馬先紅，劉景圣，陳翔宇

（1.吉林化工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，吉林吉林132022；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長春130118；3.小麥和玉米深加工國家工程試驗(yàn)室，吉林長春130118）

糧食發(fā)芽是指有生命力的糧食種子吸水后，經(jīng)過一定時(shí)期的呼吸作用，種胚從種皮中生長出來，露出胚根，這個(gè)過程稱之為糧食發(fā)芽。隨著發(fā)芽的進(jìn)行，糧食中的蛋白質(zhì)、脂肪等一些大分子物質(zhì)被分解，維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)素被釋放，激活各種酶和合成一些酶，使糧食成分發(fā)生了一定的變化。其中，糧食發(fā)芽是一種有效的 γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）的富集方法。

GABA在高等動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中具有抑制和興奮神經(jīng)遞質(zhì)活動的雙重作用[1]，有助于治療癲癇[2]和精神分裂癥[3]，對緩解精神壓力及維持血壓健康等方面具有一定的生理功效[4-5]。目前，國內(nèi)外已對GABA在糙米、玉米、大豆、豇豆和蕎麥等糧食發(fā)芽過程中的富集技術(shù)及其產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)行了大量研究。本文對各種糧食發(fā)芽富集GABA的最優(yōu)條件及富含GABA的發(fā)芽糧食功能食品的開發(fā)進(jìn)行了綜述。

1 糧食發(fā)芽富集GABA技術(shù)

1.1 米類發(fā)芽富集GABA技術(shù)

1.1.1 糙米

發(fā)芽糙米具有預(yù)防慢性疾病的功能，主要功效成分是GABA[6]。秈稻“揚(yáng)兩優(yōu)6號”在CO2和N2厭氧脅迫發(fā)芽情況下，得出CO2的處理效果要好于N2，得到最佳厭氧脅迫條件是糙米發(fā)芽66 h后開始持續(xù)使用CO2處理達(dá)6 h，脅迫終點(diǎn)時(shí)GABA含量為（965.44±29.35）mg/100 g（以干基計(jì)），比未進(jìn)行厭氧脅迫的發(fā)芽糙米提高460.13 mg/100 g（以干基計(jì)），與其他處理時(shí)段相比含量也最大[7]。Zhang等[8]利用纖維素酶預(yù)處理糙米優(yōu)化了發(fā)芽工藝，酶濃度為0.47 mg/mL，49.5℃條件下酶解80min，發(fā)芽糙米中GABA的含量為16.12mg/100 g，未經(jīng)酶解的發(fā)芽糙米含量為13.05 mg/100 g。

1.1.2 玉米

玉米發(fā)芽后GABA得到了很好的富集效果。低氧脅迫玉米發(fā)芽72 h后，GABA含量達(dá)到0.65 mg/g，提高12.2倍[9]；再將低氧脅迫發(fā)芽72 h后的玉米，在-18℃冷凍6 h和25℃回溫4 h條件下，發(fā)芽玉米中GABA含量提高29.9倍，達(dá)到1.52 mg/g（以干基計(jì)），低氧與低溫脅迫可以富集發(fā)芽玉米中GABA含量[10]。

1.1.3 黑米

黑米發(fā)芽過程中GABA含量呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律。黑米發(fā)芽前經(jīng)過Ca2+浸泡，采用恒溫22℃和28℃、黑暗環(huán)境中發(fā)芽；22℃培養(yǎng)的發(fā)芽黑米中GABA的含量在發(fā)芽前4 d內(nèi)不斷增大，之后開始減小，最高值是123.2 μg/g，與原黑米相比提高了125.3%；而28℃發(fā)芽的黑米中GABA含量在前3 d內(nèi)不斷增大，之后開始減小，最高值是96.2 μg/g，與原黑米相比GABA含量提高了95.6%[11]。

1.1.4 粟米

粟米發(fā)芽可大量富集GABA，將粟米浸泡16 h，25℃下發(fā)芽60 h后，發(fā)芽粟米中GABA含量最高達(dá)6.5 mg/g（以干基計(jì)）[12]。

1.2 豆類發(fā)芽富集GABA技術(shù)

1.2.1 大豆

大豆發(fā)芽前后GABA含量發(fā)生了很大的改變，發(fā)芽72 h后GABA的含量最大可達(dá)到58.17 mg/100 g[13]。王淑芳等[14]得到最優(yōu)低氧脅迫大豆芽菜富集GABA的培養(yǎng)液組分：NaCl、VB6和 CaCl2濃度分別為 42.49、62.6、6.21 mmol/L，此條件處理下大豆芽菜GABA含量為2.77 mg/g（以干基計(jì)）。

1.2.2 蠶豆

蠶豆中精氨酸含量高，發(fā)芽后利于GABA的形成，以蠶豆（啟豆2號）為原料，低氧聯(lián)合NaCl脅迫其發(fā)芽富集GABA，結(jié)果表明非脅迫培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)pH和脅迫培養(yǎng)時(shí)間對發(fā)芽蠶豆GABA的富集影響是顯著的，最適條件是非脅迫培養(yǎng)1.5 d、培養(yǎng)液pH 3.5和低氧聯(lián)合NaCl脅迫4 d，得到發(fā)芽蠶豆GABA含量為1.06 mg/g（以干基計(jì)），是發(fā)芽前蠶豆的7.57倍[15]。

