低爆腰率芽米中γ氨基丁酸富集技术研究
低爆腰率芽米中γ氨基丁酸富集技术研究[20200509182317]
摘要：本文采用微量雾化加湿的方法，进行了柠檬酸雾化液组分pH、VB6及CaCl2对发芽糙米富集γ-氨基丁酸（GABA）的影响研究，探讨了高温发芽条件对发芽糙米GABA含量及其分布的影响。结果表明，随着pH浓度的增加，GABA含量呈现下降趋势，pH3.5时GABA含量最高，最优VB6及CaCl2浓度分别为2mmol/L及10mmol/L，正交试验优化出的组合为pH3.5、VB6浓度2mmol/L 、CaCl2浓度10mmol/L，此条件下，随着加湿时间的延长，发芽糙米中GABA，Glu含量及GAD活力均呈上升的趋势，GAD活力最后趋于平缓，蛋白质和淀粉等大分子物质逐渐分解成生命活动需要的小分子物质，游离氨基酸和还原糖变化总体呈平缓上升趋势。GABA、Glu、游离氨基酸、蛋白质均呈显著相关，且与GAD酶活显著相关。高温发芽显著提高了发芽糙米各层中GABA的含量，且使GABA在一定程度上由外向内转移，本研究为富含GABA低爆腰率芽米的研究奠定了基础。
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关键字:糙米；GABA富集；柠檬酸雾化液；高温
目录
摘要 2
关键词 2
Abstract 2
Key words 2
引言 2
1 材料与方法 3
1.1 试验材料 3
1.2 主要试剂 3
1.3 主要仪器 3
1.4 试验设计 4
1.4.1 试材处理方法 4
1.4.2 柠檬酸缓冲液pH梯度试验 4
1.4.3 VB6浓度选择试验 4
1.4.4 CaCl2浓度选择试验 4
1.4.5 正交试验 4
1.4.6 动力学试验 4
1.4.7 高温发芽试验 4
1.5 测定指标与方法 5
1.5.1 基本指标 5
1.5.2 GABA及Glu含量 5
1.5.3 GAD活性 5
1.6 数据统计与分析 5
2 结果与分析 5
2.1 糙米吸湿曲线 5
2.2 雾化液pH对发芽糙米中主要含氮物含量和GAD活性变化的影响 6
2.3 不同VB6浓度对发芽糙米中主要含氮物质含量和GAD活性变化的影响 8
2.4 不同CaCl2浓度对发芽糙米中主要含氮物质含量和GAD活性变化的影响 10
2.5 培养条件优化 13
2.5.1 正交试验结果分析 13
2.5.2 验证性试验结果 14
2.6 动力学试验结果及分析 15
2.7 最优培养液条件下发芽糙米中各生理生化指标之间的相关性 18
2.8 高温对糙米发芽后GABA含量及分布的影响 18
3 讨 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
论 19
致谢 20
参考文献 21
低爆腰率芽米中γ-氨基丁酸富集技术研究
引言
引言
发芽糙米是指糙米在一定温度和湿度环境中培养，糙米发芽到一定程度时将米粒中酶灭活，得到0.5-1mm长幼芽和带糠层胚乳组成的大米制品，此时米粒中产生了大量精米中没有的营养物质，使具有特殊生理功能的活性物质含量显著增加，同时改善了糙米在食味品质不足。
糙米萌发过程中大量内源酶被激活[1-3]，具有多种生理活性功能的γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid, GABA）含量显著增加，使得发芽糙米成为近年来十分受消费者欢迎的保健主食[4]。γ-氨基丁酸是一种水溶性非蛋白质氨基酸，广泛存在于动植物体内，是高等动物神经系统内重要抑制性传递物质，作为神经递质或神经递质前体直接参与神经活动，同时参与多种机体代谢活动，具有很高生理活性。具有活化脑血流，强化氧供应量，活化肾功能，改善肝功能，防止肥胖，促进乙醇代谢，消除体臭等生理功能。糙米发芽过程中能产生大量GABA，相比精白米，糙米发芽后GABA含量可以提高10倍，是人体从食物中获取GABA的一个重要来源。因此，研究如何通过优化糙米发芽的工艺条件来提高发芽糙米中的GABA含量，具有十分重要的意义。
然而，现有发芽糙米生产工艺在糙米萌发之前需要浸泡处理，糙米在浸泡过程中急剧吸水导致爆腰率增加[5-7]，爆腰的发芽糙米在后续的轻碾工艺中会破碎，且降低发芽糙米的食味品质[8,9]，严重影响发芽糙米产业的发展。因此研究循环加湿发芽糙米生产新工艺、降低爆腰率对发芽糙米生产具有重要应用价值。目前，国内外学者对传统浸泡法发芽糙米工艺做了相关的研究。张名位[10]等研究了浸泡条件对黑米吸水率和萌芽率的影响，得到了黑米最优浸泡条件。郑理[11,12]等研究了浸泡法发芽条件对糙米发芽率和主要营养成分含量的影响，获得了糙米最优发芽条件。上述研究对传统浸泡法[13]发芽糙米生产、品质控制具有积极意义。日本学者Shinmura[14]等提出了将糙米置于滚筒内持续缓慢加水然后发芽的工艺，该工艺可有效减少固形物质的损失，但生产效率较低。贾富国等在糙米加湿调质技术方面取得了一定的研究成果[15]，并将糙米加湿调质技术扩展应用到发芽糙米生产中以代替传统浸泡工艺，初步探究了循环加湿工艺条件对发芽糙米中GABA含量影响[16]，研究证实循环加湿工艺可提高发芽糙米中GABA 含量。
