发芽糙米干燥方法对营养成分的影响研究

张祎，申娟利，赵炳涵，王策，潘卓，王昕（吉林大学生物与农业工程学院，吉林长春130025）



发芽糙米干燥方法对营养成分的影响研究

张祎，申娟利，赵炳涵，王策，潘卓，王昕*
（吉林大学生物与农业工程学院，吉林长春130025）

摘要：研究不同热风干燥温度（50、55、60、65、70、75℃）及不同微波干燥功率（中火406 W、中高火567 W、高火700 W）对发芽糙米还原糖、可溶性蛋白、GABA等主要营养成分的影响。试验结果表明，热风干燥温度50℃为佳；微波干燥中高火为佳。并对两种干燥方式的最优情况进行比较，从经济和时间角度考虑，中高火567 W微波干燥较适宜，50℃热风干燥次之。

关键词：发芽糙米；热风干燥；微波干燥；营养成分

糙米发芽是指在一定的生理活性工艺条件下，发生大量酶的酶解过程[1]，呼吸作用加强，淀粉和蛋白质等贮藏性物质水解，维生素含量增加[2-3]，功能性成分γ-氨基丁酸（γ-aminobutyricacid，GABA）、多酚与谷胱甘肽等含量显著增长[4-6]，抗营养因子植酸的含量减少[7]等生理生化现象，从而营养价值和消化吸收率明显提高。与精白米相比，糙米含有丰富的蛋白质、脂肪、纤维素、无机元素和维生素等营养成分，发芽糙米的出现，大大丰富了米制品品种，拥有非常广阔的发展前景。

糙米的化学成分主要有水分、碳水化合物、矿物质、蛋白质、脂类及维生素等，这些物质在干燥过程中，会因干燥温度、湿度等的不同，在形态、比例及物性上发生很大的变化[8]，且糙米经发芽后含水量较高，易霉变，不易保藏[9]，须干燥至安全水分后贮藏。然而随着糙米含水量的降低，发芽糙米的营养成分含量会发生一定的变化。因此，探索发芽糙米合理的干燥方式已逐渐成为人们关注的焦点，但目前国内外研究大都针对同种干燥方式指标进行比较，却鲜有对这些干燥方式比较研究。本试验通过对微波干燥、热风干燥对糙米内营养成分的影响进行比较研究，探索发芽糙米内部营养成分保留较优的干燥方法，为发芽糙米的干燥及贮藏提供参考。

1　材料与方法

1.1试验材料与设备

1.1.1主要材料

发芽糙米的制备：糙米经筛选、消毒、清洗、浸泡、萌芽和清洗，其活性终止后，得未干燥的发芽糙米。1.1.2主要设备

WF-130万能粉碎机：北京环亚天元机械技术有限公司；MM721AAU-PW微波炉：广州美的生活电器制造有限公司；JJ200型电子天平：常熟市双杰测试仪器厂；HH-4数显电热恒温水浴锅：常州澳华仪器公司；DHP060电热恒温培养箱：上海实验仪器厂有限公司；101A-1BT型电热鼓风干燥箱：上海实验仪器有限公司。

1.1.3主要试剂

无水乙醇、次氯酸钠、2，6-二氯靛酚钠、抗坏血酸、草酸、考马斯亮蓝G-250、斐林甲液（硫酸铜、次甲基兰）、斐林乙液[氢氧化钠、酒石酸甲钠（C4H4O6KNa· 4H2O）]、亚铁氰化钾[K4F4（CN）6·3H2O]、三氯乙酸、DNFB乙腈溶液、乙酸钠、次氯酸钠、重蒸酚：均购于长春市浩迪试剂有限公司。

1.2方法

1.2.1发芽糙米制备的工艺流程

取经挑选、除杂、均匀的糙米100 g左右，漂洗干净，用1 %的次氯酸钠溶液浸泡30 min对其表面消毒，然后用去离子水冲洗5次，并用去离子水作浸泡处理，25℃浸泡10 h之后于30℃通气培养18 h。

1.2.2发芽糙米的干燥

将发芽糙米清洗、沥干后，取等量米用两种方式对发芽糙米分别进行干燥。本试验干燥后发芽糙米水分含量为（14±0.5）%，达到安全贮藏水分要求，且进行5次平行试验。

1.2.2.1热风干燥

在50、55、60、65、70、75℃的热风温度下进行干燥，将干燥后的样品粉碎后进行测定，分别测定干燥后发芽糙米VC含量，还原糖含量，可溶性蛋白含量、γ-氨基丁酸（GABA）含量并绘制不同指标的含量曲线。

1.2.2.2微波干燥

微波干燥时采用中火（406 W）、中高火（567 W）、高火（700 W）分别进行干燥。将干燥后的样品粉碎后，分别测定干燥后发芽糙米VC含量，还原糖含量，可溶性蛋白含量、γ-氨基丁酸（GABA）含量并绘制不同指标的含量曲线。

