不同發(fā)芽溫度和時間對芽麥粉酶活性的影響

不同發(fā)芽溫度和時間對芽麥粉酶活性的影響

0發(fā)芽小麥的品質(zhì)改善小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾募Z食之一。種植歷史悠久，種類繁多，對研究小麥的品質(zhì)具有重要意義。在小麥的收獲季節(jié),遇到連綿陰雨天,就會出現(xiàn)大量的穗上發(fā)芽的現(xiàn)象,使小麥的品質(zhì)嚴(yán)重下降,明顯降低小麥的食用品質(zhì)和工藝品質(zhì).據(jù)報道,加拿大年產(chǎn)小麥約2500萬t.芽麥率嚴(yán)重時可達(dá)15%,澳大利亞也有相似的芽麥率,歐洲幾乎每年的芽麥率都相當(dāng)高.在我國也經(jīng)常出現(xiàn)這種情況.高芽麥率小麥的一般特點,出粉率低,面粉顏色灰暗.制作的食品發(fā)粘,筋力差,口感欠佳,甚至無法加工成饅頭、面頭、面條等食品,給食品加工部門帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失.α-淀粉酶只有在小麥發(fā)芽時才能大量產(chǎn)生,正常情況下,小麥籽粒中缺少α-淀粉酶,α-淀粉酶的活性與發(fā)芽時的溫度、發(fā)芽時間存在著密切的關(guān)系.同時發(fā)芽小麥中由于α-淀粉酶活性很高,淀粉便會在α-淀粉酶的作用下分解成小分子,再進(jìn)一步水解成糖類,所以低分子糖類含量也相應(yīng)較高.發(fā)芽小麥的粘度值、食用品質(zhì)與小麥發(fā)芽程度之間關(guān)系的研究已有一些報道,而本課題主要研究了發(fā)芽小麥α-淀粉酶活性、降落值、還原糖、非還原糖與小麥的發(fā)芽溫度與發(fā)芽時間之間的關(guān)系。并利用響應(yīng)面分析法,通過不同發(fā)芽溫度與不同發(fā)芽時間組合,可得出α-淀粉酶活性、還原糖含量、非還原糖含量與發(fā)芽時間、發(fā)芽溫度的二元二次方程.另外,降落值的高低可以間接地反映α-淀粉酶活性情況,α-淀粉酶活性越高,則降落值越低,α-淀粉酶活性越低則降落值越高.本研究對發(fā)芽小麥的降落值與發(fā)芽溫度、發(fā)芽時間的關(guān)系也進(jìn)行了研究.發(fā)芽小麥的品質(zhì)改良問題長期以來未得到很好的解決,尋找一種簡便、經(jīng)濟(jì)、高效的芽麥品質(zhì)改良技術(shù)是目前生產(chǎn)中急需解決的問題.由于芽麥粉中淀粉酶及蛋白酶的活性高,為了抑制芽麥粉中的α-淀粉酶,可通過添加酶抑制劑來實現(xiàn),這是改善芽麥粉品質(zhì)的一種最有效的途徑.早在60年代就有資料報道植酸可以抑制發(fā)芽小麥中的淀粉酶及蛋白酶活性.植酸是淀粉酶的非競爭性抑制劑,可與α-淀粉酶形成“抑制劑-酶”復(fù)合物,使淀粉的水解被抑制;同時植酸對金屬離子有很強(qiáng)的鰲合能力,而芽麥粉中作為α-淀粉酶穩(wěn)定劑的Ca2+一旦被鰲合,則α-淀粉酶的活性便大大下降,對發(fā)芽小麥的品質(zhì)改善效果明顯.本課題也研究了不同植酸添加量對發(fā)芽小麥酶活性及降落值的影響.1材料和方法1.1實驗材料1.1.1小麥1999年收獲未發(fā)芽的正常小麥,水分含量為12.5%,產(chǎn)地河南濮陽.1.1.2發(fā)芽溫度對芽麥粉樣品的制備將正常小麥在室溫下浸泡12h,取出薄攤于白瓷盤中,蓋以濕紗布,保持濕潤.