文章鉴读|黑龙江八一农垦大学食品学院王长远教授、王立东教授：胚芽米在发芽过程中结构、理化及功能特性的变化

食品工业科技编辑部

2025-09-22

导读：欢迎投稿EI期刊《食品工业科技》www.spgykj.com

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黑龙江八一农垦大学食品学院，国家杂粮工程技术研究中心，湖州学院生命健康学院，黑龙江省北大荒米业集团有限公司的路乐乐，沈琴，刘诗琳，王柏峻，郎双静，王立东，王长远等人重点介绍了1. 水稻及糙米营养价值：水稻是全球重要主粮，糙米保留皮层和胚芽，富含蛋白质、膳食纤维等，但粗纤维影响蒸煮和食用品质。2. 胚芽米的特点与意义：胚芽米保留部分皮层和胚芽，营养价值高，加工利用可减少资源浪费。我国胚芽米加工技术先进，留胚率达95%，但高留胚率导致保质期缩短，且行业标准不完善。3. 发芽处理的优势：发芽技术能提升种子营养、功能和感官特性，激活水解酶，降解淀粉、蛋白质，生成多肽、γ-氨基丁酸等活性成分。胚芽米因保留完整胚芽，具备萌发潜力，可通过发芽处理增强功能性和营养性。4. 研究目的：探讨发芽时间对胚芽米结构、理化和功能特性的影响，开发低GI、高活性成分的功能性大米产品。目前发芽糙米研究较多，胚芽米等产品研究较少，需进一步探索。

摘要：为探究胚芽米在发芽过程中结构、理化和功能特性的变化，本研究以稻花香为原料制备胚芽米，将获得的胚芽米发芽处理0、12、24、36和48 h，通过扫描电镜、傅里叶红外及X-射线衍射等分析方法，分析胚芽米在发芽过程中的变化。结果表明，胚芽米萌发12 h后，淀粉酶活性显著提升（P<0.05），萌发48 h后，胚芽米中总淀粉含量下降了10.86%，直链淀粉含量先升高后降低，此外估计血糖生成指数（Estimated glycemic index，eGI）降低了3.30。发芽36 h后，γ-氨基丁酸含量达到最大值为138.09 mg/100 g，比萌发前提高了6.89倍。发芽48 h后，游离多酚和游离黄酮的含量分别为103.98 mg/100 g和53.12 mg/100 g，较未处理样品分别增加了90.75%和24.93%。发芽前胚芽米DPPH、ABTS、T-AOC和FRAP抗氧化能力分别为5.37%、2.70%、6.37 U/mg和0.48 mmol Fe2+/g，萌发48 h后分别提升了158.29%、169.63%、41.92%和14.58%。同时发芽后，糊粉细胞空腔结构边缘明显钝化，胚芽米中的淀粉和蛋白质等大分子经历了持续的水解，导致大米结构松散、淀粉结晶度和有序度降低。研究证实，发芽处理可以降低胚芽米eGI值，提升γ-氨基丁酸等活性物质含量，为更多功能大米、营养大米的开发与发芽米制品的研究提供理论基础。

PART.01

结果

胚芽米发芽过程中结构、成分及功能特性的变化：

1. 淀粉变化：总淀粉含量显著降低（48h后从77.13%降至68.75%），直链淀粉先升后降，支链淀粉反之；抗性淀粉变化不显著。淀粉酶活性增强，还原糖含量增加（48h达10.38 mg/g）。

2. 功能成分：γ-氨基丁酸（GABA）先升后降（36h达峰值138.09 mg/100g）；游离多酚和黄酮显著增加（48h分别提升90.75%和24.93%）。

