有色发芽糙米抗氧化活性的动态变化

王　艳，徐非非，柴立红，沈圣泉

（浙江大学农业与生物技术学院，浙江杭州　310029）



有色发芽糙米抗氧化活性的动态变化

王艳，徐非非，柴立红，*沈圣泉

（浙江大学农业与生物技术学院，浙江杭州310029）

摘要：近年来，随着慢性疾病发展趋势愈发严重，全谷物食品的营养成分及其健康价值引起了广泛关注。为了探究有色米发芽过程中（0～96 h）抗氧化活性的动态变化，研究选取有色米BP480（红米）、BP602（黑米）和BP015（白米，CK）为材料，对三者重要抗氧化活性成分的变化进行分析，即酚含量、DPPH自由基清除能力、酚酸（阿魏酸、对香豆酸）含量、VE含量。主要结果如下：①抗氧化活性关键指标总酚含量、总DPPH值，在有色米（红米、黑米）和白米的发芽糙米中，三者最大值均在发芽结束时（96 h），分别为未发芽糙米的1.1倍、1.2倍和3.1倍，以及1.1倍、1.3倍和2.2倍。游离酚含量和游离DPPH值，在有色米中，0～24 h阶段显著降低，之后随着发芽时间的延长有所增加，而白米整体属于增长趋势。②阿魏酸、对香豆酸含量均显著升高。③VE总含量变化均不明显，γ-生育三烯酚在白米中显著下降，而有色米中总体变化不显著。

关键词：发芽糙米；有色米；抗氧化活性；VE

0　引言

发芽糙米（GBR）作为一种水稻全谷物，是稻谷经砻谷后得到的完整留胚糙米，经消毒后，在一定温度、湿度环境下发芽到一定程度（传统方法芽长0.5～1.0 mm），然后经灭活、干燥后得到的水稻加工产品。研究发现，糙米在发芽过程中进行着丰富的生理生化活动，并引发较多的功能及营养物质含量的变化，如还原糖、γ-氨基丁酸（GABA）、膳食纤维和抗氧化活性成分（如多酚类、VE）等[1-3]。GABA，目前发芽糙米研究最多的一种成分，对人体有多方面的保健作用，GABA在不同品种的糙米中含量介于0.01～0.1 mg/g[4]，发芽处理后，其含量可增加3～17倍[5]，而对于酚酸、VE等抗氧化活性功能营养成分的研究比较少。此外，之前大部分研究主要针对白米[6]、有色米的相关研究稀缺。Yodpitak S等人[7]发现黑米经过短暂的14 h发芽后，抗氧化活性没有显著变化，但没有在其他条件下进一步研究，如不同的发芽时间、发芽环境等[8-9]。因此，发芽处理能否进一步提高有色米的抗氧化活性，以及怎样影响其相关成分含量变化，至今仍缺乏充分的说明。

基于目前的研究基础，试验采用有色糙米（红米、黑米），以及作为对照的白米糙米进行发芽处理，在9个不同发芽时间（24，30，36，42，48，60，72，84，96 h）对酚、阿魏酸、对香豆酸、DPPH自由基清除能力、VE和γ-生育三烯酚抗氧化活性成分进行研究，动态分析有色米发芽过程中抗氧化活性的变化特点。

1材料与方法

1.1试验材料

（1）材料。2种有色米BP480（红米）和BP602（黑米），以及对照BP015（白米），2013年收于杭州；发芽糙米的制备参考前人方法[10]，略有改动，获得发芽24，30，36，42，48，60，72，84，96 h后的发芽糙米，然后冷冻干燥、磨粉，并过100目筛子，- 20℃保存以备用。

（2）试剂。甲醇、乙腈，色谱纯，Si- yi公司提供；VE标样，Chroma Dex公司提供；酚酸标样，Trolox（6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethychroman-2-carboxyl icacid），福林酚试剂（Folin- Ciocalteu reagent），DPPH （2,2'- diphenyl- 1- picrylhydrazyl），Sigma公司提供；其他化学试剂为分析纯。

1.2试验仪器

Ultrospec 1100型分光光度计、BenchTop 4K型冷冻干燥器、HZ- 9210K型振荡器、Sorvall ST16R型高速离心机、RE- 2000A型旋转蒸发仪、Waters型高效液相色谱仪。

