玉米作为中国产量最大的粮谷作物,营养价值丰富,但玉米中限制性营养因子含量高,营养吸收率差,阻碍玉米的加工与利用[1]。玉米经发芽处理后,蛋白质与淀粉特性得到改善,并可富集多种生物活性物质如γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)等[2-3]。发芽与盐、低氧、超声等胁迫联合处理可有效提高GABA含量,朱云辉等[4]用34 mmol/L NaCl胁迫苦荞发芽5 d,GABA含量提升2.44倍,陈慧等[5]认为40 mmol/L以下的NaCl对发芽蚕豆的GABA含量起到促进效果。真空与超声波胁迫发芽处理,提高了谷氨酸脱羧酶(glutamic acid decarboxylase, GAD)活性,促进了GABA合成。短时的真空处理可提高发芽稻谷、豌豆GABA的富集程度[6-7]。谷物胁迫发芽处理后营养成分及物理特性变化显著。研究表明,玉米在发芽后淀粉含量下降显著,淀粉的热力学特性、持水性和乳化性等理化特性明显增强[8-9]。在面团中添加发芽谷物粉,可增强面团的香气、粉质特性及拉伸特性,同时可提高消化吸收率,提升产品营养价值[10]。

本研究以马齿型玉米为原料,采用超声波、NaCl及真空复合胁迫发芽富集GABA,并对干燥后不同胁迫发芽玉米粉的营养成分及理化特性进行分析,以期制备一种性能优良且富集GABA的发芽玉米粉,增加玉米的综合利用价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

马齿型玉米,内蒙古农业大学玉米研究中心提供;3,5二硝基水杨酸,北京太阳生物科技有限公司;盐酸、硫酸,天津奥普升化工有限公司;苯酚、次氯酸钠、考马斯亮蓝G-250、NaCl,国药集团化学试剂有限公司,以上药品均为分析纯。

1.2 仪器与设备

FDV-E淀粉黏度计,上海精密仪器仪表有限公司;UV2300 II.双光束紫外可见分光光度计,上海天美科学仪器有限公司;XL-20B 1000克密封型摇晃式微粉碎机,广州市旭朗机械设备有限公司;岛津DSC-60差式扫描量热仪,日本岛津公司;电热恒温鼓风干燥箱,上海博讯实业有限公司医疗设备厂;冷冻干燥机,东京理化器械株式会社;生化培养箱,上海新苗医疗器械制造有限公司;超级恒温水槽,上海森信实验仪器有限公司;超声波细胞破碎机,宁波新芝生物科技股份有限公司;真空包装机,广州星火包装机械有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 发芽玉米粉制备

称取500 g玉米,10 g/L次氯酸钠浸泡消毒30 min,去离子水冲洗至pH中性,浸泡20 h,放入底部铺有2层纱布的托盘中,置于生化培养箱,黑暗环境下发芽3 d,每12 h换水1次。1)超声波处理:浸泡结束后超声波功率300 W,超声15 min后发芽;2)超声波+NaCl处理:超声波处理发芽1 d后,喷淋150 mmol/L的NaCl溶液,NaCl胁迫发芽2 d;3)超声波+NaCl+真空处理:取超声波+NaCl组发芽3 d的发芽玉米放入真空袋,抽真空处理6 h。

将各组发芽玉米清洗干净,采用热风干燥与冷冻干燥2种干燥方式进行干燥处理:1)热风干燥:将发芽玉米放置托盘中,放入热风干燥箱中进行干燥,设置干燥温度为50 ℃,干燥至恒重;2)冷冻干燥:将发芽玉米放置于-80 ℃冰箱中预冻16 h,冷阱温度-60 ℃,系统压力10 Pa,干燥至恒重。将干燥完全的发芽玉米粉碎过60目筛,-20 ℃冷藏备用。

样品干基含水率Mm的计算如公式(1)所示:

(1)

式中:Wm,m h湿基含水率,g/g。

水分比MR的计算如公式(2)所示:

(2)

