糙米發(fā)芽工藝參數(shù)研究

郭豪寧等

摘要[目的] 優(yōu)化糙米發(fā)芽工藝參數(shù)。[方法]以黑龍江省糙米為原料制備發(fā)芽糙米，通過(guò)單因素試驗(yàn)確定最佳的糙米浸泡溫度、浸泡時(shí)間、發(fā)芽溫度、發(fā)芽時(shí)間，紫外分光光度法快速測(cè)定確定糙米及發(fā)芽糙米中的γ氨基丁酸和游離氨基酸的含量為指標(biāo)，進(jìn)行正交試驗(yàn)。[結(jié)果]試驗(yàn)表明，浸泡溫度為30 ℃，浸泡時(shí)間為10 h，發(fā)芽溫度為35 ℃，發(fā)芽時(shí)間為34 h，此條件下γ氨基丁酸的積累量達(dá)最高。 浸泡溫度為35 ℃，浸泡時(shí)間為12 h，發(fā)芽溫度為25 ℃，發(fā)芽時(shí)間為34 h，此條件游離氨基酸積累量達(dá)最高。[結(jié)論]研究可為進(jìn)一步了解黑龍江省七臺(tái)河糙米產(chǎn)品提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞糙米；發(fā)芽糙米；γ氨基丁酸；游離氨基酸；紫外分光光度法

中圖分類(lèi)號(hào)S509.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）21-259-04

水稻是我國(guó)主要糧食作物，稻谷也是我國(guó)約8億人口的主食[1]。而稻谷深加工產(chǎn)品數(shù)量較少，所以稻谷深加工市場(chǎng)潛能巨大[2]。糙米含有豐富的γ氨基丁酸（非蛋白質(zhì)氨基酸，應(yīng)用于功能性食品中，有健腦、降血壓、鎮(zhèn)定神經(jīng)、防止動(dòng)脈硬化、防皮膚老化、肥胖、消除體臭等功能）、游離氨基酸、脂肪、礦物質(zhì)及維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。糙米經(jīng)適當(dāng)?shù)陌l(fā)芽處理形成的發(fā)芽糙米不僅改善了糙米的蒸煮性和口感差，長(zhǎng)期儲(chǔ)藏易酸敗等特質(zhì)，且γ氨基丁酸、游離氨基酸等生物活性物質(zhì)有所增加，具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥理作用，是一種集營(yíng)養(yǎng)和保健于一體的功能性主食。

發(fā)芽糙米是近年來(lái)提倡的較理想的功能性主食，也可以做為糙米飲料和發(fā)酵食品如醬油、醋、酒等的加工原料。其功能性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)成為國(guó)外研究熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)也有研究但是發(fā)芽糙米產(chǎn)品卻鮮為人知[3-8]。筆者以黑龍江省糙米為原料作正交試驗(yàn)，用紫外分光光度法快速測(cè)定糙米及發(fā)芽糙米中的γ氨基丁酸和游離氨基酸的含量，為進(jìn)一步了解黑龍江省七臺(tái)河糙米產(chǎn)品提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1原料及試劑。

糙米，黑龍江省七臺(tái)河市生產(chǎn)；γ氨基丁酸（純度>99%），上海融禾醫(yī)藥科技有限公司生產(chǎn)；L亮氨酸（含量≥98.0%），上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)等。

1.1.2主要儀器設(shè)備。

2023A型電熱恒溫干燥箱、SHP150型生化培養(yǎng)箱，龍口市先科儀器公司；SPX250C型恒溫恒濕箱，上海博遠(yuǎn)實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；TDL802B型臺(tái)式離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；HH4型數(shù)顯恒溫水浴鍋，國(guó)華電器有限公司；TU1900型雙數(shù)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1發(fā)芽糙米的制備。

參考姚森等提出的糙米發(fā)芽方法[9]。根據(jù)GB/T3543.4-1995查得糙米的發(fā)芽溫度為30 ℃，據(jù)此設(shè)定發(fā)芽溫度，對(duì)糙米發(fā)芽的4個(gè)因素的3個(gè)變量水平進(jìn)行單因素和正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)。

1.2.1.1單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

設(shè)置浸泡溫度變量范圍25、30、35 ℃，浸泡時(shí)間10 h，發(fā)芽溫度30 ℃，發(fā)芽時(shí)間36 h。測(cè)定此條件下γ氨基丁酸的含量及游離氨基酸的含量。

設(shè)置浸泡時(shí)間變量范圍10、12、14 h，浸泡溫度30 ℃，發(fā)芽溫度30 ℃，發(fā)芽時(shí)間36 h。測(cè)定此條件下γ氨基丁酸的含量及游離氨基酸的含量。

