CN104605273A - 一种富含γ-氨基丁酸的小米发芽糙米及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种富含γ-氨基丁酸的小米发芽糙米的制备方法，包括以下步骤：1)将谷子砻谷去除谷壳，保留米糠和胚芽得到小米糙米，用有效氯为5-30ppm的微酸性电解水对小米糙米进行清洗获得清洗后的小米糙米；2)将所述清洗后的小米糙米浸泡于CaCl2培养液中8-12h，弃去浸泡液，避光发芽培养48-72h；3)将发芽培养后的小米糙米进行灭酶和干燥处理获得小米发芽糙米。本发明所提供的方法能够有效抑制发芽过程中微生物污染，出芽率高、发芽时间短，发芽获得的小米发芽糙米中营养成分富集程度高可达126.60mg/100g，是一种新型的功能性食品和理想的全谷物食品。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体的，涉及一种富含γ-氨基丁酸的小米发芽糙米及其制备方法。
背景技术
中国是世界上最主要的谷子生产国，目前种植面积和产量均居全球第一位。小米是谷子脱壳的产物，小米糙米是谷子去除了谷壳后剩余的全籽粒，由米糠、胚芽和胚乳三部分组成，外形呈圆形，色泽一般为黄色略深(与精制米相比)。虽然小米糙米的营养价值较高，但是米糠中含有大量的粗纤维，其吸水性和膨胀性很差，造成小米糙米的蒸煮性和口感色泽较差，无法与精制小米或大米的细腻口感和亮白外观竞争。这些问题制约着小米糙米的食用品质，如何改善小米糙米的食用品质是亟待解决的问题。γ-氨基丁酸(γ-amino butyric acid，GABA)是一种新型的食品功能因子，美国FDA和我国卫生部均已批准为新食品原料。医学研究表明，GABA具有多方面重要的生理功能，小米糙米中GABA的含量较高，因此如何保持小米糙米中GABA的含量也是改善小米糙米的食用品质的过程中需要关注的问题。
发芽技术是近年来新兴的一种生物技术，国内外已广泛应用于大米的品质改良和生理活性物质富集，但在小米中鲜有报道。目前用于小米糙米的发芽技术未见报道。有文献报道将发芽技术用于谷子中，通常是将发芽温度和时间进行了优化。但谷子带壳不能食用，如果砻谷去壳，则将芽也同时去掉，造成小米中富含的γ-氨基丁酸绝大部分都被损失掉，因此该方法在针对小米的实际应用上受到很大的限制。而且在发芽过程中由于谷物营养丰富，容易遭受微生物污染，因此抗菌是需要解决的关键问题。当前谷物发芽中主要使用次氯酸钠对抗微生物污染，但容易残留在产品中有异味。
因此有必要对现有的发芽技术进行改良提供一种新的适合于小米发芽糙米的制备方法，从而获得营养成分γ-氨基丁酸富集程度高的小米发芽糙米。
发明内容
本发明的第一个目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种能够有效抑制发芽过程中微生物污染、营养成分γ-氨基丁酸富集程度高，出芽率高、发芽时间短的小米发芽糙米的制备方法。
本发明的第二个目的在于提供一种营养成分含量高、口感好、富含γ-氨基丁酸的小米发芽糙米。
为达到本发明的第一个目的，本发明创造性的将发芽技术用于小米糙米的品质改良，经过长期的实验研究，攻克了微生物污染、出芽率低、发芽时间长等一系列关键问题，建立了适合小米糙米的一套制备方法。
本发明提供了一种小米发芽糙米的制备方法，包括以下步骤：
1)用有效氯为5-30ppm的微酸性电解水对小米糙米进行清洗获得清洗后的小米糙米；
2)将所述清洗后的小米糙米浸泡于CaCl2培养液中8-12h，弃去浸泡液，避光发芽培养48-72h；
3)将发芽培养后的小米糙米进行灭酶和干燥处理获得小米发芽糙米。
可选的，所述微酸性电解水的pH为5-6，清洗的时间为10-15min。
可选的，所述CaCl2培养液是用所述微酸性电解水配制的CaCl2浓度为1～10mmol/L的培养液。
可选的，在步骤2)中，浸泡的条件为在25～40℃浸泡8～12h，其中每隔2h更换1次CaCl2培养液。
可选的，所述发芽培养的条件包括，在25～40℃恒温避光条件下培养，每隔10-12h淋洒一次CaCl2培养液。
可选的，在步骤3)中，灭酶的方法为将所述发芽培养后的小米糙米与温度为50～80℃的热水接触3-7min，发芽培养后的小米糙米与热水的质量比为1：4-6。
可选的，所述小米糙米是去除谷壳但保留米糠和胚芽并去除杂质和不饱满颗粒后得到的小米糙米。
可选的，所述微酸性电解水的有效氯为10-25ppm，pH为5.2-5.8。
可选的，相对于100g的小米糙米，每次浸泡所使用的CaCl2培养液的用量为300-500ml，培养过程中每次淋洒所使用的CaCl2培养液的用量为80-100ml。