式中:Mp,平衡含水率,g/g;Mn,初始干基含水率,g/g。

1.3.2 发芽玉米粉主要营养成分测定

测定不同处理发芽玉米粉的主要营养成分。总淀粉含量的测定:盐酸水解-DNS比色法;直链淀粉含量测定:碘比色法;支链淀粉含量由总淀粉含量减去直链淀粉含量得出;还原糖含量测定:DNS比色法;总蛋白含量测定:凯氏定氮法,参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》;可溶性蛋白含量测定:考马斯亮蓝染色法;GABA含量测定:采用Berthelot比色法。

1.3.3 颜色测定

使用色差仪测定样品CIE颜色参数:亮度L*、红绿值a*和黄蓝值b*。

1.3.4 热力学特性测定

利用差示扫描量热仪分析玉米粉的热力学特性变化,取玉米粉3 mg与7 mL蒸馏水于坩埚中,混合均匀,压片后于室温下静置8 h,以空坩埚作为对照,测定样品的热力学特性。测试条件为:初始温度30 ℃,最高温度:120 ℃,升温速率10 ℃/min,分析起始温度(T0)、峰值温度(TP)、终止温度(TC)及糊化焓(ΔH)。

1.3.5 糊化特性测定

参照ZHANG等[11]准确称取3 g玉米粉,加入20 mL蒸馏水,混合于快速黏度测定仪测试管内,黏度仪操作参数为:50 ℃保持1 min,升温至95 ℃保持5 min,再降温至50 ℃,转速为150 r/min。

1.3.6 透光度测定

称取发芽玉米粉1 g,加入100 mL蒸馏水,沸水加热20 min,使玉米粉完全糊化,加蒸馏水保持体积不变,冷却至室温,以蒸馏水为空白,在620 nm处测定透光度[12]。

1.3.7 膨润力及溶解度测定

称取0.25 g玉米粉(m),加入5 mL蒸馏水,90 ℃水浴30 min,配制成淀粉乳,离心取上清液烘干,记m1,称取离心管下层淀粉m2。膨润力及溶解度的计算如公式(3)和公式(4)所示:

(3)

(4)

式中:S,溶解度,%;B,彭润力,%;m,玉米粉质量,g;m1,烘干玉米粉乳上清液质量,g;m2,烘干玉米粉乳下沉淀质量,g。

1.3.8 综合评价

根据变异系数结合权重系数,将数据标准化处理,将不同胁迫条件下各指标标准化值与权重相乘,得到综合评分。其计算如公式(5)～公式(7)所示,变异系数计算如公式(5),权重计算如公式(6),标准化处理如公式(7):

(5)

式中:Vi,第i项变异系数;σi,第i项标准差;第i项平均值。

(6)

(7)

式中:Zij,标准化指标;Xij,各指标实测值。

1.4 数据处理

所有样品的分析测试做3次平行。使用Excel软件对数据整理,利用SPSS 25.0进行处理和方差分析,LSD法检验显著性,OriginPro 2021软件作图。

2 结果与分析

2.1 干燥特性

热风干燥与冷冻干燥下的发芽玉米粉水分比的变化趋势如图1所示。从图中可看出热风干燥与冷冻干燥所需时间分别为16 h和24 h,热风干燥时间显著低于冷冻干燥时间,因热风环境温度较高,气流较快,加快体系内水分子流动及蒸发,但两者干燥效果基本相同,因此选择热风干燥16 h,冷冻干燥24 h作为试验干燥时间。

