（食品科学专业论文）富锌发芽糙米的开发.pdf

摘要 本论文选取重庆 优8 3 8 稻米为研究对象 对影响糙米发芽的主要因素如浸泡时间 浸 泡液浓度 发芽时间 发芽温度进行了单因素试验 根据单因素实验结果 以糙米的发芽率和锌 含量为指标 利用正交实验优化富锌发芽糙米的发芽工艺条件 结果表明 以0 1 z n 2 硫酸锌溶 液为浸泡液 糙米的最适浸泡时间为2 0 1 1 最适发芽时间为2 4 h 最佳发芽温度为3 0 最佳工 艺条件下生产的发芽糙米 其锌含量为2 7 9 6 哗g g 为原料糙米锌含量的1 1 5 倍 到达了很好的 强化锌的效果 食物中可以被人体吸收利用的矿物质能溶解于0 0 3 nh c i 0 0 3 nh c i 即为人体胃液中t i c i 的 浓度 锌在人体内的代谢过程 首先是食物溶解于胃液中 然后锌由小肠吸收 从肠道吸收的锌 再被集中于肝脏 最后分布到体内其他组织被利用 因此 食物中能被0 0 3 nh c i 提取的矿物质 可以很好的指示矿物质的生物利用率 矿物质的h c i 提取率越高 其生物利坩率也就越高 糙米 在浸泡阶段 锌的h c i 提取率由原料中5 0 6 1 提高到了浸泡2 0 h 的5 7 3 5 而先浸泡1 6 h 再让糙米 发芽4 8 h 锌的h c i 提取率得到进一步提高 2 0 时锌提取率从8 h 的6 0 1 2 提高到4 8 h 时的7 1 2 6 2 5 c 时 从6 3 4 5 提高到7 5 8 2 3 0 时 从6 6 2 9 提高到7 7 7 5 3 5 时 从6 6 7 5 提高 到8 0 2 9 最佳工艺得到的富锌发芽糙米 锌的h c i 提取率也达到7 7 3 5 8 比原料显著增加了 2 2 9 7 p 0 0 1 从而在一定程度上预示锌生物利用率的提高 浸泡和发芽使糙米中植酸含量显著减少 p o 0 1 浸泡阶段 植酸含量由原料中的1 1 6 3 m g g 减少为2 h 的1 1 1 3m g g 到2 0 h 的8 2 5 m g g 1 6 h 浸泡再加上4 8 h 发芽糙米中植酸进一步降低 到发芽4 8 h 时 植酸含量降到最低 分别为 2 0 c 的5 9 6 m g g 2 5 的5 7 0 m g g 3 0 c 的5 3 7 m g g 和3 5 的5 1 6 m g g 各自的植酸百分比降低了4 8 8 5 1 0 5 3 8 5 6 1 植酸在相对较 高的温度一f 含量减少的更多 p 3 0 2 5 2 0 最佳工艺得到的富 锌发芽糙米植酸含量比原料中的含量显著减少了 p o 0 1 减为6 1 7 m g g 比原料中的1 1 6 3 m g g 减少了4 6 9 1 植酸 锌1 摩尔比 1 5 会强烈抑制锌在人体的吸收 l 植酸 锌 摩尔比 1 0 则抑制作用大大减 小 重庆 优8 3 8 糙米原料中植酸与锌的摩尔比是远远大于2 0 达到了4 7 0 浸泡使糙米中 植酸 锌 摩尔比大大降低 2 0 h 的时候 降到了3 3 6 而浸泡1 6 h 再发芽4 8 h 发芽糙米中的 植 酸 锌 摩尔比又要比浸泡阶段进一步降低 到4 8 h 时 除了2 0 2 5 3 0 c 3 5 c 温度下f 植酸 锌1 摩尔比均小于2 浸泡和发芽过程中植酸含量与锌h c i 提取率成强烈的负相关 通过浸泡和 发芽 能够降低糙米中植酸的含量 从提高发芽糙米中锌的生物利用率 增加发芽糙米的营养价 值 关键词 发芽糙米 富锌 h c i 提取率 植酸降解 a b s t r a c t p r o c e s so p t i m i z a t i o no fg e r m i n a t e db r o w nr i c oa n de m i c h m e n to fz i n ci nt h eg e r m i n a t e db r o w n r i c ew e i ei n v e s t i g a t e di nt h i ss t u d y al o n g g r a i nc u l t i v a ro fr i c o s o p e r i o r 8 3 8w e r ep r o c u r e d 劬m 7 h a n j i a n gs e e d sc e n t r e c h o n g q i n ga sr a wm a t e r i a li nt h es t u d y e x p e r i m e n t a lo p t i m i z a t i o no ft h e g e r m i n a t e dp r o c e s sw a sc o n d u c t e da c c o r d i n gt oo r t h o g a n a le x p e r i m e n t t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h e o p t i m a ls o a k i n gt i m ef o rg e r m i n a t e db r o w nr i c ow a s2 0 h t h eo p t i m a lg e r m i n a t i o nt i m ew