不同发芽温度和时间对芽麦粉酶活性的影响

不同发芽温度和时间对芽麦粉酶活性的影响

0发芽小麦的品质改善小麦是世界上最重要的粮食之一。种植历史悠久，种类繁多，对研究小麦的品质具有重要意义。在小麦的收获季节,遇到连绵阴雨天,就会出现大量的穗上发芽的现象,使小麦的品质严重下降,明显降低小麦的食用品质和工艺品质.据报道,加拿大年产小麦约2500万t.芽麦率严重时可达15%,澳大利亚也有相似的芽麦率,欧洲几乎每年的芽麦率都相当高.在我国也经常出现这种情况.高芽麦率小麦的一般特点,出粉率低,面粉颜色灰暗.制作的食品发粘,筋力差,口感欠佳,甚至无法加工成馒头、面头、面条等食品,给食品加工部门带来了巨大的经济损失.α-淀粉酶只有在小麦发芽时才能大量产生,正常情况下,小麦籽粒中缺少α-淀粉酶,α-淀粉酶的活性与发芽时的温度、发芽时间存在着密切的关系.同时发芽小麦中由于α-淀粉酶活性很高,淀粉便会在α-淀粉酶的作用下分解成小分子,再进一步水解成糖类,所以低分子糖类含量也相应较高.发芽小麦的粘度值、食用品质与小麦发芽程度之间关系的研究已有一些报道,而本课题主要研究了发芽小麦α-淀粉酶活性、降落值、还原糖、非还原糖与小麦的发芽温度与发芽时间之间的关系。并利用响应面分析法,通过不同发芽温度与不同发芽时间组合,可得出α-淀粉酶活性、还原糖含量、非还原糖含量与发芽时间、发芽温度的二元二次方程.另外,降落值的高低可以间接地反映α-淀粉酶活性情况,α-淀粉酶活性越高,则降落值越低,α-淀粉酶活性越低则降落值越高.本研究对发芽小麦的降落值与发芽温度、发芽时间的关系也进行了研究.发芽小麦的品质改良问题长期以来未得到很好的解决,寻找一种简便、经济、高效的芽麦品质改良技术是目前生产中急需解决的问题.由于芽麦粉中淀粉酶及蛋白酶的活性高,为了抑制芽麦粉中的α-淀粉酶,可通过添加酶抑制剂来实现,这是改善芽麦粉品质的一种最有效的途径.早在60年代就有资料报道植酸可以抑制发芽小麦中的淀粉酶及蛋白酶活性.植酸是淀粉酶的非竞争性抑制剂,可与α-淀粉酶形成“抑制剂-酶”复合物,使淀粉的水解被抑制;同时植酸对金属离子有很强的鳌合能力,而芽麦粉中作为α-淀粉酶稳定剂的Ca2+一旦被鳌合,则α-淀粉酶的活性便大大下降,对发芽小麦的品质改善效果明显.本课题也研究了不同植酸添加量对发芽小麦酶活性及降落值的影响.1材料和方法1.1实验材料1.1.1小麦1999年收获未发芽的正常小麦,水分含量为12.5%,产地河南濮阳.1.1.2发芽温度对芽麦粉样品的制备将正常小麦在室温下浸泡12h,取出薄摊于白瓷盘中,盖以湿纱布,保持湿润.分别置于24、32、40三种摄氏度恒温下进行发芽培养,经过24h、36h、48h后,分别取出,在35摄氏度的鼓风烘箱中干燥24h,即可获得发芽温度24、32、40摄氏度,发芽时间分别为24h、36h、48h的9种芽麦样品.芽麦粉样品经实验磨磨粉后而获得.1.1.3黄豆粉具有酶活性的新鲜黄豆种子经实验磨磨粉而获得黄豆粉,粒度大小为可通过1.5mm筛孔;黄豆种子购于河南省郑州市种子公司.1.1.4淀粉酶抑制剂50%植酸上海试剂公司生产.1.2科研器械及仪器降落数值仪:瑞典FallingNumber公司;实验磨:河南省黄骅市科研器械厂;电热鼓风干燥箱:广东省医疗器械厂;恒温生化培养箱:广东省医疗器械厂;分析天平:湘仪天平仪器厂;HY-2调速多用振荡器:江苏省金坛市金城教学仪器厂;恒温水浴锅:绍兴柯桥医疗器械厂.1.3糖度的测定α-淀粉酶活性测定:GB5521-89;降落数值的测定:GB10361-89;还原糖测定:GB5513-85(1);非还原糖测定:GB5513-85(1);水分的测定:GB5497-85(3);植酸的添加:植酸不可直接添加于芽麦粉中,而应加于酶提取液中,加塞后摇匀.由于添加量很小,应由0.1mL的快速移液管移取.2结果与讨论2.1小麦发芽时间的规划及回归拟合度分析正常小麦中的α-淀粉酶含量极少,只有在发芽时才会大量产生,而α-淀粉酶的活性与小麦的发芽温度、发芽时间之间有一定的关系,为了建立α-淀粉酶活性与小麦的发芽温度、发芽时间之间的二元二次回归方程,设:YA:芽麦粉的α-淀粉酶活性(α-淀粉酶活性单位)X1:小麦的发芽温度(℃),取3水平:24、32、40X2:小麦的发芽时间(小时),取3水平:24、36、48采用中心组合设计,则:YA=B0+B1X1+B2X2+B12X1X2+B11X2121+B22X2222实验结果如表1。