大豆發(fā)芽富集γ-氨基丁酸的培養(yǎng)液組分優(yōu)化及鹽脅迫下的富集機理

曾 晴，謝 菲，尹京苑，高海燕,*

（1.上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，上海市能源作物育種及應(yīng)用重點實驗室，上海 200444；2.上海大學(xué)計算機工程與科學(xué)學(xué)院，上海 200444）

大豆發(fā)芽富集γ-氨基丁酸的培養(yǎng)液組分優(yōu)化及鹽脅迫下的富集機理

曾 晴1，謝 菲1，尹京苑2，高海燕1,*

（1.上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，上海市能源作物育種及應(yīng)用重點實驗室，上海 200444；2.上海大學(xué)計算機工程與科學(xué)學(xué)院，上海 200444）

以東北大豆為原料，研究培養(yǎng)液組分對大豆發(fā)芽富集γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）的影響，利用響應(yīng)面法優(yōu)化了大豆發(fā)芽富集GABA的培養(yǎng)液組分，在此基礎(chǔ)上對低鹽脅迫下大豆發(fā)芽富集GABA的機理進行研究。結(jié)果表明：優(yōu)化后有效的培養(yǎng)液組分為谷氨酸鈉1.0 mg/mL、磷酸吡哆醛2.0 mmol/L、CaCl22.0 mmol/L、NaCl 100 mmol/L，在此條件下，富集得到的發(fā)芽大豆中GABA含量較高，為（269.93±4.73）mg/100 g，比大豆發(fā)芽前提高了約10 倍；鹽脅迫下，發(fā)芽大豆谷氨酸脫羧酶（glutamate decarboxylase，GAD）活性和GABA含量隨NaCl濃度加大和脅迫時間延長而提高，同時大豆發(fā)芽期間GABA含量與其他指標之間相關(guān)性分析表明，鹽脅迫下發(fā)芽大豆GABA含量與芽長、GAD活性、游離氨基酸和可溶性蛋白含量之間呈顯著正相關(guān)，在低鹽脅迫下，大豆發(fā)芽受到抑制，但促進了GAD活性的升高，游離氨基酸和可溶性蛋白質(zhì)含量增加，富集產(chǎn)生了較多的GABA。

γ-氨基丁酸；響應(yīng)面優(yōu)化；鹽脅迫；富集工藝

大豆營養(yǎng)豐富，除了富含優(yōu)質(zhì)蛋白外，還含有人體必需的多種維生素和礦物質(zhì)以及不飽和脂肪酸、大豆異黃酮、大豆多肽、大豆卵磷脂、大豆低聚糖等功能性成分[1-3]。眾多研究表明，種子萌發(fā)過程中生理代謝旺盛[4-6]，此時種子中的酶不斷形成或被活化，細胞生理活動加強，一些大分子物質(zhì)如淀粉和蛋白質(zhì)被分解。種子發(fā)芽后，可降低或消除豆類中有毒、有害或抗營養(yǎng)物質(zhì)含量，并且提高營養(yǎng)成分和蛋白質(zhì)的消化率以及某些限制性氨基酸和維生素等物質(zhì)含量[7-9]，尤其可富集對人體有生理調(diào)節(jié)功能的γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）等物質(zhì)[10-11]。

GABA是一種四碳非蛋白質(zhì)氨基酸，具有降血壓、改善腦功能、抗癲癇和抗衰老等多種功效[12]。然而欲利用動植物中的GABA加工為功能產(chǎn)品，則需要對生物體中的GABA含量富集提高。植物正常生長條件下體內(nèi)GABA產(chǎn)量很低，通常在0.3～32.5 μmol/g之間[13]，但受到鹽脅迫[14-16]、熱激[17]、機械損傷[18]、低氧[19-20]等逆境脅迫或植物激素作用時會提高數(shù)倍甚至數(shù)十倍。

大豆發(fā)芽時GABA的富集量除受發(fā)芽條件影響外，還受培養(yǎng)液組分的影響。培養(yǎng)液組分中，L-谷氨酸是谷氨酸脫羧酶（glutamate decarboxylase，GAD）的唯一底物，可以促進GAD的活性，從而富集GABA[21]。由于谷氨酸鈉（monosodium glutamate，MSG）價格比較便宜，大豆發(fā)芽培養(yǎng)時一般都采用MSG；磷酸吡哆醛（pyridoxal-5-phosphate，PLP）是GAD的輔酶，有促進GAD活性的作用；植物來源的GAD是一種鈣調(diào)素（CaM）結(jié)合蛋白，其活性受Ca2+/CaM控制，研究表明[22-24]，CaM與GAD結(jié)合可以調(diào)節(jié)GAD的活性，從而控制谷氨酸和GABA的代謝，這是植物的正常生長需要；有報道表明，NaCl的影響與抗逆機制有關(guān)，植物在鹽逆境下會促進GABA的產(chǎn)生[25]。