a s2 4 ha n dt h e o p t i m a lg e r m i n a t i o nt e m p e r a t u r ew a s3 0 z i n cc o n t e n to fg e r m i n a t e db r o w nr i c ep r o d u c o du n d e rt h e t h e o p t i m a l g e r m i n a t i o n c o n d i t i o n s w a s 2 7 9 毗1 1 5 t i m e s t h a t o f r a w m a t e r i a l a c c o r d i n gt oc h o m p r c e d a 0 0 3 nh c lw a st h ec o n c e n t r a t i o no fh af o u n di nh u m a ns t o m a c h f o o dw a sf i r s td i g e s t e di nh u m a ns t o m a c h a n dt h e nz i n cw a sa b s o r b e di ni n t e s t i n e s t o r e di nf i v e rf o r b o d yu s e t h u sh y d r o c h l o r i ca c i de x t r a c t a b i l i t yo fz i n ci n0 0 3 nh c j sag o o di n d e xo fi t s b i o a v a i l a b i l i t y a f t e rs o a k i n gf o r2 0 h t h eh c ie x t r a c t a b i l i t yo fz i n cw a si m p r o v e dt o5 7 3 5 h i g h e r t h a nt h eo r i g i n a lv a l u e5 0 6 1 o fl a wm a t e r i a l a n dt h ec u m u l a t i v ee f f e c to fs o a k i n ga n dg e r m i n a t i o n w a sm o r ep r o n o u n c e dt h a nm a k i n ga l o n ef o ri n c r e a s i n gt h ez i n ce x 仃a c t a b i l i t y z i n ce x t r a c t a b i l i t yw a s i m p r o v e df r o m6 0 1 2 t o7 1 2 6 a t2 0 6 3 4 5 t o7 5 8 2 砒2 5 6 6 2 9 t o7 7 7 5 a t3 0 6 6 7 5 t 08 0 2 9 a t3 5 c f r o m8 ht o4 8 h t h ep e r c e n ti n c r e a s e dv a r i e df r o m9 5t o2 0 6 1 2 8t o2 5 2 1 5 7t o2 7 1a n d l 6 1t o3 0 7u n d e rf o u rt e m p e r a t u r e sr e s p e c t i v e l y z i n ch c l e x t r a c t a b i l i t yo f b r o w nr i c o w h i c hw a sp r o d u c e du n d e rt h eo p t i m u mg e r m i n a t i o nc o n d i t i o n s w a ss i g n i f i c a n t l y p 如 0 1 i m p r o v e dt o 7 3 5 8 2 2 9 7 p e r c e n th i g h e rt h a nt h a to fr a wm a t e r i a l w h i c hi n d i c a t e dab e t t e rz i n cb i o a v a i l a b i l i t y t h ec o n t e n t o f p h y t i ca c i do f b r o w n r i c o k e p t d e c r e a s i n g d u r i n g s o a k i n g a n d g e r m i n a t i o n p r o c e s s e s i i s u p e r i o p 8 3 8v a r i e t y c o n t a i n e d 1 1 6 3 m g gp h y t i ca c i d s o a k i n gf o rd i f f e r e n tt i m ep e r i o d s s i g n i f i c a n t l y p o 0 1 l o w e r e dt h el e v e lo fp h y f i ca c i dt o1 1 1 