2.2 不同处理玉米粉营养成分的测定

根据表1可知,发芽使玉米的GABA含量显著提升,超声波处理下,GABA富集程度显著高于正常发芽处理(P<0.05),主要因超声波激活了GAD酶活性,GABA合成加快,超声波与NaCl及真空胁迫处理下,GABA含量可达42.18 mg/100 g,较籽粒提高54%,因超声波可增强玉米抗逆性[13],同时研究表明多种胁迫复合富集GABA的效果优于单一胁迫处理。发芽玉米粉的总淀粉及直链淀粉含量下降显著(P<0.05),正常发芽3 d后,总淀粉含量为60.11%,直链淀粉含量为22.76%,相较籽粒分别降低18.10%和13.89%。与热风干燥组相比,冷冻干燥处理组的总淀粉与直链淀粉含量更高,可能是由于冷冻干燥过程中温度骤降形成了低氧环境,抑制淀粉酶活性,同时以升华的方式烘干水分,避免在热风干燥时可能出现的美拉德反应,减少淀粉损耗[8]。发芽过程中由于种子吸水激活淀粉酶的活性,淀粉降解后生成寡糖供给生长[14],造成淀粉含量降低。还原糖的含量显著提升(P<0.05),超声波处理的3组发芽玉米粉,还原糖含量显著高于正常发芽组(7.73%),超声波的空化效应及热能可使种皮软化,吸水速率加快,加速生化反应进程,同时提升了淀粉酶活力,加速淀粉分解生成还原糖[15]。超声波+NaCl(8.59%)、超声波+NaCl+真空组(8.50%)还原糖含量低于超声波处理组(9.10%),可能是NaCl抑制了淀粉酶的活性,导致还原糖含量降低的原因。热风干燥处理组的还原糖含量高于冷冻干燥组,可能是热风干燥过程中部分阶段为淀粉酶提供了适宜水热环境,淀粉持续降解,还原糖不断积累。发芽玉米粉的总蛋白含量显著降低,可能由于种子的呼吸作用及干燥处理造成,发芽过程中其他成分的降解、酶和氨基酸的合成,使可溶性蛋白含量升高,超声波处理组可溶性蛋白含量显著增加,可能因超声波改变蛋白酶活性,促进水解储存性蛋白质及难溶性蛋白生成为水溶性蛋白或氨基酸[12]。

2.3 不同处理玉米粉色度的测定

如表2所示,发芽处理玉米粉的L*值下降,这与之前报道的发芽小麦的结果相一致[16]。L*值的减小归因于在萌发过程中淀粉与蛋白分解后,小分子糖类与氨基酸发生美拉德反应,产生类黑素物质[17],超声波处理下玉米L*值下降明显,这因为超声波增强内源酶活性,加速淀粉与蛋白分解,同时对类胡萝卜素、叶黄素等颜色色素具有富集效果,降低玉米亮度。冷冻干燥处理形成低温及低氧环境不利于美拉德反应的发生,L*值高于热风干燥处理。萌发使得玉米a*值升高,这与淀粉与蛋白水解产物增多,加剧美拉德反应以及类胡萝卜素的富集有关。超声+NaCl及超声+NaCl+真空处理的a*值相比超声波处理下降明显,主要因为NaCl与真空处理降低淀粉与蛋白的分解速率,减弱美拉德反应红棕色产物的生成。色度中b*值代表黄色程度,发芽处理使b*值降低,这与发芽豌豆的结果相一致[18],超声波处理的3组玉米的b*值显著低于正常发芽组(P<0.05),这是因为玉米中玉米黄素热稳定性差,超声波产生的瞬时高温会使部分玉米黄素发生降解,造成玉米b*值减小。冷冻干燥处理玉米的b*值高于热风干燥,冷冻干燥可有效保护抗氧化活性物质的积累,减少玉米黄素及黄酮类化合物的损伤[19]。

2.4 不同处理玉米粉热力学特性的测定

由表3可知,发芽处理对于玉米淀粉的热特性有显著影响。发芽使玉米粉的糊化温度升高,这可能因为发芽过程中还原糖含量升高,可能还原糖与淀粉互作促使淀粉的糊化温度升高[20],同时直链淀粉限制支链淀粉的吸水膨胀,抑制淀粉糊化,直链淀粉含量与糊化温度呈正相关[21]。超声波、NaCl及真空处理的发芽玉米粉糊化温度升高最显著,与表1中淀粉、直链淀粉及还原糖的变化趋势一致,其中Tp值升高最显著,Tp值越高表示发芽玉米粉热稳定性越强。超声波与NaCl处理组的糊化温度较籽粒提升明显,盐离子处理可有效提升玉米粉糊化温度,因为盐离子为强电解质,会降低组织中水分子的自由度,抑制淀粉吸水膨胀,需要更高温度来加速水分子流动[22],提高玉米粉的糊化温度。干燥方式对糊化温度的影响较小,冷冻干燥会减少蛋白质与淀粉的损失,而在加热过程中,蛋白质与淀粉的相互作用频繁,糊化的温度会提升。ΔH代表打开分子化学键所需能量,ΔH越大表示结晶度越大[23], 超声波处理组的ΔH最低,这可能与超声波处理加速种子的萌发进程,淀粉损失程度最大,造成ΔH减小有关。干燥方式对于ΔH的影响较小,热风干燥处理下ΔH较高,这可能因为在干燥过程中水分子变成结合水状态,与淀粉分子结合更加紧密,有利于淀粉形成双螺旋结构。

