丁俊胄 劉 貞 張 璐 董夢釔 熊善柏 趙思明

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，武漢 430070)

儲藏期對發(fā)芽糙米富集γ－氨基丁酸的影響

丁俊胄 劉 貞 張 璐 董夢釔 熊善柏 趙思明

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，武漢 430070)

以早秈稻品種“早944”為對象，測定儲藏0～27個月期間，其糙米發(fā)芽率、發(fā)芽72 h時谷氨酸脫羧酶活力及γ－氨基丁酸的變化，以研究原料儲藏期對發(fā)芽糙米富集γ－氨基丁酸的影響。結(jié)果表明，隨著儲藏期的延長，發(fā)芽率、谷氨酸脫羧酶活力及γ－氨基丁酸含量下降顯著(P＜0.05)，且下降速率加快。糙米發(fā)芽率月平均下降速率為2.03%，谷氨酸脫羧酶月平均失活速率為0.09 U/100 g，γ－氨基丁酸含量月平均下降速率為1.10 mg/100 g。經(jīng)相關(guān)性分析，發(fā)芽糙米中谷氨酸脫羧酶活力與γ－氨基丁酸含量呈極顯著正相關(guān)(r=0.969 5，P ＜0.01)。

儲藏期 發(fā)芽糙米 γ－氨基丁酸 谷氨酸脫羧酶

我國的稻谷產(chǎn)量、消費量與庫存量均居世界第一，近5 年的產(chǎn)量均在 1.75 ～1.99 億噸之間［1］。早秈稻在我國南方有著較大的種植面積，2010年全國總產(chǎn)量約為0.3億噸［2］，因其適口性較差，故多作加工用糧。糙米在適宜條件下發(fā)芽，其γ－氨基丁酸(γ －aminobutyric acid，GABA)含量顯著增長，營養(yǎng)特性和消化吸收性得到改善［3］。GABA是由谷氨酸脫羧酶(glutamic acid decarboxylase，GAD)在磷酸吡哆醛(pyridoxal phosphate，PLP)輔酶作用下，催化 L－谷氨酸脫羧生成的，具有增強腦細胞代謝，活化腦神經(jīng)細胞等保健功效［4］。姚森等［5］報道了不同品種的發(fā)芽糙米GABA含量存在較大差異，早稻的發(fā)芽糙米GABA含量顯著高于中稻和晚稻，秈稻稍高于粳稻，并從181份水稻品種中選出高GAD活力的早秈稻品種——“早944”。其在適宜條件下發(fā)芽72 h后GAD活力及GABA含量均達最高值，分別為9.72 U/100 g、237.05 mg/100 g［6］。

稻谷在儲藏過程中糖類、蛋白質(zhì)、脂類、氨基酸等營養(yǎng)成分及發(fā)芽率［7－12］，α、β － 淀粉酶，過氧化氫酶、蛋白酶、脂肪酶、脂肪氧合酶等酶活力［13－15］會發(fā)生變化。而對其糙米發(fā)芽后GAD活力、GABA含量變化的影響尚未見報道。本研究以“早944”品種稻谷為對象，測定了稻谷在常規(guī)儲藏條件下，存放過程中其糙米發(fā)芽率、發(fā)芽72 h后GAD活力及GABA含量的變化，研究稻谷儲藏期對發(fā)芽糙米富集GABA的影響，以確定用于生產(chǎn)高GABA米制品的原料儲藏適宜期限。

1 材料與方法

1.1 材料

“早944”稻谷:湖北省黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院。所有樣品均儲藏在室內(nèi)儲糧倉中，經(jīng)復(fù)合塑料袋包裝，裝入馬口鐵密封箱內(nèi)，陰涼干燥。

1.2 主要儀器和試劑

HP250GS型人工氣候箱:武漢瑞華儀器設(shè)備有限責(zé)任公司;722型可見光分光光度計:上海精密科學(xué)儀器有限公司;TDL－S－A型臺式離心機:上海菲恰爾分析儀器有限公司;BS－210S型分析天平:德國賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;微型礱谷機:浙江臺州市糧儀廠。

γ－氨基丁酸:生化試劑，Sigma公司;磷酸吡多醛:生化試劑，北京拜爾迪生物公司;L－谷氨酸:生化試劑，上海伯奧生物科技有限公司;β－巰基乙醇、次氯酸鈉、硼酸、無水乙醇、重蒸酚等其余試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.3 發(fā)芽糙米的制備方法