3m g g 2 h t 0 8 2 5m g g 2 0 h t h ep e r c e n t r e d u c e dr a n g e df r o m4 3 t o2 8 8 o v e rc o n t r o lv a l u e c o m b i n e de f f e c to f1 6 hs o a k i n ga n d g e r m i n a t i o no np h y t i ca c i dr e d u c t i o nw a sm o r ee f f e c t i v e p 0 0 1 t h a nt h a to f1 6 hs o a k i n ga l o n e w h e n g e r m i n a t e df o r4 8 h t h ep h y t i ca c i dc o n t e n tw a sr e d u c e da b o u tah a l f t h ep e r c e n tr e d u c e dw a sf r o m 鹌 8 m2 0 5 1 0 a t2 5 5 3 8 a t3 0 5 6 1 a t3 5 m o r e o v e r p h y t i ca c i dc o n t e n td e c r e a s e d m o r es i g n i f i c a n t l y p 1 5 t h e r ew o u l dh el a r g ei n h i b i t o r y e f f e c to nz i n ca b s o r p t i o n w h i l ep h y 7 1 0l i t t l es u c ha f f e c to nz i n ca b s o r p t i o n t h ep h y z nm o i n rr a t i o o fr a wm a t e r i a lw a s 4 7 g r e a t l yh i g h e rt h a n1 5 w h i c hi n d i c a t e dap o o rr a t eo fz i n ca b s o r p t i o n s o a k i n g d e c r e a s e dt h er a t i o sal o lp h y z nm o l a rr a t i o sd e c r e a s e dt o3 3 6a t2 0 h 1 6 hs o a k i n ga n d4 8 h g e r m i n a t i o nc a u s e dm o r ed e c r e a s et op h y z nm o l a rr a t i o st h a ns o a k i n ga l o n e w h e ng e r m i n a t e dt o4 8 h p h y z nr a t i o so f b r o w nr i c ew e r ea l lb e l o w2a t2 5 3 0 3 5 e x c e p t2 0 t h e r ew e r es i g n i f i c a n t n 中国农业大学硕l 学位论文a b s t r a c t 伊 1 表明铁的生物利用率会受到影响 植 酸 c a 2 摩尔比 0 2 4 赌j 表明钙的生物利用率会受到明显影响 f 植酸 z n 1 摩尔比 1 5 不仅锌的 吸收率会大大降低 而且会对锌在人体内运转平衡产生负面作用 降低其生物利用率 在发展中 国家以谷类 豆类及淀粉根茎类为主食的人群中 膳食f 植酸尼矛 1 摩尔比远远超过1 5 我国5 6 个 品种糙米品种其 植酸尼n 2 1 摩尔比在2 7 懈6 之间 平均值达到了4 2 9 在此情况下 通过强化 食物锌含量 单纯提高人们锌摄入量并不能提高锌的生物利用率 额外补充的锌可被植酸俘获 膳食中锌即使增加2 4 倍 仍有足够的植酸与其结合 这是以植物性食物为主食的人群锌缺乏的 根本原因 膳食植酸水平较高时 膳食锌的摄入量即使超过目前膳食推荐量仍有可能出现锌缺乏 铁的情况也是如此 所以 要改善我国居民锌 铁矿物质缺乏症的现状 不仅要强化日常膳食中各类矿物质的绝 对含量 更重要的是通过各种加工处理来减少食物中矿物质抗吸收因子 如植酸的含量 从而达 到提高矿物质生物利用率的目的 p e r l a s 2 0 0 2 对大米进行浸泡实验发现 在3 0 浸泡1 6 d 时 大米中植酸 i p 6 和肌醇 五磷酸脂 i p 5 的含量分别降低了6 0 和6 5 浸泡1 2 d 时则几乎出去了全部的 p 6 f 6 1 i p 5 减少 了9 8 而浸泡对大米中的锌 铁 钙的含量影响却很小 c e n t e n o 2 0 0 1 等人对大麦和黑麦先 浸泡1 2 i s 时后发芽处理 1 5 d 发现在发芽过程中 黑麦中1 p 6 和i p 5 大量降低 分别达8 8 和 7 9 而大麦中的i p 6 和l p 5 减少量也分别达6 7 和5 2 之多 a g t e 1 9 9 7 对小麦浸泡1 2 d 时发 现i p 6 含量降低了4 0 降低趋势随着浸泡时间的增加而显著增加 