为达到本发明的第二个目的，本发明还提供了利用本发明所提供的方法制备获得的小米糙米。
本发明所提供的小米发芽糙米的γ-氨基丁酸含量高于20mg/100g，最高可达126.60mg/100g。
与现有技术相比，本发明所提供的小米发芽糙米的制备方法具有以下优点：
(1)本发明建立了一套适合小米糙米的避光培养发芽条件，提高了出芽率，缩短了发芽时间，有效抑制了光合作用造成的内源物质损失，显著促进了γ-氨基丁酸(GABA)的富集。
(2)本发明利用微酸性电解水清洗、浸泡及发芽，能够有效调节培养液pH，促进内源酶的激活，同时可以起到杀菌作用，有效的抑制了小米糙米发芽过程中微生物的污染。
(3)在小米发芽糙米培养液中添加微量的CaCl2，安全无毒，显著提高谷氨酸脱羧酶(GAD)活力，实现GABA在小米糙米发芽过程中的大量富集。
本发明所提供的小米发芽糙米是小米糙米发芽到一定程度后的籽粒及芽体。小米糙米发芽时其淀粉酶、蛋白酶和植酸酶等被激活和释放，大分子物质被降解，质地软化，且具有多种生理活性功能的γ-氨基丁酸含量显著增加，本发明利用HPLC检测到在小米糙米中含量约为10mg/100g，现有文献关于发芽技术处理小米糙米尚未见报道。本发明创造性的将发芽技术用于小米糙米，GABA实现了显著的富集，可达20-126.60mg/100g，是未经发芽处理的2-12.66倍。使得小米发芽糙米的营养价值和食用品质相比于小米糙米得到提高和改善。
附图说明
图1为小米发芽糙米照片。
图2为小米发芽糙米中γ-氨基丁酸的HPLC图谱；
其中GABA代表γ-氨基丁酸，图中圆圈中第二个峰为GABA，右上角的小图是圆圈中区域的放大。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种小米发芽糙米的制备方法，包括以下步骤：
1)用有效氯为5-30ppm的微酸性电解水对小米糙米进行清洗获得清洗后的小米糙米；
2)将所述清洗后的小米糙米浸泡于CaCl2培养液中8-12h，弃去浸泡液，避光发芽培养48-72h；
3)将发芽培养后的小米糙米进行灭酶和干燥处理获得小米发芽糙米。
其中，所述微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water,SAEW)又称微酸性离子水、微酸性氧化电位水，pH值接近中性，有效氯几乎完全以杀菌效果极强的次氯酸分子(HClO)形式存在，其杀菌能力是次氯酸根(ClO-)的100倍左右。微酸性电解水腐蚀性小，生产过程中无氯气排放，对环境和操作人员无危害，低有效氯浓度的电解水就能达到很好的杀菌效果，杀菌后还原成普通水，安全、绿色、环保，并且具有较好的贮藏稳定性。
在本发明所提供的方法中，所述微酸性电解水的pH为5-6，优选的，为了获得更好的抗杂菌污染和GABA生成效果，所述微酸性电解水的有效氯为10-25ppm，pH为5.2-5.8。特别优选的情况下，所述微酸性电解水的有效氯为15ppm，pH为5.8。
其中，所述小米糙米是去除谷壳但保留米糠和胚芽并去除杂质和不饱满颗粒后得到的小米糙米。本发明所提供的方法中，对去除谷壳的方式没有特别的限制，例如可以使用砻谷机进行。
其中，所述清洗的的次数可以为3-5次，清洗的总时间可以为10-15min。清洗的方式可以为将小米糙米置于烧杯中，比加入微酸性电解水，搅拌2.5-3.5min，弃去微酸性电解水，重复3-5次。
清洗的温度为30-36℃，相对于100g的所述小米糙米，每次清洗所使用的微酸性电解水的量为300-500ml。
在本发明所提供的方法中，所述CaCl2培养液是用所述微酸性电解水配制的CaCl2浓度为1～10mmol/L的培养液，优选的，为了获得更好的GABA富集的效果，培养液中CaCl2的浓度为2-8mmol/L。
本发明所提供的培养液中还可以含有1-4mg/ml的谷氨酸钠和1-4mmol/L的维生素B6。
其中，在步骤2)中，浸泡的条件为在25～40℃浸泡8～12h，其中每隔2h更换1次CaCl2培养液。优选的，为了获得最好的营养富集效果，相对于100g的所述小米糙米，浸泡的条件为在30-38℃浸泡10～12h。
其中，相对于100g的小米糙米，每次浸泡所使用的CaCl2培养液的用量为300-500ml，培养过程中每次淋洒所使用的CaCl2培养液的用量为80-100ml。
可选的，所述发芽培养的条件包括，在25～40℃优选30-38℃的恒温避光条件下培养，每隔10-12h淋洒一次CaCl2培养液。
可选的，在步骤3)中，灭酶的方法为将所述发芽培养后的小米糙米与温度为50～80℃的热水接触3-7min，发芽培养后的小米糙米与热水的质量比为1：4-6。