2.5 不同处理玉米粉糊化特性的测定

由表4可知,发芽玉米粉黏度变化的趋势与表2中直链淀粉含量的变化趋势相反,发芽激活α-淀粉酶,直链淀粉含量减少,糊化程度降低,黏度下降显著(P<0.05),超声波增强内源酶活力,促进淀粉的降解及可溶性蛋白含量的增加,蛋白质与淀粉互作,减少参与糊化的淀粉含量,造成黏度下降。NaCl处理组黏度比较超声波发芽处理下降明显,峰值黏度表征淀粉吸水膨胀能力,NaCl会引起淀粉的羟基与钠离子作用,将淀粉分子的电荷降低,使其难以糊化,造成黏度降低显著[24]。崩解值与回生值分别表征耐剪切能力及淀粉老化程度,NaCl处理的发芽玉米粉相比正常发芽组,崩解值与回生值降低显著,表明Na+可降低淀粉受剪应力破坏的程度,提高热稳定性,NaCl离子使淀粉分子间氢键断裂,阻止了淀粉重结晶,达到抑制淀粉老化的效果[25]。NaCl与真空结合处理比NaCl处理发芽玉米粉的黏度下降不显著,可能因真空形成负压环境隔绝空气,使渗透压增强,使淀粉分子间的接触程度增强。冷冻干燥处理的玉米的回生值低于热风干燥处理,可能与冷冻干燥可以减少具有抗氧化性的多酚等物质的损失有关,多酚类物质可延缓淀粉老化程度[26],崩解值略高于热风处理,可能因冷冻干燥过程中淀粉损失较少,且α-淀粉酶的活性受到抑制有关,有研究表明崩解值与α-淀粉酶的活性呈显著负相关。

2.6 发芽玉米粉糊化特性与淀粉组成的相关性分析

由表5可知,发芽玉米粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度与直链淀粉的含量呈显著负相关(P<0.05),与支链淀粉含量及支链直链之比呈显著的正相关(P<0.05),这与发芽糙米中淀粉组成比例对淀粉糊化性能影响的结果相一致[27]。发芽玉米粉的回生值与直链淀粉呈显著正相关(P<0.05),与支链淀粉及支链淀粉/直链淀粉呈显著负相关(P<0.05),回生值反映淀粉的短期老化能力,数值越高,代表在糊化后冷却过程中老化速率越快,对糊化物稳定性产生不良影响。直链淀粉的凝胶特性及脱水结晶被证明是淀粉老化的原因,因此高含量的直链淀粉会加剧淀粉老化程度,这与大米及其加工产品的回生变化相一致[28-29]。

2.7 发芽玉米粉糊化特性与其他营养成分的相关性分析

由表6可知,总蛋白含量与峰值黏度、谷值黏度、最终黏度及崩解值呈极显著负相关(P<0.01)。研究发现糯米粉的蛋白质含量与粉的峰值黏度成负相关性,其内源酶活性被证明为影响糊化特性的主要原因,蛋白质影响淀粉糊化的原因可能是蛋白质与淀粉互作,限制了淀粉颗粒的吸水膨胀,糊化加热时,蛋白质受热聚合为大分子,体系黏度降低[30-31]。发芽玉米粉的糊化特性与GABA含量呈负相关,与还原糖、可溶性蛋白含量无显著关系,可能与其浓度有关。

2.8 发芽玉米粉透光率的变化

由图2可知,超声波处理玉米粉的透光率显著低于正常发芽玉米粉,真空胁迫的发芽玉米粉透光率降低显著,这与尹永祺等[32]的研究结果相一致,在相同的发芽时间内,超声波处理组的内源酶活性得到增强,使更多的淀粉及蛋白质分解,还原糖及可溶性蛋白含量高于正常发芽组,这些增加的小分子物质,产生了折射及散射现象,导致透明度明显下降[8]。