而浸泡也使锌的溶解率增加 了3 8 5 从而提高锌的生物利用率 s h a l i n i 2 0 0 4 在对胡芦巴浸泡和发芽过程中也发现发芽 4 8 小时使其中的抗营养因子i p 6 含量降低 从而使钙 铁 锌的生物利用率大大提高 国外科学 家通过浸泡 发芽等处理方法来降低植物性食物其中的植酸含量 从而使矿物质的含量和生物利 用率有了很大的提高 这对本研究将要进行的实验具有重要的启示作用 因此开发新的 具有高营养及生理功能的谷物食品 既能减少稻谷加工中营养物质的大量损 失 够充分利用稻谷营养资源 又能在保存我国人们的饮食传统同时 以每日三餐 医食同源 来改善我国人民的健康水平 具有重要社会意义和经济意义 基于此目的及意义 功能性发芽糙 米无疑是一种优秀的天然保健食品 研究开发富含锌发芽糙米对于预防和改善我国居民锌缺乏 5 症 提高锌有效吸收利用率 提供一条新途径 1 4 研究目的 意义和研究内容 本课题是基于上述背景和我国发芽糙米的生产和研究现状而提出 主要目标通过对糙米进行 不同浓度的锌溶液浸泡和发芽处理 并改变浸泡和发芽的条件 浸泡液浓度 浸泡时间 发芽时 间 温度等 设计正交实验 确定最有利于糙米锌富集工艺条件 从而开发出锌强化型发芽糙 米 为产品的工业化提供理论依据 同时为解决我国居民矿物质缺乏症 提高矿物质有效吸收利 用量提供一条新途径 本课题的主要研究内容有 1 糙米发芽条件的优化 选取重庆 i i 优8 3 8 稻谷为糙米原料 以发芽糙米中锌的含量 发芽率为评价标准 对影响糙 米发芽的不同因素进行进行单因素试验 然后设计正交实验 确定糙米发芽的最佳工艺条件 2 富锌发芽糙米锌生物利用率的研究 在前一章的基础上 用0 0 3 nt l c l 溶液提取糙米在浸泡和发芽的各个时间段的锌元素以及最终 得到的这种富锌发芽糙米中的锌元素 计算溶于0 0 3 nh c l 的锌占对应条件下糙米总锌的百分比 即锌的h c i 提取率 用以指示锌的生物利用率和在人体内的消化吸收情况 为进一步研究发芽糙 米中其他矿物元素的吸收情况提供理论基础 3 富锌发芽糙米植酸含量对锌生物利用率的影响 研究糙米中抗营养因子之一的植酸在不同浸泡时间 不同温度条件下发芽4 8 h 的变化情况 并结合前面实验结果 分析糙米中植酸的变化情况和相应锌的h c i 提取率的变化规律之间的联 系 以期为进一步相关研究提供理论支持 随着研究的深入和工艺的改进 以及人们对天然食品的需求 笔者相信发芽糙米定将逐渐成 为人类2 1 世纪的主食 6 2 1 前言 第二章富含锌发芽糙米工艺优化研究 糙米是一颗完整的 有生命活力的种子 在适宜的条件下会发芽 生长 包含的生命活动所 需的营养素远比白米丰富 糙米中含有大量酶 如a 淀粉酶 b 淀粉酶 植酸酶 纤维素酶 半 纤维素酶 蛋白酶等 以结合态贮存于胚及皮层中 当糙米水分增加到一定程度时 使部分储藏 物质变为溶胶 同时 酶由结合态转化为游离态 而起酶解作用 籽粒中不溶于水的物质转化为 供胚利用的物质 因此 糙米发芽实质上是一个生物化学反应的过程 是糙米中所含有的大量酶 被激活和释放 并从结合态转化为游离态的酶解过程 金增辉 2 1 熊名兰 2 0 0 6 王京厦 2 0 0 6 糙米在发芽的过程中物质的氧化和成分的漏失 使干物质的重量下降 其中胚乳部分损 失最多 同时 糙米生成了新的组织 矿物元素发生转移 但由于干基的损失 其含量可能略有 增加 生产营养强化米的方法很多 归纳起来可分为外加法与内持法 内持法是借助保存大米自身 某一部分的营养素达到营养强化的目的 我们熟知的蒸谷米就是以内持法生产的一种营养强化 米 外加法则是将各种营养强化剂配成溶液后 由米粒吸进去或涂覆在米粒表面 具体有浸吸法 涂膜法 强烈型强化法等 浸吸法是国外采用较多的强化米生产工艺 强化范围较广 可添加一 种强化剂 也可添加多种强化剂 本研究要得到比普通发芽糙米锌含量更丰富的发芽糙米 主要 途径是通过用外源锌溶液对糙米进行浸泡 让糙米充分吸收水分 从而吸收锌离子 再经过发芽 得到富锌发芽糙米 营养素强化剂的选择应遵循 安全性 配伍性 效果佳 成本低 等四大原 则 而用于谷物类食品的常用食品级锌强化剂主要有氧化锌 z i n c o x i d e 硫酸锌 z i n c s u l f a t e 葡萄糖酸锌 z i n c g l u c o n a t e 等 硫酸锌因为水溶性好 价格便宜 使用安全而被经常使用 d a n i e l l o p e z 2 0 0 3 2 0 0 5 因此 本实验选用硫酸锌作为糙米的锌强化剂 发芽糙米中锌含量的多少与浸泡液的浓度 糙米吸水率以及糙米的发芽工艺有重要关系 本 章糙米发芽的工艺进行研究 即对浸泡液浓度 浸泡时间 发芽时问 发芽温度等多个因素进行 单因素实验 然后设计正交实验 以发芽糙米中锌含量为主要评价指标 同时对发芽糙米的发芽 率 芽长进行测定 得出糙米发芽的最佳工艺条件 7 2 2 实验材料与设备 2 2 1 试验材料 试验材料见表2 1 表2 1 试验材科 材料名称说明来源 2 2 2 仪器与设备 仪器与设备见表2 2 表2 2 仪器与设备 仪器名称型号生产厂家 8 中国农业大学硕卜学位论文第二章富锌发芽糙米t 艺优化研究 2 3 实验方法 2 3 1 糙米吸水率研究 实验用稻谷及糙米的制备 