糧食中γ-氨基丁酸富集技術研究進展

□ 孫 宇 張 亮 吉林工商學院

糧食中γ-氨基丁酸富集技術研究進展

□ 孫 宇 張 亮 吉林工商學院

γ-氨基丁酸為一種天然存在的非蛋白質氨基酸，具有多種生理功能。本文綜述了米類糧食、豆類糧食和麥類糧食中γ-氨基丁酸的富集方法，并對γ-氨基丁酸的應用前景進行了展望。

糧食；γ-氨基丁酸；富集；發(fā)芽

γ-氨基丁酸（gamma aminobutyric acid，GABA），又名γ-氨酪酸或4-氨基丁酸（4-Aminobutanoic acid，4-AB），普遍存在于動物、植物和微生物的體內，是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的神經(jīng)遞質。雖然GABA在人體內可以合成，但合成量有限，隨著年齡的增長和精神壓力的增加，GABA很難在體內積累。通過外源性食物攝入，可以補充人體內的GABA含量，改善此種狀況，促進居民的身體健康。為此，近些年來，針對如何轉化、合成和制備GABA進行了大量的研究，本文總結了糧食中GABA富集技術，并對GABA的應用前景進行展望。

在稻谷加工中，由于糙米保留了糊粉層和胚，將稻谷的大部分蛋白都保留了下來。從而使得糙米在發(fā)芽的過程中，通過L-谷氨酸脫羧酶催化L-谷氨酸脫羧生成GABA。經(jīng)研究表明，發(fā)芽后糙米的GABA含量分別是糙米和精米的2倍和7倍[1]。Saikusa[2]在進行稻米食用品質改良實驗中發(fā)現(xiàn)，當?shù)久捉?jīng)水浸泡后，尤其是胚芽部分，GABA的含量明顯提高。受到以上研究的啟發(fā)，大坪貞視[3]利用稻谷生產(chǎn)的副產(chǎn)物米糠和胚芽作為原料，生產(chǎn)GABA。當米糠中胚芽含量為60%時，每克米胚芽可生成0.17 g GABA。大量的研究結果顯示，發(fā)芽條件對GABA的生產(chǎn)量也有較大的影響。郭曉娜等[4]首次通過響應面法對浸泡時間、浸泡溫度、發(fā)芽溫度及發(fā)芽時間對糙米發(fā)芽條件進行優(yōu)化使得發(fā)芽糙米的GABA含量為47.1 mg/100 g，為未發(fā)芽前的2.4倍。此外，還可通過厭氧脅迫發(fā)芽、纖維素酶預處理等方式來優(yōu)化發(fā)芽糙米GABA富集技術。

除普通的稻米外，張名位 等[5]利用響應面法優(yōu)化發(fā)芽黑米富集GABA工藝，通過對發(fā)芽條件的優(yōu)化使發(fā)芽后的秈型黑米的GABA含量達到55.36 mg/100 g，為發(fā)芽前的3.9倍。高遠 等[6]采用正交試驗設計優(yōu)化發(fā)芽粟米工藝條件，都得到了較好的結果。

在豆類糧食中，研究的較多的豇豆發(fā)芽富集GABA的技術。郭禎祥 等[7，8]首先采用Box-Behnken響應面實驗設計優(yōu)化豇豆發(fā)芽條件，最佳發(fā)芽條件為浸泡液 pH值3.9、浸泡時間25 h、發(fā)芽溫度31 ℃和發(fā)芽時間25 h，在最優(yōu)條件下發(fā)芽后的GABA含量是未發(fā)芽豇豆的4.42倍。然后該課題組又研究了熱風干燥、真空干燥及微波熱風組合干燥法對發(fā)芽豇豆GABA的影響，以豇豆中GABA的保留量為指標，確定微波熱風組合干燥法可最大限量保留住豇豆中GABA的量。

翟煒煒 等[9]以黑豆為原料，對發(fā)芽黑豆富集GABA的工藝進行優(yōu)化，在最佳發(fā)芽條件下，黑豆GABA含量達到94.4 mg/100 g。大豆發(fā)芽前后的GABA含量也發(fā)生了很大的改變，王淑芳等[10]采用低氧脅迫技術富集大豆芽菜中的GABA，當培養(yǎng)液中NaCl、維生素B和CaCl2濃度分別為42.29、62.6和6.21 mmol/L時，GABA含量為2.77 mg/g（以干基計）。

郭元新等[11-13]對發(fā)芽苦蕎富集GABA技術進行了一系列的研究，該課題組首先研究了蕎麥在發(fā)芽過程中，GAD的活力變化及GABA含量變化趨勢，發(fā)現(xiàn)采用發(fā)芽的方法有利于蕎麥中GABA含量的富集，然后采用鹽脅迫的技術發(fā)芽苦蕎富集GABA，研究結果表明在最佳發(fā)芽條件下，發(fā)芽苦蕎中GABA富集量為250.06 μg/g。利用響應面法優(yōu)化發(fā)芽苦蕎GABA富集條件，研究了谷氨酸鈉質量濃度、鈣離子濃度、發(fā)芽溫度和發(fā)芽時間對GABA富集量的影響，結果表明谷氨酸鈉質量濃度對苦蕎GABA富集量的影響最大，在最佳的發(fā)芽條件下，GABA含量為 258.77±3.95 μg/g（以干基計）。與之前的研究相比，GABA含量有所提高。

白青云課題組[14，15]對發(fā)芽小麥胚芽富集GABA的培養(yǎng)液組分和培養(yǎng)條件進行了優(yōu)化，麥胚富集GABA的最優(yōu)培養(yǎng)條件為培養(yǎng)溫度46 ℃，時間1.5 h，液料比6:1（mL/g），培養(yǎng)液pH4.6，在此條件下，麥胚中GABA最大富集量是發(fā)芽前的5.51倍；當培養(yǎng)液組分CaCl2濃度為2.48 mmol/L，NaCl為3.95 mmol/L，Glu為1.66 mmol/L，在此條件下麥胚中GABA含量達到53.37 mg/g，為發(fā)芽前的8.00倍。此結果表明，優(yōu)化培養(yǎng)液組分可以顯著提高發(fā)芽麥胚中的GABA含量。

GABA由于具有多種生理功能，已被我國衛(wèi)生部批準作為新資源食品廣泛用于各生產(chǎn)領域。除了本文綜述的糧食中GABA的富集技術外，GABA還可采用化學合成、微生物發(fā)酵法等進行富集。與糧食富集相比而言，化學合成法安全性較差，所生產(chǎn)的產(chǎn)品不適用于食品。而微生物發(fā)酵法，雖然富集能力較高，但微生物在發(fā)酵過程中，會產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物和一些生物毒素，分離提純的費用相對較大。利用糧食發(fā)芽過程富集GABA，安全性較好，發(fā)芽后的糧食可進行進一步加工成速食粉或功能性飲料。隨著消費者健康意識的提高以及對天然食品的追求，對發(fā)芽糧食富集GABA技術的應用將是一個很有潛力的研究領域。參考文獻

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吉林省教育廳“十二五”科學技術研究項目——速食發(fā)芽糙米粉的擠壓膨化工藝研究（編號：2015428）；吉林工商學院科學技術研究項目（編號：L2015030）。

張亮。