查标准曲线计算。重复3次。2.2数据与分析采用Office 2003的Excel软件计算样品测定值的均值与标准差。2.3结果分析与讨论表2-3 未发芽糙米成分含量（干基）Table2-3 Composition content of non- germinated brown rice糙米湿基含水% 氨基氮g/g 总糖mg/g 果胶酸mg/g还原糖mg/g盐丰13.92114.116.5116.235.271.910.2215.570.72团团糯12.31128.69223.143.364.090.3519.220.58武运粳14.75114.516.4615.022.451.350.176.840.19常熟14.7788.840.7226.840.511.770.0412.121.44表2-4 发芽糙米成分含量（干基）Table2-4 Composition content of germinated brown rice发芽糙米湿基含水%氨基氮g/g 总糖mg/g 果胶酸mg/g 还原糖mg/g 盐丰19.14358.1320.3325.889.142.830.4020.961.62团团糯21.02357.5921.1828.702.235.070.4721.241.23武运粳17.14298.7517.4117.930.621.920.2515.643.45常熟14.71633.0574.0929.745.353.030.1130.052.13从表2-3和表2-4看出，与不发芽糙米相比，4个发芽糙米品种中游离氨基酸、总糖、还原糖与果胶酸的含量均显著增加，其中，常熟游离氨基酸增加量最多为6倍，其他品种增加量都大约为2倍；总糖含量增加量分别为盐丰59.4%、团团糯24%、武运粳19.4%、常熟10.7%；果胶酸含量增加量分别为盐丰78.1%、团团糯32.1%、武运粳41.9%、常熟71.2%；还原糖含量增加量为盐丰34.6%、团团糯10.5%、武运粳与常熟增加量比较大，增加量超过1倍。糙米发芽是由胚乳中的蛋白质和淀粉等大分子物质转化为小分子物质，为胚芽的萌发提供能量和动力。在这个过程中，酶解作用加强，蛋白质被分解为易于被吸收和利用的氨基酸，所以发芽糙米中的游离氨基酸含量有大幅度的提高；淀粉被淀粉酶、麦芽糖酶、蔗糖酶等酶分解为果糖和葡萄糖等小分子还原糖，所以发芽糙米中的还原糖的含量大大增加，低分子多糖比一般植物多糖更易被消化吸收，所以发芽糙米是一种更易被人体消化的健康食品。本研究中样品清液是由水提取而来的，所以测定的总糖含量为样品中的水溶性糖的含量，糙米发芽后，不溶于水的凝胶物质转变为可溶性的物质，所以水溶性总糖的含量呈增大的趋势。果胶酸是构成细胞壁中胶层的主要成分，发芽后果胶酸含量升高说明了发芽糙米的皮层组织要比发芽前更疏松，这也就解释了为什么发芽糙米比为发芽糙米更易煮熟。 2.4本章小结糙米发芽后，酶促反应启动，由于原有组成成分在酶作用下的降解以及新物质的生成，发芽糙米内会发生许多变化，其中就包括化学成分的变化，正是由于这些变化，增加了糙米中的生理活性成分，大大提高了其营养价值。本章通过化学方法对发芽糙米与为发芽糙米的游离氨基酸、水溶性总糖、还原糖以及果胶酸进行了测定，测定结果表明，糙米发芽后，这四种成分的含量均有所增加，其中还原糖和游离氨基酸的增量是最大的，水溶性总糖和果胶酸的含量增加相对较小。第3章糙米发芽前后蛋白质含量和淀粉破损率的变化第3章 糙米发芽前后蛋白质含量和淀粉破损率的变化3.1蛋白质含量测定利用德国ELEMENTAR公司生产的Rapid N Cube型号全自动氮元素快速分析仪测定米粉中蛋白质的含量。该仪器是根据托马斯燃烧法测定的。托马斯燃烧法是基于在高温下（约900），通过控制进氧量、氧化消解样品的原理而进行氮测定的。燃烧生成的气体被载气 CO2 携带直接通过氧化铜（作为催化剂）而被完全氧化。此外，化合物中一定量的难氧化部分会被载气携带通过作为催化剂的氧化铜和铂混合物进一步氧化。