利用DPS计算机软件得二元二次回归方程为:YA=-751.635+43.313X1+6.368X2-0.039X1X2-0.638X2121-0.071X2222残差标准差=6.212F=26.252P=0.0039拟合度=97.04%响应面图如图1。从α-淀粉酶活性的回归方程及响应面图中可以发现,α-淀粉酶活性在一定的发芽温度和发芽时间下达到较高水平.本研究中在发芽温度约30℃、发芽时间约为36h,α-淀粉酶活性最高.2.2yb的降温值与发芽温度、发芽时间之间的二元实验降落值与α-淀粉酶活性有关,其值的高低能间接地说明α-淀粉酶活性的高低,而且降落值的测定具有快速、重现性好、平行性好的特点,是一种常用的测定α-淀粉酶活性的方法.由于本研究培养的芽麦α-淀粉酶活性很高,因而降落数值太小,为了更好的研究降落数值与不同发芽温度、发芽时间之间的关系,用30%的芽麦粉配以正常小麦粉进行降落值的测定.为了建立降落数值与发芽温度、发芽时间之间的二元二次方程,根据响应面分析法设:YB:30%芽麦粉的降落数值(秒)X1:小麦的发芽温度(℃),取3水平:24,32,40X2:小麦的发芽时间(小时),取3水平:24,36,48采用中心组合设计,则:YB=B0+B1X1+B2X2+B12X1X2+B11X2121+B22X2222实验结果如表2所示。利用DPS计算机软件得二元二次回归方程为:YB=1373.590-59.828X1-12.273X2+0.104X1X2+0.826X2121+0.120X2222残差标准差=8.732F=33.787P=0.0024拟合度=97.69%响应面图如图2.从降落值的回归方程及响应面图中可以发现,降落值在一定的发芽温度和发芽时间下达到较低水平.特别是发芽温度对降落值的影响较为明显,且影响的趋势与影响α-淀粉酶活性的趋势基本一致.而发芽时间对降落值的影响不是很明显.本研究中在发芽温度约36℃、发芽时间约为48小时的降落值明显低.2.3中心组合设计α-淀粉酶活性可以在某些结构点上把淀粉切割成较短的分子-糊精,糊精再分解成麦芽糖,因而发芽小麦由于α-淀粉酶活性强,所以低聚糖类也会增加,产生少量还原糖非还原糖,因此可以建立还原糖、非还原糖含量与发芽温度及发芽时间之间二元二次回归方程.设:YC:还原糖的含量(%)YD:非还原糖的含量(%)X1:发芽温度(℃),取3水平:24、32、40X2:发芽时间(小时),取3水平:24、36、48采用中心组合设计,则:Y=B0+B1X1+B2X2+B12X1X2+B11X21+B22X2222实验结果如表3所示.利用DPS计算机软件得二元二次回归方程为:Yc=-37.259+2.214X1+0.257X2+0.001X1X2-0.033X2121-0.004X2222残差标准差=0.235F=63.165P=0.0007拟合度=98.75%YD=-2.693+0.198X1+0.018X2-0.0003X1X2-0.003X2121-0.0001X2222残差标准差=0.019F=59.406P=0.0008拟合度=98.67%2.4-淀粉酶活性测定结果为研究植酸对α-淀粉酶活性的影响,本实验选用了α-淀粉酶活性最高的5号芽麦粉做实验,其α-淀粉酶活性为27.3,降落数值为138,实验方案及结果见表4、图3、图4所示。随着抑制剂添加量的增加,发芽小麦的α-淀粉酶活性和降落值都发生明显的变化,α-淀粉酶活性明显降低,而降落值则明显的上升,这说明植酸作为α-淀粉酶抑制剂,其抑制效果较理想.3芽麦降压酶活性的回归模型(1)发芽小麦和发芽时间是影响芽麦粉的α-淀粉酶活性的主要因素,α-淀粉酶活性与发芽温度、发芽时间之间的二元二次回归方程为:YA=-751.635+43.313X1+6.368X2-0.039X1X2-0.638X2121-0.0712222(2)芽麦粉的降落值与α-淀粉酶活性有关,因此发芽温度和发芽时间也是影响降落值的主要因素,芽麦的降落数值与发芽温度、发芽时间之间的二元二次回归方程为:YB=1373.590-59.828X1-12.273X2+0.104X1X2+0.826X2121+0.120X2222(3)芽麦粉中的还原糖含量与芽麦的发芽温度、发芽时间有关;它们之间的二元二次回归方程为:Yc=-37.259+2.214X1+0.257X2+0.001X1X2-0