設(shè)置發(fā)芽溫度變量范圍25、30、35 ℃，浸泡時(shí)間10 h，浸泡溫度30 ℃，發(fā)芽時(shí)間36 h。測(cè)定此條件下γ氨基丁酸的含量及游離氨基酸的含量。

設(shè)置發(fā)芽時(shí)間變量范圍30、34、36 h，浸泡時(shí)間10 h，發(fā)芽溫度30 ℃，浸泡溫度30 ℃。測(cè)定此條件下γ氨基丁酸的含量及游離氨基酸的含量。

1.2.1.2正交試驗(yàn)。糙米發(fā)芽對(duì)其中γ氨基丁酸及游離氨基酸含量影響的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1。

1.2.2糙米及發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸的含量 。

γ氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作參考郭曉娜等[4]、張輝等[10]、Aurisano N等[11]的方法進(jìn)行操作。

糙米及發(fā)芽糙米γ氨基丁酸含量測(cè)定：稱(chēng)5.0 g發(fā)芽糙米樣品，裝入250 ml圓底燒瓶，向250 ml的圓底燒瓶中加入30 ml 60%的乙醇，放水浴鍋中70 ℃回流提取2 h后，離心機(jī)3 000 r/min離心10 min取上清液待測(cè)。吸取待測(cè)樣液0.2 ml加入大試管中，依次加入0.2 ml 0.1 mol/L四硼酸鈉緩沖液，1.0 ml 6%的重蒸苯酚溶液，混勻后加入0.4 ml 7.5%NaClO溶液，劇烈搖試管。沸水加熱10 min取出，冰浴5 min，當(dāng)溶液出現(xiàn)藍(lán)綠色，向試管加入2.0 ml 60%乙醇溶液，在波長(zhǎng)635 nm下，用1 cm比色皿測(cè)定溶液的吸光度。

1.2.3糙米及發(fā)芽糙米中游離氨基酸的含量。

游離氨基酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作：參考李興軍等[12]、孫向東[13]的方法進(jìn)行試驗(yàn)。

糙米及發(fā)芽糙米γ氨基丁酸含量測(cè)定：稱(chēng)5 g發(fā)芽糙米于250 ml圓底燒瓶，加30 ml 60%乙醇溶液，放水浴鍋中70 ℃回流提取2 h，移到離心管，4 000 r/min離心分離，上清液為游離氨基酸提取液。吸取0.20 ml樣品提取液于試管，依次加入無(wú)氨蒸餾水0.6 ml、醋酸緩沖液1.0 ml、3%茚三酮10 ml，混勻，上塞。水浴鍋100 ℃12 min后冷卻，立即在每個(gè)試管中加入5 ml 95%的乙醇，上塞，混勻。在570 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定溶液的吸光值。

2結(jié)果與分析

2.1發(fā)芽條件對(duì)糙米中γ氨基丁酸含量的影響

2.1.1發(fā)芽溫度對(duì)發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量的影響。

如圖1，糙米發(fā)芽溫度為30 ℃時(shí)γ氨基丁酸含量較高，發(fā)芽溫度較低或過(guò)高其γ氨基丁酸含量都較低。發(fā)芽溫度在25～30 ℃范圍內(nèi)，隨著發(fā)芽溫度的升高其γ氨基丁酸的含量增加。

2.1.2浸泡時(shí)間對(duì)發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量的影響。

如圖2，浸泡時(shí)間為10～12 h，時(shí)間延長(zhǎng)發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸的含量下降。浸泡時(shí)間為12～14 h，時(shí)間延長(zhǎng)γ氨基丁酸含量上升。但種子浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)發(fā)生霉變，種子遭到破壞，不利于種子發(fā)芽。所以，糙米發(fā)芽最優(yōu)浸泡時(shí)間為10 h。

2.1.3浸泡溫度對(duì)發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量的影響。

如圖3，浸泡溫度為30 ℃時(shí)有利于發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量的積累。浸泡溫度為35 ℃，其γ氨基丁酸積累量要小于在浸泡溫度30 ℃下的γ氨基丁酸積累量，但含量差異不明顯。

2.1.4發(fā)芽時(shí)間對(duì)發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量的影響。

如圖4，發(fā)芽時(shí)間36 h時(shí)發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸的含量最高，總體上發(fā)芽時(shí)間對(duì)發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量影響不大。

2.2發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量的測(cè)定結(jié)果與分析

2.2.1γ氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。

據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)，以γ氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)品含量為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)在635 nm處測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)品溶液的吸光度為縱坐標(biāo)，做γ氨基丁酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖5）。當(dāng)γ氨基丁酸含量在0～10.0 mg/L時(shí)線性關(guān)系良好，得到回歸方程為y=0.024 7x+0.005 0，該曲線的回歸系數(shù)為R2=0.993 7。

