硒處理對發芽糙米組分含量的影響

申娟利，張祎，趙婷婷，王昕（吉林大學生物與農業工程學院，吉林長春130025）

硒處理對發芽糙米組分含量的影響

申娟利，張祎，趙婷婷，王昕*
（吉林大學生物與農業工程學院，吉林長春130025）

研究不同濃度硒對富硒發芽糙米有機硒含量、無機硒轉化率、干物質損失率、發芽率、粗脂肪、粗蛋白、可溶性蛋白、總糖、還原糖的影響，結果表明，隨著亞硒酸鈉溶液濃度的增大，有機硒含量呈先增大后趨于穩定的趨勢，無機硒轉化率呈下降趨勢；干物質損失率、可溶性蛋白含量和還原糖含量先升高后下降，發芽率呈下降趨勢，粗脂肪、粗蛋白和總糖先下降后升高。

發芽糙米；硒；組分含量

谷物一直以來都是人類獲取能量和營養的主要來源，而糙米作為谷物原料之一，其營養價值高、來源豐富，越來越受到人們的重視。糙米是指去除稻殼后，仍含有胚、糊粉層和皮層的物質。糙米具有γ-氨基丁酸（GABA）、維生素、蛋白質、膳食纖維等營養物質，尤其是GABA，具有緩解動脈硬化、降低血壓、鎮定興奮等重要的生理功能。糙米發芽的過程，實際上是其內部呼吸作用增強、內源酶活化、大分子物質降解、維生素及礦物質含量增加的過程[1]。通過這個過程，糙米的食用特性得到提高，且一些功能性物質如谷胱甘肽、γ-氨基丁酸也得以積累，從而使糙米的營養價值得到充分利用[2-4]。硒是谷胱甘肽過氧化物酶的活性中心，而谷胱甘肽過氧化物酶是生物機體內部重要的抗氧化酶之一[5]，可以把有毒的過氧化物還原為無毒的羥基化合物，從而防止生物體內的細胞等結構遭到破壞[6-7]。

本研究在糙米的發芽過程中引入了硒這種特殊元素，有必要對糙米富硒發芽過程中的生理活性成分和硒的富集進行探討，以期為富硒發芽糙米的功能性及其富集規律提供理論參考。本文主要研究外源無機硒在糙米體內的轉化率以及不同濃度亞硒酸鈉對糙米發芽期間干物質損失率、發芽率、粗脂肪、粗蛋白、可溶性蛋白、總糖、還原糖的影響。

1　材料和方法

1.1材料與試劑

糙米（北稻3號）：產自黑龍江省綏化市。

硫酸銅、氫氧化鈉、硼酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、酚酞無水乙醚、次甲基藍、酒石酸鉀鈉、亞鐵氰化鉀、亞硒酸鈉、碘化鉀、鹽酸：均為國產分析純，來自北京化工廠。

1.2試驗儀器

超微粉碎機：北京環亞天元機械技術有限公司；TU-1810型紫外分光光度計：北京譜析通用儀器有限責任公司；KDY-9810凱氏定氮儀、KXL-1010型控溫消煮爐：北京市通潤源機電技術有限責任公司；SZT-06A脂肪測定儀：蘇州市天威儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1不同硒濃度的發芽糙米的制備

富硒發芽糙米制備工藝：在浸泡溫度30℃、浸泡時間9 h、發芽溫度31℃、發芽時間18.9 h，亞硒酸鈉溶液濃度分別為0、10、20、40、60、80、100 mg/L的條件下培養糙米，成品粉碎過60目篩，密封包裝，保存于低溫避光處，備用。

