冷胁迫处理对马铃薯富集γ氨基丁酸的影响
目 录
1 引言 1
1.1 马铃薯概述 1
1.2 γ-氨基丁酸概述 2
1.3 γ-氨基丁酸的测定方法 3
1.4 富集γ-氨基丁酸的方法 4
1.5 本研究的目的意义及主要研究内容 4
2 材料和方法 4
2.1 试验材料和药品 5
2.2 仪器和设备 5
2.3 试验方法 5
2.4 数据统计与分析 7
3 结果与分析 7
3.1 冷胁迫温度和时间对马铃薯GABA含量的影响 8
3.2 解冻方式对冷冻马铃薯中GABA含量的影响 8
3.3 浸泡液组分对冷冻马铃薯GABA富集的影响 9
结 论 15
致 谢 16
参考文献 17
1 引言
马铃薯（Solanum tubersum L）为茄科茄属一年生草本块茎作物，是世界上仅次于小麦、水稻和玉米之后的第四大粮食作物[1]。马铃薯是重要的餐桌食品，含有优质的蛋白质和丰富的淀粉、Vc和矿物质等成分，具有较高的营养价值[2]，其蛋白质含量为0.7%~4.6%，平均含量为2.0%，可与大豆相比，与动物蛋白接近，能供给人体大量的粘体蛋白质，很好地被人体吸收[3]。作为食物结构的重要组成部分，通过生物技术方法提高马铃薯蛋白质质量具有重要的意义。
马铃薯收获后块茎仍是一个活的有机体，在贮藏过程中不断进行新陈代谢等一系列的生物化学变化[4]。研究表明，利用植物代谢中自身存在的谷氨酸脱羧酶(GAD)，可富集对人体具有保健作用的γ-氨基丁酸(γ- Aminobutyric acid，GABA)[5]。GABA是哺乳 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
动物中枢神经中的一种抑制性神经递质，具有改善大脑血液循环、降低血压、治疗癫痫和增强肝肾功能等作用[6]。GABA的积累会随着年龄的增长和精神压力的加大而变得困难。因此，从膳食中补充GABA可有效改善此状况，利于人体健康。植物正常生长条件下GABA含量很低，而在受到低氧、冷激、机械损伤等逆境胁迫时，GABA含量显著增加[7]。目前，关于植物富集GABA的方法屡见报道，如茶叶采用厌氧处理[8]，粟谷采用盐胁迫处理[9]等。
马铃薯由于原料的季节性和加工方便食品的需要，冷冻已成为其重要的保藏方法，冷冻马铃薯在食品工业中的应用也日益广泛。本研究以马铃薯为试材，研究不同冷冻处理方式对马铃薯GABA含量的影响，并对影响马铃薯GABA富集的浸泡液组分进行优化，旨在探索冷胁迫下马铃薯中GABA含量的变化规律，为开发富含GABA的马铃薯新产品提供技术参考。
1.1 马铃薯概述
1.1.1 马铃薯的营养价值
马铃薯营养丰富，实用价值高，除了粮菜兼用外，还可加工制成各种产品。据分析，每100g鲜马铃薯中含有蛋白质1.5～2.3 g，碳水化合物17.5～28.0 g，脂肪0.4～0.94 g，钙11～60 mg，磷15～68 mg，锌17.4 mg，铁0.4～4.8 mg，硫胺素0.03～0.17 mg，VB10.10 mg，VB20.03 mg，VC20～40mg及相当多的苷酸，维生素丰富[10]。
马铃薯中的蛋白质比大豆还好，最接近动物蛋白。马铃薯还含丰富的赖氨酸和色氨酸，这是一般粮食所不可比的。马铃薯富含钾、锌、铁等，含有丰富的维生素 A和维生素 C以及矿物质，优质淀粉含量约为16.50％，还含有大量木质素等，被誉为人类的“第二面包”[11]。它所含的蛋白质和维生素C，均为苹果的10倍，维生素B1、B2、铁和磷含量也比苹果高得多。从营养角度看，它的营养价值相当于苹果的3.5倍。