分別置于24、32、40三種攝氏度恒溫下進(jìn)行發(fā)芽培養(yǎng),經(jīng)過24h、36h、48h后,分別取出,在35攝氏度的鼓風(fēng)烘箱中干燥24h,即可獲得發(fā)芽溫度24、32、40攝氏度,發(fā)芽時間分別為24h、36h、48h的9種芽麥樣品.芽麥粉樣品經(jīng)實驗?zāi)ツシ酆蠖@得.1.1.3黃豆粉具有酶活性的新鮮黃豆種子經(jīng)實驗?zāi)ツシ鄱@得黃豆粉,粒度大小為可通過1.5mm篩孔;黃豆種子購于河南省鄭州市種子公司.1.1.4淀粉酶抑制劑50%植酸上海試劑公司生產(chǎn).1.2科研器械及儀器降落數(shù)值儀:瑞典FallingNumber公司;實驗?zāi)?河南省黃驊市科研器械廠;電熱鼓風(fēng)干燥箱:廣東省醫(yī)療器械廠;恒溫生化培養(yǎng)箱:廣東省醫(yī)療器械廠;分析天平:湘儀天平儀器廠;HY-2調(diào)速多用振蕩器:江蘇省金壇市金城教學(xué)儀器廠;恒溫水浴鍋:紹興柯橋醫(yī)療器械廠.1.3糖度的測定α-淀粉酶活性測定:GB5521-89;降落數(shù)值的測定:GB10361-89;還原糖測定:GB5513-85(1);非還原糖測定:GB5513-85(1);水分的測定:GB5497-85(3);植酸的添加:植酸不可直接添加于芽麥粉中,而應(yīng)加于酶提取液中,加塞后搖勻.由于添加量很小,應(yīng)由0.1mL的快速移液管移取.2結(jié)果與討論2.1小麥發(fā)芽時間的規(guī)劃及回歸擬合度分析正常小麥中的α-淀粉酶含量極少,只有在發(fā)芽時才會大量產(chǎn)生,而α-淀粉酶的活性與小麥的發(fā)芽溫度、發(fā)芽時間之間有一定的關(guān)系,為了建立α-淀粉酶活性與小麥的發(fā)芽溫度、發(fā)芽時間之間的二元二次回歸方程,設(shè):YA:芽麥粉的α-淀粉酶活性(α-淀粉酶活性單位)X1:小麥的發(fā)芽溫度(℃),取3水平:24、32、40X2:小麥的發(fā)芽時間(小時),取3水平:24、36、48采用中心組合設(shè)計,則:YA=B0+B1X1+B2X2+B12X1X2+B11X2121+B22X2222實驗結(jié)果如表1。利用DPS計算機(jī)軟件得二元二次回歸方程為:YA=-751.635+43.313X1+6.368X2-0.039X1X2-0.638X2121-0.071X2222殘差標(biāo)準(zhǔn)差=6.212F=26.252P=0.0039擬合度=97.04%響應(yīng)面圖如圖1。從α-淀粉酶活性的回歸方程及響應(yīng)面圖中可以發(fā)現(xiàn),α-淀粉酶活性在一定的發(fā)芽溫度和發(fā)芽時間下達(dá)到較高水平.本研究中在發(fā)芽溫度約30℃、發(fā)芽時間約為36h,α-淀粉酶活性最高.2.2yb的降溫值與發(fā)芽溫度、發(fā)芽時間之間的二元實驗降落值與α-淀粉酶活性有關(guān),其值的高低能間接地說明α-淀粉酶活性的高低,而且降落值的測定具有快速、重現(xiàn)性好、平行性好的特點,是一種常用的測定α-淀粉酶活性的方法.由于本研究培養(yǎng)的芽麥α-淀粉酶活性很高,因而降落數(shù)值太小,為了更好的研究降落數(shù)值與不同發(fā)芽溫度、發(fā)芽時間之間的關(guān)系,用30%的芽麥粉配以正常小麥粉進(jìn)行降落值的測定.為了建立降落數(shù)值與發(fā)芽溫度、發(fā)芽時間之間的二元二次方程,根據(jù)響應(yīng)面分析法設(shè):YB:30%芽麥粉的降落數(shù)值(秒)X1:小麥的發(fā)芽溫度(℃),取3水平:24,32,40X2:小麥的發(fā)芽時間(小時),取3水平:24,36,48采用中心組合設(shè)計,則:YB=B0+B1X1+B2X2+B12X1X2+B11X2121+B22X2222實驗結(jié)果如表2所示。