1.3抗氧化活性物质的提取与检测方法

酚（游离酚和总酚）的提取方法[11]，酚含量的测定方法[12]（福林酚分光光度法），酚酸（阿魏酸、对香豆酸）含量检测方法[13]，DPPH抗氧化能力测定方法[14]，VE的提取与检测方法[15]。

1.4统计方法

数据结果用平均值表示。采用SPSS 16.0统计软件分析试验数据，用LSD（Least significant differences）进行显著性分析，p＜0.05表示差异显著。

2结果与分析

2.1酚含量的动态变化

酚（主要包括酚酸和类黄酮等化合物）是水稻中主要的抗氧化活性成分。

红米、黑米和白米在发芽过程中总酚（a）与游离酚（b）含量的动态变化见图1。

图1　红米、黑米和白米在发芽过程中总酚（a）与游离酚（b）含量的动态变化

结果显示，红米、黑米和白米的GBR总酚含量最大值均在发芽结束时（96 h），红米、黑米分别为二者未发芽糙米的1.1倍、1.2倍、白米为3.1倍。总酚含量的整个趋势显示，有色米在前期有一个较大的降低过程，随后升高直到最后超过未发芽糙米，而白米基本处于上升的趋势。其中数据显示，有色GBR的游离酚在0～24 h有大幅度的降低，红米GBR 从234.4 mg GAE/100 g降到73.4 mg GAE/100 g，黑米GBR从306.8 mg GAE/100 g降到120.5 mg GAE/100 g，但随后便逐渐升高，然而白米GBR总体表现出较稳定的增长趋势，这说明对于有色米的总酚含量而言，主要是受游离酚含量的影响。

从而可得出，有色发芽糙米的生产过程中，会有较多的游离酚损失，而持续发芽能弥补这一损失。

2.2酚酸的动态变化

据报道，阿魏酸具有广泛的生理活性，是发芽糙米中含量最多的酚酸（其次是对香豆酸），其含量可达总酚酸含量的50％以上[16-17]。

红米、黑米和白米在发芽过程中阿魏酸、对香豆酸含量的动态变化见表1。

阿魏酸、对香豆酸含量在有色米（红米、黑米）和白米GBR总体均显著增高，发芽96 h达到峰值。在红米中，分别为其未发芽糙米的5.4倍、5.6倍；黑米分别为5.3倍、11.8倍；而白米中，分别为3.1倍、3.8倍。这与Ti H H等人[6]的（白米）研究趋势类似。

2种酚酸在未发芽糙米中，白米比有色米含量更高；而经过发芽处理后，有色GBR增长幅度更大，以至2种酚酸含量都超过白米GBR（30～96 h）。

表1　红米、黑米和白米在发芽过程中阿魏酸、对香豆酸含量的动态变化　/μg·g-1

2.3 DPPH自由基吸收能力的动态变化

红米、黑米和白米在发芽过程中总DPPH（a）、游离DPPH（b）含量的动态变化见图2。

图2　红米、黑米和白米在发芽过程中总DPPH（a）、游离DPPH（b）含量的动态变化

红米、黑米和白米GBR的DPPH最大值均在发芽结束时（96 h），红米、黑米GBR分别为二者未发芽糙米的1.1倍，1.3倍，白米为3.1倍。数据分析显示，对总趋势变化其关键作用的是有色米游离态部分，而游离态DPPH在发芽的起始阶段（0～24 h）均显著降低，随后不同程度升高；而白米在整个发芽过程中表现出升高趋势。DPPH值与酚含量检测结果类似，主要是因为酚类是植物体内最主要的抗氧化活性成分之一，也是水稻全谷物中最主要抗氧化活性物质[17]。

2.4 VE的动态变化

VE是脂溶性抗氧化剂，分为生育酚和生育三烯酚，按甲基位置分为α，β，γ和δ，共8种成分，属于同一个同分异构体家族。在水稻中，γ-生育三烯酚（γ- T3）是其最主要成分。

红米、黑米和白米在发芽96 h过程中VE总含量和γ- T3的动态变化见表2。

表2　红米、黑米和白米在发芽96 h过程中VE总含量和γ- T3的动态变化/μg·g-1

VE总含量，在红米和黑米GBR中分别在38.6 μg/g 和41.7 μg/g左右略显波动，而在白米中相对稳定（约67.3 μg/g）。之前，Ng L T等人[10]报道发芽过程中黑米VE总含量（49.1 μg/g）高于白米（39.4 μg/g)，因此综合Ng L T等人[10]与此次研究结果，推测VE总含量与稻米皮层颜色无关，属于稻米自身特有基因决定。