本实验以重庆 l i 优8 3 8 籼稻为原料 收获时间2 0 0 5 年l o 月 地点重庆湛江种子站 实 验前用小型砻谷机将稻谷脱壳后得到糙米 再经过重力选米机去掉碎米 然后进行人工精选 去 除无胚粒 异色粒 未成熟粒及石子等杂质 选取整粒的形状大小基本一致的糙米 浸泡 称取一定量的糙米放入塑料培养盒中 用1 o 次氯酸钠溶液浸泡消毒5 r a i n 然后用去离子 水冲洗数次 阴千 v a l e r i e 1 9 9 7 1 9 9 8 d o r a n 1 9 9 3 用已消过毒的医用纱布包好放入培养 盒中 以此作为为1 份糙米 每次浸泡准备若干份糙米样品 将配好的溶液放入恒温箱中并设 定好度 当温度达到设定温度后 按照固液比1 5 0 加入相应的浸泡液 盖好盖 盖上开有很多 小孔 以便和空气相通 然后将培养盒已放入恒温箱中浸泡吸水 浸泡液z n 浓度分别为0 0 5 o 1 o 2 0 4 去离子水 即z n s 0 4 浓度分别为0 1 2 5 0 2 5 o 5 1 0 以后浸泡液浓度均指浸泡液中锌的浓度 并以去离子水作为对照 糙米浸 泡时间分别为4 6 8 1 2 1 6 2 0 2 4 b 浸泡温度选择3 0 吸水率计算 采用糙米表面水分沥干法 即滤纸粗吸 滤纸细吸的方沥干糙米表面水分 张群 2 0 0 5 达到各个浸泡时间点后 取出糙米 滤去大部分水 后将米粒倒在滤纸上轻轻擦拭 等糙米粒表 面水分完全吸后 计算吸水率 a m m 0 x 1 0 0 m o e b i o k p o 2 0 0 5 a 吸水率 m 糙米吸水后的重量 g i i l 0 糙米初始重量 g 关于浸泡温度的选择 浸泡温度是影响糙米发芽因素中影响作用相对最小的 糙米较高温度 下浸泡 吸收速度快 达到饱和水分时间短 有利于保护糙米粒中的营养成分免受损失 黄建韶 2 0 0 5 但浸泡温度也不能过高 以免热溶性物质流失 或表层淀粉糊化 张群 2 0 0 6 所以本 实验选择公认比较合适的浸泡温度3 0 9 2 3 2 浸泡时间和浸泡液浓度对发芽糙米锌含量及发芽率的影响研究 原料的准备及浸泡 浸泡温度 浸泡液浓度及浸泡时间 同2 3 1 糙米发芽 在各个浸泡时问点取出一份糙米 均匀摊放入另一塑料盒中 盖上己消过毒的医用纱布 盖 好盒盖 于恒温培养箱 3 0 培养2 4 h 每隔轴喷一次水 以保持糙米表面湿润 2 4 h 检测并 计算其发芽率 然后将发芽糙米放入5 5 烘箱干燥6 h 郑艺梅 2 0 0 5 磨粉 装入保鲜袋 4 c 保存备用 发芽率计算 随机计数每份样品中约2 0 0 粒糙米 计算发芽率 发芽率 发芽粒数 1 0 0 总粒数 每个时间点做3 次重复 发芽率 平均值 标准偏差 m s d 用统计软件s p s s l 2 0 进行单 因素方差分析浸泡时间和浸泡液浓度的显著性 发芽糙米中锌含量的测定 g b t 5 0 0 9 1 4 一1 9 9 6 双硫腙比色法 待测样品经消化后 在p h 4 0 5 5 时 锌离子与二硫 腙形成紫红色络合物 溶于四氯化碳 在波长5 3 0 r i m 处测定吸光度 与标准系列比较测得锌含量 2 3 3 发芽时间和发芽温度对发芽糙米锌含量及发芽率的影响研究 原料的准备同2 3 1 浸泡 称取一定量的糙米放入塑料培养盒中 用1 o 次氯酸钠溶液浸泡消毒5 m i n 然后用去离子 水冲洗数次 阴干 用已消过毒的医用纱布包好放入培养盒中 以此作为为1 份糙米 每次浸 泡准备若干份糙米样品 将配好的溶液放入恒温箱中并设定好度 当温度达到设定温度后 按照 固液比1 5 0 加入相应的浸泡液 盖好盖 盖上开有很多小孔 以便和空气相通 然后将培养 盒已放入恒温箱中浸泡吸水 浸泡液z n 2 浓度为0 1 糙米浸泡时间分别为1 6 1 1 浸泡温度选择3 0 糙米发芽 浸泡1 6 h 后取出糙米 均匀摊放入另一塑料盒中 盖上已消过毒的医用纱布 盖好盒盖 放 入恒温培养箱 培养4 8 h 8 h 喷一次水 以保持糙米表面湿润 发芽温度选择 2 0 2 2 5 3 0 1 2 3 5 c 发芽时间 8 h 1 6 h 2 4 h 3 2 h 4 0 h 4 8 h 在每个发芽时间点取出1 份糙米计算其发芽 l o 率 做3 次重复 然后将发芽糙米放入5 5 3 3 烘箱干燥6 h 装入保鲜袋4 x 3 冷库保存备用 发芽率计算及发芽糙米中锌含量的测定同2 32 2 3 4 设计正交实验优化糙米发芽工艺条件 正交实验设计的内容 因素和因素水平的确定 将在前面的单因素实验完成后进行 2 4 结果与分析 2 4 1 糙米浸泡过程中吸水率变化 研究糙米浸泡过程的吸水率 可以得到糙米的不同时间点和饱和时的吸水率 结台糙米相应 的发芽率 为确定最佳浸泡时间提供数据 实验结果如图2 1 2 8 琶 褥 耋2 4 趁 2 0 o24681 01 21 41 61 8 加2 22 4 浸泡时问 h 图2 1 浸泡时间 浸泡液浓度对糙米吸水率影响特点 f i g u r e 2 1 t h e d 衲o f s o a k i n g t i m ea n d t h e c o n c e n t r a t i o n o f s o a k i n gs o l u t i o n o n h y d m i