利用DPS計算機(jī)軟件得二元二次回歸方程為:YB=1373.590-59.828X1-12.273X2+0.104X1X2+0.826X2121+0.120X2222殘差標(biāo)準(zhǔn)差=8.732F=33.787P=0.0024擬合度=97.69%響應(yīng)面圖如圖2.從降落值的回歸方程及響應(yīng)面圖中可以發(fā)現(xiàn),降落值在一定的發(fā)芽溫度和發(fā)芽時間下達(dá)到較低水平.特別是發(fā)芽溫度對降落值的影響較為明顯,且影響的趨勢與影響α-淀粉酶活性的趨勢基本一致.而發(fā)芽時間對降落值的影響不是很明顯.本研究中在發(fā)芽溫度約36℃、發(fā)芽時間約為48小時的降落值明顯低.2.3中心組合設(shè)計α-淀粉酶活性可以在某些結(jié)構(gòu)點上把淀粉切割成較短的分子-糊精,糊精再分解成麥芽糖,因而發(fā)芽小麥由于α-淀粉酶活性強(qiáng),所以低聚糖類也會增加,產(chǎn)生少量還原糖非還原糖,因此可以建立還原糖、非還原糖含量與發(fā)芽溫度及發(fā)芽時間之間二元二次回歸方程.設(shè):YC:還原糖的含量(%)YD:非還原糖的含量(%)X1:發(fā)芽溫度(℃),取3水平:24、32、40X2:發(fā)芽時間(小時),取3水平:24、36、48采用中心組合設(shè)計,則:Y=B0+B1X1+B2X2+B12X1X2+B11X21+B22X2222實驗結(jié)果如表3所示.利用DPS計算機(jī)軟件得二元二次回歸方程為:Yc=-37.259+2.214X1+0.257X2+0.001X1X2-0.033X2121-0.004X2222殘差標(biāo)準(zhǔn)差=0.235F=63.165P=0.0007擬合度=98.75%YD=-2.693+0.198X1+0.018X2-0.0003X1X2-0.003X2121-0.0001X2222殘差標(biāo)準(zhǔn)差=0.019F=59.406P=0.0008擬合度=98.67%2.4-淀粉酶活性測定結(jié)果為研究植酸對α-淀粉酶活性的影響,本實驗選用了α-淀粉酶活性最高的5號芽麥粉做實驗,其α-淀粉酶活性為27.3,降落數(shù)值為138,實驗方案及結(jié)果見表4、圖3、圖4所示。隨著抑制劑添加量的增加,發(fā)芽小麥的α-淀粉酶活性和降落值都發(fā)生明顯的變化,α-淀粉酶活性明顯降低,而降落值則明顯的上升,這說明植酸作為α-淀粉酶抑制劑,其抑制效果較理想.3芽麥降壓酶活性的回歸模型(1)發(fā)芽小麥和發(fā)芽時間是影響芽麥粉的α-淀粉酶活性的主要因素,α-淀粉酶活性與發(fā)芽溫度、發(fā)芽時間之間的二元二次回歸方程為:YA=-751.635+43.313X1+6.368X2-0.039X1X2-0.638X2121-0.0712222(2)芽麥粉的降落值與α-淀粉酶活性有關(guān),因此發(fā)芽溫度和發(fā)芽時間也是影響降落值的主要因素,芽麥的降落數(shù)值與發(fā)芽溫度、發(fā)芽時間之間的二元二次回歸方程為:YB=1373.590-59.828X1-12.273X2+0.104X1X2+0.826X2121+0.120X2222(3)芽麥粉中的還原糖含量與芽麥的發(fā)芽溫度、發(fā)芽時間有關(guān);它們之間的二元二次回歸方程為:Yc=-37.259+2.214X1+0.257X2+0.001X1X2-0