NaCl处理组的透光率低于只用超声发芽的玉米粉,这可能因为NaCl限制了酶的活性,使淀粉的降解减缓,直链淀粉含量高于只采用超声发芽的含量,增加的直链淀粉相互缔结,造成淀粉回生,光线被散射,引起透明度的降低。同时NaCl与淀粉分子存在互作效应,NaCl形成的高渗透压系统,降低了水分活度,影响淀粉水合作用,抑制了淀粉的糊化,使得透光率下降[33]。干燥方式对玉米粉的透光率没有显著性影响,冷冻干燥处理的透光率略高于热风干燥,这可能与蛋白质及淀粉的损失较少有关,热风干燥引起细胞的高收缩率,细胞结构受到破坏,复水后,破损的细胞质进入到溶液中,游离物质增多,引起透光度的降低[19]。

2.9 发芽玉米粉膨润力及溶解度的变化

膨润力表示玉米粉糊化过程中的吸水能力,淀粉溶解指从膨胀基团中逸出的直链淀粉,膨润力大小与支直链之比相关,支直链之比越大,膨润力越大。由图3-a可知,发芽处理可有效提高玉米粉的膨润力,可能因淀粉酶被激活,淀粉含量下降,淀粉分子受到攻击,亲水极性基团暴露,发生水合作用,导致膨润力变大[34]。胁迫发芽处理组的膨润力高于正常发芽组,这可能与直链淀粉含量有关,NaCl处理组的膨润力低于超声波单一胁迫组,盐离子争夺水分同时与淀粉产生静电作用,抑制淀粉的膨胀势,造成膨润力降低[35]。由图3-b可知,发芽能够提高玉米粉的溶解度,超声波处理发芽的玉米粉溶解度低于正常发芽组,这与淀粉含量的变化相关,超声处理加快萌发进程,淀粉分子受到破坏,淀粉水合作用加剧,溶解度降低,NaCl处理下,淀粉的水合作用受到抑制,同时限制淀粉酶活性,淀粉损失较超声波处理少,溶解度得到提升。冷冻干燥组的淀粉受到破坏损失较少,对于细胞形态具有良好的保护作用,与热风干燥相比,玉米粉膨润力变小,溶解度增高。

2.10 热风干燥下不同胁迫发芽玉米粉的综合评价

由表7可知,不同的胁迫方式对还原糖、可溶性蛋白、GABA、a*及溶解度影响较大。

由表8可知,在热风干燥条件下,发芽玉米粉品质的高低顺序为:超声波+NaCl+真空>超声波+NaCl>正常发芽>超声波发芽。

2.11 冷冻干燥下不同胁迫发芽玉米粉的综合评价

由表9可知,冷冻干燥使还原糖、GABA含量及溶解度的权重增加,证明冷冻干燥对营养物质具有一定的保护作用,对理化特性产生积极作用。

由表10可知,影响发芽玉米粉的品质的因素水平与热风干燥相同,但冷冻干燥组的综合评分高于热风干燥组,这主要与冷冻干燥可有效贮藏发芽玉米粉中的营养物质有关。

3 结论

发芽改变玉米的淀粉结构,促进还原糖、可溶性蛋白等小分子物质的积累。超声波、NaCl及真空富集GABA效果显著,GABA富集量可达42.18 mg/100 g,处理的发芽玉米粉色度减小,糊化温度升高,黏度降低;透光率下降,膨润力及溶解度有所提升。冷冻干燥较热风干燥发芽玉米粉的色度偏高,黏度偏高,透光率偏低,膨润力偏低,溶解度偏大。由综合评价表可知,冷冻干燥结合超声波+NaCl+真空处理可有效富集GABA,改善发芽玉米粉的理化性质。

参考文献

[1] 马蕾, 孙小红, 姜晶, 等.加工处理方式对玉米粉加工特性、营养特性和食用品质影响的研究进展[J].食品科学, 2021, 42(17):291-298.MA L, SUN X H, JIANG J, et al.Progress in research on the effects of processing methods on processing characteristics, nutritional characteristics and eating quality of maize flour[J].Food Science, 2021, 42(17):291-298.

[2] SINGH A K, REHAL J, KAUR A, et al.Enhancement of attributes of cereals by germination and fermentation:A review[J].Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2015, 55(11):1575-1589.

