稻谷储藏过程中重要营养素变化的动力学研究

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本文以西南农业大学水稻研究室提供当年收获稻谷-明恢63号(籼稻)为供试材料,采取人工陈化的方法,从动力学角度研究了稻谷储藏过程中易于发生变化的重要营养素—脂类、限制性氨基酸(赖氨酸和色氨酸)、维生索B1和B2的变化特征,为有效利用和改善粮食营养品质提供理论依据。主要结果如下: 研究结果表明,稻谷在储藏温度为8-15℃下,脂肪酶活力随着储藏时间的延长,无明显变化。抽提出的脂肪酶的活性较强,与对照酶活(6.43U)接近,说明脂肪酶没有被破坏。在30℃时,随着储藏时间的增长,脂肪酶活力呈单调下降趋势。温度上升至37℃以上时,随着储藏时间的延长,脂肪酶活力减小的速度更快。稻谷在45℃储藏近5个月后,脂肪酶活力下降85%左右,脂肪酶基本失活。稻谷作为生物活体,随着储藏时间的延长,其生命活力是逐渐降低的。同时,脂肪酶作为一种生物催化剂,在较高温度下长时间储藏导致其酶蛋白部分热变性(李江华 1992)。由此可以说明脂肪酶在30~40℃,在较短时间(10d)内,酶活力基本稳定。但是,随着储藏时间的增长,脂肪酶的残余活力不断减小,储藏温度越高,脂肪酶活力减小的速度越快。 稻谷在储藏温度为8℃时,随着储藏时间的延长,游离脂肪酸含量几乎无变化。在储藏温度为15℃时,随着储藏时间的延长,游离脂肪酸含量缓慢增加。当储藏温度为30℃以上时,游离脂肪酸含量明显增大,温度越高,增长速率越快。稻谷中的脂肪酸来源于脂肪酶水解脂类产生,从纯粹的酶化学反应来说,脂肪酶活力越高,游离脂肪酸含量越高。但是稻谷在不同储藏温度下脂肪酶活力随储藏时间增长而降低,而同时,游离脂肪酸含量随储藏时间增长而增长。因此,单独用脂肪酶活力与储藏时间的变化关系来解释脂肪酸含量的变化趋势是不恰当的。 研究稻谷在储藏过程中脂肪酶活力随着温度的变化关系,结果显示:随着温度增加,脂肪酶活力先增加后降低。而稻谷在储藏过程中游离脂肪酸含量一直呈上升趋势,因此,稻谷储藏过程中,随着温度的升高脂肪酶活力的先升后降的趋势无法解释游离脂肪酸含量一直增加的这一现象。在高温45℃下,储藏120d以后,稻谷脂肪酶相对活力仅存2%左右,脂肪酸基本失活,而对应的游离脂肪酸含量的增加速率降低。在低温 8 C时,稻谷储藏近 5个月,脂肪酶活力基本不变,平均为 5.2 6%,酶活也很低。这可能是在低温下脂肪酶被钝化,酶活力被抑制。由此可以很好的解释在低温(SC)下,随着储藏时间的延长,而游离脂肪酸的含量基本不变的现象。同时也可以很好的解释在低温(吕℃)下,随着储藏时间的延长,脂肪酶稳定性一直较好,当达到酶的最适温度时,仍有很强的酶活力(与对照接近)。在温度37’C以下,稻谷分别储藏10d、30d、60d、90d,随着温度升高脂肪酶活力增加的曲线呈平行递增趋势,此过程中游离脂肪酸含量的增加趋势与脂肪酶相对活力的增加趋势十分一致;稻谷储藏120 d以后,随着储藏时间的延长,温度的升高,脂肪酶活力的增长速率呈下降趋势,而对应的游离脂肪酸含量的增长速率也有所下降。由此得到游离脂肪酸值的增长速率与脂肪酶相对活力成正相关,相关系数为:r二0.927,n==7,显著性水平小于0.of,相关性为高度显著的。用游离脂肪酸含量的最大增长速率作为稻谷陈化变质的敏感指标应该是可靠的。 总体而言,稻谷在不同储藏温度下,随着储藏时间的延长。赖氨酸含量逐渐减少,温度越高,赖氨酸含量减少越快。说明赖氨酸在高温下不稳定,容易被氧化变质。但是,在低温条件下(8’C),储藏约 5个月,赖氨酸含量几乎不变。在温度为15C、30’C时,储藏前期(10d),赖氨酸含量明显高于对照.说明稻谷在储藏过程中代谢活动仍继续进行。在适宜温度下,加速了新陈代谢的进行,促进后熟作用的完成,赖氨酸含量增加,使营养品质得到改善。比较而言,储藏初期温度为15’C较好,稻谷赖氨酸含量高于低温储藏(8’C)。赖氨酸含量变化符合动力学一级反应,反应速率与温度的关系为* =In(2.05 X 10’)。6929.3厅,活化能 Ea一57石Ikjlmol。 稻谷在不同储藏温度下,随着储藏时间的延长,色氨酸含量也逐渐减少,温度越高,色氨酸含量减少越快。但是,在相同温度和储藏时间内,色氨酸含量减少的速度较赖氨酸更快,说明色氨酸的储藏稳定性较赖氨酸差。同时,色氨酸在后熟期没有量的增加,也能说明色氨酸变质对温度更敏感。色氨酸含量变化符合动力学一级反应,反应速率与温度的关系为Ink叫.18xl0勺 5426.9厅,活化能Ea-45.12kjlmol。陈化过程中稻谷赖氨酸、色氨酸含量均减少,且色氨酸较赖氨酸更容易被 3氧化变质,降低了它的蛋白质营养品质。 试验结果也表明:稻谷在储藏过程中V。;、V。。的变化趋势相似。在不同储藏温度下,随着储藏时间的延长,维生素B;、B。含量逐渐减少,温度越高,V。;、V。。含量减少越快。但是,在低温条件下(8℃),储藏约5个月,V。;、V。2含量几乎不
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