毛健[7]、郭元新[22]等研究了發(fā)芽條件對大豆發(fā)芽富集GABA的影響，但培養(yǎng)液組分對大豆發(fā)芽富集GABA效果的影響目前鮮有報道。本研究以東北大豆為原料，以MSG、Ca2+、PLP和NaCl添加量為考察對象，在單因素試驗基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法對其進行優(yōu)化。在此條件下，對低鹽脅迫下大豆發(fā)芽富集GABA的機理進行了初步研究，以期為開發(fā)富含GABA的芽類食品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆（云鶴YH-NJ，產(chǎn)自中國東北吉林?。?沃爾瑪超市；GABA標準品、甲醇（均為色譜純）、鄰苯二甲醛（o-phthaldialdehyde，OPA）（生化試劑） 美國Sigma公司；其他化學(xué)試劑均為分析純 國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司；DHG-970電熱恒溫鼓風干燥箱 上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司；1100 Series高效液相色譜儀 美國安捷倫公司；MDFU32v超低溫冰箱 松下電器公司。

1.3 方法

1.3.1 浸泡工藝

用自來水沖洗大豆，除去雜質(zhì)和懸浮的癟粒，用體積分數(shù)1%的次氯酸鈉浸泡消毒5 min，再用去離子水清洗大豆3 遍。稱取200 g大豆移入大燒杯，添加3 倍體積的培養(yǎng)液，25 ℃水浴12 h。

1.3.2 發(fā)芽工藝

將浸泡后的大豆取出，瀝干種子表面水分，分裝平鋪于墊有兩層濾紙的培養(yǎng)皿上，轉(zhuǎn)入30 ℃恒溫培養(yǎng)箱發(fā)芽51 h，大豆發(fā)芽期間，用去離子水噴灑，保持濕潤。

1.3.3 培養(yǎng)液組分對大豆發(fā)芽GABA富集的影響

1.3.3.1 單因素試驗

不同培養(yǎng)液配制如下：MSG質(zhì)量濃度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mg/mL，PLP濃度為 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mmol/L，CaCl2濃度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mmol/L，NaCl濃度為5、50、100、150、200、250 mmol/L。所有溶液都是由磷酸緩沖液配制而成，調(diào)節(jié)pH 5.5，每個處理按1.3.1節(jié)工藝浸泡、1.3.2節(jié)工藝發(fā)芽，取樣用液氮速凍處理后，貯藏在－40 ℃冰箱中，備用測定GABA含量，每個處理重復(fù)3 次。

1.3.3.2 Box-Behnken試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用軟件JMP，選擇Box-Behnken設(shè)計評價各因素之間的交互作用對大豆發(fā)芽富集GABA含量的影響，因素與水平設(shè)計見表1。

表1 Box-Behnken設(shè)計因素與水平Table1 Actual and coded values for variables used in Box-Behnken design

1.3.4 鹽脅迫下大豆發(fā)芽富集GABA機理

將用最優(yōu)組分培養(yǎng)液浸泡后的大豆進行下列處理：1）用濃度分別為100 mmol/L的NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、FeCl3、AlCl3溶液在30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)大豆48 h，測定GABA含量，以去離子水培養(yǎng)的發(fā)芽大豆作對照；2）用0、50、100、150、200 mmol/L NaCl溶液在30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)大豆48 h，研究不同NaCl濃度脅迫對GABA含量的影響；3）用100 mmol/L NaCl在30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)大豆60 h，每隔12 h取樣一次，研究鹽脅迫下大豆富集GABA含量的變化、生長情況、GAD活性，以去離子水培養(yǎng)的發(fā)芽大豆作對照。所有處理的樣品取出后，鮮樣用于直接測定芽長，對于游離氨基酸、可溶性蛋白、GAD及GABA含量等指標的測定，樣品用去離子水清洗，吸水紙吸干表面水分后，迅速用液氮速凍，然后貯藏于－40 ℃冰箱中備用待測，每個處理重復(fù)3 次。

