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貯藏試驗中游離脂肪酸與機能性成分之變化

第四章、 結果與討論

第七節、 貯藏試驗中游離脂肪酸與機能性成分之變化

一、游離脂肪酸含量變化

紅糯米穀粉、黑糯米穀粉與配粉,在貯藏期間之游離脂肪酸變化如表三十所 示。未經濕熱處理之紅糯米穀粉與黑糯米穀粉,在貯藏期間,游離脂肪酸含量持 續增加,且貯藏在25 oC 的樣品增加幅度顯著大於貯藏於 4 oC 下,顯示在低溫環 境將抑制如脂肪酶等酵素活性,而25 oC 環境則使酵素活性上升。紅糯與黑糯米穀 粉在4 oC 下貯藏 90 天後,其游離脂肪酸含量與貯藏於 25 oC 下 5 天之游離脂肪酸 含量低或相當,顯示貯藏溫度大幅影響游離脂肪酸含量。在米穀粉貯藏過程中,

因脂肪酶(lipase)、脂加氧酶(lipoxygenase)之酵素作用,使游離脂肪酸含量增加。

一般而言,脂肪酶能與其他酶協同作用催化分解油脂類物質生成醣類,提供種子 發芽時所必需之養分;在貯藏過程中,可催化三醯甘油酯及水不溶性酯類之水解、

醇解、酯化、轉酯化等反應。脂肪或游離脂肪酸,經氧化可產生氫過氧化物 (hydroperoxides)及羰基化合物,並繼續降解為易揮發而產生氣味之小分子羰基化合 物(Moritaka and Yasumatsu, 1972)。一般而言,由脂肪酸降解所產生之氣味(油耗 味)會降低消費者對產品之接受度,因此較低的游離脂肪酸,可提高消費者對於 米穀粉配粉之接受度。根據Sharp and Timme (1986)之研究,將糙米貯藏於 3、22 與38 oC,貯藏於 3 oC 的糙米比高溫貯藏者具有較低之游離脂肪酸、氣味(odor and flavor)變化較小,此結果與本試驗之結果相符。

將米穀粉進行濕熱處理後,貯藏期間之游離脂肪酸上升幅度大為下降,此乃 因濕熱處理過程中,100 oC 高溫使大部分酵素失活,造成脂肪酶無法作用,致使 貯藏過程中游離脂肪酸較濕熱處理前顯著減少。許多文獻指出,蒸煮熱處理、微 波熱處理(Lakkakula et al., 2004; Ramezanzadeh et al., 2000; Thanonkaew et al., 2012) 或電阻熱處理(Loypimai et al., 2009),均可使稻米麩皮安定化,主因是高溫可使酵 素失活,因而可避免脂質降解,且不破壞或影響其營養價值。而Kim et al. (2014) 的研究亦指出,以壓力鍋在120 oC 下對米的麩皮進行濕熱處理 20 分鐘,將有效減 緩游離脂肪酸生成。因此,對有色糯米進行濕熱處理,可使大部分之酵素活性失 活,安定米穀粉中之脂質,而延長其貯存期與貨架期,可作為米穀粉預處理方式 之良好選擇。

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表三十中,在貯藏 60 天至 90 天過程中,所有樣品之游離脂肪酸皆下降,推 測此乃因脂肪酸因酵素作用而降解為含羰基之小分子,致使游離脂肪酸測定量降 低。本試驗所選取之游離脂肪酸測定方式,主要根據與 Cupric 試劑反應而呈色,

因此當脂肪酸降解後,則無法呈色。在Wang and Hsieh (1988)的研究中指出,糙米 貯藏期間,脂肪酸之變化,在20 天以前呈現波動狀態,而在貯藏 20-35 天期間呈 現上升狀態,其後至60 天則呈現些微下降,此結果與本試驗結果相符。整體而言,