本研究针对pH、Ca2+/CaM、L-Glu、温度和氧气等因素对糙米富集GABA的影响，进行柠檬酸雾化液中各组分的最优组合试验。通过研究柠檬酸雾化液组分对发芽糙米富集GABA的影响和高温发芽条件对发芽糙米GABA含量及其分布的影响，优化富集GABA的组合，以期为开发富含GABA糙米产品提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料
糙米：供试粳稻品种为“武运粳”，江苏省溧水县和凤粮油加工中心提供，-20℃冰箱保存。
1.2 主要试剂
柠檬酸 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
柠檬酸钠 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
氯化钙 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
盐酸吡哆(VB6) 分析纯 Sigma公司
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
> 冰乙酸 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
乙醇 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
吡啶 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
磷酸氢二钠 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
磷酸二氢钾 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
丙三醇 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
1.3 主要仪器
JLMZJ砻米实验检测组合机 上海嘉定粮油检测仪器厂
DHG–9030A型电热恒温鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司
HH–6型数显恒温水浴锅 常州国华电器有限公司
JA2003型电子天平 上海精密科学仪器有限公司
UV–2802型紫外可见分光光度计 尤尼柯（上海）仪器有限公司
TDL–40B离心机 上海安亭科学仪器厂
Orion818型pH测试仪 Orion Research， Inc.
PYX–9030A型隔水电热恒温发芽箱 上海跃进医疗器械厂
WH–3微型旋涡混合仪 上海沪西分析仪器厂
DYY–10C 型微电脑控制多用电泳仪 北京六一仪器厂
402AI超声波雾化器 江苏鱼跃医疗设备股份有限公司
多功能活氧机BG–LJ30OA 北理国科臭氧应用技术有限公司
1.4 试验设计
1.4.1 试材处理方法
定量称取糙米，在24℃下平衡两天。采用酸性雾化液加湿调节糙米水分至26%，水分达到20%之前，培养箱温度设为24℃，之后设为30℃，当水分到达20%，23%及26%时均在30℃下静置1h利于水分的充分吸收。
雾化液pH（A） 1.49 2.0 0.74 123.33 **
最佳组合 6.40±1.01 202.71±19.49 79.75±8.31 7.67±0.69 5.11±2.03
由表4可见，最佳组合在游离氨基酸、Glu、GABA含量及GAD酶活上均高于随机组合，验证试验结果进一步证明试验结果是可靠的。
摘要：本文采用微量雾化加湿的方法，进行了柠檬酸雾化液组分pH、VB6及CaCl2对发芽糙米富集γ-氨基丁酸（GABA）的影响研究，探讨了高温发芽条件对发芽糙米GABA含量及其分布的影响。结果表明，随着pH浓度的增加，GABA含量呈现下降趋势，pH3.5时GABA含量最高，最优VB6及CaCl2浓度分别为2mmol/L及10mmol/L，正交试验优化出的组合为pH3.5、VB6浓度2mmol/L 、CaCl2浓度10mmol/L，此条件下，随着加湿时间的延长，发芽糙米中GABA，Glu含量及GAD活力均呈上升的趋势，GAD活力最后趋于平缓，蛋白质和淀粉等大分子物质逐渐分解成生命活动需要的小分子物质，游离氨基酸和还原糖变化总体呈平缓上升趋势。GABA、Glu、游离氨基酸、蛋白质均呈显著相关，且与GAD酶活显著相关。高温发芽显著提高了发芽糙米各层中GABA的含量，且使GABA在一定程度上由外向内转移，本研究为富含GABA低爆腰率芽米的研究奠定了基础。
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Abstract 2
Key words 2
引言 2
1 材料与方法 3
1.1 试验材料 3
1.2 主要试剂 3
1.3 主要仪器 3
1.4 试验设计 4
1.4.1 试材处理方法 4
1.4.2 柠檬酸缓冲液pH梯度试验 4