[3] 尹永祺, 吴进贤, 刘春泉, 等.玉米籽粒低氧胁迫发芽期间主要生理生化和γ-氨基丁酸含量变化[J].食品科学, 2014, 35(17):104-108.YIN Y Q, WU J X, LIU C Q, et al.Changes in physio-biochemical indexes and γ-aminobutyric acid content during germination of maize(Zea mays L.) under hypoxia stress[J].Food Science, 2014, 35(17):104-108.

[4] 朱云辉, 郭元新.响应面法优化盐胁迫发芽苦荞富集γ-氨基丁酸的培养条件[J].食品科学, 2015, 36(19):96-100.ZHU Y H, GUO Y X.Optimization of culture conditions for accumulating γ-aminobutyric acid(GABA) in germinated Tartary buckwheat under salt stress by response surface methodology[J].Food Science, 2015, 36(19):96-100.

[5] 陈惠, 杨润强, 李岩, 等.氯化盐和激素对发芽蚕豆中γ-氨基丁酸富集的影响[J].南京农业大学学报, 2012, 35(1):119-124.CHEN H, YANG R Q, LI Y, et al.Effects of chloride salts and hormones on γ-aminobutyric acid enrichment in germinated faba beans(Vicia faba L.)[J].Journal of Nanjing Agricultural University, 2012, 35(1):119-124.

[6] 王斌, 贾才华, 赵思明, 等.真空处理对发芽稻谷中γ-氨基丁酸含量的影响[J].中国粮油学报, 2019, 34(4):13-16.WANG B, JIA C H, ZHAO S M, et al.Effect of vacuum treatment on GABA content in germinated paddy[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2019, 34(4):13-16.

[7] 姜秀杰, 张桂芳, 张东杰.真空协同发芽富集豌豆γ-氨基丁酸的工艺优化研究[J].食品科技, 2020, 45(5):58-63.JIANG X J, ZHANG G F, ZHANG D J.Optimization of vacuum and germination treatment on γ-aminobutyric acid accumulation in pea[J].Food Science and Technology, 2020, 45(5):58-63.

[8] 白青云, 秦孝花, 赵立, 等.超微粉碎和发芽处理对玉米粉品质的影响[J].食品科技, 2018, 43(6):176-182.BAI Q Y, QIN X H, ZHAO L, et al.Effects of superfine grinding and germinating on the qualities of corn flour[J].Food Science and Technology, 2018, 43(6):176-182.

[9] 徐广海, 姜常松, 张成冉, 等.发芽对普通玉米和糯玉米淀粉理化特性的影响[J].中国粮油学报, 2020, 35(9):40-46.XU G H, JIANG C S, ZHANG C R, et al.Effects of germination on physicochemical properties of normal and waxy corn starch[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2020, 35(9):40-46.[10] 刘汝国, 金玉红, 杜金华, 等.添加不同发芽时间的小麦芽粉对面团及馒头品质的影响[J].食品与发酵工业, 2017, 43(9):178-183.LIU R G, JIN Y H, DU J H, et al.Effect of wheat malt with different germination time on the qualities of dough and steamed bread[J].Food and Fermentation Industries, 2017, 43(9):178-183.

[11] ZHANG J, ZHANG M L, WANG C, et al.Effects of high hydrostatic pressure on microstructure, physicochemical properties and in vitro digestibility of oat starch/β-glucan mixtures[J].International Journal of Food Science &Technology, 2022, 57(4):1888-1901.

[12] URBANO G, ARANDA P, VILCHEZ A, et al.Effects of germination on the composition and nutritive value of proteins in, L[J].Food Chemistry, 2005, 93(4):671-679.

[13] 刘鹏飞, 李坪遥, 刘君, 等.超声波处理影响玉米种子活力的转录组分析[J].种子, 2022, 41(4):20-28.LIU P F, LI P Y, LIU J, et al.Transcriptome analysis of the effects of ultrasonic treatment on seed vigor of maize[J].Seed, 2022, 41(4):20-28.

[14] MOHAN B H, MALLESHI N G, KOSEKI T.Physico-chemical characteristics and non-starch polysaccharide contents of Indica and Japonica brown rice and their malts[J].LWT - Food Science and Technology, 2010, 43(5):784-791.