4 oC 的低溫貯藏條件,並對糯米進行濕熱處理抑制其酵素活性,將可有效降低貯 藏期游離脂肪酸之生成量,減少繼續降解後所產生之氣味,並延長貯存期。

二、總酚含量變化

紅糯米與黑糯米在貯藏期間,與濕熱處理後之貯藏期間,其總酚含量變化如 表三十一與三十二所示。本試驗貯藏過程中,小麥麵粉之總酚含量為 3.77-4.56 (mg/g, db),貯藏前紅糯米之總酚含量為 9.82 (mg/g, db),黑糯米總酚含量為 12.14 (mg/g, db),紅糯米總酚含量為黑糯米之 81%。根據 Sompong et al. (2011b)研究指 出,測量泰國、中國和斯里蘭卡的紅米和黑米的總酚含量,紅米的總酚含量為 79.18-691.37 (mg ferulic acid eq./100 g),黑米的總酚含量則為 336.69-665.16 (mg ferulic acid eq./100 g)不等,均較本試驗之紅米及黑米總酚含量少。將貯藏期間,紅 糯米在第50 天以前,總酚含量逐漸下降,但在貯藏 50-90 天中,總酚含量明顯上 升,貯藏第90 天之總酚含量較貯藏前上升 11.3% (4 oC)與 9.8% (25 oC)。黑糯米在 貯藏期間,總酚含量呈現波動趨勢,貯藏90 天後,總酚含量亦提升,較貯藏前提 高7.08% (4 oC)與 14.25% (25 oC)。紅糯米與黑糯米的預拌粉貯藏變化與紅糯米、

黑糯米穀粉趨勢相同,貯藏期間總酚含量呈現波動,貯藏90 天後總酚含量較貯藏 前上升。推測上升原因可能為貯藏期間,產生酵素性氧化現象,造成多酚類化合 物之降解;並且,使游離脂肪酸降解為帶有如醛基、酮基等含羰基之小分子,而 與Folin-Ciocalteu 試劑反應呈色所致。在總酚含量測定中,Folin-Ciocalteu reagent (FCR)可在鹼性環境下與酚類化合物作用,酚解離出一個質子(ptoton)生成酚陰離子,

而與FCR 進行電子轉移後,環原 FCR 中的 Mo6+成為Mo5+,而呈現藍色化合物,

其顏色深淺與總酚含量呈正相關。Huang et al. (2005)指出,FCR 最早使用在測定蛋 白質中含一phenol group 之 Tyrosine 上,其後逐漸發展為測定總酚含量的方法;其 作用原理亦即測定樣品之還原力,對樣品中總酚之專一性不如以polyphenol oxidase

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所測定之總酚含量。而本試驗中,游離脂肪酸在貯藏第50-90 天中極速下降,表示 可能降解為含醛基等帶有羰基之化合物(carbonyl compounds),此類化合物亦可能 與FCR 產生電子轉移的情形,而表現在總酚含量中。貯藏期間,細胞壁上之游離 態酚類、不可溶態酚類與可溶態酚類與游離脂肪酸之作用,亦可能影響最終總酚 類含量測定之結果。總酚含量於貯藏期間下降之主因,推測為貯藏期間所產生之 游離脂肪酸,與多酚類抗氧化物質作用所致。整體而言,紅糯米與黑糯米在貯藏 前與貯藏90 天後,總酚含量變化量不大,約為小麥麵粉總酚含量之 2-3 倍,富含 較高之機能性成分。

濕熱處理後,總酚含量在紅糯米、黑糯米上均呈現下降趨勢。紅糯米以稻穀 形式濕熱處理 15 分鐘後,總酚含量下降 13.23%,黑糯米以相同條件濕熱處理 (rBW15)後則下降 11.61%。在 Ti et al. (2015)研究中指出,將糙米和精白米蒸煮後,

將造成總酚含量下降47.9%及 71.0%,並造成總類黃酮含量下降 31.8%及 72.9%。

rRW15 在貯藏期間,總酚類含量呈現波動,貯藏 90 天後,總酚含量較貯藏前低,

4 oC 貯藏之總酚含量低於 25 oC 貯藏,分別下降 21.12% (4 oC)與 6.57% (25 oC)。

rBW15 在貯藏期間,總酚類含量亦為波動趨勢,4 oC 貯藏 90 天後,總酚含量與貯 藏前無差異,25 oC 貯藏則升高 5.22%,此可能與 rBW15 游離脂肪酸在 25 oC 比 4 oC

為多之故(表三十)。然而,濕熱處理後因酵素失活,總酚含量變化比未濕熱處理

之樣品小。濕熱處理後之米穀粉與小麥麵粉配粉後,貯藏期間之總酚含量變化,

與濕熱處理之米穀粉趨勢相同,呈現波動變化;貯藏90 天後,其總酚含量占原本 含量之62.09-95.47%。整體而言,紅糯米與黑糯米經濕熱處理後,在貯藏前與貯藏 90 天後總酚含量變化量不大,約為小麥麵粉總酚含量之 2 倍,富含較高之機能性 成分;且濕熱處理可抑制酵素活性,降低游離脂肪酸含量、增加配粉之貨架期並 提升製麵過程之操作性,為有色米麵條製作上良好的預處理方式。

表三十二為生麵條與熟麵條中總酚含量變化。將配粉製成生麵條後,除 W49rRW15v8.8 樣品外,其總酚含量與配粉之貯存時間與溫度無關。W49rRW15v8.8 生麵條中,以不貯存而直接製成麵條的樣品,其總酚含量最高,顯著大於配粉貯 存後所製成之生麵條總酚含量。在熟麵條中,所有樣品之總酚含量,皆與配粉貯 存與否無關;顯示出貯存期不影響配粉所製成之最終產物中的總酚含量,而米穀 粉與小麥麵粉之配粉,在貯存90 天後,仍可維持其總酚含量之機能性成分。