1.3.2總硒、無機硒、有機硒含量測定

1.3.2.1總硒含量的測定

參照劉娜等[8]的方法，取一定量樣品，于150 mL磨口燒瓶中，用少量水濕樣后，加消化液（雙氧水∶硫酸∶高氯酸=3∶1∶3，體積比），振蕩搖勻，置電爐上消化至終點，冷卻后，加氫氧化鈉溶液調節pH為7.0，搖勻后，用甲酸調節pH至2.0～3.0，加4 mL 40%鹽酸羥胺，后定容至50 mL，取消化液10 mL于分液漏斗中，加4 mL 5%乙二胺四乙酸二鈉溶液，2 mL 0.5%的3，3-二氨基聯苯胺溶液，搖勻后于暗處反應30 min，氨水調節pH 至6.5～7.0，后加4 mL甲苯，充分振蕩萃取3 min，分層后，在425 nm波長處測定溶液的吸光度，用同樣的方法制作標準曲線，查出與吸光度對應的硒含量。

1.3.2.2無機硒含量的測定

參照劉娜等[8]的方法，取1.0 g樣品于50 mL蒸餾水，超聲振蕩30 min，后用小火微沸30 min，過濾定容至50 mL，取10 mL上清液，加4 mL甲苯，充分振蕩萃取3 min，分層后，在425 nm波長處測定溶液的吸光度。

1.3.2.3有機硒含量測定

總硒減去無機硒含量即為有機硒含量。

1.3.3測定指標與方法

干物質含量：取發芽后的新鮮樣品，稱重后，105℃干燥15 min，再于75℃烘箱中烘至恒重，測定干重。

發芽率：糙米發芽結束后，隨機取100粒種子，計算發芽率。

粗蛋白和粗脂肪的測定：分別按照SN/T 0800.3-1999《進出口糧食、飼料粗蛋白質檢驗方法》和GB/T 5512-2008《糧油檢驗糧食中粗脂肪含量測定》測定。

可溶性蛋白的測定：甲醛滴定法。

總糖含量測定：斐林試劑法。

還原糖含量測定：DNS（3，5-二硝基水楊酸）比色法。1.3.4相關性分析

運用SPSS18.0設計軟件進行分析。

2　結果與分析

2.1不同硒濃度處理對發芽糙米中硒含量的影響

糙米經不同濃度亞硒酸鈉溶液處理后，硒含量測定結果見圖1，糙米中硒轉化率結果見圖2。

圖1　硒質量濃度對糙米中硒含量的影響Fig.1　Effect ofselenium concentration on the selenium content

圖2　硒質量濃度對糙米中硒轉化率的影響Fig.2　Effect of selenium concentration on the conversion of the selenium

由圖1可見，與對照組（0 mg/L亞硒酸鈉溶液處理的發芽糙米）相比，經過亞硒酸鈉溶液浸泡處理后，糙米中的總硒和有機硒含量顯著提高，總硒含量最大能夠提高40.62倍，有機硒最大能夠提高33.50倍；此外，富硒發芽糙米中的總硒、有機硒和無機硒含量隨著亞硒酸鈉溶液濃度的增大而不斷增加，當亞硒酸鈉溶液質量濃度超過60 mg/L后，總硒含量緩慢增加，有機硒含量達到最大。此后，隨著亞硒酸鈉溶液濃度的增大，有機硒含量逐漸趨于平穩，而無機硒含量隨著亞硒酸鈉濃度的增加而不斷增大。由圖2可見，無機硒的有機轉化率隨著亞硒酸鈉濃度的增大而不斷降低，當亞硒酸鈉溶液濃度為10 mg/L時，無機硒的有機轉化率為94.81%，當60 mg/L亞硒酸鈉溶液處理時，無機硒的有機轉化率為88.94%，當100 mg/L亞硒酸鈉溶液處理時，無機硒的有機轉化率為74.43%。

2.2不同硒濃度處理對糙米發芽率的影響

富硒發芽糙米發芽率與亞硒酸鈉濃度的關系見圖3。

圖3　不同硒濃度對發芽率的影響Fig.3　Effectofdifferentselenium concentration on the germination rate

由圖3可看出，糙米發芽率與亞硒酸鈉濃度密切相關，在一定濃度范圍內，糙米發芽率隨著亞硒酸鈉濃度的增加而緩慢降低，但是當濃度大于60 mg/L時，糙米發芽率急劇下降，說明高濃度硒會抑制糙米發芽，影響糙米的正常生理活動[9]。這可能是由于無機硒被糙米吸收后，糙米能夠通過自身的新陳代謝作用將無機硒轉化為硒代甲硫氨酸或者硒代半胱氨酸等有機硒來組合到蛋白質中，但是當硒濃度過高時，蛋白質的結構會遭到破壞，從而對其產生毒害作用[10-12]。