2.2.2發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量的正交試驗(yàn)。

圖5為基礎(chǔ)，計(jì)算得出待測(cè)樣品在635 nm處的吸光度對(duì)應(yīng)的γ氨基丁酸的含量，并處理正交試驗(yàn)（表2）。

極差R表示該因素在其取值范圍內(nèi)發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量變化的幅度，當(dāng)R越大，則表示該因素的水平變化對(duì)發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量的影響越大，因素越重要。由以上分析可得，因素影響主次順序：發(fā)芽溫度、浸泡溫度、浸泡時(shí)間、發(fā)芽時(shí)間，其中發(fā)芽溫度對(duì)發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量影響最大。結(jié)果表明，最優(yōu)的發(fā)芽條件為：浸泡溫度30 ℃、浸泡時(shí)間10 h、發(fā)芽溫度35 ℃、發(fā)芽時(shí)間34 h。

2.3發(fā)芽條件對(duì)發(fā)芽糙米游離氨基酸含量的影響

2.3.1發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量的影響。

如圖6，隨著發(fā)芽溫度的升高其游離氨基酸的含量隨之升高，溫度在25～30 ℃間，上升明顯，溫度在30～35 ℃時(shí)上升不明顯。

2.3.2浸泡溫度對(duì)發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量的影響。

如圖7，浸泡溫度為25～35 ℃時(shí)，發(fā)芽糙米中游離氨基酸的含量隨溫度的提高而升高；浸泡溫度為35 ℃時(shí)，發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量達(dá)到的最高值。此溫度，有利于發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量的積累。

2.3.3浸泡時(shí)間對(duì)發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量的影響。

如圖8，浸泡時(shí)間為10～12 h，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)芽糙米中的游離氨基酸積累量增加；浸泡時(shí)間為12～14 h，隨時(shí)間的延長(zhǎng)發(fā)芽糙米中游離氨基酸積累量減少。因此可得，浸泡時(shí)間為12 h最利于發(fā)芽糙米中游離氨基酸的積累。

2.3.4發(fā)芽時(shí)間對(duì)發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量的影響。

如圖9，發(fā)芽時(shí)間為36 h時(shí)，發(fā)芽糙米中游離氨基酸的積累量達(dá)到最高，但從總體上分析得出，發(fā)芽時(shí)間對(duì)發(fā)芽糙米中游離氨基酸的積累影響不大。

2.4發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量的測(cè)定結(jié)果

2.4.1游離氨基酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。

據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)，以游離氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品的含量為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)在570 nm處測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)品溶液的吸光度為縱坐標(biāo)，做游離氨基酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖10）。當(dāng)游離氨基酸含量在0～6 mg/L時(shí)線性關(guān)系良好，得到回歸方程為y=0.088 1x+0.002 0，該曲線的回歸系數(shù)為R2 =0.992 9。

2.4.2發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量的正交試驗(yàn)。

圖10為基礎(chǔ)，計(jì)算得出待測(cè)樣品在570 nm處的吸光度對(duì)應(yīng)的游離氨基酸的含量，并處理正交試驗(yàn)（表3）。

極差R表示該因素在其取值范圍內(nèi)發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量變化的幅度，當(dāng)R越大時(shí)，表示該因素的水平變化對(duì)發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量的影響越大，因素越重要。由以上分析可得，因素影響主次順序：發(fā)芽溫度、浸泡溫度、浸泡時(shí)間、發(fā)芽時(shí)間，其中發(fā)芽溫度對(duì)發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量影響最大。結(jié)果表明，最優(yōu)的發(fā)芽條件為：浸泡溫度35 ℃、浸泡時(shí)間12 h、發(fā)芽溫度25 ℃、發(fā)芽時(shí)間34 h。

3結(jié)論與討論

該試驗(yàn)從影響糙米發(fā)芽以及發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸和游離氨基酸含量的影響因素進(jìn)行了全面的研究。結(jié)果表明，測(cè)定γ氨基丁酸的含量時(shí)糙米發(fā)芽的最佳條件為：30 ℃浸泡10 h后在35 ℃下發(fā)芽34 h；測(cè)定游離氨基酸含量時(shí)糙米發(fā)芽最佳的條件為：溫度為35 ℃浸泡12 h后在溫度為25 ℃下發(fā)芽34 h。

該研究為進(jìn)一步了解黑龍江省七臺(tái)河糙米產(chǎn)品提供可靠依據(jù)，為人們?cè)谏钪兄谱靼l(fā)芽糙米提供一定的理論依據(jù)。

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