仪器参数如下：表3-1全自动氮元素分析仪参数Table3-1 Rapid N Cube parameters碳氢氮元素分析仪（德国 ELEMENTAR）/M366774载气二氧化碳（CO2）气体：纯度99.99%氦气（He）：纯度99.99%燃烧气氧气（O2）：纯度99.99%氧化剂氧化铜还原剂铜、钨等吸附剂五氧化二磷；氧化铜-铂催化剂标准物质天门冬氨酸、乙二胺四乙酸、谷氨酸、马尿酸标准物质，或其他含氮标准物质，纯度大于等于99%3.1.1实验材料及制备取上述2.1实验材料及前处理中的样品250.00mg（精确到0.1mg），于仪器配备的锡纸中，制备成标样，每个样品做三次重复，待测。标准样品按照操作要求称取100mg（精确到0.1mg），制5个标样，待测。3.1.2实验方法按照操作要求对仪器进行校准。在测定条件下，放入待测物质与标样进行测定。待测样品中的氮在8501200的标准化条件下进行燃烧，仪器自动将检测信号放大和转换后，传输到外接的微处理器并获得氮含量及蛋白质含量的数据。根据测得的蛋白质含量计算粗蛋白含量。粗蛋白质含量（以干基结果表示）以质量百分数X计，数值以%表示，按下式计算式中：X样品中粗蛋白含量（以干基计），单位为百分率（%）；样品在自然含水量的状态下的总氮含量，单位为百分率（%）；W试样水分的质量分数，单位为百分率（%）；F氮换算为蛋白质的系数。麦类、豆类为5.70；水稻为5.95；高粱为5.83；大豆为6.25；其他类6.25.取平行测定结果的算术平均值为测定结果，计算结果表示到小数点后两位。3.2破损淀粉的测定破损淀粉是利用法国肖邦公司SDmatic损伤淀粉测定仪进行测定的。淀粉损伤程度取决于小麦的固有特性（硬质或软质）和磨辊对面粉研磨的程度，如果淀粉的损伤程度过高，会导致吸水过多，面团过粘；体积变小，颜色变暗。SDmatic损伤淀粉测定仪是利用安培测定法（Medcalf and Gilles法），通过检测面粉稀释液的碘吸收率，测定淀粉的损伤程度，即淀粉损伤越多，碘吸收越多。3.2.1实验材料上述2.1实验材料及前处理中的样品。3.2.2实验试剂95%乙醇，分析纯，北京化工；硼酸，分析纯，北京化工；、碘化钾，分析纯，北京化工；0.1mmol/L亚硫酸钠,由无水亚硫酸钠与则蒸馏水配置，无水亚硫酸钠为分析纯，北京化工生产；蒸馏水。3.2.3实验方法取1 g面粉样品放到仪器样品小斗中，在反应杯中加入1滴0.1mmol/L亚硫酸钠、3 g硼酸、3 g碘化钾和120 ml水。仪器会自动把反应杯中的温度上升到35，然后面粉自动落入反应杯中。根据溶液中残留碘的浓度，仪器自动计算出面粉中损伤淀粉的含量，以UCD单位表示。具体操作是，称取1.000g样品、3.00g碘化钾， 3.00g硼酸， 120ml蒸馏水于测定仪自带的烧杯中，并滴入一滴亚硫酸钠（Na2SO3），放到仪器上待测；按照电脑提示，点击TEST，输入样品的含水率和蛋白含量，点击TEST,直到出现提示： “是否开始检测？”点击“YES”，即试验开始。整个实验过程分为6步，当屏幕上出现5的时候，仪器样品自动震荡进样，当到第6步，用仪器自带的吸耳球吹一次，使得样品全部进去，等待最终结果，记录其碘吸收率值，每个样品测3次，最终取平均值。误差不超过0.6。其中，样品含水率采用2.4实验方法中1）水分含量测定得到的结果。3.3 结果分析与讨论表3-2糙米及发芽糙米蛋白质含量（干基）和淀粉破损率Table5 Protein content and starch damage rate of germinated and non-germinated brown rice未发芽糙米发芽糙米品种蛋白质含量（%干基）破损淀粉（Ai%）蛋白质含量 （%干基）破损淀粉（Ai%）盐丰10.0780.030.139.4284.750.26团团糯10.7149.140.0611.1848.080.33武运粳10.0382.470.4710.3182.230.23常熟8.8180.470.058.6684.610.09从表3-2看出，糙米发芽后，“盐丰”与“常熟”品种的蛋白质含量略有减小，“团团糯”和“武运粳”含量略微增大，但总体来说基本变化不大。