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許多研究指出,食用富含阿魏酸之全穀物產品可降低心血管疾病發生率(Rao and Muralikrishna, 2004),其生理作用機制為降低 LDL 氧化作用(Trombino et al., 2004)、抑制 IL-8 發炎因子(Mathew and Abraham, 2004)等,可延緩糖尿病與其併發 症(Balasubashini et al., 2003; Balasubashini et al., 2004)和阿茲海默症等與自由基氧 化壓力相關之退化性疾病。若可將紅糯米、黑糯米及其米麵條加入日常飲食中,

將可提升飲食攝取中之機能性成分,達有益健康之效能。

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表三十、濕熱處理與貯藏溫度對游離脂肪酸含量之影響

Table 30. Effect of hmt and storage temperature on free fatty acids (goleic acid eq./ 100 g lipid) 1

Sample name W RW rRW15 W70RW W49rRW15v8.8 BW rBW15 W70BW W49rRW15v8.8

1d 2 17.67±0.35e 1.84±0.09f 0.64±0.01e 12.54±0.34b 9.26±0.49bc 7.33±0.89h 2.66±0.97bc 13.09±0.55ef 9.12±0.69b

4oC

5 d 23.90±0.94cd 3.70±0.80de 0.87±0.08de 13.74±0.80c 5.60±0.07g 7.13±0.29h 1.49±0.14d 12.15±0.61fg 5.98±0.62c

20 d 23.16±0.27bc 2.33±0.38f 0.82±0.13de 13.31±0.17cd 7.83±0.24de 8.88±0.77g 1.71±0.30bc 13.74±0.28e 7.42±0.18c

30 d 22.76±0.17bc 2.59±0.73ef 0.86±0.08de 8.11±0.58f 7.13±0.70def 7.64±0.11h 1.50±0.03b 11.10±1.35gh 6.37±0.39c

60 d 21.96±1.31d 3.68±0.52de 1.29±0.02cd 11.83±0.80e 6.51±0.76efg 13.29±0.17f 1.43±0.05a 15.14±0.55d 6.38±0.28c

90 d 11.77±0.61f 4.76±0.80d 0.81±0.04de 7.38±0.83f 6.17±0.81fg 14.92±0.90e 2.51±0.73b 10.71±0.94h 6.86±0.94c

25oC

5 d 23.90±0.56d 4.28±0.23d 0.84±0.06de 12.43±0.35de 7.08±0.72def 16.16±0.33d 1.93±0.22cd 15.60±0.88d 9.79±0.82b

20 d 24.18±0.58b 8.52±0.69c 2.34±0.44b 13.88±0.53c 9.74±0.91b 25.30±0.09c 2.70±0.32bc 17.01±0.23c 11.56±0.54a

30 d 26.78±0.81b 8.77±0.48c 3.41±0.49a 10.70±0.60f 8.38±0.48cd 26.36±0.96c 3.46±0.11b 15.35±0.67d 12.42±0.14a

60 d 30.63±0.06a 14.27±0.67a 2.03±0.38b 19.34±0.27a 11.41±0.88a 38.14±0.15a 5.39±0.04a 20.93±0.03a 10.14±0.42b

90 d 11.30±0.53f 12.61±0.79b 1.54±0.11c 15.43±0.50b 7.78±0.85de 33.81±0.17b 3.47±0.58b 18.80±0.65b 9.62±0.31b

1 Means within each column with the identical superscript letter are not significantly different at P < 0.05.

2 1d stands for day 1; 5d stands for day 5 and so on.

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表三十一、濕熱處理與貯藏溫度對總酚之影響

Table 31. Effect of hmt and storage temperature on total phenolics (mg ferulic acid eq./g, db) 1

Sample name RW rRW15 W70RW W49rRW15v8.8 BW rBW15 W70BW W49rRW15v8.8

Day 1

9.82±0.10b 8.52±0.05a 3.77±0.05b 6.86±0.10a 12.14±0.20d 10.73±0.05bc 5.16±0.05d 7.06±0.00a

4oC

Day 10 9.96±0.29b 7.83±0.24bc 2.97±0.20e 3.22±0.05c 12.73±0.25bc 10.53±0.15cd 4.85±0.06e 5.39±0.00d

Day 20 9.79±0.05b 7.31±0.20de 3.25±0.02d 2.17±0.15e 11.96±0.05d 9.42±0.24f 5.27±0.04d 4.63±0.20e