本发明对于干燥的方法没有特别的限制，例如可以采用鼓风干燥的方式进行烘干，干燥优选在50-60℃的条件下进行。
本发明还提供了利用本发明所述的方法制备获得的小米糙米。
本发明所提供的小米发芽糙米的γ-氨基丁酸含量高于20mg/100g。
本发明所提供的小米发芽糙米成品浅黄色、有光泽，颗粒均一，γ-氨基丁酸含量为最高可以达到126.60mg/100g。
下面通过实施例对本发明所提供的方法对本发明进行详细的说明。
以下实施例中，γ-氨基丁酸含量利用高效液相色谱法进行测定，测定步骤如下：
样品准备：将小米发芽糙米粉碎，准确称取7.0g放入三角瓶中，加28ml去离子水，用水浴恒温振荡器在40℃、150r/min的条件下进行振荡提取1h。8000r/min离心15min，上清液定容到25ml，震荡，获得样品的GABA提取液。
样品测定：用含有1％2,4-二硝基氟苯的乙腈溶液作为衍生剂，取1ml样品置10ml棕色容量瓶中，加0.5mol/L NaHC03(pH9.0)溶液1ml和1％2，4-二硝基氟苯乙腈溶液1ml，置于60℃水浴中暗处理lh后取出，冷却；加pH7.0磷酸盐缓冲溶液至刻度，震荡均匀，经0.22μm膜过滤后，转移至样品管中，取20μl进样。
色谱条件：色谱柱：Waters Sunfire C184.6mm×250mm，5μm。流动相：由A、B双组分组成。A，V(CH3CN)：V(H20)＝1：1；B，pH7.0的磷酸盐缓冲液。流速为1.0ml/min；检测波长为360nm；柱温35℃；进样量20μl；梯度方法见表1(小米中GABA的HPLC测定条件)。
表1
| 时间/min | 流速/ml·min-1 | A/％ | B/％ |
| 0 | 1 | 16 | 84 |
| 20 | 1 | 80 | 20 |
| 30 | 1 | 16 | 84 |
实施例1
谷子砻谷去除谷壳，弃去不饱满颗粒，得到小米糙米1000g。用有效氯为15ppm、pH为5.8的微酸性电解水清洗5次，每次用量3L。有效氯为15ppm、pH为5.8的微酸性电解水配制的3.0mmol/L的CaCl2溶液作为培养液，将清洗后的小米糙米用CaCl2培养液(3L)在34℃浸泡12h，每隔2h换培养液一次。浸泡完成后，弃去培养液在34℃恒温培养箱中避光培养，发芽60h，期间每隔12h淋洒一次培养液(每次800mL)。发芽完成后采用热水灭酶方式，在水温60℃，料液比为1：5的条件下热烫5min，沥干多余水分，在40℃鼓风干燥箱中烘干，小米发芽糙米照片见图1。利用高效液相色谱法测定，小米发芽糙米成品中γ-氨基丁酸含量为126.60mg/100g(图2为小米发芽糙米中γ-氨基丁酸的HPLC图谱)。
对比例1
谷子砻谷去除谷壳，弃去不饱满颗粒，得到小米糙米1000g。用自来水清洗后，用3L的0.5％的次氯酸钠溶液浸泡30min，然后用无菌水清洗5次。将清洗后的小米糙米在3L的30℃无菌水中浸泡12h，每隔2h换浸泡液一次。浸泡完成后在30℃恒温培养箱中白炽灯照射下培养，发芽60h，期间每隔12h淋洒一次无菌水(每次800mL)。其余操作同实施例1，得到小米发芽糙米成品中γ-氨基丁酸含量为18.60mg/100g。
对比例2
谷子砻谷去除谷壳，弃去不饱满颗粒，得到小米糙米1000g。用自来水清洗后，用3L的0.5％的次氯酸钠溶液浸泡30min，然后用无菌水清洗5次。将清洗后的小米糙米在3L的35℃无菌水中浸泡12h，每隔2h换浸泡液一次。浸泡完成后在35℃恒温培养箱中避光培养，发芽60h，期间每隔12h淋洒一次无菌水(每次800mL)。其余操作同实例1，得到小米发芽糙米成品中γ-氨基丁酸含量为59.01mg/100g。
对比例3
谷子砻谷去除谷壳，弃去不饱满颗粒，得到小米糙米1000g。用自来水清洗后，用3L的0.5％的次氯酸钠溶液浸泡30min，然后用无菌水清洗5次。浸泡液和培养液用3mmol/L CaCl2水溶液代替，将清洗后的小米糙米在3L的35℃浸泡液中浸泡12h，每隔2h换浸泡液一次。浸泡完成后在35℃恒温培养箱中避光培养，发芽60h，期间每隔12h淋洒一次培养液(每次800mL)。其余操作同实例1，得到小米发芽糙米成品中γ-氨基丁酸含量为85.57mg/100g。
对比例4
对比例4用于说明培养方式对小米糙米发芽过程中GABA的影响。
采用与实施例1相同的方法制备小米发芽糙米，不同的是，发芽培养的培养方式为在自然光条件下进行发芽培养，GABA含量为45.08mg/100g。
对比例5
对比例5用于说明培养方式对小米糙米发芽过程中GABA的影响。
采用与实施例1相同的方法制备小米发芽糙米，不同的是，发芽培养的培养方式为在在白炽灯不间断光照下进行发芽，GABA含量为22.90mg/100g。
实施例2-5