o r a t e o f b r o w nr i c e 从图中可以看出 糙米吸水率随浸泡时间的延长而增加 初始吸水速度很快 特别是头4 h 吸收率从0 一下激增到2 0 以上 这一阶段的吸水主要是在水分梯度推动下的物理吸涨过程 因 此糙米吸水速度很快 b e l l o 2 0 0 7 王维坚 2 0 0 3 但达到一定时间 2 0 b 开始 按后吸水率 趋于平缓 稳定在2 6 2 8 左右 再延长时间 可以看到 2 4 h 时 去离子水 0 0 5 0 1 z n z 浸泡组吸水率稍有提升 而0 2 和0 4 浸泡组吸水率则不再增加 糙米已达饱和吸水率 但此 时 部分糙米胚芽鼓出 开始萌芽 并且浸泡液变浑 产生潲味 产生上述现象原因可能是糙米 在2 0 2 4 h 时含水量就已经到达一个饱和状态 继续浸泡 时间过长 糙米可能吸水过度 导致 细胞结构遭到破坏 糙米中酶解小分子物质及热溶性物质溶解入浸泡液中所以 糙米自身质量损 失 吸水率下降 张群 2 0 0 5 在对糙米浸泡的实验中发现 浸泡1 6 h 开始到2 4 h 糙米出现了自 身物质损失溶入浸泡液的情况 而随着时间的延长 糙米损失越多 黄建韶 2 0 0 5 浸泡糙米4 0 h 发现从浸泡的2 4 h 开始 糙米出现类似物质损失 而王传粱 2 0 0 6 则从浸泡的1 6 h 开始 注意 到了糙米的类似物质损失 同时 可以看到浸泡前4 h 一1 6 h 随着锌离子浓度逐渐增加 糙米吸水 率随之降低 即吸水速度为去离子水 0 0 5 o 1 o 2 o 4 但随着时间延长 浓度对吸水率 的影响规律不太明显 但最后吸水率基本都相差不大 所以 糙米浸泡要掌握一个好的时间 单从上面的实验结果看最多为2 0 h 2 4 2 浸泡时间和浸泡液浓度与发芽糙米锌含量及发芽率的关系 2 4 2 1 浸泡时间和浸泡液浓度对糙米发芽率的影响 结果如表2 2 誉 v 褂 祗 辎 7 0o 一 02 4 1 0 1 0 n 2 0 1 卜0 4 0 水 4681 01 21 41 61 82 02 22 42 6 浸泡时间 h 围2 2 浸泡时问 浸泡液浓度与糙米发芽率的关系 f i 印r c 2 2 t h e n l a o n s h i p b e t w e e ns o a k i n g t i m e t h ec o n c e a t r a l i o n o f s o a k i n g s o l u t i o na n d t h e g e r m i n a t i o nr a t e o f b r o w nr i c e 糙米吸水后 水分使胚内千物质由凝胶状态转变为溶胶状态 在酶的作用下 胚乳中的干物 质转化为可溶性物质 供给胚的呼吸 发芽所需的营养 因此 使糙米吸收充分的水分是糙米发 芽的必要条件 实验数据分析表明 浸泡时间对五个浓度溶液浸泡糙米后糙米的发芽率都具有显著影响 p 0 0 1 总的看来 浸泡的前1 2 h 2 0 h 糙米的发芽率是随浸泡时间的增加而增加的 浸泡前 4 h 各组糙米的发芽率均较高 超过了8 0 结合前面浸泡实验结果 浸泡前4 h 糙米吸水率均 达2 0 0 以上 因此 此时糙米内部水分已经较丰富 糙米发芽较充分 而从1 2 2 0 h 各组糙米 的发芽率都较平稳 呈缓缓上升势 这可能跟糙米此阶段吸率有关 浸泡的1 2 2 0 h 各组糙米的 鳄 帅 豁 鲫 话 吸水率也是缓缓增加的 较稳定 在2 5 2 8 左右 糙米内部水分含量变化不大 因此糙米的 发芽率也较稳定 去离子水浸泡组糙米发芽率在浸泡的1 2 h 达到最高 妮1 4 o 0 5 和o 1 浸 泡组糙米发芽率在1 6 h 达最高 分别为9 2 8 4 和9 2 9 8 而0 2 和0 4 浸泡组则在2 0 h 达最高 发芽率分别为9 1 1 0 和9 0 7 3 但随着浸泡时间时间的继续延长 各组糙米的发芽率达到峰值 后开始下降 从前面的糙米吸水率实验结果分析可知 发芽率下降可能是浸泡时间过长会导致糙 米吸水过度 糙米细胞结构遭到破坏 糙米中酶解小分子物质及热溶性物质溶解入浸泡液中 使 营养物质损失过多 从而影响到随后的发芽过程中糙米的生命活动 在确保糙米发芽率的前提下 应尽量缩短浸泡时间 另一方面 整个浸泡过程中 浸泡液的浓度也是影响糙米发芽率的一个显著因素 p 较低浓度浸泡液 随着浸泡时间的增加 o 2 z n 2 浸泡组过了1 2 h 0 4 z n 2 过 了1 6 h 后 锌含量都开始下降 分析原因 也应该是由于浸泡时间过长 糙米吸水过度 糙米细 胞结构遭到破坏 糙米中酶解小分子物质及热溶性物质溶解入浸泡液中 同时也因此部分损失了 刚刚才从浸泡验中吸收的锌 另外有个特别现象 就是在相同浸泡时间点上 尽管z n 2 的浓度是成2 倍递增的 但对应发 芽糙米的锌含量却不成明显2 倍关系 尤其是浸泡液浓度越高 这种关系越不明显 如浸4 h 时 o 1 o 2 o 4 浸泡组锌含量分别为2 0 3 1 3 9 u g g 4 5 9 9 3 5 z g g 5 7 7 1 7 3 1 z g g 而且随着浸泡 时间的延长 这种2 倍的关系也越不明显 这个现象可以用糙米浸泡过程中的吸水规律来解释 浸泡阶段糙米的吸水量是由水分在糙米颗粒中的扩散程度来控制的 