除“盐丰”、“常熟”品种的破损淀粉含量有少量增加以外，“团团糯”和“武运粳”品种破损淀粉含量基本保持不变。由表3-2还可以看出，无论发芽与否，团团糯的淀粉破损率明显低于其他品种，这可能与糯米中直连淀粉含量很低有关。糙米发芽前后蛋白质含量基本不变，可能是因为Rapid N Cube全自动氮元素快速分析仪是通过测定氮元素含量，再乘以换算系数计算而来的，计算结果中不止包含蛋白质，也包含氨基酸。结果保持不变说明糙米发芽前后蛋白质与氨基酸的总量差别不大。发芽前后淀粉破损率不变，这说明发芽对破损淀粉没影响。3.4本章小结蛋白质是糙米中的一种重要成分，虽然在糙米中，蛋白质的含量比矿物质和维生素要低的多，但蛋白质包括氨基酸仍是不可忽略的营养成分。本章通过德国ELEMENTAR公司的Rapid N Cube仪器测定发芽与未发芽糙米粉当中蛋白质含量，测定的结果不但包括蛋白质含量还包括氨基酸含量。小麦粉的粒度特性对其加工品质有重要影响，同样的，糙米粉的粒度特性对糙米制品的加工品质与特性也影响重大。淀粉破损是影响其品质的重要因素之一，对其破损淀粉率进行测定是控制淀粉破损的重要步骤。本章通过法国肖邦公司生产的SDmatic破损淀粉测定仪对发芽和未发芽糙米粉进行淀粉颗粒破损率的测定。 本章测定的结果表明：发芽糙米中总蛋白质含量和淀粉破损率变化都不大，由于发芽后糙米中游离氨基酸的含量增加，所以，蛋白质的干基含量降低。第4章 糙米发芽前后Mixolab淀粉糊化特性的变化第4章 糙米发芽前后Mixolab淀粉糊化特性的变化4.1实验方案按照仪器手册测定C1、C2、C3、C4、C5等参数，各参数含义参见表4-1和图4-1，所有未发芽样品以65%或55%的吸水率进行恒量加水实验，选用Grinded Rice协议，由仪器自动计算所需样品量和加水量。仪器Grinded Rice协议有关参数如表4-2。表4-1特征值参数Table4-1 Characteristic value parameters编号阶段特征值含义释义130恒温C1揉混时扭矩的最大值测定米粉的吸水率2加热C2C2面筋弱化最低值在力和温度下蛋白质的弱化3C2C3C3糊化粘度值测定淀粉的糊化特性4C3C4C4崩解值淀粉糊稀泻达最低值，测定淀粉糊化热稳定性5C4C5C5回生终点值冷却过程中淀粉的回生特性C1时间（min） 达到C1所需要的时间 表示面团的形成时间稳定时间（min） Mixolab稳定时间 表示面团的耐揉性表4-2实验协议参数如下表所示Table4-2Experimental protocol parameters as follows编号相关参数值1设备Mixolab2水分基数14%湿3协议参数：Grinded Rice4目标扭矩0.8Nm5转速80转每分钟6面团重量90g7和面钵初始温度30 8水箱温度30 9Hydration55%，65%10第一阶段温度时间30 恒温，8分钟11第二阶段温度时间从30 升温到90 ，15分钟12第三阶段温度时间90 恒温，7分钟13第四阶段温度时间从90 降温至50 ，10分钟14第五阶段温度时间50 恒温，5分钟15实验总时长45分钟时间（min）图4-1Mixolab曲线Flag1 Mixolab graphA为仪器温度曲线；B为面团温度曲线；C为测试曲线。各参数意义见表4-1。A：temperature curve of Mixolab；B：temperature curve of dough；C：measuring curve。Meaning of Mixolab showed in Table 4-1.Mixolab的形成时间C1和稳定时间T1反映了面粉吸水后