3. 抗氧化性：DPPH、ABTS等抗氧化指标显著升高（48h后最高提升169.63%）。

4. 血糖指数（eGI）：先升后降，48h后降低3.30，与淀粉水解及多酚作用相关。

5. 结构变化：形态：籽粒膨胀，表面出现黄色光泽；微观：糊粉颗粒逐渐水解，淀粉颗粒暴露；短程有序度（R值）和结晶度降低，但晶体结构类型不变（A型）。

6. 流变特性：凝胶黏度下降，呈现剪切稀化，与淀粉、蛋白质降解有关。总体表明，发芽通过酶解作用改变胚芽米成分，提升功能活性，同时影响其物化结构。

图 1 未处理及发芽处理胚芽米淀粉组成、淀粉酶活变化

Figure 1. Changes in starch composition and starch enzyme activity of untreated and germinated germ rice

注：图中不同字母表示差异显著（P<0.05）。

图 2 未处理和发芽处理胚芽米形态变化

Figure 2. Morphological changes of untreated and germinated germ rice

图 3 未处理和发芽处理胚芽米表面扫描电镜图

Figure 3. Scanning electron microscopy of the surface of untreated and germinated germ rice

注：红色箭头表示游离淀粉颗粒，蓝色箭头表示糊粉细胞空腔结构。

图 4 未处理和发芽处理胚芽米的红外光谱

Figure 4. FT-IR spectra of the untreated and germinated germ rice

图 5 未处理和发芽处理胚芽米的X衍射图

Figure 5. X-ray diffraction patterns of the untreated and germinated germ rice

图 6 未处理和发芽处理胚芽米的流变特性

Figure 6. Rheological properties of untreated and germinated germ rice

注：频率扫描（A）、应变扫描（B）、剪切速率（C）。

表 1 未处理和发芽处理胚芽米的估计血糖生成指数

Table 1 eGI of the untreated and germinated germ rice

注：同行不同字母表示差异显著（P<0.05）。

表 2 未处理和发芽处理胚芽米γ-氨基丁酸、游离多酚和游离黄酮含量

Table 2 GABA, free phenolic, and free flavonoid content of the untreated and germinated germ rice

注：同列不同字母表示差异显著（P<0.05），表3同。

表 3 未处理和发芽处理胚芽米的抗氧化特性

Table 3 Antioxidant properties of the untreated and germinated germ rice

PART.02

思维导图

PART.03

结论

本章节重点： 1. 发芽时间显著影响胚芽米的结构、理化和抗氧化特性。 2. 淀粉酶活性提升，总淀粉含量下降；直链淀粉先增后减，抗性淀粉持续减少，发芽48小时后血糖生成指数降低3.30。 3. γ-氨基丁酸、游离多酚和黄酮含量显著增加，抗氧化能力增强。 4. 糊粉细胞空腔结构被水解，淀粉与蛋白质水解导致米结构松散，结晶度和有序度降低。 5. 发芽改善胚芽米功能特性，但需进一步研究其在动物/人体模型中的健康益处及食品工业适用性。

引用本文：路乐乐，沈琴，刘诗琳，等. 胚芽米在发芽过程中结构、理化及功能特性的变化[J]. 食品工业科技，2025，46（17）：344−351. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2024090303.

Citation：LU Lele, SHEN Qin, LIU Shilin, et al. Changes in Structural, Physicochemical, and Functional Properties of Germ Rice during Germination[J]. Science and Technology of Food Industry, 2025, 46(17): 344−351. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2024090303.

基金项目：国家重点研发计划（2021YFD2100902）；黑龙江省“双一流”学科协同创新成果项目（LJGXCG2024-P38）；大庆市指导性科技计划项目（zd-2024-45）

通信作者简介

王长远，教授、博士生导师，黑龙江八一农垦大学党委常委、副校长。黑龙江省高层次人才，黑龙江省“头雁”团队骨干成员，黑龙江省领军人才梯队后备带头人，黑龙江省食品与生物技术创新研究中心（国际合作）主任。主要研究方向：植物蛋白工程、功能性食品。主持国家重点研发计划项目课题、中央引导地方科技发展专项、自然基金、省外国专家项目等课题20余项；曾获省科技进步二等奖2项、三等奖2项，中国食品科学技术学会科技创新奖—技术进步奖三等奖1项、省高校科技进步一等奖1项，出版专著5部，发表论文130余篇。担任国内外多本期刊审稿专家，《食品工业科技》编委。