薏仁米贮藏过程中品质的变化

栾琳琳卢红梅陈 莉杨凤仪吴煜樟牟灿灿

(1. 贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州 贵阳 550025； 2. 贵州大学贵州省发酵工程与生物制药重点实验室，贵州 贵阳 550025)

薏仁米又名薏苡仁、草珠子、六谷子、菩提珠，原产于东南亚，是广泛种植于中国、日本、韩国和印度的禾本科植物[1-2]。它不仅富含营养成分，还含有酯类、甾醇类、酚类、多糖类等药效成分，并经临床药理研究确证，其具有抗肿瘤[3-4]、抗炎[5-6]、免疫调节[7]、降血糖血脂[8]、抗肥胖[9]等药理活性。

薏仁米产后损失严重，因陈化造成的品质降低是主要原因。研究薏仁米品质变化产生的内在原因，对于及时判别薏仁米的陈化程度，科学贮藏具有重要的意义。袁芳芳[10]选择脂肪酸值和品尝评分值作为稻谷贮藏过程中品质变化指标，结果表明，随着贮藏时间的延长，粳稻谷的脂肪酸值逐渐升高，品尝评分值逐渐降低，稻谷品质下降。申晓曦等[11]研究了水分含量对花生仁贮藏过程中的品质影响，发现花生仁的水分含量过高或过低都会加速氧化酸败反应进程,进而影响产品口感。张欣等[12]测定了在不同贮藏条件下稻米的直链淀粉含量、游离脂肪酸值，结果显示，在贮藏至6个月时，所有稻米的直链淀粉含量显著下降，游离脂肪酸值显著增加。目前，鲜有对薏仁米及其加工产品贮藏技术研究的报道。本研究拟对薏仁米贮藏过程中的品质变化进行探讨，对薏仁米种仁的基本组成成分及其在贮藏过程中的含量变化进行测定分析，了解各营养成分在贮藏过程中的变化，同时分析薏仁米在贮藏过程中理化指标及生化指标的变化规律，探讨薏仁米陈化过程中各指标的变化规律，旨在为薏仁米的科学贮藏和相关产品的研发提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料

薏仁米：贵州兴诚华英食品有限公司，为贵州兴仁县产纯种小薏仁米，原料为当年产新鲜薏仁米，取企业当天脱壳处理薏仁米运送至本校实验室中存放；

盐酸：分析纯，重庆川东化工有限公司；

甲基红：指示剂，天津市科密欧化学试剂有限公司；

95%无水乙醇、石油醚：分析纯，天津市富宇精细化工有限公司；

碘：分析纯，天津致远化学试剂有限公司；

氢氧化钠、葡萄糖、苯酚：分析纯，天津市永大化学试剂有限公司；

氢氧化钾、酒石酸钾钠：分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；

亚甲基蓝：生物染色剂，天津市科密欧化学试剂有限公司；

亚铁氰化钾：分析纯，成都金山化学试剂有限公司。

1.2 主要仪器设备

色度仪：Hunter Lab Ultra Scan VIS型，上海韵鼎国际贸易有限公司；

石墨消解仪：SH220型，上海卓好实验室设备有限公司；

自动凯氏定氮仪：K9840型，济南海能仪器股份有限公司；

电热干燥箱：101-1型，北京科伟永兴仪器有限公司；

数显恒温水浴锅：HH-b型，常州奥华仪器有限公司；

精密电子天平：FA2004N型，上海菁海仪器有限公司；

气相色谱联用仪：7890A型，安捷伦科技有限公司；

箱式高温电炉：JNL-17XB型，洛阳力宇窑炉有限公司；

可见分光光度计：722S型，上海菁华科技仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理 模拟自然贮藏条件，将当年产新鲜精制薏仁米放入PE自封袋中密封，置于25 ℃的培养箱内进行为期1年的贮藏试验。

1.3.2 检测方法

(1) 感官评定：按GB/T 5492—2008 执行。

(2) 色差的测定：使用Hunter Lab Ultra Scan VIS色度仪测量薏仁米在贮藏过程中的L*、a*、b*，L*表示亮度，a*表示红-绿，b*表示黄-蓝。测量时采用RSIN模式，孔径大小和观察面积选择19 mm，校正仪器后开始测量，每个样品平行测定5次，去除最大值与最小值，使用其他3组数据，结果取平均值。