2.3不同濃度硒處理對糙米干物質損失率的影響

富硒發芽糙米干物質損失率與亞硒酸鈉濃度的關系見圖4。

圖4　不同硒濃度對干物質損失率的影響Fig.4　Effect of different selenium concentration on the loss amount ofdry substance

由圖4可看出，糙米發芽后干物質的損失率隨著亞硒酸鈉濃度的增大而逐漸增加，但當亞硒酸鈉濃度超過60 mg/L時，相對于空白，富硒發芽糙米中干物質損失率減少了。干物質的損失主要是為細胞呼吸等生理活動提供能量，在種子發芽剛開始時，細胞生長所需的能量和必須物質主要靠種子中貯藏物質降解，隨著發芽的進行，在沒有外加營養物質的情況下，細胞需要消耗更多的貯藏物質，以致干物質消耗加劇[13-14]。結合發芽率隨硒濃度的變化，可推測出干物質損失率出現上述變化，可能是因為低硒時，糙米發芽受影響不是很顯著，細胞由貯藏物質的降解獲取大量能量，而隨著硒濃度的增加，發芽受抑制的程度逐漸增加，表現為細胞呼吸受阻逐漸加深，導致種子中的貯藏物質降解速度減慢，最終使得干物質損失率又逐漸降低。

2.4不同濃度硒處理對發芽糙米可溶性蛋白的影響

富硒發芽糙米可溶性蛋白與亞硒酸鈉濃度的關系見圖5。

圖5　不同硒濃度對可溶性蛋白的影響Fig.5　Effectofdifferentselenium concentration on the soluble protein

由圖5可看出，糙米經亞硒酸鈉溶液處理后，富硒發芽糙米中可溶性蛋白含量隨著亞硒酸鈉濃度的增加逐漸增加，但是當濃度超過20 mg/L后，可溶性蛋白含量隨著亞硒酸鈉濃度的增加反而逐漸降低，且濃度越高，降低速度越劇烈。這說明低濃度亞硒酸鈉溶液可以提高蛋白酶活性，促進蛋白質的降解，高濃度亞硒酸鈉則會產生抑制作用。

2.5不同濃度硒處理對發芽糙米粗脂肪的影響

富硒發芽糙米粗脂肪與亞硒酸鈉濃度的關系見圖6。

圖6　不同硒濃度對粗脂肪的影響Fig.6　Effectofdifferent selenium concentration on the fattiness

由圖6可看出，低濃度亞硒酸鈉溶液處理后，富硒發芽糙米中粗脂肪含量降低，當亞硒酸鈉溶液濃度超過20 mg/L后，富硒發芽糙米中粗脂肪含量緩慢增加，這表明硒對脂肪酶的活性有一定的影響。

2.6不同濃度硒處理對發芽糙米粗蛋白的影響

富硒發芽糙米粗蛋白含量與亞硒酸鈉濃度的關系見圖7。

圖7　不同硒濃度對粗蛋白的影響Fig.7　Effectofdifferent selenium concentration on the crube protein

由圖7可看出，低濃度亞硒酸鈉溶液處理后，富硒發芽糙米中粗蛋白含量緩慢降低，但當亞硒酸鈉濃度超過20 mg/L后，富硒發芽糙米中粗蛋白含量逐漸增加。這可能是由于20 mg/L的亞硒酸鈉濃度已經超過糙米發芽耐受限度，導致蛋白酶的活性收到抑制，從而引起富硒發芽糙米中粗蛋白含量有升高的趨勢。

