富γ-氨基丁酸发芽糙米乳的制作

吴伟莉，房子舒，赵 芸，王 冶，丁庆波

（中粮营养健康研究院品牌食品研发中心，北京 102209）

富γ-氨基丁酸发芽糙米乳的制作

吴伟莉，房子舒，赵 芸，王 冶，丁庆波

（中粮营养健康研究院品牌食品研发中心，北京 102209）

以发芽糙米为原料，研究糙米乳制作过程中各工艺参数对最终产品的感官属性和GABA含量的影响，得出最终工艺参数：发芽糙米原料烘烤条件为160℃，5 min；通过淀粉酶、糖化酶在63℃下酶解30 min；进行100目过筛和均质；灌装后于121℃下杀菌20 min。

γ-氨基丁酸；发芽糙米；米乳；稳定性

0 引言

γ-氨基丁酸（Gamma-amino butyric acid，GABA）广泛存在于自然界，由谷氨酸（Glutamic acid，Glu）经谷氨酸脱羧酶催化而来，具有重要的生理功能，已报道的生理活性有调节血压、促使精神安定、促进脑部血流、增进脑活力、营养神经细胞、增加生长激素分泌、预防肥胖、促进乙醇代谢、改善更年期综合症等多种功效［1］。糙米的胚和糊粉层中富集有生理活性很高的γ-氨基丁酸［2］；通过控制糙米的发芽条件可大量富集GABA，变成富GABA糙米［3］。糙米含有较多的不溶性纤维，很大程度上影响了其即食品质。通过酶解等手段将其制成富含GABA的糙米乳可以最大程度地提升其食用口感，改善其加工性状，将富GABA糙米的价值最大化。

1 材料与方法

自选糙米品种为稻花香五常糙米，将中粮集团稻花香五常稻谷用砻谷机自制成稻花香五常糙米后使用；市售发芽糙米品种为江苏产粳米，购买于江苏瑞谷安隆集团；市售精白米，购买于北京北七家美廉美超市；市售GABA胚芽乳，购买于南京克里斯汀食品有限公司。

柠檬酸、柠檬酸钠、谷氨酸钠、胶体稳定剂、α-淀粉酶、糖化酶。

糖度计、自动滴定仪、色差仪、黏度计、均质机、分散器、水浴锅、电磁炉、pH计、电炉、搅拌器、纯水仪、真空水循环泵、60目/100目分样筛、手提式磨粉机、砻谷机、烤箱、恒温恒湿箱、烘箱干燥箱、真空封口机等。

1.4.1 发芽糙米的制作流程

参照袁建［4］和Khwanchm［5］的方法并略作改动。

（1） 筛选。用砻谷机将五常稻花香稻谷脱壳，得到五常稻花香糙米。

（2）浸泡。用0.1 mol/L pH值5.6的柠檬酸缓冲液加入2.0 mg/mL谷氨酸钠后制成浸泡液；将糙米放入浸泡液中，25℃浸泡12 h。

（3）发芽。将浸泡后的糙米沥水后，放入托盘中，上下各铺1层纱布，适当撒入浸泡液使环境湿润。然后将其放入恒温恒湿箱中，于30℃下发芽24 h，湿度保持30%。

（4）干燥。将糙米放入干燥箱中，于55℃下烘干30 min至干燥，取出后真空密封。

1.4.2 发芽糙米粉的制作

为了增强发芽糙米的加工特性，对发芽糙米进行烤制和磨粉。将干燥好的发芽糙米放入烤箱中进行烤制，于160℃下烤制0，3，5，7，10 min。将烤制后糙米迅速进行磨粉。用手提式磨粉机每20 s打1次，共打4次，直至米粉细腻光滑，然后过60目筛并计算筛后杂质率。

1.4.3 发芽糙米饮料的制作工艺

准确称量65 g糙米粉，加入300 mL沸水糊化20 min至黏稠状。加入淀粉酶、糖化酶，于63℃的水浴锅中酶解30 min，然后放入95℃沸水中灭酶，并加入预混好的胶体稳定剂定容至500 mL。用分散器将酶解液分散1 min后过100目筛，滤去大颗粒得到较为均匀细腻的过滤液。将过滤液加热至60～70℃后进行均质。最后罐装入耐温蓝盖瓶，放入灭菌锅中进行121℃，20 min的杀菌。

