非浸泡法發(fā)芽條件對(duì)發(fā)芽糙米中γ-氨基丁酸含量的影響規(guī)律研究

曹銀平

（鄒平市綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山東 濱州 256200）

近年來(lái)，發(fā)芽糙米作為一種“藥食同源”的新型保健主食越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞[1-2]。糙米發(fā)芽的實(shí)質(zhì)是大量的內(nèi)源酶被激活，淀粉、纖維素和半纖維素等大分子物質(zhì)被降解，改善了口感；植酸鹽在植酸酶的作用下，解除了植酸與礦物質(zhì)的結(jié)合，有益于人體對(duì)礦物質(zhì)的吸收；谷氨酸在谷氨酸脫羧酶的作用下，生成 γ-氨基丁酸 （γ-adminobutyric acid，GABA），使?fàn)I養(yǎng)價(jià)值顯著提高[3-4]。GABA是發(fā)芽糙米中具有多種生理活性功能的非蛋白質(zhì)氨基酸，國(guó)內(nèi)外研究表明，它具有治療失眠，增強(qiáng)腦細(xì)胞代謝，改善肝功能，預(yù)防高血壓，防止皮膚氧化、損傷、衰老，預(yù)防動(dòng)脈硬化，預(yù)防內(nèi)臟功能障礙和癌癥等功效[5-7]。因此，如何提高發(fā)芽糙米中GABA含量成為研究的熱點(diǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)外研究在傳統(tǒng)浸泡工藝上對(duì)提高發(fā)芽糙米中GABA含量取得了一定的成果[8-10]，但是浸泡過(guò)程由于糙米迅速吸水造成爆腰率的增加[11]，從而影響發(fā)芽糙米最終的食用品質(zhì)，浸泡時(shí)大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失使發(fā)芽糙米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)下降，并且浸泡過(guò)程容易滋生微生物，造成大量污水排放不利于節(jié)能減排等。國(guó)外學(xué)者Shinmura等[12]也曾指出浸泡過(guò)程會(huì)使糙米裂紋率增加而影響發(fā)芽糙米的食用品質(zhì)，并提出了一種緩慢持續(xù)加濕工藝，減少了發(fā)芽糙米中裂紋的產(chǎn)生，但該加濕工藝對(duì)發(fā)芽糙米中GABA含量影響規(guī)律尚未研究。2012年，賈富國(guó)等人針對(duì)浸泡法的不足提出采用循環(huán)加濕工藝即非浸泡法，逐漸提高糙米含水率，然后在一定條件下萌發(fā)得發(fā)芽糙米[13]。本研究在非浸泡法工藝的基礎(chǔ)上，研究后期發(fā)芽條件對(duì)發(fā)芽糙米中γ-氨基丁酸含量的影響規(guī)律，以期找到獲得較高GABA含量時(shí)的發(fā)芽溫度和發(fā)芽時(shí)間，為非浸泡法發(fā)芽工藝參數(shù)優(yōu)化提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用粳稻品種為東農(nóng)429，由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所提供，貯藏時(shí)間6個(gè)月左右，原始含水率為12.0%（濕基）。試驗(yàn)前去雜、壟谷得糙米，過(guò)篩后進(jìn)行精選，剔除霉變粒、異色粒、無(wú)胚粒和未成熟粒，隨機(jī)抽取試驗(yàn)樣品；γ-氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)樣品(分析純)：廣州佳威試劑有限公司；檸檬酸、鹽酸、磺基水楊酸等化學(xué)試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器設(shè)備

FC2K型礱谷機(jī)：日本株式會(huì)社大竹制作所；FZ-102型植物粉碎機(jī)：天津泰斯特公司；ML電子分析天平：上海天平儀器廠；CTHI-150(A)B型恒溫恒濕箱：上海施都凱儀器設(shè)備有限公司；糙米加濕試驗(yàn)臺(tái)：自行研制；L8800型氨基酸分析儀：日本日立公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 糙米發(fā)芽方法

（1）每個(gè)樣品取糙米1 kg，放入密封袋中備用，共取10個(gè)樣品，編號(hào)1～10。

（2）使用自制的循環(huán)噴霧加濕設(shè)備將糙米樣品按照1.5%的單次加濕量（每次加濕糙米含水率增加的百分比）進(jìn)行循環(huán)加濕，加濕間隔時(shí)間為60 min，樣品加濕至29%萌發(fā)含水率。