(3) 水分含量：按GB/T 5497—1985 的直接干燥法执行。

(4) 淀粉含量：按GB/T 5514—2008 的酶水解法执行。

(5) 粗脂肪含量：按GB/T 5512—2008 的索氏抽提法执行。

(6) 蛋白质含量：按GB/T 5511—2008的凯氏定氮法执行。

(7) 灰分含量：按GB/T 22510—2008 的高温灰化法执行。

(8) 脂肪酸值：按GB/T 5510—2011 的滴定法执行。

(9) 过氧化值：按GB/T 5009.37—2003 的比色法执行。

(10) 丙二醛(MDA)含量：比色法[13]。

(11) 脂肪酶活动度：按GB/T 5523—2008执行。

(12) 电导率：参考文献[14]用数字电导率仪测定。

1.4 数据处理

每个指标重复测定3次，采用Origin软件进行数据处理，试验数据分析采用SPSS软件系统。

2 结果与分析

2.1 感官评定

2.1.1 薏仁米贮藏过程中色泽、气味的变化 薏仁米在自然贮藏条件下，其色泽、气味会发生相应的改变，观察在1年的贮藏过程中其色泽及气味的变化。

如表1所示，薏仁米色泽随着贮藏时间的延长，由最初新鲜薏仁米的乳白色、有光泽，逐渐变暗偏黄且带有灰色；气味也由最初的甜香气，最终呈哈败味。

2.1.2 利用色度仪测定薏仁米贮藏过程中的色泽变化

由图1可知，在1年的自然贮藏中，薏仁米表面亮度值L*随贮藏时间的延长整体呈下降趋势，红度a*和黄度b*呈上升趋势。L*值的降低表明薏仁米在贮藏过程中，表面颜色亮度逐渐变暗；b*升高表明随着贮藏时间的延长，薏仁米的表面颜色逐渐变黄；a*变化不大但呈上升趋势。结合CIE Lab色空间坐标图，薏仁米随着贮藏时间的延长，表面颜色逐渐变暗偏黄且带有灰色，此变化与感官分析结果一致。

表1 薏仁米贮藏过程中色泽、气味的变化

2.2 薏仁米贮藏过程中主要成分的变化

2.2.1 薏仁米的主要成分 贮藏0 d的薏仁米水分、蛋白质、粗脂肪、淀粉、及灰分含量的测定，结果如表2所示。

从表2可以看出，薏仁米中的主要成分为淀粉，其次薏仁米中蛋白质和脂肪含量都远高于其他谷物，且富含矿质元素。由于薏仁米中脂肪含量较高，多为不饱和脂肪酸，因而具有很高的营养效益，但这也会使薏仁米更易因脂肪的氧化而引起品质的变化。

2.2.2 薏仁米贮藏过程中主要成分的变化 水分是薏仁米各种生化反应的介质，其含量过高或过低均可影响薏仁米的贮藏稳定性，影响薏仁米的品质。每隔90 d对薏仁米在自然贮藏过程中的水分和蛋白质含量进行测定，结果见图2。

表2 薏仁米主要成分测定结果

图1 薏仁米贮藏过程中L*、a*、b*值的变化

由图2可知，在1年的自然贮藏过程中，薏仁米水分含量逐渐降低，下降幅度为37.06%。薏仁米中蛋白质含量基本保持不变，在各贮藏阶段含量无显著差异(P<0.05)。这与谢宏等[15]研究得出的稻米贮藏过程中蛋白质含量变化的结论一致。

由图3可知，在1年的自然贮藏过程中，淀粉含量变化不大。王肇慈等[16]研究表明，虽然淀粉在贮藏过程中受酶的作用，水解成麦芽糖、糊精，进而分解为葡萄糖而使其含量减少，但由于基数较大，因而总量变化并不明显。这可能也是薏仁米贮藏中淀粉含量变化不显著的原因。

图2 薏仁米贮藏过程中水分含量和蛋白质的变化

图3 薏仁米贮藏过程中淀粉和灰分含量的变化

由图4可知，在360 d 的自然贮藏过程中，粗脂肪含量随贮藏时间的延长逐渐减少，减少量为粗脂肪总量的15.00%左右，可能是脂肪在氧化酶的作用下发生了分解，同时受光、氧等的影响发生了水解和氧化，脂肪酸值的升高被认为是脂肪发生水解反应的结果。

2.3 薏仁米贮藏过程中生化性质的变化

2.3.1 脂肪酸值 脂肪酸值能反映贮藏过程中薏仁米劣变的程度，是薏仁米品质的重要指标之一。图5为薏仁米贮藏过程中脂肪酸值的变化。

图4 薏仁米贮藏过程中脂肪含量的变化

图5 薏仁米贮藏过程中脂肪酸值的变化

由图5可以看出，在360 d的自然贮藏过程中，脂肪酸值随着贮藏时间的延长大致呈上升的趋势，300 d后呈下降趋势，可能是随着贮藏时间的延长，由油脂水解产生的脂肪酸发生过氧化反应，转变为氢过氧化物，进一步生成了低级的醛、酮类等化合物，同时与微生物的分解利用作用一起使脂肪酸值有所降低。

2.3.2 过氧化值 过氧化值作为一种指示油脂氧化酸败程度的关键指标，对衡量油脂的氧化程度具有重要意义。将薏仁米置于25 ℃下贮藏1年，每隔30 d测定1次过氧化值，结果见图6。