1.3.5 GABA含量測定

1.3.5.1 樣品處理

將樣品用中藥粉碎機粉碎后過60 目篩，準確稱取3 g，置入100 mL容量瓶中，加適量60%乙醇溶液，55 ℃恒溫水浴中提取6 h，其間每隔30 min搖勻樣品30 s。冷卻至室溫后定容至100 mL，取20 mL提取液置入50 mL離心管中，10 000 r/min離心10 min，取上清液經(jīng)0.45 μm濾膜過濾，備用。

1.3.5.2 標準溶液配制

準確稱取適量GABA標準品，用超純水稀釋配成0.1 mg/mL標準儲備液待用。

1.3.5.3 衍生化處理

稱取0.5 g OPA，加10 mL甲醇溶解后，加入1 mL 0.4 mol/L的硼酸鹽緩沖液（pH 9.6）和400 μL 2-巰基乙醇，此衍生劑溶液可保持2 d。取樣品或標準溶液100 μL，加入上述溶液100 μL，混勻進樣。

1.3.5.4 色譜條件[27]

Waters色譜柱C18反相柱（3.9 mm×150 mm，4 μm）；流動相A：醋酸鈉20 mmol/L，pH 5.86；流動相B：甲醇100%；A-B體積比72∶28；流速1.0 mL/min；進樣量20 μL。檢測波長338 nm；柱溫40 ℃。

1.3.6 芽長的測定

隨機選取20 粒大豆，將大豆置于平面，用游標卡尺測量芽長，計算平均值。

1.3.7 游離氨基酸含量的測定

采用水合茚三酮顯色法[28]。

1.3.8 可溶性蛋白質(zhì)含量的測定

采用考馬斯亮藍G-250染色法[29]。

1.3.9 GAD活性測定

將處理完成的大豆置于濾紙上吸干水分，用鑷子剝?nèi)シN皮，用研缽研磨后分別稱兩份，每份1 g，一份加入10 mL磷酸緩沖液（內(nèi)含l%谷氨酸，pH 5.5），另一份加入10 mL磷酸緩沖液（pH 5.5）做空白，兩份樣品在40 ℃水浴振蕩2 h后，迅速放入沸水浴中煮沸5 min滅酶活，離心取上清液，再加入8%三氯乙酸溶液10 000 r/min離心10 min，取上清液按照1.3.5節(jié)方法測定GABA含量。以每克GAD每30 min生成1 μmol的GABA作為一個酶活力單位（U/g）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 MSG質(zhì)量濃度對大豆發(fā)芽富集GABA含量的影響

圖1 MSG質(zhì)量濃度對GABA含量的影響Fig.1 Effect of MSG concentration on the GABA content

從圖1可以看出，MSG質(zhì)量濃度在0.5～3.0 mg/mL范圍內(nèi)，大豆發(fā)芽GABA富集量隨MSG質(zhì)量濃度的變化呈先升后降的趨勢。達到1.0 mg/mL時，GABA含量達到最大值，之后開始下降，可能是此時底物與酶達到一個最適比例。這表明大豆發(fā)芽富集GABA時，MSG的最佳質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL。

2.1.2 PLP濃度對大豆發(fā)芽富集GABA含量的影響

圖2 PLP濃度對GABA含量的影響Fig.2 Effect of PLP concentration on the GABA content

從圖2可以看出，PLP濃度在0.5～3.0 mmol/L范圍內(nèi)，大豆發(fā)芽GABA富集量隨PLP濃度的升高呈先升后降的趨勢，可能是由于PLP顯著促進了GAD活性，提高了大豆中GABA的含量。這表明大豆發(fā)芽富集GABA時，PLP的最佳濃度為2.00 mmol/L。

2.1.3 CaCl2濃度對大豆發(fā)芽富集GABA含量的影響

從圖3可以看出，CaCl2濃度在0.5～3.0 mmol/L范圍內(nèi)，大豆發(fā)芽GABA富集量隨CaCl2濃度的升高呈先升后降的趨勢。CaCl2濃度為2.0 mmol/L時大豆中GABA富集量最高。這表明大豆發(fā)芽富集GABA時，CaCl2的最佳濃度為2.0 mmol/L，這與文獻報道的結(jié)果一致[30]。