2.7不同濃度硒處理對發芽糙米總糖的影響

富硒發芽糙米總糖含量與亞硒酸鈉濃度的關系見圖8。

圖8　不同硒濃度對總糖的影響Fig.8　Effect ofdifferentselenium concentration on the totalsugar

由圖8可看出，亞硒酸鈉溶液處理對富硒發芽糙米中的總糖含量影響比較明顯，總糖含量隨著亞硒酸鈉濃度的升高緩慢降低，但是當亞硒酸鈉溶液濃度超過20 mg/L后，富硒發芽糙米中的總糖含量逐漸上升。糙米在發芽過程中，酶系統形成，淀粉等大分子貯藏物質降解，分解成小分子的糖類供種子發芽[15]，在此過程中，低濃度硒促進種子的生理代謝，而高濃度硒抑制其代謝。

2.8不同濃度硒處理對發芽糙米還原糖的影響

富硒發芽糙米還原糖含量與亞硒酸鈉濃度的關系見圖9。

圖9　不同硒濃度對還原糖的影響Fig.9　Effect of different selenium concentration on the reducing sugars

由圖9可看出，亞硒酸鈉溶液處理對富硒發芽糙米中的還原糖含量影響比較明顯，低濃度亞硒酸鈉溶液處理后，隨著亞硒酸鈉濃度的增大，富硒發芽糙米中還原糖含量逐漸上升，但是當亞硒酸鈉濃度超過20 mg/L后，富硒發芽糙米中還原糖含量急劇下降。種子在萌發過程中，種子的萌發與淀粉酶的活性呈正相關性，由于淀粉酶被激活或重新合成，淀粉不斷被降解為還原糖等小分子物質，為種子的萌發提供必要的物質，如果淀粉酶活性收到抑制，則相應的種子發芽也受到抑制[16]。試驗結果說明高濃度亞硒酸鈉抑制淀粉酶的活性，阻礙了還原糖的生成。

2.9相關性分析

通過SPSS18.0設計軟件，得到富硒發芽糙米硒濃度與各指標之間的相關性，分析結果見表1。

由表1可以看出，硒濃度同粗脂肪、粗蛋白、總糖均呈顯著正相關；硒濃度同可溶性蛋白、還原糖、發芽率均呈顯著負相關；硒濃度同干物質損失相關性不顯著。

表1　硒濃度與各指標之間的相關性Table 1　Correlation analysis between selenium concentration and these variables

3　結論

本文主要對糙米發芽期間硒的富集以及貯藏物質變化進行了研究，主要結論如下：

1）隨著亞硒酸鈉濃度的增大，有機硒含量呈先增大后降低的趨勢，無機硒轉化率呈下降趨勢。

2）隨著亞硒酸鈉濃度的升高，干物質損失率先升高后下降，在硒濃度為60 mg/L時損失率最大；發芽率呈下降趨勢，超過60 mg/L時，下降明顯；粗脂肪及粗蛋白含量先下降后升高，分別在硒濃度為10 mg/L和20 mg/L時最低；可溶性蛋白含量先升高后下降，在硒濃度為20 mg/L時最大；總糖和還原糖分別呈現先下降后升高和先升高后下降的趨勢，分別在硒濃度為20 mg/L時有最小值和最大值。

3）硒濃度同粗脂肪、粗蛋白、總糖均呈顯著正相關；硒濃度同可溶性蛋白、還原糖、發芽率均呈顯著負相關；硒濃度同干物質損失相關性不顯著。

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Studies on the Effects of Selenium on Component of Brown Rice

SHEN Juan-li，ZHANG Yi，ZHAO Ting-ting，WANG Xin*
（College ofAgriculture and Biology Engineering，Jilin University，Changchun 130025，Jilin，China）

The effectof Se-enriched on the chemical composition of brown rice was investigated.Along with increasing of the concentration ofsodium selenite solution，the organic selenium was increased and then tended to stable；the conversion of the inorganic selenium was decreased；the loss rate of dry substance，the reducing sugar and soluble protein were increased and then were decreased；germination rate was decreased；the content ofthe crude protein，crude fatand totalsugars were decreased and then were increased.

germinated brown rice；selenium；component

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.12.007

申娟利（1988—），女（漢），碩士生，研究方向：食品科學與工程。

2015-04-27