1.4.4 发芽糙米饮料的稳定性试验

将样品分别放入55，38℃的保温箱和室温中，分别保存1周和2周时间。同时保存一批样品于4℃的冰箱中作为空白对照样。做样品的稳定性加速试验，测定样品随时间的延长其GABA含量的变化。

1.4.5 发芽糙米乳黏度的测定

取适量发芽糙米乳置于高脚烧杯中使之没过转子刻度线，选择S61号转子和转速60 r/min测量30 s，用黏度计测定黏度值。

1.4.6 发芽糙米乳色差的测定

用色差仪测定发芽糙米乳的色差值，L*值表示亮度指数，a*值表示红绿（+/-）指数，b*值表示黄蓝（+/-）指数。

1.4.7 发芽糙米乳理化指标的测定

分别用pH计、阿贝折光仪、自动滴定仪测定样品的pH值、可溶性固形物含量和可滴定酸含量。1.4.8 样品中GABA的测定

采用高效液相色谱法，参照房克敏［6］的方法并略作改动。色谱柱：Waters AccQ·TagTM氨基酸分析柱（3.9 mm×150 mm，4 μm）。流动相：流动相A为140 mmol/L醋酸钠加17 mmol/L三乙胺，用稀H3PO4调整pH值到5.1；流动相B为乙腈；流动相C为水。流速1 mL/min，紫外检测波长248.0 nm，柱温37℃，进样量15 μL。

梯度洗脱程序见表1。

2 结果与分析

糙米浸泡吸水率见表2。

表1 梯度洗脱程序

表2 糙米浸泡吸水率

由表2可知，糙米的浸泡吸水率为30%左右，与此前大部分文献数据相吻合，与江南大学孟祥勇［7］的试验数据保持一致。糙米适当吸水后，发芽率及发芽质量都会有所提升。适量的吸水有助于糙米的发芽过程，积累更多的GABA。

不同米原料中的GABA含量见图1。

图1 不同米原料中的GABA含量

由图1可知，五常糙米中GABA含量为63 mg/kg，而普通精白米不到20 mg/kg，是普通精白米的3倍左右，这与之前的文献报道相一致。糙米经过发芽富集后，糙米中GABA含量会由于植物体内的酶反应而升高。糙米品种和发芽条件都是影响GABA富集的因素。自制的五常发芽糙米中GABA含量略有上升为77.5 mg/kg，而市售的发芽糙米高达500 mg/kg，是未发芽糙米的7倍，此结果与陈恩成等人［8］的研究一致，这可能是瑞谷安隆集团具有专业的发芽设备专利，使其市售发芽糙米在品种选择上和条件控制上更为优良，其GABA含量较高。因此，选择市售发芽糙米为原料进行后续试验。

糙米烘烤后失质量率、得率以及感官属性描述见表3。

参照孙雨茜等人［9］对发芽糙米粉的感官分析办法，本研究除计算米粉得率外，还对其感官属性进行描述和分析。发芽糙米在未烘烤前有一种不愉悦的米糟味，制成米乳后会产生发霉的味道，影响其产品食用感官和货架期品质。烘烤发芽糙米会大大减弱这种味道，且由于高温烘烤的美拉德反应，还会产生一种愉悦的烤香味，但是烘烤时间过长就会有焦煳味出现。因此，适当的烘烤有利于提升糙米米乳的产品品质，提高其加工利用率。由表3可知，烘烤后糙米平均失水率为4%左右；且当烘烤时间达到5 min时，出现了愉悦的烤香味，改善了霉米糟味。烘烤时间过短或过长都不足以达到理想效果。