圖3 CaC12濃度對GABA含量的影響Fig.3 Effect of CaCl2concentration on the GABA content

2.1.4 NaCl濃度對大豆發(fā)芽富集GABA含量的影響

圖4 NaCl濃度對GABA含量的影響Fig.4 Effect of NaCl concentration on the GABA content

從圖4可以看出，NaCl濃度在5～250 mmol/L范圍內(nèi)，大豆發(fā)芽GABA富集量呈先升后降的趨勢?？赡苁荖aCl在一定濃度范圍內(nèi)造成植物處于鹽脅迫逆境，而植物在逆境情況下會促進GABA的生成。NaCl添加量100 mmol/L，GABA富集量達到最大。

2.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果

2.2.1 Box-Behnken試驗設(shè)計與結(jié)果

使用JMP軟件進行Box-Behnken設(shè)計，試驗設(shè)計與結(jié)果見表2。

表2 Box-Behnken試驗設(shè)計及結(jié)果Table2 Box-Behnken design with experimental and predicted GABA contents

續(xù)表2

2.2.2 方差分析

利用JMP軟件對試驗結(jié)果進行多元回歸統(tǒng)計分析，回歸系數(shù)及其顯著性檢驗見表3。

表3 回歸系數(shù)及其顯著性檢驗Table3 Significance test of each of the regression coefficient for the quadraticTable3 Significance test of ea model odel

從表3可以看出，X2、X4、X1X2、X2X3、X2X4、X3X4、X12、X22、X32、X42對GABA富集量都有顯著影響（P＜0.05），四因素對GABA含量影響大小順序為X4＞X2＞X1＞X3，即NaCl濃度＞CaCl2濃度＞MSG質(zhì)量濃度＞PLP濃度。根據(jù)試驗分析結(jié)果得到各因素效應(yīng)系數(shù)，建立GABA含量與3 個變量之間關(guān)系的多元二次方程：

Y=271.88－8.07X1+9.044 650X2+4.887 871 6X3－10.438 27X4+19.870 014X1X2+11.152 951X1X3+ 36.355 053X1X4－5.914 092X2X3+14.562 692X2X4－15.299 17X3X4－73.217 66X12－38.350 91X22－45.371 81X3

2－76.176 76X42該回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2為96%，說明該模型方程能夠較好地用于大豆發(fā)芽富集GABA培養(yǎng)條件的預(yù)測。從表4回歸方差分析可以看出，模型的回歸效果顯著，說明該模型能夠較好地模擬試驗數(shù)據(jù)。

表4 回歸方程的方差分析Table4 Analysis of variance for the quadratic model

2.2.3 響應(yīng)面分析

圖5 不同培養(yǎng)液組分對GABA含量影響的響應(yīng)面及等高線圖Fig.5 Response surface and contour plots showing the effects of various medium components on the GABA content

圖5是根據(jù)多元回歸方程繪制出的響應(yīng)面及其等高線圖，可以看出當4 個變量中的兩個因素水平固定的條件下，其他兩個因素共同作用對GABA含量影響呈曲面效應(yīng)，變化趨勢都是先增大后減小，且響應(yīng)面均存在一個極大值點。等高線呈圓形說明兩因素之間交互作用不顯著，呈橢圓形則表明作用顯著。從圖5a、d、e、f可以看出，等高線呈橢圓形，表明圖中的兩因素交互作用顯著。從圖5b、圖5c等高線圖可以看出，等高線較圓，表明圖中兩因素交互作用不顯著，即MSG質(zhì)量濃度和PLP濃度、MSG質(zhì)量濃度和NaCl濃度的交互作用對GABA含量影響不顯著，與顯著性分析結(jié)論一致。

2.2.4 最優(yōu)條件驗證

得到優(yōu)化的培養(yǎng)條件為MSG質(zhì)量濃度0.98 mg/mL、PLP濃度2.08 mmol/L、CaCl2濃度2.06 mmol/L、NaCl濃度96.78 mmol/L，在此培養(yǎng)條件下，GABA含量為（273.34±4.17）mg/100 g。為了實際操作方便將最佳工藝參數(shù)整理為MSG質(zhì)量濃度l.0 mg/mL、PLP濃度2.0 mmol/L，CaCl2濃度2.0 mmol/L、NaCl濃度100 mmol/L。在最佳工藝條件下進行驗證實驗，重復(fù)3 次，平均值為（269.93±4.73）mg/100 g，與預(yù)測值的誤差為1.24%，兩者吻合較好，證明模型可行。