实施例2-5用于说明培养温度对小米糙米发芽过程中GABA的影响。
采用与实施例1相同的方法制备小米发芽糙米，不同的是，发芽培养的温度如表2所示，其中，35℃发芽60h，小米发芽糙米中GABA含量为59.41mg/100g；40℃发芽60h，小米发芽糙米中GABA含量为49.57mg/100g。
表2
| 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 培养温度(℃) | 25 | 30 | 35 | 40 |
| GABA(mg/100g) | 26.59±2.34 | 57.18±3.47 | 59.41±1.08 | 49.57±3.11 |
实施例6-8
实施例6-8用于说明CaCl2浓度对小米糙米发芽过程中GABA的影响，采用与实施例1相同的方法制备小米发芽糙米，不同的是，Ca+浓度如表3所示。
表3
| 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | |
| Ca+浓度(mmol/L) | 1 | 2 | 4 |
| GABA(mg/100g) | 69.70±2.27 | 83.61±3.11 | 81.60±5.15 |
实施例9-11
实施例9-11用于说明微酸性电解水中有效氯浓度对小米糙米发芽过程中GABA的影响。
采用与实施例1相同的方法制备小米发芽糙米，不同的是微酸性电解水的有效氯浓度如表4所示，检测GABA的浓度列于表4。
表4
| 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | |
| 有效氯浓度(ppm) | 0 | 5 | 30 |
| GABA(mg/100g) | 106.83±5.29 | 107.07±6.07 | 75.73±6.94 |
实施例12
采用与实施例1相同的方法制备小米发芽糙米，不同的是培养液中还可以含有3mg/ml的谷氨酸钠和3mmol/L的维生素B6。检测GABA的浓度为123.2mg/100g。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种小米发芽糙米的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)用有效氯为5-30ppm的微酸性电解水对小米糙米进行清洗获得清洗后的小米糙米；
2)将所述清洗后的小米糙米浸泡于CaCl2培养液中8-12h，弃去浸泡液，避光发芽培养48-72h；
3)将发芽培养后的小米糙米进行灭酶和干燥处理获得小米发芽糙米。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微酸性电解水的pH为5-6，清洗的时间为10-15min。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述CaCl2培养液是用所述微酸性电解水配制的CaCl2浓度为1～10mmol/L的培养液。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，浸泡的条件为在25～40℃下浸泡8～12h，其中每隔2h更换1次CaCl2培养液。
5.根据权利要求1、2或4所述的制备方法，其特征在于，所述发芽培养的条件包括，在25～40℃恒温避光条件下培养，每隔10-12h淋洒一次CaCl2培养液。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤3)中，灭酶的方法为将所述发芽培养后的小米糙米与温度为50～80℃的热水接触3-7min，发芽培养后的小米糙米与热水的质量比为1：4-6。
7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述小米糙米是去除谷壳但保留米糠和胚芽并去除杂质和不饱满颗粒后得到的小米糙米。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述微酸性电解水的有效氯为10-25ppm，pH为5.2-5.8。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，相对于100g的小米糙米，每次浸泡所使用的CaCl2培养液的用量为300-500ml，培养过程中每次淋洒所使用的CaCl2培养液的用量为80-100ml。
10.利用权利要求1-9中任意一项所述的方法制备获得的小米糙米。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150513 |