參考姚森［16］提出的發(fā)芽方法并加以改進。稱取精選后的糙米50 g，洗凈后在密封條件下用0.1 mmol/L的NaClO溶液浸泡10 min，用蒸餾水沖洗。將洗凈的糙米浸入400 mL蒸餾水中，在30℃下浸泡12 h后取出。瀝干糙米，將之均勻鋪于墊有4層滅菌紗布的帶孔隔板上，覆蓋1層紗布，隔板下端有配套盛水盒。在恒溫30℃，相對濕度為90%～95%條件下發(fā)芽培養(yǎng)。

1.4 糙米發(fā)芽率的測定

參考GB/T 5520—1985的方法測定發(fā)芽率。

1.5 γ－氨基丁酸的提取和含量的測定

取2.5 g糙米或發(fā)芽糙米，加適量蒸餾水研磨勻漿，定容至50 mL，于30℃水浴中浸提2 h后，過濾，取濾液 0.5 mL。參考陳恩成［17］和姚森［5］的方法進行顯色反應(yīng)和計算。

1.6 發(fā)芽糙米中GAD活力測定方法

參考姚森［5］的方法。取 0.3 mL粗酶液與 0.2 mL底物反應(yīng)液于30℃水浴2 h后迅速冰浴終止反應(yīng)，按1.5節(jié)的方法測定γ－氨基丁酸的含量。以每分鐘生成1 μmol γ－氨基丁酸所需要的酶量為1個GAD活力單位(U)。

1.7 數(shù)據(jù)處理與分析

應(yīng)用Excel 2003進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和繪圖，應(yīng)用SAS V 8.1統(tǒng)計軟件進行顯著性分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻谷儲藏期對糙米發(fā)芽率的影響

發(fā)芽率是衡量谷物新陳度的重要指標，與種子生活力有著極顯著相關(guān)性［18］。稻谷在儲藏過程中的過氧化氫酶活力會逐漸降低，呼吸過程中產(chǎn)生的過氧化氫會逐漸積累，致使胚芽活力降低，發(fā)芽率也相應(yīng)降低［14］。糙米發(fā)芽率的測定結(jié)果見圖1。

圖1 稻谷儲藏過程中糙米發(fā)芽率的變化

隨著稻谷儲藏期的延長，其糙米發(fā)芽率顯著下降(P＜0.05)，且下降速率加快。在儲藏0～27個月間，其糙米發(fā)芽率從98.4%降至43.7%，平均每月下降2.03%，而在第一年月平均下降速率為1.34%，第二年為2.14%。考慮生產(chǎn)中發(fā)芽率不宜低于70%，故該品種稻谷在室溫條件下用于發(fā)芽糙米生產(chǎn)的最適原料儲藏期限可定為18個月。

2.2 稻谷儲藏期對發(fā)芽糙米GAD活力的影響

由圖2可知，隨著稻谷儲藏時間延長，各樣品制備的發(fā)芽糙米在發(fā)芽72 h時所測得GAD的活力呈顯著下降趨勢(P＜0.05)。稻谷儲藏0～27個月期間，發(fā)芽糙米中GAD活力從(11.15±0.14)U/100 g降至(8.77 ±0.13)U/100 g，平均每月下降 0.09 U/100 g。稻谷原料儲藏12、15、18、21、24、27 個月時制備的發(fā)芽糙米GAD活力與新鮮稻谷制備的相比，分別降低了 5.38%、7.26%、9.33%、12.83%、16.32%、21.35%，第24～27月間 GAD 活力下降幅度較大，可能是因為稻谷已儲藏較長時間，同時，武漢市在6～9月間溫度相對偏高，稻谷的陳化加快。有研究表明，稻谷在室溫下儲藏，α、β－淀粉酶活力均呈下降趨勢，大約在4～10月下降幅度最大［13］，過氧化氫酶、多酚氧化酶等的活力均逐漸降低［14］，均與糙米發(fā)芽后GAD活力變化趨勢一致。

在常規(guī)儲藏條件下，建立了以稻谷儲藏時間為橫坐標，其發(fā)芽糙米中GAD活力為縱坐標的相關(guān)性方程，擬合曲線方程為 y= －0.002 8x2－0.009 2x+11.134，R2=0.996 3，該失活動力學(xué)模型為“早944”稻谷在常規(guī)儲藏期間其發(fā)芽糙米GAD活力的評價提供了參考。