γ- T3在红米和黑米GBR中分别占VE总含量的47％～58％和46％～58％，而在白米中占35％～50％。在发芽过程中，γ- T3在白米中显著下降（33.0～24.7 μg/g），而在有色米中未表现出较大的变化。

3结论与讨论

本研究通过对有色米（红米、黑米）及白米的糙米在0～96 h（9个检测点）发芽过程中，酚、对香豆酸、阿魏酸的含量，DPPH自由基清除能力，VE总含量和γ-生育三烯酚含量变化，来分析糙米发芽过程中抗氧化活性的动态变化特点。

研究发现，糙米在发芽过程中，有色GBR的总抗氧化活性显著高于白米GBR，黑米GBR高于红米GBR；而白米发芽处理后，抗氧化活性提高大于2倍，有色米大于1倍。其中，有色米游离态抗氧化活性物质在0～24 h内大幅度降低，随后逐渐升高；而在白米中总体稳定增长。游离态抗氧化活性物质前期的大量降低，可能源于浸泡过程，较多的水溶性多酚类化合物的流失，如黄酮类物质（有色米中一种重要多酚类物质），这些物质不稳定，易受到pH值、温度等不适理化环境影响而降解[18]。在随后发芽阶段中抗氧化活性的增强，可以进一步说明糙米在发芽过程中激活了一系列酶（如内源酯酶等），释放结合在细胞壁多糖上的酚类小分子（如酚酸等）[19-21]以及苯丙氨酸氨裂解酶，促使植物合成苯丙氨酸和其他相关多酚类物质，协同作用达到提高抗氧化活性的结果[22]。

另外，本研究的发芽结束时间是96 h，有色米（红米和黑米）及白米的总抗氧化活性均以稳定增长的趋势达到最大值；如果延长发芽时间，推测还有一段的增长期，但此时相应的微生物繁殖也应该会异常活跃，延长时间可能会引起一些其他问题，具体情况还有待更深入研究。

综上所述，相对于白米、有色米发芽处理后抗氧化能力提高效益稍次一些，而对于某些单独成分，有色米的增长效果更好，如阿魏酸、对香豆酸等。因此，在生产活动中根据具体需要，针对性地选择稻米品种及处理方式尤为重要。

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The Dynamic Changes of the Antioxidant Activity in Colored Germinated Brown Rice（Oryza Sativa L.）

WANG Yan，XU Feifei，CHAI Lihong，*SHEN Shengquan
（College of Agriculture and Biotechnology，Zhejiang University，Hangzhou，Zhejiang 310029，China）

Abstract：Recently，with the increasing prevalence rate of chronic degenerative diseases，the nutritional properties and health benefits of whole grains have received wide attention. To investigate the dynamic changes of the antioxidant activity in germinated brown rice（GBR）within germination time（0～96 h），this study chose colored rice BP480（red），BP602 （black），and BP015（white，CK）as materials，from the values of polyphenols，DPPH，phenolic acid（acid，pCA）and vitamin E. The main results are listed below：①Two important indicators of antioxidant activity，total phenolic content and DPPH of the colored GBR（red & black），and white GBR，with maximum values，which are 1.1，1.2，3.1- flod and 1.1，1.3，2.2- fold of their non- germinated counterparts，respectively，all obtained at the final stage of germination（96 h）. The phenolic content and DPPH of free extracts in colored GBR showed a notable decline at the earlier stage（0～24 h），then increased with the process of germinating，despite with a constant increasing trend in the white GBR.②The contents of ferulic acid，and pCA displayed pronounced increase with the duration of germination in all cultivars.③No big changes were observed in total vitamin E，though γ- T3 with a gradual decrease in white GBR，and a relative steady in colored GBR.

Key words：germinated brown rice；colored rice；antioxidant activity；VE

*通讯作者：沈圣泉（1962—），男，博士，副教授，研究方向为水稻诱变种质创新与植物转基因研究。

作者简介：王艳（1991—），女，硕士，研究方向为稻米功能营养品质。

基金项目：浙江省科技厅公益技术研究农业项目（2015C32054）；浙江省“8812”计划专项（2016C12020- 3）。

收稿日期：2016- 01- 19

文章编号：1671- 9646（2016）03a- 0011- 04

中图分类号：TS210.1

文献标志码：A

doi：10.16693/j.cnki.1671- 9646（X）.2016.03.003