2.3 低鹽脅迫下大豆發(fā)芽富集GABA機理

2.3.1 鹽種類對于大豆發(fā)芽富集GABA的影響

圖6 鹽種類對GABA含量的影響Fig.6 Effect of salt species on the GABA content

由圖6可知，實驗中大豆發(fā)芽在所考察的不同種類鹽的脅迫下均比空白對照的GABA含量要高。鹽的種類不同，在相同濃度條件下，大豆發(fā)芽富集GABA的含量不同，NaCl脅迫下GABA含量最高，差異性顯著（P＜0.05），且NaCl為食用鹽，因此在后面的鹽脅迫實驗研究中均采用NaCl進行處理。

2.3.2 NaCl濃度對于大豆發(fā)芽富集GABA的影響

圖7 NaCl的濃度對GABA含量的影響Fig.7 Effect of NaCl concentration on the GABA content

NaCl脅迫處理顯著的提高了發(fā)芽大豆中GABA含量，發(fā)芽大豆中GABA含量隨NaCl濃度的增加呈先升高后降低趨勢，在100 mmol/L NaCl處理下發(fā)芽大豆GABA富集量最高，且差異性顯著（P＜0.05），是對照組的1.48 倍。

2.3.3 NaCl脅迫對于大豆發(fā)芽過程中理化指標的影響

由圖8a可知，大豆在100 mmol/L NaCl脅迫下，芽生長速率顯著低于對照，培養(yǎng)60 h時，大豆芽長僅為對照的75%。方差分析表明，處理組芽長顯著低于對照組（P＜0.05），即NaCl脅迫抑制了發(fā)芽大豆的生長。

由圖8b可知，隨著發(fā)芽時間的延長，發(fā)芽大豆中可溶性蛋白含量都在升高，處理組中可溶性蛋白含量始終顯著高于對照組（P＜0.05），且可溶性蛋白增長速率也高于對照組。48 h后，處理組可溶性蛋白含量開始下降。

由圖8c可知，鹽脅迫處理下發(fā)芽大豆60 h內(nèi)游離氨基酸含量呈先上升后下降的趨勢，處理組顯著高于對照組（P＜0.05）。在48 h時，處理組游離氨基酸含量達到最大值22.24 mg/g，這對于人體必需氨基酸的攝入和快速補充具有重要意義。據(jù)報道，鹽脅迫下氨基酸的積累不僅僅是由于蛋白質(zhì)水解的加劇，其自身合成能力的增強和蛋白質(zhì)合成能力下降可能是氨基酸含量上升的主要原因[30-31]。

由圖8d可知，在NaCl脅迫條件下，隨著發(fā)芽時間的延長，GAD活性逐步增高，且處理組與對照組具有顯著差異（P＜0.05）。在48 h時，處理組達到最大值1.43 U/g，是對照組的1.35 倍。發(fā)芽48 h后，發(fā)芽大豆中GAD活性有下降的趨勢。

圖8 NaCl脅迫下發(fā)芽大豆生理生化指標的變化Fig.8 Changes in physiological indexes of soybean during germination under NaCl stress

2.3.4 鹽脅迫對于大豆發(fā)芽過程中GABA含量的影響

圖9 NaCl脅迫下發(fā)芽大豆中GABA含量的變化Fig.9 Changes in GABA content of soybean during germination under NaCl stress

由圖9可知，鹽脅迫下發(fā)芽大豆中GABA含量呈先上升后下降的變化趨勢，且處理組含量顯著高于對照組（P＜0.05）。鹽脅迫處理48 h時，GABA含量達到最大值244.40 mg/100 g，是脅迫前的1.14 倍。48 h后，GABA含量開始下降。

2.3.5 鹽脅迫下大豆發(fā)芽生理活性和GABA等物質(zhì)含量的相關(guān)性分析

表5 鹽脅迫下大豆發(fā)芽生理活性和GABA等物質(zhì)含量的相關(guān)性分析Table5 Correlation coefficients between GABA content and physiological and biochemical properties of germinated soybean under NaCl stress

鹽脅迫下大豆發(fā)芽期間GABA含量與其他指標之間相關(guān)性分析表明，鹽脅迫下發(fā)芽大豆GABA含量與芽長（r=0.852）、GAD活性（r=0.939）、游離氨基酸含量（r=0.848）和可溶性蛋白含量（r=0.812）之間顯著或極顯著正相關(guān)。

以上研究表明，鹽脅迫下發(fā)芽大豆GABA的富集與大豆的生長、GAD活性、游離氨基酸和可溶性蛋白質(zhì)密切相關(guān)，在低鹽脅迫下，大豆發(fā)芽受到抑制，但促進了GAD活性的升高，游離氨基酸和可溶性蛋白質(zhì)含量增加，從而富集產(chǎn)生了較多的GABA。