圖2 稻谷儲藏過程中糙米發(fā)芽72 h后GAD活力變化

2.3 稻谷儲藏期對發(fā)芽糙米GABA含量的影響

由圖3可知，糙米及發(fā)芽糙米中GABA含量隨稻谷儲藏時間的延長逐漸下降，且存在顯著差異(P＜0.05)。稻谷儲藏0～27個月期間，發(fā)芽糙米GABA 含量從(448.26±5.07)mg/100 g降至(204.00 ±3.74)mg/100 g，月平均下降速率為 1.10 mg/100 g。稻谷儲藏 12、15、18、21、24、27 個月時制備的發(fā)芽糙米中GABA含量與新鮮稻谷制備的相比，分別降低了 14.43%、24.87%、32.11%、40.40%、45.41%、52.59%。

圖3 稻谷儲藏過程中糙米及發(fā)芽糙米中GABA含量的變化

3 討論

3.1 原料儲藏過程中糙米發(fā)芽率、發(fā)芽糙米中GAD活力和GABA含量的變化

稻谷隨著儲藏時間的延長，就會產(chǎn)生陳化變質(zhì)現(xiàn)象。出現(xiàn)胞壁、蛋白質(zhì)、直鏈和支鏈淀粉相對含量、羰基化合物、游離脂肪酸、脫支酶、巰基等的變化［22］。本試驗研究了稻谷儲藏過程中糙米發(fā)芽率、GAD活力和GABA含量的變化，GAD是生成GABA的關(guān)鍵限速酶，GAD活力隨著儲藏時間的延長而降低，必然會影響發(fā)芽糙米中GABA的含量，經(jīng)相關(guān)性分析，發(fā)芽糙米中GABA含量和GAD活力呈極顯著正相關(guān)(r=0.969 5，P ＜0.01)。

3.2 原料儲藏條件對發(fā)芽糙米GABA含量的影響

我國約有70%的糧食存放于農(nóng)村，現(xiàn)在仍以常規(guī)儲糧技術(shù)為主［19］。低溫儲藏、氣調(diào)儲藏、輻照儲藏、低氧低藥儲藏等方法在國內(nèi)外均有研究，低溫儲藏法是延長儲藏期、維持鮮度的最佳方法［10，20－21］，且適宜的儲藏溫度和氣調(diào)環(huán)境可保持米飯的蒸煮品質(zhì)［22］。發(fā)芽過程中適宜的溫度［16］或氣調(diào)處理［23－24］可提高發(fā)芽糙米GABA的含量，而原料稻谷或糙米的低溫、氣調(diào)儲藏對其發(fā)芽糙米中GABA含量的影響尚未見報道。不同的儲藏條件對糙米發(fā)芽后GABA的富集效果會產(chǎn)生不同影響，將進行下一步研究。

4 結(jié)論

“早944”稻谷在常規(guī)條件下儲藏27個月，糙米發(fā)芽率月平均下降速率為2.03%;儲藏過程中不同時間的發(fā)芽糙米GAD活力變化擬合曲線方程為 y= －0.002 8 x2－0.009 2x+11.134，R2=0.996 3，月平均失活速率0.09 U/100 g;GABA含量月平均下降速率為1.10 mg/100 g。GABA含量和GAD活力呈極顯著正相關(guān)(r=0.969 5，P ＜0.01)。

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Effects of Storage Period on Enrichment of γ－aminobutyric Acid in Germinated Brown Rice

Ding Junzhou Liu Zhen Zhang Lu Dong Mengyi Xiong Shanbai Zhao Siming
(College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070)

According to study for the effects of raw material's storage period on enrichment of γ－aminobutyric acid in germinated brown rice，the germination rate，activity of glutamate decarboxylase and content of γ － aminobutyric acid after germinated 72 h were regularly measured from 0 to 27 months during storage of“Z 944”early indica rice type.Results showed that the germination rate，activity of glutamate decarboxylase and γ － aminobutyric acid content decreased significantly(P ＜0.05)with the extension of storage time，and the speed was improved.The germinated brown rice was made by stored“Z 944”early indica rice，whose germination rate，activity of glutamate decarboxylase，and content of γ － aminobutyric acid respectively dropped at an average rate of 2.03%，0.09 U/100 g and 1.10 mg/100 g per month.By correlation analysis，in germinated brown rice，the activity of glutamate decarboxylase and content of γ － aminobutyric acid were significantly positively correlated(r=0.969 5，P ＜0.01).

storage period，germination brown rice，γ － aminobutyric acid，glutamate decarboxylase

TS210.1

A

1003－0174(2011)09－0083－04

湖北省科技攻關(guān)項目(2009BBB017)

2010－12－12

丁俊胄，男，1988年出生，碩士，食品科學(xué)

熊善柏，男，1963年出生，教授，博士生導(dǎo)師，水產(chǎn)品和淀粉質(zhì)食品加工保鮮理論與技術(shù)