1.1.2 马铃薯的药理作用
马铃薯不但营养价值高，而且还有较广泛的药用价值。在食品、医药等领域，马铃薯被广泛使用。我国传统医学认为，马铃薯具有预防肠胃疾病、抗氧化、降低胆固醇、防止动脉硬化、防衰老、美容养血、补脑益智等作用，还有解毒、消炎之功效[12]。
1.1.3 马铃薯产品开发
开发马铃薯食品。根据马铃薯制品的生产工艺，可将其分为四大类： 第一类是干制品，如干制马铃薯、干制马铃薯半成品；第二类是冷冻制品，如马铃薯丸子、马铃薯饼等；第三类是油炸制品，如油炸马铃薯片、酥脆马铃薯等；第四类是在公共饮食服务业中用马铃薯配菜，如利用粉状马铃薯制品作馅的填充料[13]。
马铃薯淀粉产品的开发。利用马铃薯淀粉生产的低聚糖浆，甜度适中、抑菌性强，适宜作各种饼干、糖果、饮料等的糖源；马铃薯淀粉因其类脂化合物及蛋白质含量低，将马铃薯淀粉制成的马铃薯面包被列为一种保健食品。专家指出：马铃薯淀粉在各种面食、糕点及休闲食品中，马铃薯淀粉将得到广泛应用。
马铃薯发酵产品的开发。有机酸、氨基酸及系列产品成为马铃薯开发利用的很好途径；另外以马铃薯生产酸奶也投入应用。
1.2 γ-氨基丁酸概述
γ-氨基丁酸又名 4-氨基丁酸(4-Aminobutanoic acid，4-AB，简称 GABA)，是一种非蛋白质氨基酸，广泛地存在于动物、植物和微生物体内。它是一种人体必需的成分，由谷氨酸(Glutamic acid，Glu)经谷氨酸脱羧酶（Glutamate decarboxylase， EC4.1.1.15，简称 GAD或 GDC）催化而来[14]。植物如豆属、参属、中草药等的种子、根茎和组织液中都含有GABA。它也是存在于哺乳动物脑、脊髓中的抑制性神经传递物质，在人或动物体内参与脑循环生理活动[15]。
1.2.1 γ-氨基丁酸的生理功能
1.2.1.1 GABA 的心血管调节作用
GABA 是脑内重要的抑制性递质，对哺乳动物心血管活动有重要的调节作用[16]。GABA通过调节中枢神经系统达到降压效果。哺乳动物的脑血管中有GABA一能神经支配，并存在相应的受体。GABA通过脑内GABA一能系统的调节，起到抑制心血管疾病和调节血压的作用[16]。
1.2.1.2 GABA的神经营养作用
近年发现 GABA 在神经系统的发育过程中具有营养作用，是一种哺乳动物中枢神经中的一种抑制性神经递质。GABA 可促进整合膜蛋白的合成，包括 GABA 受体以及一些神经相关蛋白及酶的合成。GABA 对一些神经相关蛋白及酶的表达也具有一定的调节作用[17]。
1.2.1.3 GABA提高脑活力作用
GABA能进入脑内三羧酸循环，促进脑细胞代谢，同时还能提高葡萄糖代谢时葡萄糖磷酸酯酶的活性，增加乙酰胆碱的生成，扩张血管增加血流量，并降低血氨，促进大脑的新陈代谢，恢复脑细胞功能[18]。
1.2.1.4 GABA促进激素分泌作用
培养液中VB6的添加量为1.0～2.5 μg/mL，测定不同VB6添加量下马铃薯中GABA富集量。
2.3.3.4 Na+浓度对马铃薯中GABA富集的影响
7 14 3 75 41.79±0.66
8 14 3 75 40.31±1.22
结论
通过研究不同冷冻处理方式对马铃薯GABA含量的影响，并对影响马铃薯GABA富集的浸泡液组分进行优化，得到主要结果如下：
1 引言 1
1.1 马铃薯概述 1