[15] 刘俊飞, 汤晓智, 扈战强, 等.超声波辅助酶预处理对糙米发芽及发芽糙米理化特性的影响[J].食品科学, 2015, 36(4):11-18.LIU J F, TANG X Z, HU Z Q, et al.Effect of ultrasound-assisted enzymatic pretreatment on germination of brown rice and its physicochemical properties[J].Food Science, 2015, 36(4):11-18.

[16] CHINMA C E, ANUONYE J C, SIMON O C, et al.Effect of germination on the physicochemical and antioxidant characteristics of rice flour from three rice varieties from Nigeria[J].Food Chemistry, 2015, 185:454-458.

[17] TIAN B Q, XIE B J, SHI J, et al.Physicochemical changes of oat seeds during germination[J].Food Chemistry, 2010, 119(3):1195-1200.

[18] YANG Q H, LUO Y, WANG H L, et al.Effects of germination on the physicochemical, nutritional and in vitro digestion characteristics of flours from waxy and nonwaxy proso millet, common buckwheat and pea[J].Innovative Food Science &Emerging Technologies, 2021, 67:102586.

[19] 廖超, 谢勇, 覃小丽, 等.不同干燥方式对发芽青稞活性成分的影响[J].食品与发酵工业, 2020, 46(21):139-146.LIAO C, XIE Y, QIN X L, et al.Effect of different drying methods on the bioactive components of germinated highland barley[J].Food and Fermentation Industries, 2020, 46(21):139-146.

[20] ZHANG X Y, TONG Q Y, ZHU W X, et al.Pasting, rheological properties and gelatinization kinetics of tapioca starch with sucrose or glucose[J].Journal of Food Engineering, 2013, 114(2):255-261.

[21] SINGH N, SINGH S, ISONO N, et al.Diversity in amylopectin structure, thermal and pasting properties of starches from wheat varieties/lines[J].International Journal of Biological Macromolecules, 2009, 45(3):298-304.

[22] PRIVALOV P L, KHECHINASHVILI N N.A thermodynamic approach to the problem of stabilization of globular protein structure:A calorimetric study[J].Journal of Molecular Biology, 1974, 86(3):665-684.

[23] 白洁, 彭义交, 李玉美, 等.铝盐对豌豆淀粉凝胶理化性质的影响研究[J].中国酿造, 2016, 35(6):146-149.BAI J, PENG Y J, LI Y M, et al.Effect of aluminum salt on physicochemical properties of pea starch gel[J].China Brewing, 2016, 35(6):146-149.

[24] 韩永斌, 李冰冰, 刘桂玲, 等.发芽糙米淀粉糊化特性变化研究[J].中国粮油学报, 2008, 23(6):1-4.HAN Y B, LI B B, LIU G L, et al.Gelatinization properties of brown rice and germinated brown rice[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2008, 23(6):1-4.

[25] 郑炯, 余彬彬, 曾瑞琪, 等.不同盐离子对豌豆淀粉/低酯果胶复配体系理化特性的影响[J].食品与发酵工业, 2019, 45(7):101-108.ZHENG J, YU B B, ZENG R Q, et al.Effects of different salt irons on physicochemical properties of pea starch/low methoxyl pectin composite system[J].Food and Fermentation Industries, 2019, 45(7):101-108.

[26] WU Y, CHEN Z X, LI X X, et al.Effect of tea polyphenols on the retrogradation of rice starch[J].Food Research International, 2009, 42(2):221-225.

[27] VELUPPILLAI S, NITHYANANTHARAJAH K, VASANTHARUBA S, et al.Biochemical changes associated with germinating rice grains and germination improvement[J].Rice Science, 2009, 16(3):240-242.

[28] LEE M H, BAEK M H, CHA D S, et al.Freeze-thaw stabilization of sweet potato starch gel by polysaccharide gums[J].Food Hydrocolloids, 2002, 16(4):345-352.

[29] 杨晓蓉, 李歆, 凌家煜.不同类别大米糊化特性和直链淀粉含量的差异研究[J].中国粮油学报, 2001, 16(6):37-42.YANG X R, LI X, LING J Y.Differences among rice categories in pasting characteristics and amylose content[J].Chinese Cereals and Oils Association, 2001, 16(6):37-42.