1.2.3 豇豆

豇豆發(fā)芽可有效提高GABA富集效果，將豇豆在34℃條件下浸25 h，33℃條件下發(fā)芽24 h，豇豆中GABA的含量達(dá)到了203.53 mg/100 g，是原料豇豆中GABA的7.48倍，同時(shí)建立了預(yù)測豇豆發(fā)芽過程中的GABA含量與浸泡溫度和時(shí)間、發(fā)芽溫度和時(shí)間之間的二次多項(xiàng)式模型[16]。

1.2.4 黑豆

發(fā)芽能夠改善黑豆?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)，黑豆發(fā)芽后蛋白質(zhì)和氨基酸含量發(fā)生了變化，將黑豆在38℃下浸泡5 h，28℃下發(fā)芽6 d，得到的發(fā)芽黑豆中GABA含量為94.4 mg/100 g，內(nèi)源蛋白酶活力為134.68 U/mL[17]。

1.2.5 綠豆

綠豆發(fā)芽后GABA含量得到了很大的提高，綠豆在溫度為40℃、pH為6.0、谷氨酸鈉的濃度為4mmol/L、Ca2+濃度為1.5 mmol/L和維生素B6為1.5 mmol/L時(shí)發(fā)芽2 h，發(fā)芽綠豆中GABA含量達(dá)到796.8 mg/100 g（以干基計(jì)）[18]。

1.3 麥類發(fā)芽富集GABA技術(shù)

1.3.1 苦蕎

苦蕎發(fā)芽過程胚和子葉中GABA含量均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，發(fā)芽前4 d苦蕎胚和子葉中GABA持續(xù)上升，發(fā)芽至第4天時(shí)，苦蕎胚和子葉中GABA積累量達(dá)到最大，分別為0.1549 mg/g（以干基計(jì)）與0.230 5 mg/g（以干基計(jì)），是第1天的1.32和1.54倍，然后呈現(xiàn)平緩的降低趨勢[19]。

1.3.2 大麥

大麥在發(fā)芽過程中GABA含量呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢。曾亞文等[20]對大麥發(fā)芽過程中GABA含量變化進(jìn)行了研究，未發(fā)芽大麥籽粒、發(fā)芽1 d～2 d和發(fā)芽3 d～9 d的大麥籽粒GABA含量各為45.84 mg/100 g、38.52 mg/100 g～40.82 mg/100 g 和 46.15 mg/100 g～66.46 mg/100 g，28個(gè)品系GABA富集最大平均值是最小平均值的2.1倍。

2 富含GABA發(fā)芽糧食的食品開發(fā)

發(fā)芽糧食富集GABA是以糧食為原料，所以成本偏高，且不易得到純品，所以在工業(yè)生產(chǎn)中大多應(yīng)用于富含GABA功能性食品的開發(fā)，主要有富含GABA的饅頭、飲料、酒及營養(yǎng)粉等功能食品，見表1[21-28]。

表1 富含GABA發(fā)芽糧食的食品Table 1 Foods rich in GABA

3 展望

糧食發(fā)芽是一個(gè)復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，在發(fā)芽的過程中，改善了糧食的營養(yǎng)成分，提高了糧食的營養(yǎng)價(jià)值，是一種有效的GABA富集方式。目前，大量研究人員優(yōu)化了糧食發(fā)芽富集GABA的技術(shù)條件并開發(fā)了富含GABA的主食、飲料、酒、營養(yǎng)粉等功能性食品。糧食發(fā)芽是GABA富集的一種生物合成方法，是糧食提質(zhì)減損與綠色加工技術(shù)，且生長快、周期短、易于實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，所以發(fā)芽糧食在糧食深加工中具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1] Vastagh C,Schwirtlich M,Kwakowsky A,et al.The spatiotemporal segregation of GAD forms defines distinct GABA signaling functions in the developing mouse olfactory system and provides novel insights into the origin and migration of GnRH neurons[J].Developmental neurobiology,2015,75(3):249-270

[2] Chowdhury F A,O'Gorman R L,Nashef L,et al.Investigation of glutamine and GABA levels in patients with idiopathic generalized epilepsy using MEGAPRESS[J].Journal of Magnetic Resonance Imaging,2015,41(3):694-699

[3] Marenco S,Savostyanova A A,van der Veen J W,et al.Genetic modulation of GABA levels in the anterior cingulate cortex by GAD1 and COMT[J].Neuropsychopharmacology,2010,35(8):1708-1717

[4] Yoshimura M,Toyoshi T,Sano A,et al.Antihypertensive effect of a γ-aminobutyric acid rich tomato cultivar ‘DG03-9’in spontaneously hypertensive rats[J].Journal of agricultural and food chemistry,2009,58(1):615-619