1.4.3 VB6浓度选择试验 4
1.4.4 CaCl2浓度选择试验 4
1.4.5 正交试验 4
1.4.6 动力学试验 4
1.4.7 高温发芽试验 4
1.5 测定指标与方法 5
1.5.1 基本指标 5
1.5.2 GABA及Glu含量 5
1.5.3 GAD活性 5
1.6 数据统计与分析 5
2 结果与分析 5
2.1 糙米吸湿曲线 5
2.2 雾化液pH对发芽糙米中主要含氮物含量和GAD活性变化的影响 6
2.3 不同VB6浓度对发芽糙米中主要含氮物质含量和GAD活性变化的影响 8
2.4 不同CaCl2浓度对发芽糙米中主要含氮物质含量和GAD活性变化的影响 10
2.5 培养条件优化 13
2.5.1 正交试验结果分析 13
2.5.2 验证性试验结果 14
2.6 动力学试验结果及分析 15
2.7 最优培养液条件下发芽糙米中各生理生化指标之间的相关性 18
2.8 高温对糙米发芽后GABA含量及分布的影响 18
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论 19
致谢 20
参考文献 21
低爆腰率芽米中γ-氨基丁酸富集技术研究
引言
引言
发芽糙米是指糙米在一定温度和湿度环境中培养，糙米发芽到一定程度时将米粒中酶灭活，得到0.5-1mm长幼芽和带糠层胚乳组成的大米制品，此时米粒中产生了大量精米中没有的营养物质，使具有特殊生理功能的活性物质含量显著增加，同时改善了糙米在食味品质不足。
糙米萌发过程中大量内源酶被激活[1-3]，具有多种生理活性功能的γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid, GABA）含量显著增加，使得发芽糙米成为近年来十分受消费者欢迎的保健主食[4]。γ-氨基丁酸是一种水溶性非蛋白质氨基酸，广泛存在于动植物体内，是高等动物神经系统内重要抑制性传递物质，作为神经递质或神经递质前体直接参与神经活动，同时参与多种机体代谢活动，具有很高生理活性。具有活化脑血流，强化氧供应量，活化肾功能，改善肝功能，防止肥胖，促进乙醇代谢，消除体臭等生理功能。糙米发芽过程中能产生大量GABA，相比精白米，糙米发芽后GABA含量可以提高10倍，是人体从食物中获取GABA的一个重要来源。因此，研究如何通过优化糙米发芽的工艺条件来提高发芽糙米中的GABA含量，具有十分重要的意义。
然而，现有发芽糙米生产工艺在糙米萌发之前需要浸泡处理，糙米在浸泡过程中急剧吸水导致爆腰率增加[5-7]，爆腰的发芽糙米在后续的轻碾工艺中会破碎，且降低发芽糙米的食味品质[8,9]，严重影响发芽糙米产业的发展。因此研究循环加湿发芽糙米生产新工艺、降低爆腰率对发芽糙米生产具有重要应用价值。目前，国内外学者对传统浸泡法发芽糙米工艺做了相关的研究。张名位[10]等研究了浸泡条件对黑米吸水率和萌芽率的影响，得到了黑米最优浸泡条件。郑理[11,12]等研究了浸泡法发芽条件对糙米发芽率和主要营养成分含量的影响，获得了糙米最优发芽条件。上述研究对传统浸泡法[13]发芽糙米生产、品质控制具有积极意义。日本学者Shinmura[14]等提出了将糙米置于滚筒内持续缓慢加水然后发芽的工艺，该工艺可有效减少固形物质的损失，但生产效率较低。贾富国等在糙米加湿调质技术方面取得了一定的研究成果[15]，并将糙米加湿调质技术扩展应用到发芽糙米生产中以代替传统浸泡工艺，初步探究了循环加湿工艺条件对发芽糙米中GABA含量影响[16]，研究证实循环加湿工艺可提高发芽糙米中GABA 含量。
本研究针对pH、Ca2+/CaM、L-Glu、温度和氧气等因素对糙米富集GABA的影响，进行柠檬酸雾化液中各组分的最优组合试验。通过研究柠檬酸雾化液组分对发芽糙米富集GABA的影响和高温发芽条件对发芽糙米GABA含量及其分布的影响，优化富集GABA的组合，以期为开发富含GABA糙米产品提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料
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1.2 主要试剂
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1.3 主要仪器
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1.4 试验设计
1.4.1 试材处理方法
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雾化液pH（A） 1.49 2.0 0.74 123.33 **
最佳组合 6.40±1.01 202.71±19.49 79.75±8.31 7.67±0.69 5.11±2.03
由表4可见，最佳组合在游离氨基酸、Glu、GABA含量及GAD酶活上均高于随机组合，验证试验结果进一步证明试验结果是可靠的。
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