[30] ZHU L J, LIU Q Q, SANG Y J, et al.Underlying reasons for waxy rice flours having different pasting properties[J].Food Chemistry, 2010, 120(1):94-100.

[31] 卢薇, 夏宁, 王金梅, 等.大米谷蛋白对大米淀粉理化特性的影响[J].现代食品科技, 2012, 28(12):1632-1635;1655.LU W, XIA N, WANG J M, et al.Effect of rice glutelin addition on physicochemical properties of rice starch[J].Modern Food Science and Technology, 2012, 28(12):1632-1635;1655.

[32] 尹永祺, 吴进贤, 刘春泉, 等.低氧胁迫下发芽玉米淀粉特性及高γ-氨基丁酸玉米饮料开发[J].食品科学, 2014, 35(6):234-239.

[33] 杜先锋, 许时婴, 王璋.淀粉糊的透明度及其影响因素的研究[J].农业工程学报, 2002, 18(1):129-131;4.DU X F, XU S Y, WANG Z.Starch paste clarity and its influcence factors[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2002, 18(1):129-131;4.

[34] 陈春旭, 郭元新.苦荞发芽过程中淀粉的理化特性变化[J].食品科学, 2015, 36(13):69-73.CHEN C X, GUO Y X.Changes in starch physiochemical properties during germination of tartary buckwheat[J].Food Science, 2015, 36(13):69-73.

[35] 张旭东, 薛吉全, 刘林三, 等.盐对不同直链含量玉米淀粉理化特性及流变学特性的影响[J].中国粮油学报, 2016, 31(11):26-31.ZHANG X D, XUE J Q, LIU L S, et al.Influences of salt on physicochemical and rheological properties of corn starch with different amylose contents[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2016, 31(11):26-31.

Effects of different stress methods on physicochemical characteristics of germinated corn flour

WANG Yitao, ZHANG Meili*, ZHANG Xu

(College of Food Science and Engineering, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China)

ABSTRACT To provide a theoretical basis for the nutritional value and product development of sprouted corn flour treated with stress, the effects of ultrasonic, NaCl and vacuum stress on the enrichment of γ-aminobutyric acid (GABA) in sprouted corn flour were investigated using common corn as the test material, and on this basis, the effects of stress and drying methods on the physicochemical properties of sprouted corn flour were further analyzed. The results showed that the GABA content of ultrasonic+NaCl+vacuum stressed germinated cornflour was 42.18 mg/100 g, which increased by 54% compared with kernels. Compared with the grain, the content of reducing sugar and soluble protein of germinated corn flour under ultrasonic treatment was the highest, and the chromaticity value was the lowest.The gelatinization temperature of ultrasonic+ NaCl+ vacuum germinated corn flour increased the most significantly and the viscosity was the lowest, while the viscosity of ultrasonic germinated corn flour was the highest, and the solubility and expansion power of the three groups of germinated corn flour under ultrasonic treatment were improved, but the light transmittance was reduced.Compared with hot air drying, germinated corn flour had high GABA content, total starch, amylopectin, reducing sugar and soluble protein content.L* and b* values increased, and a* values decreased.The peak temperature increased, the enthalpy decreased, the viscosity increased, and the regeneration value decreased.Transparency and solubility increased, and swelling power decreased.According to the results of the comprehensive evaluation table, it was recommended to select ultrasonic + NaCl + vacuum stress as the best stress germination condition and freeze drying as the best drying condition.

Key words sprouted corn;coercive handling;γ-aminobutyric acid;drying method;physical and chemical properties

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036291

引用格式：王一涛,张美莉,张旭.不同胁迫方式对发芽玉米粉理化特性的影响[J].食品与发酵工业,2024,50(13):173-181.WANG Yitao, ZHANG Meili, ZHANG Xu.Effects of different stress methods on physicochemical characteristics of germinated corn flour[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(13):173-181.

第一作者：硕士研究生(张美莉教授为通信作者,E-mail:zhangmeili22@sina.com)

基金项目：内蒙古科技计划重点项目(2020GG0064)

收稿日期：2023-05-30,改回日期:2023-06-20