Day 50 3.90±0.24d 7.79±0.00bc 2.97±0.00e 3.32±0.10c 9.50±0.00e 10.94±0.24abc 5.13±0.00d 6.19±0.24c

Day 90 10.93±0.20a 6.72±0.05f 3.49±0.05c 4.26±0.05b 13.00±0.15b 10.70±0.10bc 5.93±0.15b 6.68±0.15b

25oC

Day 10 9.85±0.15b 7.65±0.29bcd 3.01±0.05e 2.94±0.25d 12.17±0.34d 10.04±0.34e 4.40±0.05f 5.53±0.10e

Day 20 10.17±0.10b 7.03±0.10ef 4.09±0.20a 2.07±0.10e 12.34±0.10cd 10.18±0.05de 5.58±0.05c 4.49±0.10d

Day 50 5.56±0.05c 7.52±0.00cd 3.18±0.00de 3.36±0.05c 9.53±0.05e 11.04±0.20ab 4.71±0.20e 6.30±0.00c

Day 90 10.79±0.20a 7.96±0.05b 4.02±0.10a 4.19±0.05b 13.87±0.20a 11.29±0.05a 6.35±0.05a 6.74±0.05b

1 Means within each column with the identical superscript letter are not significantly different at P < 0.05.

表三十二、黑糯米、紅糯米麵條之總酚含量

Table 32. Total phenolics in rice noodles (mg ferulic acid eq./g, db) 1

Sample name W70RW W49rRW15v8.8 W70BW W49rBW15v8.8 raw

noodles

Day 0

3.32±0.04a 3.98±0.09a 5.11±0.18a 5.63±0.27a

Day60 (4

o

C)

3.39±0.05a 3.10±0.04b 5.14±0.04a 5.48±0.03a

Day60 (25

o

C) 3.35±0.04

a 3.10±0.18b 5.15±0.13a 5.27±0.13ab

cooked

noodles

Day 0

2.53±0.00b 3.07±0.04b 4.46±0.05b 4.83±0.22bc

Day60 (4

o

C)

2.35±0.23b 2.45±0.27bc 4.39±0.14b 4.73±0.00c

Day60 (25

o

C) 2.34±0.23

b 2.76±0.00c 4.48±0.14b 5.06±0.04c

1 Means within each column with the identical superscript letter are not significantly different at P < 0.05.

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三、總類黃酮含量變化

表三十三為貯藏過程中,總類黃酮含量之變化。本試驗貯藏過程中,貯藏前 紅糯米之總類黃酮含量為6.13 (mg/g, db),黑糯米總酚含量為 5.78 (mg/g, db)。根 據Tang et al. (2016)的研究,針對 Oryza stiva L. indica 糯性與非糯性黑米,糯性黑 米的總類黃酮含量為2.81 (mg catechin eq./g),非糯性黑米的總類黃酮含量為 3.91 (mg catechin eq./g),均較本試驗總類黃酮含量低。貯藏期間,溫度與時間對總類黃 酮含量的影響力,無明顯之趨勢。貯藏過程中總類黃酮含量曲線呈現波動趨勢。

而將米穀粉進行濕熱處理後,總類黃酮含量在紅糯米中下降,但在黑糯米中則上 升;推測可能是濕熱處理過程中,造成不可溶態酚類化合物之降解,而造成濕熱 處理後總類黃酮含量上升。貯藏90 天後,經濕熱處理者,均未經濕熱處理前之總 類黃酮含量低,顯示濕熱處理可造成總類黃酮結構不穩定,而降解成其他小分子 如酚酸類物質,而造成總類黃酮含量下降。

表三十四為以米穀粉取代製成米麵條,總類黃酮含量的變化。在生麵條中,

僅W49rBW15v8.8 樣品,以 4 oC 貯藏 60 天時之預拌粉製成之生麵條總類黃酮含量 較貯藏前與以25 oC 貯藏 60 天之預拌粉製備者為低外,其餘樣品之總類黃酮含量 未受貯藏溫度與時間之影響。熟麵條中所有樣品,其總類黃酮含量皆與貯藏時間 與溫度無關。顯示出,貯存90 天之預拌粉仍可用於製備有色米麵條,而仍有相當

僅W49rBW15v8.8 樣品,以 4 oC 貯藏 60 天時之預拌粉製成之生麵條總類黃酮含量 較貯藏前與以25 oC 貯藏 60 天之預拌粉製備者為低外,其餘樣品之總類黃酮含量 未受貯藏溫度與時間之影響。熟麵條中所有樣品,其總類黃酮含量皆與貯藏時間 與溫度無關。顯示出,貯存90 天之預拌粉仍可用於製備有色米麵條,而仍有相當