通过酸性或是碱性溶液浸泡 可以使籽粒的果皮部分脱位 从而使包裹胚乳的蜡纸层变软 进而使水分更容易进入籽粒内部 s i n g h 1 9 9 7 h a r o s 1 9 9 9 但是 籽粒的这种亲水效应因浸泡液的p h 不同而不同 m a r c e l o 2 0 0 4 通过用不同p h 的溶液浸泡糙米发现 p h 较高的溶液比p h 相对较低的溶液更有助于果 皮的溶解作用 从而提高籽粒的亲水性 因此通过较高p h 溶液浸泡 耔粒要比较低p h 溶液浸 泡吸收更多的水分 在本实验中 四组z n 溶液的p h 值分别是0 0 5 6 4 7 0 1 6 3 4 0 2 6 2 2 0 4 5 黯 所以 根据m a r c e l o 的研究结论 糙米在低浓度z n s o 溶液浸泡时吸取的水分比在较高浓 度z n s o 溶液多 因此 在同一浸泡时间点 z n 2 浓度越低 吸收的水分越多 这应该是糙米锌 含量在浸泡过程中不随浸泡液浓度的2 倍增而相应2 倍增加的主要原因 另外 糙米在发芽过程 中自身对锌的利用和消耗可能各不相同 再加上发芽糙米烘干和磨粉及其他步骤上锌可能出现的 损失 所以这些因素联合起来可能是造成这种不成倍现象 方差分析表明 浸泡时间和浸泡液浓度对发芽糙米锌含量都是显著的影响因素 p 0 0 1 尤 其是浸泡液浓度对糙米锌含量具有极显著 p 曲 0 0 1 的影响作用 糙米中锌含量是随浸泡液浓度增 加而增加的 糙米经过o 2 7 1 1 2 和o 4 z n 2 浸泡后 其锌含量显著增加 增幅到分别为1 8 9 1 9 8 倍和2 3 8 2 7 6 倍 含量最高时分别达到4 8 2 0 2 7 9 9 g 和6 7 1 1 1 6 z g g 是 名副其实 的锌强化 发芽糙米 但是 中国营养学会2 0 0 0 年制定的锌u l 成年人每天最高摄入量 为4 5 m g d 所 以0 2 z n 2 和0 4 z n 2 浸泡组发芽糙米存在锌含量超标的危险 尤其是0 4 z i 9 2 t 而经 0 1 z n 2 浸泡组浸泡后 糙米锌含量达2 0 3 1 2 7 2 5 z g g 比0 0 5 组锌含量更丰富 也不存在锌超 标的危险所以 是一个适宜的浸泡浓度 因此 接下来的实验将浸泡液z n 2 浓度定为o 1 研 究基于此浸泡浓度 发芽温度和发芽时问对糙米发芽的影响情况 2 4 3 发芽时间和发芽温度对发芽糙米锌含量及发芽率的关系 2 4 3 1 发芽时间和发芽温度对糙米发芽率的影响 结果如图2 7 1 9 0 7 0 奎 替5 0 羹柏 3 0 2 0 l o o o8 4 04 85 6 发芽时间 h 图2 7 发芽温度 发芽时间对糙米发芽率的影响规律 f i g u r e2 7e f f e a so f t e m p e r a t u r ea n dt i m eo ng e r m i n a t i o nr a t eo f b r o w nr i c e 发芽时间是糙米发芽率的一个显著影响因素 p 0 0 1 从图中可以看出 发芽率是随发芽 1 7 时间增加而增加的 发芽的前铀 除了3 5 糙米的发芽率明显高出其他温度 达到了1 4 6 2 0 2 5 3 0 c 3 个温度均未超过5 8 h 一2 4 h 4 个温度下糙米的发芽率都迅速增长 发芽率曲线几 乎成直线上升 说明此阶段 糙米内部各种酶活力高 淀粉 蛋白质等大分子物质被分解为各种 能量和营养物质以支持糙米发芽生长 因此出芽集中在了这一时期 王传粱 黄建韶在之前的研 究中也得到了相同的结果 糙米发芽在8 2 4 h 最为集中 3 2 h 时2 5 3 0 3 5 温度条件下糙 米发芽率都超过了9 0 而2 0 相对较低 仅为8 3 9 3 2 h 4 8 h 糙米发芽率继续增加 但增 长趋势已经很平缓 接近直线 到4 8 h 时除了2 0 糙米发芽率相对较低为9 0 3 2 5 3 0 3 5 分别达到9 7 3 9 8 3 9 8 2 则几乎全部发芽 从另一个角度看 发芽温度也显著影 p 3 0 1 3 2 5 2 0 而 发芽的前2 4 h 3 5 糙米发芽率是明显高于其他温度的 原因可能是发芽温度高 糙米胚芽中各 种酶活力高 糙米发芽早 而随着时间延长 3 2 h 以后3 5 3 0 2 5 糙米发芽率都相差不多 但2 0 糙米发芽率却相对较低 原囡也可能是温度低 糙米中酶活力低 糙米发芽相对较慢 2 4 3 2 发芽糙米的芽长分析 本阶段研究对糙米在不同温度f 各个发芽时间点的外观进行拍照 同时计算了发芽糙米芽 长 希望找出一个标准的发芽糙米模型 结果如图2 卜2 1 2 和表2 7 固2 8 发芽铀时糙米的出芽情况 f i g u t t 2 8 t h es t a t e o f t h es p r o u t s w h e n g e m f i n a t e d f o r 8 h 围2 9 发芽1 6 h 时糙米的出芽情况 f i g u r e 2 9 t h es t a t e o f t h es p r o u t s w h e ng e r m i n a t e d f o r l 6 h 图2 1 0 发芽2 4 h 时糙米的出芽情况 f i g u r e 2 