1.3测定指标与方法

还原糖测定：DNS试剂显色法[10]；VC测定：2，6-二氯靛酚滴定法[11]；可溶性蛋白含量：考马斯亮蓝G-250 法[12]；水分：GB 5009. 3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》；GABA测定：参照许建军[13]和陈恩成[14]的方法，将干燥后的发芽糙米粉，称取1.0g，用60%乙醇定容至5mL后，振荡浸提2h，过滤。取滤液0.5mL，加入0.2 mL 0.2 mol/L pH9.0的硼酸缓冲液，1 mL 6 %的重蒸酚溶液，0.4 mL有效氯为9 %的次氯酸钠，充分振荡；沸水浴10 min后，立即冰浴20 min并不断地振荡，直至有蓝绿色化合物出现，然后加入2mL60%的乙醇于645nm下比色，测吸光值A。

2　结果与分析

2.1热风干燥、微波干燥对发芽糙米营养成分的影响糙米在一定的生理活化工艺条件下，其所含有的大量酶（如蛋白酶、淀粉酶、植酸酶等）被激活和释放，并从结合态转化为游离态。正是由于这一生理活化过程，使其营养成分大大超过精白米，也使糙米自身的质量发生相应的变化[15-17]。干燥前后，分别对发芽糙米称重，将其质量进行对比，干燥前的质量为干燥后质量的（1.18±0.03）倍。

2.1.1热风干燥温度对发芽糙米营养成分的影响

2.1.1.1不同热风温度对发芽糙米中还原糖含量影响不同热风温度对发芽糙米中还原糖含量影响见图1。

图1热风温度对还原糖含量的影响Fig.1 Effect of hot-air drying on sugar content in germinated brown rice

由图1可知，发芽后，还原糖含量明显增加，其中50℃热风干燥后发芽糙米内还原糖含量为初始含量的7倍。55、60、65、70、75℃干燥后还原糖含量分别为初始含量（0.395 g/100 g）的6.25、6、5.5、5倍。发芽糙米中还原糖的含量随着热风温度的升高而逐渐降低，干燥温度为50℃时还原糖含量最高，干燥温度为75℃时干燥后的糙米内所含还原糖最少。

2.1.1.2不同热风温度对发芽糙米中可溶性蛋白含量影响

不同热风温度对发芽糙米中可溶性蛋白含量影响见图2。

由图2可知，发芽后，可溶性蛋白含量明显增加，其中50℃热风干燥后发芽糙米内可溶性蛋白含量为初始含量（0.21 g/100 g）的2.43倍，55、60、65、70、75℃干燥后还原糖含量分别为初始含量的2.21、1.98、1.90、1.60、1.45倍。发芽糙米中可溶性蛋白质的含量随温度的升高而逐渐降低，干燥温度为50℃时干燥后的发芽糙米所含的可溶性蛋白含量最多。

图2热风温度对可溶性蛋白含量影响Fig.2 Effect of hot-air drying on soluble protein content in germinated brown rice

2.1.1.3不同热风温度对发芽糙米中VC含量影响

不同热风温度对发芽糙米中VC含量影响见图3。

图3热风干燥温度对VC含量的影响Fig.3 Effect of hot-air drying on VCcontent in germinated brown rice

由图3可以看出，发芽糙米内的VC含量随干燥温度的升高先升高再下降，在干燥温度为60℃时，VC含量达到最大值，温度太高，干燥时间太长都会导致VC含量的降低。

2.1.1.4不同热风温度对发芽糙米中GABA含量影响

不同热风温度对发芽糙米中GABA含量影响见图4。

图4热风干燥温度对GABA含量的影响Fig.4 Effect of hot-air drying on GABA content in germinated brown rice

由图4可知，发芽后，糙米内的GABA含量大幅增加。50℃热风干燥后发芽糙米内GABA含量多达初始含量（7.25 g/100 g）的11.01倍，55、60、65、70、75℃干燥后含量分别为初始含量的9.95、7.84、7.80、7.03、6.29倍。干燥温度为50℃时糙米内的GABA含量达到最高。

2.1.2不同微波干燥功率对发芽糙米营养成分的影响

2.1.2.1不同微波干燥功率对发芽糙米的还原糖含量影响

不同微波干燥功率对发芽糙米的还原糖含量影响见图5。

图5微波功率对还原糖含量的影响Fig.5 Effect of microwave drying on sugar content in germinated brown rice

如图5所示，发芽糙米内还原糖含量在中高火干燥时达到最高，其次为高火干燥，还原糖含量最少的情况为中火干燥。同以上热风干燥一同分析，微波干燥时还原糖吸收微波而融化，但高剂量的微波和长时间辐射可使部分还原糖脱水变为焦糖，影响发芽糙米的风味与品质；热风干燥时，也是由于长时间和高温干燥容易使部分还原糖脱水变为焦糖[18]。

2.1.2.2不同微波干燥功率对发芽糙米的可溶性蛋白含量影响

不同微波干燥功率对发芽糙米的可溶性蛋白含量影响见图6。

图6微波功率对可溶性蛋白含量的影响Fig.6 Effect of microwave drying on soluble protein content in germinated brown rice