（3）將加濕完成后的1～5號(hào)樣品放入濕度為95%的恒溫恒濕箱中進(jìn)行發(fā)芽，每個(gè)樣品發(fā)芽溫度分別為15℃、20℃、25℃、30℃、35℃，發(fā)芽時(shí)間40h，每隔8 h通風(fēng)一次，通風(fēng)時(shí)間10 min。

（4）將加濕完成后的6～10號(hào)樣品放入濕度為95%的恒溫恒濕箱中進(jìn)行發(fā)芽，每個(gè)樣品發(fā)芽時(shí)間分別為 32 h、36 h、40 h、44 h、48 h，發(fā)芽溫度 25 ℃，每隔8 h通風(fēng)一次，通風(fēng)時(shí)間10 min。

（5）待發(fā)芽試驗(yàn)完成后，將所得發(fā)芽糙米滅活干燥至含水率14.5%以下備用。

1.3.2 GABA含量測(cè)定

參照賈富國(guó)等[13]測(cè)定方法，采用氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定GABA含量。取發(fā)芽糙米粉末2 g，按照錢愛(ài)萍等人[14]的方法配制樣品溶液和氨基酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后上機(jī)測(cè)定。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

每組試驗(yàn)均重復(fù)3次，取平均值，并采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)方案及結(jié)果

試驗(yàn)方案及結(jié)果如表1所示。

表1 試驗(yàn)方案及結(jié)果

2.2 發(fā)芽溫度對(duì)發(fā)芽糙米中GABA含量影響規(guī)律

發(fā)芽溫度對(duì)發(fā)芽糙米中GABA含量的影響規(guī)律如圖1所示。發(fā)芽糙米中GABA含量隨著發(fā)芽溫度的升高先不斷增加、然后呈下降趨勢(shì)，這是由于在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越高，酶的活性越強(qiáng)，較高的發(fā)芽溫度有利于GABA的生成，但是當(dāng)溫度超過(guò)一定的范圍時(shí)，酶的活性受到影響，不利于GABA的合成，GABA含量會(huì)有所下降[15]。因此，較低或過(guò)高的溫度均不利于糙米的萌發(fā)，不利于GABA的富集，發(fā)芽溫度存在最優(yōu)值。

圖1 發(fā)芽溫度對(duì)發(fā)芽糙米中GABA含量的影響

2.3 發(fā)芽時(shí)間對(duì)發(fā)芽糙米中GABA含量影響規(guī)律

發(fā)芽時(shí)間對(duì)發(fā)芽糙米中GABA含量的影響規(guī)律如圖2所示。發(fā)芽糙米中GABA含量隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)先增加、后降低。因?yàn)樵诎l(fā)芽前期，隨著糙米內(nèi)的蛋白酶和谷氨酸脫羧酶等被大量活化，底物來(lái)源充足，使得GABA生成速率大于消耗速率，GABA含量得到積累；在發(fā)芽后期，谷氨酸的含量不斷減少，糙米的生理代謝越來(lái)越旺盛，GABA的分解速率大于積累速率，所以含量有所減少。從圖2中可以看出，發(fā)芽時(shí)間存在理論最優(yōu)值。

圖2 發(fā)芽時(shí)間對(duì)發(fā)芽糙米中GABA含量的影響

2.4 非浸泡法和浸泡法對(duì)比分析

由表1分析可知，浸泡法和非浸泡法相比，發(fā)芽糙米中GABA含量提高12.2%～96.0%，可能的原因是GABA在浸泡時(shí)極易溶于水，浸泡過(guò)程使部分GABA隨廢水流失，造成含量下降，而非浸泡法則避免了這一現(xiàn)象的發(fā)生[13]。因此，非浸泡法更有利于GABA含量的積累。

3 結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果分析可知，非浸泡法中發(fā)芽溫度和發(fā)芽時(shí)間對(duì)發(fā)芽糙米中GABA含量的影響規(guī)律均為先增加、后降低，存在最優(yōu)值；利用Excel軟件作圖分析，可以得到發(fā)芽溫度為28～32℃、發(fā)芽時(shí)間為36～40 h時(shí)，GABA含量最高；與浸泡法相比，非浸泡法可以顯著提高發(fā)芽糙米中GABA含量。該結(jié)果可為進(jìn)一步研究非浸泡法發(fā)芽條件工藝參數(shù)優(yōu)化提供參考。