1 0 t h es t a t e o f t h es p r o u t s w h e n g e n m i n a t e d f o r 2 4 h 图2 1 1 发芽3 2 h 时糙米的出芽情况 f i g u r e 2 1 1 t h es t a t e o f t h es p r o u t s w h e n g e r m i n a t e d f o f 3 2 h 圈2 1 2 发芽4 0 h 时糙米的出芽情况 f i g u r e 2 1 2 t h es t a t e o f l h e s p r o u t s w h e n g e n a i n a t e d f o r 4 0 h 图2 1 3 发芽4 8 h 时糙米的出芽情况 f i g u r e 2 1 3 t h es t a t e o f t h es p r o u t s w h e n g e r m i n a t e d f o r 4 8 h 从以上几幅图中可以看出糙米的芽长是随时间的增加而逐渐长长的 且在相同的发芽时间 发芽温度越高 糙米芽长越长 即3 5 3 0 2 5 c 2 0 c 与发芽请况一致 同时可以看到整个 过程中 3 0 和3 5 条件下 从1 6 h 开始糙米发芽势头是很旺盛的 从糙米芽长就能看出 同一 时间点 3 0 c 和3 5 糙米芽长比2 5 和 2 0 长很多 而2 0 下 整个发芽过程糙米出芽都很 缓慢 而且发芽率一直较其他温度低许多 虽然4 8 h 时也到达了9 0 但芽长最长时的4 8 h 也 顶多和3 0 3 5 条件下发芽1 6 h 的芽长向媲 这也再一次说明2 0 温度发芽 糙米中酶活力 低 糙米发芽相对较慢 3 2 h 以后 3 0 和3 5 糙米胚芽生长过 表2 3 长尤其是3 5 下 干燥后胚芽细 长且脆 易脱落 而且发芽时间过长 糙米表面出现圆形褐斑 糙米产生嗖味严重影响了发芽糙米的外观 品质 所以较为适宜的发芽温度为2 5 3 0 时问为2 4 h 3 2 h 表2 3 不同时问发芽糙米的芽长 t a l b l c 2 3 t h e l e n g t h o f s p r o u t s o f g e r m i n a t e db r o w ur i c ea td i f f e r e n t t i m e 2 4 3 3 发芽时间和发芽温度对糙米锌含量的影响 锌含量结果如图2 1 2 3 2 0 3 暑瑚 3 翻 墓2 6 0 2 4 0 缅 81 62 4匏40柏 发芽时问 h 围2 1 4 发芽时问 发芽温度与糙米锌含量关系 f i g u r e2 1 4t h er e l a t i o n s h i pb c l w c c ng e r m i n a t i o nt i m e t c m p e r a t m ea n dz i n cc o b l e l l l so f b r o w nr i c e 2 0 发芽时间对糙米中锌含量具有显著影响 p 0 0 1 从图中可以看到 整体上除了2 0 糙米 锌含量变化幅度明显小于其余3 个温度趋 2 0 2 5 3 0 3 5 锌含量都是随发芽时间的延 长而增加的 这说明随着发芽时间的延长 糙米发芽率的增加 糙米中的锌含量也是在增加的 原因可能是糙米胚芽逐渐生长 糙米的果皮及蜡质层变软 糙米胚乳结果改变 d e w a r 1 9 9 7 m o r r a l l 1 9 8 6 吸附在糙米表面的锌更多的转移到糙米的内部 且随着糙米的不断发芽 锌与 糙米内部各种酶及营养物质结合支持糙米的发芽 从而糙米利用了更多的从浸泡液中摄入的锌 另一方面 温度对糙米发芽时锌含量的影响 前踮没有明显规律 表2 8 这可能和这一 时期糙米中酶活力不大 所有温度下糙米发芽率都较低有关 1 6 h 以后 随着酶活力逐步增强 糙米开始大量发芽 而且同一时间点温度越高 糙米胚芽生长越长 锌含量也越高 锌含量与发 芽温度的关系为3 5 3 0 2 5 2 0 方差分析发芽温度和发芽时间影响显著性 结果如表2 8 表2 4 发芽温度影响显著性晌分析 t a b l e2 4t h es i g n i f i c a n c ea n a l y s i so f t h ee f f e do f g e n n i n a t i o nt e m p e r a t u r e 注 在0 0 5 水平上显著 在0 0 1 水平上显著 从上面两表可以看出 温度对于发芽糙米中锌含量的影响显著性是从发芽的1 6 h 才开始的 前8 h 由于糙米中各种酶还不活跃 发芽势头不明显 温度影响不具显著性 p 0 0 5 1 6 1 1 时在 0 0 5 水平上显著 2 4 h 开始在0 0 1 水平上显著 2 4 4 正交实验设计优化糙米发芽工艺条件 根据前面的但因素实验 可以发现浸泡时间 发芽时间 发芽温度是影响发芽糙米锌含量以 及发芽率的关键因素 选择此三因素作为正交试验因子 进行l 9 3 4 正交试验 其中一列为空 列 以确定使发芽糙米锌含量和发芽率都较高的最佳浸泡时间 发芽时间 发芽温度 2 4 4 1 正交实验表头设计 襄2 5 正交实验表头设计 坐塾 g 鲤巴垡鲤 篮