表3 糙米烘烤后失质量率、得率以及感官属性描述

不同烘烤时间糙米粉的GABA含量见图2。

图2 不同烘烤时间糙米粉的GABA含量

选取未烘烤糙米、160℃烘烤5 min糙米和10 min糙米进行磨粉，测量其GABA含量。由图2可知，烘烤5 min的糙米粉与未烘烤的糙米粉没有太大差异，烘烤时间延长到10 min时，糙米中的GABA含量就开始显著降低。这说明GABA在160℃高温下的热稳定性与烘烤时间长短有关。5 min左右还可以保持较高的稳定性，10 min时损失明显。此结论与韩国专利的结论较为一致，高温预制下，时间的长短对GABA含量的影响较为明显。

不同烘烤时间糙米乳的得率见表4。

表4 不同烘烤时间糙米乳的得率

为了测定不同烘烤时间下米乳的加工利用率，研究测定了糙米乳在定容分散后过筛的得率。由表4可知，随着烘烤时间的延长，糙米乳的得率不断升高，10 min时达到最大。在糙米粉烘烤过程中，随着烘烤时间的延长，糙米中淀粉的变性糊化率越来越高。糊化率越高，淀粉颗粒粒径越小，其淀粉酶的酶解速率越大。变性糊化的淀粉颗粒可能更易被淀粉酶和糖化酶所酶解，因此其颗粒更小得率更高。所以，烘烤时间越长，糙米乳的得率越高。

不同烘烤时间糙米乳的黏度值见图3。

图3 不同烘烤时间糙米乳的黏度值

选定相同转子和转速测定米乳的黏度值，不同烘烤时间的糙米乳黏度值不同。由图3可知，随着烘烤时间的延长，糙米乳黏度值呈现出先降低后增高的趋势。3 min左右时下降明显，5 min时降至最低值，之后逐渐升高，这可能与糙米乳酶解的程度有关。酶解能显著改善糙米乳的黏度值［10］。烘烤时间过短，糙米粉中生淀粉粒过多时不易酶解，黏度值增大；而烘烤时间过长后，变性淀粉增多亦不易酶解，黏度值增大。因此考虑到糙米乳的适口性问题，选择烘烤5 min的糙米原料。

2.7.1 不同烘烤时间糙米乳的L*值测定

不同烘烤时间糙米乳的L*值见图4。

图4 不同烘烤时间糙米乳的L*值

L*值表示的是产品的亮度值，L*值越大产品的亮度越高。由图4可知，随着烘烤时间的延长，产品的亮度值呈现先增大后减小的趋势。烘烤时间达到5 min时，亮度值达到最大。可见，5 min左右的糙米乳亮度值最高。

2.7.2 不同烘烤时间糙米乳的a*值测定

不同烘烤时间糙米乳的a*值见图5。

图5 不同烘烤时间糙米乳的a*值

a*值表示的是产品的红绿值，a*值为正代表红色，a*值为负代表绿色。由图5可知，随着烘烤时间的延长，产品的a*值不断增大，显示产品的颜色不断向红色方向加深。

2.7.3 不同烘烤时间糙米乳的b*值测定

不同烘烤时间糙米乳的b*值见图6。

图6 不同烘烤时间糙米乳的b*值

b*值表示的是产品的黄蓝值，b*值为正代表黄色，b*值为负代表蓝色。由图6可知，随着烘烤时间的延长，产品的b*值不断增大，显示产品的颜色不断向黄色方向加深。

综上色差值显示，产品颜色随着烘烤时间的延长而不断加深，不断偏向红黄色，这可能与美拉德反应有关。此结果显示，产品的褐变程度随着烘烤时间的延长而不断加深，这与肉眼观察的结果相一致。产品颜色不可过深，影响糙米乳的最终货架期品质。因此，烘烤时间以5 min较为理想。

不同烘烤时间糙米乳的理化指标分析见表5。

表5 不同烘烤时间糙米乳的理化指标分析

由表5可知，可溶性固形物含量维持在11°Brix以上，其中3 min的最低为11.04°Brix，5 min的最高为11.74°Brix，但均无显著性差异。从可滴定酸方面进行分析发现，不同烘烤时间对糙米乳的可滴定酸影响不大，其可滴定酸总量也都较低，均未超过0.06%，可判断其为中性饮料。这点亦可从pH值方面进行验证。