[5] Palmer L M,Schulz J M,Murphy S C,et al.The cellular basis of GABAB-mediated interhemispheric inhibition[J].Science,2012,335(6071):989-993

[6] Kim H.Functional foods and the biomedicalisation of everyday life:a case of germinated brown rice[J].Sociology of health&illness,2013,35(6):842-857

[7] 丁俊胄,楊特武,周強(qiáng),等.厭氧脅迫對發(fā)芽糙米中γ-氨基丁酸含量變化的影響[J].中國糧油學(xué)報(bào),2015,30(2):6-10,32

[8] Zhang Q,Jia F,Zuo Y,et al.Optimization of cellulase conditioning parameters of germinated brown rice on quality characteristics[J].Journal of Food Science and Technology,2015,52(1):465-471

[9] 尹永祺,吳進(jìn)賢,劉春泉,等.低氧脅迫下發(fā)芽玉米淀粉特性及高γ-氨基丁酸玉米飲料開發(fā)[J].食品科學(xué),2014,35(6):234-239

[10]尹永祺,吳進(jìn)賢,劉春泉,等.低氧與低溫脅迫對發(fā)芽玉米籽粒中γ-氨基丁酸富集的影響[J].食品科學(xué),2015,36(1):89-93

[11]傅維,呂曉玲,孫勇民.發(fā)芽黑米中γ-氨基丁酸及礦物元素含量變化的研究[J].食品工業(yè)科技,2011(9):178-180

[12]高遠(yuǎn),沙坤,張澤俊.富含γ-氨基丁酸發(fā)芽粟米生產(chǎn)工藝優(yōu)化[J].糧食與油脂,2013,26(12):19-21

[13]鮑會梅.大豆發(fā)芽過程中成分變化及營養(yǎng)特性的研究[J].食品工業(yè),2015(4):293-296

[14]王淑芳,楊潤強(qiáng),顧振新.低氧脅迫下大豆發(fā)芽富集γ-氨基丁酸品種篩選及培養(yǎng)條件優(yōu)化[J].食品科學(xué),2014,35(21):159-163

[15]楊潤強(qiáng),陳惠,顧振新.低氧聯(lián)合NaCl脅迫下蠶豆發(fā)芽富集γ-氨基丁酸培養(yǎng)條件優(yōu)化[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2012(5):77-80

[16]申迎賓,范子劍,麻浩.響應(yīng)面法優(yōu)化發(fā)芽豇豆積累γ-氨基丁酸工藝條件的研究[J].食品科學(xué),2010(2):10-16

[17]翟瑋瑋,焦宇知.黑豆發(fā)芽過程中蛋白質(zhì)及γ-氨基丁酸的變化及發(fā)芽條件的優(yōu)化[J].食品科學(xué),2009(19):51-54

[18]郝文靜,張曉鳴,黃漢榮.發(fā)芽綠豆生物轉(zhuǎn)化法富集γ-氨基丁酸[J].食品與機(jī)械,2012,28(5):34-38

[19]朱云輝,郭元新.發(fā)芽苦蕎GABA的富集及氨基酸等含氮物的變化[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2015(2):85-88

[20]曾亞文,楊濤,普曉英,等.大麥籽粒中γ-氨基丁酸、總黃酮和生物堿含量在發(fā)芽過程中的變化[J].麥類作物學(xué)報(bào),2012,32(1):135-139

[21]Charoenthaikij P,Jangchud K,Jangchud A,et al.Germination Conditions Affect Selected Quality of Composite Wheat-Germinated Brown Rice Flour and Bread Formulations[J].Journal of food science,2010,75(6):S312-S318

[22]Xu F Y,Gao Q H,Ma Y J,et al.Comparison of Tartary Buckwheat Flour and Sprouts Steamed Bread in Quality and Antioxidant Property[J].Journal of Food Quality,2014,37(5):318-328

[23]劉崑,王晶晶,于小磊,等.發(fā)芽糙米乳酸菌飲料的研制[J].糧食與飼料工業(yè),2013(3):30-33

[24]金子鑫,楊瑞金,朱生博,等.家用豆?jié){機(jī)制作胚芽豆?jié){[J].食品與機(jī)械,2015,31(1):217-221,225

[25]蓋倫,姜帆,韓建春.以發(fā)芽糙米為主要原料生產(chǎn)富含γ-氨基丁酸白酒[J].釀酒,2013(6):102-105

[26]耿欣,杜江,肖軍霞.富含阿魏酸和γ-氨基丁酸的發(fā)芽糙米酸奶品質(zhì)控制的研究[J].中國食品學(xué)報(bào),2011,11(7):74-80

[27]呂齊明,傅曉如,周遠(yuǎn),等.富含γ-氨基丁酸發(fā)芽糙米米粉條的研制[J].糧食與飼料工業(yè),2014,12(7):20-23

[28]孫雨茜,楊潤強(qiáng),尹永祺,等.高γ-氨基丁酸發(fā)芽營養(yǎng)粉的研制[J].食品工業(yè)科技,2014(21):238-241,247