1.2 γ-氨基丁酸概述 2
1.3 γ-氨基丁酸的测定方法 3
1.4 富集γ-氨基丁酸的方法 4
1.5 本研究的目的意义及主要研究内容 4
2 材料和方法 4
2.1 试验材料和药品 5
2.2 仪器和设备 5
2.3 试验方法 5
2.4 数据统计与分析 7
3 结果与分析 7
3.1 冷胁迫温度和时间对马铃薯GABA含量的影响 8
3.2 解冻方式对冷冻马铃薯中GABA含量的影响 8
3.3 浸泡液组分对冷冻马铃薯GABA富集的影响 9
结 论 15
致 谢 16
参考文献 17
1 引言
马铃薯（Solanum tubersum L）为茄科茄属一年生草本块茎作物，是世界上仅次于小麦、水稻和玉米之后的第四大粮食作物[1]。马铃薯是重要的餐桌食品，含有优质的蛋白质和丰富的淀粉、Vc和矿物质等成分，具有较高的营养价值[2]，其蛋白质含量为0.7%~4.6%，平均含量为2.0%，可与大豆相比，与动物蛋白接近，能供给人体大量的粘体蛋白质，很好地被人体吸收[3]。作为食物结构的重要组成部分，通过生物技术方法提高马铃薯蛋白质质量具有重要的意义。
马铃薯收获后块茎仍是一个活的有机体，在贮藏过程中不断进行新陈代谢等一系列的生物化学变化[4]。研究表明，利用植物代谢中自身存在的谷氨酸脱羧酶(GAD)，可富集对人体具有保健作用的γ-氨基丁酸(γ- Aminobutyric acid，GABA)[5]。GABA是哺乳 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
动物中枢神经中的一种抑制性神经递质，具有改善大脑血液循环、降低血压、治疗癫痫和增强肝肾功能等作用[6]。GABA的积累会随着年龄的增长和精神压力的加大而变得困难。因此，从膳食中补充GABA可有效改善此状况，利于人体健康。植物正常生长条件下GABA含量很低，而在受到低氧、冷激、机械损伤等逆境胁迫时，GABA含量显著增加[7]。目前，关于植物富集GABA的方法屡见报道，如茶叶采用厌氧处理[8]，粟谷采用盐胁迫处理[9]等。
马铃薯由于原料的季节性和加工方便食品的需要，冷冻已成为其重要的保藏方法，冷冻马铃薯在食品工业中的应用也日益广泛。本研究以马铃薯为试材，研究不同冷冻处理方式对马铃薯GABA含量的影响，并对影响马铃薯GABA富集的浸泡液组分进行优化，旨在探索冷胁迫下马铃薯中GABA含量的变化规律，为开发富含GABA的马铃薯新产品提供技术参考。
1.1 马铃薯概述
1.1.1 马铃薯的营养价值
马铃薯营养丰富，实用价值高，除了粮菜兼用外，还可加工制成各种产品。据分析，每100g鲜马铃薯中含有蛋白质1.5～2.3 g，碳水化合物17.5～28.0 g，脂肪0.4～0.94 g，钙11～60 mg，磷15～68 mg，锌17.4 mg，铁0.4～4.8 mg，硫胺素0.03～0.17 mg，VB10.10 mg，VB20.03 mg，VC20～40mg及相当多的苷酸，维生素丰富[10]。
马铃薯中的蛋白质比大豆还好，最接近动物蛋白。马铃薯还含丰富的赖氨酸和色氨酸，这是一般粮食所不可比的。马铃薯富含钾、锌、铁等，含有丰富的维生素 A和维生素 C以及矿物质，优质淀粉含量约为16.50％，还含有大量木质素等，被誉为人类的“第二面包”[11]。它所含的蛋白质和维生素C，均为苹果的10倍，维生素B1、B2、铁和磷含量也比苹果高得多。从营养角度看，它的营养价值相当于苹果的3.5倍。