图6 薏仁米贮藏过程中过氧化值的变化

由图6可知，在0～360 d的贮藏期内，随着贮藏时间的延长，脂肪氧化酸败程度不断加深，过氧化值逐渐升高，增长了416.21%。

2.3.3 丙二醛含量 丙二醛含量的大小反映过氧化的程度。薏仁米在贮藏过程中丙二醛含量的变化如图7所示。

由图7可以看出，在360 d的贮藏期内，薏仁米丙二醛的含量随着贮藏时间的延长呈波动上升的趋势。有研究[17]报道，薏仁米在贮藏过程中，丙二醛含量的变化与过氧化物酶的活性呈反相关关系。这可能是丙二醛含量呈上下波动的主要原因。随着贮藏时间的延长，薏仁米膜脂过氧化程度加剧，不饱和脂肪酸被氧化分解生成氢过氧化物，进一步分解产生丙二醛等物质[18]，可能是丙二醛含量整体呈上升趋势的主要原因。

图7 薏仁米贮藏过程中丙二醛含量的变化

2.3.4 薏仁米贮藏过程中脂肪酶活动度的变化 脂肪酶作为脂肪水解代谢中第一个参与反应的酶，对脂肪的转化速率起着重要的调控作用，是粮食在贮藏中氧化变质的主要原因之一，严重影响粮食的品质。图8为薏仁米贮藏过程中脂肪酶活动度的变化。

由图8可知，薏仁米在360 d的贮藏过程中，随着贮藏时间的延长，脂肪酶活性呈先升后降的趋势。在120 d的贮藏期内，脂肪酶活性逐渐升高，分析脂肪酶活性先增大的原因可能是在贮藏初期，薏仁米自身生命活力较强，呼吸作用较大，同时受外界条件如氧气、湿度等的影响，共同作用使薏仁米脂肪酶活力增大，加速了脂类的分解代谢作用。在120～360 d内，脂肪酶活性呈下降趋势，可能是随着贮藏时间的延长，薏仁米自身的生命活力减弱，同时体内自由水含量减少，从而使脂肪酶活性呈下降的趋势。这与雷凡[19]对糙米贮藏中脂肪酶活性变化的趋势一致。

图8 薏仁米贮藏过程中脂肪酶活动度的变化

2.3.5 薏仁米贮藏过程中电导率的变化 在贮藏过程中，由于粮食籽粒细胞的膜脂会发生过氧化导致细胞电解质外渗[20]。薏仁米在贮藏过程中电导率的变化如图9所示。

图9 薏仁米贮藏过程中电导率的变化

由图9可以看出，随着贮藏时间的不断延长和陈化程度的加深，电导率逐渐上升，表明随着贮藏时间的延长，薏仁米细胞膜透性逐渐变大。薏仁米膜脂过氧化使细胞膜内电解质外渗。这是薏仁米电导率升高的主要原因。纵观整个贮藏过程，随着薏仁米陈化的加深，电导率增加显著，能灵敏地反映薏仁米的劣变情况。

2.4 薏仁米生化指标间的相关性分析

选取测定的薏仁米水分含量、脂肪酸值、过氧化值、丙二醛含量、脂肪酶活动度和电导率7个指标进行指标间的相关性分析，结果见表3。

表3 薏仁米生化指标间的相关性分析†

† * 表示在0.05水平上显著相关，** 表示在0.01水平上显著相关。

由表3可知，水分含量、脂肪酸值和丙二醛含量除与脂肪酶活动度无显著相关外，其他各指标间均显著相关；过氧化值与各指标在0.01水平上均显著相关，其中与水分含量和脂肪酶活动度显著负相关；脂肪酶活动度除与过氧化值和电导率在0.05水平上显著负相关外，与其他指标均显著不相关；电导率与水分含量和脂肪酶活动度显著负相关，与其他指标显著正相关。从指标间的相关性和各指标的灵敏性分析可以得出，不同指标间均存在一定的关联性，且都能不同程度地反映随着贮藏时间的延长，薏仁米品质的下降。脂肪酶作为第一个参与脂肪水解过程的酶，调控着脂肪的转化速率，是粮食在贮藏中氧化变质的主要原因之一。因此，选取水分含量、脂肪酸值、过氧化值、丙二醛、脂肪酶活动度和电导率作为薏仁米品质变化的主要判断指标，同时，这些指标与脂肪氧化密切相关，可作为薏仁米贮藏过程中脂肪氧化研究的主要指标。

3 结论

在为期1年的贮藏过程中，薏仁米的颜色、气味、主要成分及关联指标变化明显，表明薏仁米品质随贮藏时间的延长而下降。脂肪酸值、过氧化值、丙二醛值、脂肪酶活动度和电导率的变化，均灵敏地反映随着贮藏时间的延长薏仁米的脂肪氧化，劣变程度加大，反映薏仁米品质的下降，因此可作为判断薏仁米品质变化的主要指标。与前人[21-23]的研究方法比较，本研究用量化指标评价和仪器评价薏仁米的品质，更科学、客观地表示了薏仁米贮藏过程中品质的变化，避免了此前只以感官评价作为分析方法的主观评价中的误差。然而薏仁米的陈化是一个复杂的过程，不仅受脂肪氧化的影响，还与淀粉、蛋白质的变化有着密切联系。由于陈化对淀粉、蛋白质含量影响不大，故后期可对薏仁米贮藏中蛋白质的结构、性质变化，淀粉的糊化特性等进行深入研究。