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        糙米發(fā)芽工藝參數(shù)研究

        2015-10-21 19:11:20郭豪寧等
        安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015年21期

        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,通過單因素試驗確定最佳的糙米浸泡溫度、浸泡時間、發(fā)芽溫度、發(fā)芽時間,紫外分光光度法快速測定確定糙米及發(fā)芽糙米中的γ氨基丁酸和游離氨基酸的含量為指標,進行正交試驗。[結(jié)果]試驗表明,浸泡溫度為30 ℃,浸泡時間為10 h,發(fā)芽溫度為35 ℃,發(fā)芽時間為34 h,此條件下γ氨基丁酸的積累量達最高。 浸泡溫度為35 ℃,浸泡時間為12 h,發(fā)芽溫度為25 ℃,發(fā)芽時間為34 h,此條件游離氨基酸積累量達最高。[結(jié)論]研究可為進一步了解黑龍江省七臺河糙米產(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

        中圖分類號S509.9文獻標識碼A文章編號0517-6611(2015)21-259-04

        水稻是我國主要糧食作物,稻谷也是我國約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,長期儲藏易酸敗等特質(zhì),且γ氨基丁酸、游離氨基酸等生物活性物質(zhì)有所增加,具有更高的營養(yǎng)價值和藥理作用,是一種集營養(yǎng)和保健于一體的功能性主食。

        發(fā)芽糙米是近年來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。其功能性營養(yǎng)物質(zhì)成為國外研究熱點,國內(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,用紫外分光光度法快速測定糙米及發(fā)芽糙米中的γ氨基丁酸和游離氨基酸的含量,為進一步了解黑龍江省七臺河糙米產(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,上海博遠實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;TDL802B型臺式離心機,上海安亭科學(xué)儀器廠;HH4型數(shù)顯恒溫水浴鍋,國華電器有限公司;TU1900型雙數(shù)紫外可見分光光度計,北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

        1.2試驗方法

        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,對糙米發(fā)芽的4個因素的3個變量水平進行單因素和正交試驗的設(shè)計。

        1.2.1.1單因素試驗設(shè)計。

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

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

        設(shè)置發(fā)芽時間變量范圍30、34、36 h,浸泡時間10 h,發(fā)芽溫度30 ℃,浸泡溫度30 ℃。測定此條件下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。糙米發(fā)芽對其中γ氨基丁酸及游離氨基酸含量影響的正交試驗設(shè)計如表1。

        1.2.2糙米及發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸的含量 。

        γ氨基丁酸標準曲線的制作參考郭曉娜等[4]、張輝等[10]、Aurisano N等[11]的方法進行操作。

        糙米及發(fā)芽糙米γ氨基丁酸含量測定:稱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3 000 r/min離心10 min取上清液待測。吸取待測樣液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)藍綠色,向試管加入2.0 ml 60%乙醇溶液,在波長635 nm下,用1 cm比色皿測定溶液的吸光度。

        1.2.3糙米及發(fā)芽糙米中游離氨基酸的含量。

        游離氨基酸標準曲線的制作:參考李興軍等[12]、孫向東[13]的方法進行試驗。

        糙米及發(fā)芽糙米γ氨基丁酸含量測定:稱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,立即在每個試管中加入5 ml 95%的乙醇,上塞,混勻。在570 nm 波長下測定溶液的吸光值。

        2結(jié)果與分析

        2.1發(fā)芽條件對糙米中γ氨基丁酸含量的影響

        2.1.1發(fā)芽溫度對發(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γ氨基丁酸含量較高,發(fā)芽溫度較低或過高其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浸泡時間對發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量的影響。

        如圖2,浸泡時間為10~12 h,時間延長發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸的含量下降。浸泡時間為12~14 h,時間延長γ氨基丁酸含量上升。但種子浸泡時間過長會發(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)浸泡時間為10 h。

        2.1.3浸泡溫度對發(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)芽時間對發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸含量的影響。

        如圖4,發(fā)芽時間36 h時發(fā)芽糙米中γ氨基丁酸的含量最高,總體上發(fā)芽時間對發(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氨基丁酸含量的測定結(jié)果與分析

        2.2.1γ氨基丁酸標準曲線。

        據(jù)測定數(shù)據(jù),以γ氨基丁酸標準品含量為橫坐標,對應(yīng)在635 nm處測的標準品溶液的吸光度為縱坐標,做γ氨基丁酸的標準曲線(圖5)。當(dāng)γ氨基丁酸含量在0~10.0 mg/L時線性關(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。

        圖5為基礎(chǔ),計算得出待測樣品在635 nm處的吸光度對應(yīng)的γ氨基丁酸的含量,并處理正交試驗(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、浸泡時間、發(fā)芽時間,其中發(fā)芽溫度對發(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 ℃、浸泡時間10 h、發(fā)芽溫度35 ℃、發(fā)芽時間34 h。

        2.3發(fā)芽條件對發(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 ℃時上升不明顯。

        2.3.2浸泡溫度對發(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,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,發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量達到的最高值。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浸泡時間對發(fā)芽糙米中游離氨基酸含量的影響。

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

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

        如圖9,發(fā)芽時間為36 h時,發(fā)芽糙米中游離氨基酸的積累量達到最高,但從總體上分析得出,發(fā)芽時間對發(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定結(jié)果

        2.4.1游離氨基酸標準曲線。

        據(jù)測定數(shù)據(jù),以游離氨基酸標準品的含量為橫坐標,對應(yīng)在570 nm處測定的標準品溶液的吸光度為縱坐標,做游離氨基酸的標準曲線(圖10)。當(dāng)游離氨基酸含量在0~6 mg/L時線性關(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。

        圖10為基礎(chǔ),計算得出待測樣品在570 nm處的吸光度對應(yīng)的游離氨基酸的含量,并處理正交試驗(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,表示該因素的水平變化對發(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、浸泡時間、發(fā)芽時間,其中發(fā)芽溫度對發(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 ℃、浸泡時間12 h、發(fā)芽溫度25 ℃、發(fā)芽時間34 h。

        3結(jié)論與討論

        該試驗從影響糙米發(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行了全面的研究。結(jié)果表明,測定γ氨基丁酸的含量時糙米發(fā)芽的最佳條件為:30 ℃浸泡10 h后在35 ℃下發(fā)芽34 h;測定游離氨基酸含量時糙米發(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。

        該研究為進一步了解黑龍江省七臺河糙米產(chǎn)品提供可靠依據(jù),為人們在生活中制作發(fā)芽糙米提供一定的理論依據(jù)。

        參考文獻

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