3 結(jié) 論

大豆發(fā)芽富集GABA有效的培養(yǎng)液組分為MSG 1.0 mg/mL、PLP 2.0 mmol/L、CaCl22.0 mmol/L、NaCl 100 mmol/L。在最佳工藝參數(shù)下得到的發(fā)芽大豆，其中GABA含量為（269.93±4.73）mg/100 g，比大豆發(fā)芽前提高了約10 倍。

不同鹽類脅迫下，大豆發(fā)芽富集GABA含量不同，NaCl脅迫下GABA富集量最高；發(fā)芽大豆中GABA含量隨NaCl濃度的增加呈先升高后降低趨勢，在100 mmol/L NaCl處理下發(fā)芽大豆GABA富集量最高。

發(fā)芽大豆游離氨基酸含量、GAD活性和GABA含量隨脅迫時間延長先升高后下降，在48 h時都達到最佳點；鹽脅迫下大豆發(fā)芽期間GABA含量與芽長、GAD活性、游離氨基酸和可溶性蛋白含量之間顯著正相關(guān)；隨著發(fā)芽時間的延長，鹽脅迫下發(fā)芽大豆生長越好，發(fā)芽大豆的芽長更長，GAD活性更高，可溶性蛋白和游離氨基酸含量更高，從而使干物質(zhì)含量降低。同時，在蛋白酶的作用下，大分子蛋白分解為小分子的可溶性蛋白和游離氨基酸，這為GABA富集提供了充足的底物，從而富集產(chǎn)生了較多的GABA。

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Optimization of Medium Composition for γ-Aminobutyric Acid Accumulation in Germinated Soybean and Mechanism of γ-Aminobutyric Acid Accumulation under Salt Stress

ZENG Qing1, XIE Fei1, YIN Jingyuan2, GAO Haiyan1,*
(1. Shanghai Key Laboratory of Bio-Energy Crops, School of Life Science, Shanghai University, Shanghai 200444, China; 2. School of Computer Engineering and Science, Shanghai University, Shanghai 200444, China)

The aim of this study was to investigate the inf l uence of medium components on γ-aminobutyric acid (GABA) enrichment during soybean sprouting and further to optimize the variables by response surface methodology (RSM). Furthermore, the mechanism of GABA accumulation in germinated soybean under low salt stress was also preliminarily investigated. The results demonstrated that soybean germination in the optimized medium containing 1.0 mg/mL sodium glutamate (MSG), 2.0 mmol/L pyridoxal phosphate (PLP), 2.0 mmol/L CaCl2and 100 mmol/L NaCl yielded accumulation of a high level of GABA, (269.93 ± 4.73) mg/100 g dry weight, which was around11 times higher compared with ungerminated soybeans (control). With increasing concentration of NaCl and extending stress time, glutamine acid decarboxylase activity and GABA content of sprouted soybean increased. Correlation analysis indicated that there was a signif i cantly positive correlation between the GABA content of sprouted soybean and sprout length, glutamine acid decarboxylase activity, free amino acids content or soluble protein content. The germination of soybeans was restrained, the GAD activity was enhanced, and the contents of free amino acid and soluble protein were increased under low salt stress. Finally, GABA was accumulated at a high level.

γ-aminobutyric acid; response surface methodology; salt stress; enrichment process

10.7506/spkx1002-6630-201712015

TS201.1

A

1002-6630（2017）12-0096-08

曾晴, 謝菲, 尹京苑, 等. 大豆發(fā)芽富集γ-氨基丁酸的培養(yǎng)液組分優(yōu)化及鹽脅迫下的富集機理[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(12)：96-103.

10.7506/spkx1002-6630-201712015. http：//www.spkx.net.cn

ZENG Qing, XIE Fei, YIN Jingyuan, et al. Optimization of medium composition for γ-aminobutyric acid accumulation in germinated soybean and mechanism of γ-aminobutyric acid accumulation under salt stress[J]. Food Science, 2017, 38(12)： 96-103. (in Chinese with English abstract) DOI：10.7506/spkx1002-6630-201712015. http：//www.spkx.net.cn

2016-07-01

上海大學(xué)“食品科學(xué)學(xué)科建設(shè)”項目

曾晴（1992—），女，碩士研究生，主要從事果蔬采后保鮮技術(shù)研究。E-mail：zengqing0403@163.com

*通信作者：高海燕（1975—），女，副教授，博士，主要從事果蔬采后保鮮技術(shù)研究。E-mail：hygao1111@126.com