不同烘烤时间糙米乳中GABA的含量见图7。

图7 不同烘烤时间糙米乳中GABA的含量

选取3个样品进行GABA含量的测定。由图7可知，烘烤时间为5 min时，糙米乳中的GABA含量最高，达到70 mg/kg以上；远大于烘烤10 min的糙米乳，不到50 mg/kg，略高于未烘烤过的糙米乳。

发芽糙米乳中GABA含量在贮藏期试验中的变化见表6。

表6 发芽糙米乳中GABA含量在贮藏期试验中的变化

将发芽糙米乳放入恒温恒湿箱中进行55℃的加速试验，测定加速试验过程中GABA含量的变化。由表6可知，38℃的2个样品其GABA含量相对较低，但各样品间无显著性差异；55℃的样品和冷藏样品的GABA含量均大于63 mg/kg，且各样品间无显著性差异。这说明GABA在各个贮藏期条件下，其含量保持稳定，并没有太大变化。此结论和王向阳研究认为在100℃下GABA含量稳定性较好的结论相一致。至于55℃破坏试验样品GABA含量较高的原因，可能是因为测定不够准确或者添加量的微小误差造成的。

3 结论

综上所述，研究认为烘烤时间5 min的糙米粉较为理想，因其烤香味较为适中、加工特性较好且磨粉后的利用率也较高，黏度值较低适口性较强、同时色泽更为明亮自然。最重要的是其γ-氨基丁酸的含量最高，使糙米乳的功效价值更大，非常适合作为营养舒压的糙米乳饮用。因此，选择烘烤时间5 min的糙米乳为最终产品。

4 展望

综上所述，发芽糙米乳的优化工艺为发芽糙米原料烘烤条件160℃，5 min；然后通过淀粉酶、糖化酶在63℃下酶解30 min；之后进行100目过筛和均质；灌装后进行121℃杀菌20 min。此工艺可在保证糙米乳饮料口感前提下保留较多的GABA，并在贮藏期间保持稳定。

富GABA发芽糙米赋予了主食新的健康理念，提供了更多丰富的营养诉求，日本在这方面进行了广泛的研究，而国内尚处于初级阶段。如何将发芽糙米中的GABA含量最大化，并将发芽糙米制品推向市场是今后的研究重点，将为提升国内粮食营养品质做出贡献。

［1］ 林亲录，王婧，陈海军.γ-氨基丁酸的研究进展 ［J］.现代食品科技，2008，24（5）：496-500.

［2］ 孙向东.发芽糙米研究最新进展 ［J］.中国稻米，2005（3）：5-8.

［3］ 何梦秀，陈芳艳，钟杨生，等.γ-氨基丁酸富集方法的研究进展 ［J］.安徽农业科学，2015，43（15）：15-17，77.

［4］ 袁建，李倩，朱贞映，等.高γ-氨基丁酸发芽糙米工艺条件的优化研究 ［J］.粮食与饲料工业，2014（12）：32-36.

［5］Khwanchm P，Chinprahast N，Pichyangkura R，et al．Gamma aminobutyric acid and glutamic acid contents，and the GAD activity in germinated brown rice（Oryza sativa L）.：Effect of rice cultivars［J］．Food Science and Biotechnology，2014，23（2）：373-379．

［6］ 房克敏，李再贵，袁汉成，等.HPLC法测定发芽糙米中γ-氨基丁酸含量 ［J］.食品科学，2006，27（4）：208-211.

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［9］ 孙雨茜，杨润强，尹永祺，等.高γ-氨基丁酸发芽营养粉的研制 ［J］.食品工业科技，2014（21）：238-247.◇

Taking germinated brown rice as raw material，the effects of various process parameters on the final product's sensory attributes and GABA content are studied.Final process parameters：germinated brown rice raw material baking conditions of 160 degrees，5 min；and then through the amylase，the enzyme at 63 degrees 30 min；after 100 mesh sieve and homogeneous；after filling 121 degrees sterilization 20 min.

Gamma-amino butyric acid；germinated brown rice；rice milk；stability

1671-9646（2016）09a-0008-04

TS210.4

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.003

2016-07-21

吴伟莉（1974— ），女，硕士，工程师，研究方向为饮料研发与食品加工。