非浸泡法发芽条件对发芽糙米中γ-氨基丁酸含量的影响规律研究

曹银平

（邹平市综合检验检测中心，山东 滨州 256200）

近年来，发芽糙米作为一种“药食同源”的新型保健主食越来越受到消费者的青睐[1-2]。糙米发芽的实质是大量的内源酶被激活，淀粉、纤维素和半纤维素等大分子物质被降解，改善了口感；植酸盐在植酸酶的作用下，解除了植酸与矿物质的结合，有益于人体对矿物质的吸收；谷氨酸在谷氨酸脱羧酶的作用下，生成 γ-氨基丁酸 （γ-adminobutyric acid，GABA），使营养价值显著提高[3-4]。GABA是发芽糙米中具有多种生理活性功能的非蛋白质氨基酸，国内外研究表明，它具有治疗失眠，增强脑细胞代谢，改善肝功能，预防高血压，防止皮肤氧化、损伤、衰老，预防动脉硬化，预防内脏功能障碍和癌症等功效[5-7]。因此，如何提高发芽糙米中GABA含量成为研究的热点。

目前，国内外研究在传统浸泡工艺上对提高发芽糙米中GABA含量取得了一定的成果[8-10]，但是浸泡过程由于糙米迅速吸水造成爆腰率的增加[11]，从而影响发芽糙米最终的食用品质，浸泡时大量营养物质的流失使发芽糙米的营养品质下降，并且浸泡过程容易滋生微生物，造成大量污水排放不利于节能减排等。国外学者Shinmura等[12]也曾指出浸泡过程会使糙米裂纹率增加而影响发芽糙米的食用品质，并提出了一种缓慢持续加湿工艺，减少了发芽糙米中裂纹的产生，但该加湿工艺对发芽糙米中GABA含量影响规律尚未研究。2012年，贾富国等人针对浸泡法的不足提出采用循环加湿工艺即非浸泡法，逐渐提高糙米含水率，然后在一定条件下萌发得发芽糙米[13]。本研究在非浸泡法工艺的基础上，研究后期发芽条件对发芽糙米中γ-氨基丁酸含量的影响规律，以期找到获得较高GABA含量时的发芽温度和发芽时间，为非浸泡法发芽工艺参数优化提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用粳稻品种为东农429，由东北农业大学水稻研究所提供，贮藏时间6个月左右，原始含水率为12.0%（湿基）。试验前去杂、垄谷得糙米，过筛后进行精选，剔除霉变粒、异色粒、无胚粒和未成熟粒，随机抽取试验样品；γ-氨基丁酸标准样品(分析纯)：广州佳威试剂有限公司；柠檬酸、盐酸、磺基水杨酸等化学试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器设备

FC2K型砻谷机：日本株式会社大竹制作所；FZ-102型植物粉碎机：天津泰斯特公司；ML电子分析天平：上海天平仪器厂；CTHI-150(A)B型恒温恒湿箱：上海施都凯仪器设备有限公司；糙米加湿试验台：自行研制；L8800型氨基酸分析仪：日本日立公司生产。

1.3 试验方法

1.3.1 糙米发芽方法

（1）每个样品取糙米1 kg，放入密封袋中备用，共取10个样品，编号1～10。

（2）使用自制的循环喷雾加湿设备将糙米样品按照1.5%的单次加湿量（每次加湿糙米含水率增加的百分比）进行循环加湿，加湿间隔时间为60 min，样品加湿至29%萌发含水率。

（3）将加湿完成后的1～5号样品放入湿度为95%的恒温恒湿箱中进行发芽，每个样品发芽温度分别为15℃、20℃、25℃、30℃、35℃，发芽时间40h，每隔8 h通风一次，通风时间10 min。

（4）将加湿完成后的6～10号样品放入湿度为95%的恒温恒湿箱中进行发芽，每个样品发芽时间分别为 32 h、36 h、40 h、44 h、48 h，发芽温度 25 ℃，每隔8 h通风一次，通风时间10 min。

（5）待发芽试验完成后，将所得发芽糙米灭活干燥至含水率14.5%以下备用。

1.3.2 GABA含量测定

参照贾富国等[13]测定方法，采用氨基酸自动分析仪测定GABA含量。取发芽糙米粉末2 g，按照钱爱萍等人[14]的方法配制样品溶液和氨基酸标准溶液，然后上机测定。

1.3.3 数据处理

每组试验均重复3次，取平均值，并采用Excel进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 试验方案及结果

试验方案及结果如表1所示。

表1 试验方案及结果

2.2 发芽温度对发芽糙米中GABA含量影响规律

发芽温度对发芽糙米中GABA含量的影响规律如图1所示。发芽糙米中GABA含量随着发芽温度的升高先不断增加、然后呈下降趋势，这是由于在一定温度范围内，温度越高，酶的活性越强，较高的发芽温度有利于GABA的生成，但是当温度超过一定的范围时，酶的活性受到影响，不利于GABA的合成，GABA含量会有所下降[15]。因此，较低或过高的温度均不利于糙米的萌发，不利于GABA的富集，发芽温度存在最优值。

图1 发芽温度对发芽糙米中GABA含量的影响

2.3 发芽时间对发芽糙米中GABA含量影响规律

发芽时间对发芽糙米中GABA含量的影响规律如图2所示。发芽糙米中GABA含量随着发芽时间的延长先增加、后降低。因为在发芽前期，随着糙米内的蛋白酶和谷氨酸脱羧酶等被大量活化，底物来源充足，使得GABA生成速率大于消耗速率，GABA含量得到积累；在发芽后期，谷氨酸的含量不断减少，糙米的生理代谢越来越旺盛，GABA的分解速率大于积累速率，所以含量有所减少。从图2中可以看出，发芽时间存在理论最优值。

图2 发芽时间对发芽糙米中GABA含量的影响

2.4 非浸泡法和浸泡法对比分析

由表1分析可知，浸泡法和非浸泡法相比，发芽糙米中GABA含量提高12.2%～96.0%，可能的原因是GABA在浸泡时极易溶于水，浸泡过程使部分GABA随废水流失，造成含量下降，而非浸泡法则避免了这一现象的发生[13]。因此，非浸泡法更有利于GABA含量的积累。

3 结论

通过试验结果分析可知，非浸泡法中发芽温度和发芽时间对发芽糙米中GABA含量的影响规律均为先增加、后降低，存在最优值；利用Excel软件作图分析，可以得到发芽温度为28～32℃、发芽时间为36～40 h时，GABA含量最高；与浸泡法相比，非浸泡法可以显著提高发芽糙米中GABA含量。该结果可为进一步研究非浸泡法发芽条件工艺参数优化提供参考。