如图6所示，发芽糙米内可溶性蛋白含量随功率变化情况与还原糖变化趋势相似，在中高火567 W处理时可溶性蛋白含量达到最高，其次为高火处理，中火406 W处理时发芽糙米内可溶性蛋白含量最少。同以上热风干燥一同分析，可溶性蛋白质在微波处理下降解成小肽和氨基酸，有利于人体吸收。可溶性蛋白在高温下结构会被破坏，导致可溶性蛋白质含量下降[19]。2.1.2.3不同微波干燥功率对发芽糙米的VC含量影响

不同微波干燥功率对发芽糙米的VC含量影响见图7。

图7微波功率对VC含量的影响Fig.7 Effect of microwave drying on VCcontent in germinated brown rice

如图7所示，微波干燥发芽糙米时，中高火567 W处理时发芽糙米内VC含量最高，高火处理时发芽糙米内VC含量次之，中火406 W处理时发芽糙米内VC含量最低。同以上热风干燥一同分析，VC易被氧化，受热时间过长或温度过高，其含量损失越大[20]。

2.1.2.4不同微波干燥功率对发芽糙米的GABA含量影响

不同微波干燥功率对发芽糙米的GABA含量影响见图8。

图8微波功率对GABA含量的影响Fig.8 Effect of microwave drying on GABA content in germinated brown rice

如图8所示，微波干燥处理发芽糙米时，发芽糙米内GABA含量在中高火567 W处理时含量最高，中火406 W次之，以高火700 W处理的GABA含量最低。2.2微波干燥、热风干燥对发芽糙米营养成分影响比较

微波干燥、热风干燥对发芽糙米营养成分影响比较见图9。

在热风干燥过程中，还原糖、可溶性蛋白、GABA含量随着热风干燥温度的升高而下降，VC含量随着热风干燥温度的升高呈先升高再下降低的趋势。综合来看，低温热风干燥更有利于发芽糙米营养物质的保持。因此，本试验热风干燥中发芽糙米的最佳干燥温度为50℃；在微波干燥过程中，还原糖、可溶性蛋白、VC含量、GABA含量都在中高火达到最大值，因此，本试验中对于发芽糙米微波干燥处理以中高火最佳。针对以上热风干燥、微波干燥对发芽糙米中营养成分含量影响的分析，对两种干燥方式的讨论采取最优情况进行比较，即：50℃热风干燥、中高火567 W微波干燥。

图9不同干燥方式对发芽糙米营养成分的影响Fig.9 Effect of different drying methods on nutrition ingredient in germinated brown rice

如图9所示，中高火567 W微波干燥后，发芽糙米还原糖含量较50℃热风干燥含量偏低，可溶性蛋白含量较50℃热风干燥含量偏高，VC含量较50℃热风干燥含量偏高，GABA含量较50℃热风干燥含量偏高。

3　结论

1）糙米发芽后，还原糖、可溶性蛋白、VC、GABA含量都有所增加，且干燥过程低温热风干燥更有利于发芽糙米营养物质的保持。因此，本试验热风干燥中发芽糙米的最佳干燥温度为50℃：干燥后发芽糙米内还原糖含量为初始糙米的7倍，可溶性蛋白为原糙米的2.43倍，GABA为原糙米的11.01倍。

2）在微波干燥过程中，还原糖、可溶性蛋白、VC含量、GABA含量都在中高火567 W时达到最大值，因此，本试验中对于发芽糙米微波干燥处理以中高火567 W最佳：干燥后发芽糙米内还原糖，可溶性蛋白GABA含量较其原糙米含量均有显著增长。

3）比较两种干燥方式，从干燥后发芽糙米的营养成分上来看，50℃热风干燥后发芽糙米内可溶性蛋白、VC、GABA含量都低于中高火567 W微波干燥，而50℃热风干燥后发芽糙米内还原糖含量高于中高火567 W微波干燥。综合以上对2种干燥工艺的分析，从经济和时间角度考虑，中高火567 W微波干燥较适宜，50℃热风干燥次之。

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The Study of Effects of Drying on Nutrition Ingredient in Germinated Brown Rice

ZHANG Yi，SHEN Juan-li，ZHAO Bing-han，WANG Ce，PAN Zhuo，WANG Xin*
（College of Agriculture and Biology Engineering，Jilin University，Changchun 130025，Jilin，China）

Abstract：The aim was to have a study on the influences that different temperatures（50，55，60，65，70，75℃）of common hot-air drying and different powers of microwave drying（moderate temperature 406 W，moderate-high temperature 567 W，and high temperature 700 W）have on main nutrition ingredients of germinated brown rice such as reducing sugar，soluble protein and GABA .The results of experiments illustrated that the best temperature of common hot -air drying was 50℃and the best power of microwave drying was moderate temperature.And having the comparison of the best consequences of the two methods，when taking economy and time into account，microwave drying at moderate-high temperature 567 W was better than common hot-air drying at 50℃.

Key words：germinated brown rice；hot-air drying；microwave drying；nutrition ingredient

收稿日期：2014-10-11

*通信作者：王昕（1970—），女，教授，博士，研究方向：食品保藏与加工理论新技术。

作者简介：张祎（1994—），女（汉），本科在读，专业：食品科学与工程。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.03.007