1.1.2 马铃薯的药理作用
马铃薯不但营养价值高，而且还有较广泛的药用价值。在食品、医药等领域，马铃薯被广泛使用。我国传统医学认为，马铃薯具有预防肠胃疾病、抗氧化、降低胆固醇、防止动脉硬化、防衰老、美容养血、补脑益智等作用，还有解毒、消炎之功效[12]。
1.1.3 马铃薯产品开发
开发马铃薯食品。根据马铃薯制品的生产工艺，可将其分为四大类： 第一类是干制品，如干制马铃薯、干制马铃薯半成品；第二类是冷冻制品，如马铃薯丸子、马铃薯饼等；第三类是油炸制品，如油炸马铃薯片、酥脆马铃薯等；第四类是在公共饮食服务业中用马铃薯配菜，如利用粉状马铃薯制品作馅的填充料[13]。
马铃薯淀粉产品的开发。利用马铃薯淀粉生产的低聚糖浆，甜度适中、抑菌性强，适宜作各种饼干、糖果、饮料等的糖源；马铃薯淀粉因其类脂化合物及蛋白质含量低，将马铃薯淀粉制成的马铃薯面包被列为一种保健食品。专家指出：马铃薯淀粉在各种面食、糕点及休闲食品中，马铃薯淀粉将得到广泛应用。
马铃薯发酵产品的开发。有机酸、氨基酸及系列产品成为马铃薯开发利用的很好途径；另外以马铃薯生产酸奶也投入应用。
1.2 γ-氨基丁酸概述
γ-氨基丁酸又名 4-氨基丁酸(4-Aminobutanoic acid，4-AB，简称 GABA)，是一种非蛋白质氨基酸，广泛地存在于动物、植物和微生物体内。它是一种人体必需的成分，由谷氨酸(Glutamic acid，Glu)经谷氨酸脱羧酶（Glutamate decarboxylase， EC4.1.1.15，简称 GAD或 GDC）催化而来[14]。植物如豆属、参属、中草药等的种子、根茎和组织液中都含有GABA。它也是存在于哺乳动物脑、脊髓中的抑制性神经传递物质，在人或动物体内参与脑循环生理活动[15]。
1.2.1 γ-氨基丁酸的生理功能
1.2.1.1 GABA 的心血管调节作用
GABA 是脑内重要的抑制性递质，对哺乳动物心血管活动有重要的调节作用[16]。GABA通过调节中枢神经系统达到降压效果。哺乳动物的脑血管中有GABA一能神经支配，并存在相应的受体。GABA通过脑内GABA一能系统的调节，起到抑制心血管疾病和调节血压的作用[16]。
1.2.1.2 GABA的神经营养作用
近年发现 GABA 在神经系统的发育过程中具有营养作用，是一种哺乳动物中枢神经中的一种抑制性神经递质。GABA 可促进整合膜蛋白的合成，包括 GABA 受体以及一些神经相关蛋白及酶的合成。GABA 对一些神经相关蛋白及酶的表达也具有一定的调节作用[17]。
1.2.1.3 GABA提高脑活力作用
GABA能进入脑内三羧酸循环，促进脑细胞代谢，同时还能提高葡萄糖代谢时葡萄糖磷酸酯酶的活性，增加乙酰胆碱的生成，扩张血管增加血流量，并降低血氨，促进大脑的新陈代谢，恢复脑细胞功能[18]。
1.2.1.4 GABA促进激素分泌作用
培养液中VB6的添加量为1.0～2.5 μg/mL，测定不同VB6添加量下马铃薯中GABA富集量。
2.3.3.4 Na+浓度对马铃薯中GABA富集的影响
7 14 3 75 41.79±0.66
8 14 3 75 40.31±1.22
结论
通过研究不同冷冻处理方式对马铃薯GABA含量的影响，并对影响马铃薯GABA富集的浸泡液组分进行优化，得到主要结果如下：
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