温度和时间对发芽糙米中_氨基丁酸含量的影响

中国粮油学报

JournaloftheChineseCerealsandOilsAssociation

Vol.24,No.9

Sep.2009

温度和时间对发芽糙米中γ-氨基丁酸含量的影响

郑向华　陈　荣　叶　宁　卢礼斌　何　琴　叶新福

(福建省农科院水稻研究所,福州　350019)

摘　要　以福建省农科院水稻所提供的籼稻“繁71-49”为原料,对发芽糙米的生产工艺进行研究。研

究了浸泡温度、浸泡时间、发芽温度和发芽时间等因素对吸水率、发芽率和γ-氨基丁酸含量的影响。结果表明,吸水率和发芽率与浸泡温度和时间有关,吸水率影响发芽率,发芽时间对发芽糙米的γ-氨基丁酸含量产生影响;制备高含量γ-氨基丁酸的最适宜条件是:浸泡温度30℃、浸泡时间24h、发芽温度30℃、发芽时间28h;采用该工艺,发芽后糙米中γ-氨基丁酸含量是未发芽糙米的213倍,是精白米的716倍。

γ-氨基丁酸　关键词　发芽糙米　吸水率　发芽率

中图分类号:S511　　文献标识码:A　　文章编号:1003-0174(2009)07-0001-04　　糙米是稻谷砻谷后的产品,由米糠层、胚芽和胚乳组成。与精白米相比,糙米具有更高的营养价值。糙米富含20多种生理活性物质,含有丰富的淀粉、蛋白质、脂肪、维生素及11种矿物质和膳食

[1]

纤维,更具有营养和保健功能。但糙米外表覆盖着一层很强韧的纤维质米糠层,在烹调方便性和口感上均难以接受,严重影响了糙米的消费。糙米经过发芽后,不仅组织软化,蒸煮方便,口感改善,而且在营养价值上,发芽糙米的维生素和矿物质是原糙米的数倍,是白米的10倍,并产生出大量的非蛋白质氨基酸(GABA)。有研究表明,富含GABA的发芽糙米具有改善脑血流通、调整血压、镇静神经、减少中性脂肪、降血压、醒酒等作用。因此,发芽糙米引起世界的关注,受到了大众的认可和欢[2]

迎。　　

本试验就不同的浸泡温度、浸泡时间、发芽温度和发芽时间对糙米中的γ-氨基丁酸(GARA)含量的影响进行研究。

市五四纱筛厂。

γ-氨基丁酸由福建省农科院中心实验室采用L-8800型氨基酸自动分析仪(日本日立公司)进行测试。113　试剂

10%次氯酸钠:济南鸿鑫化工有限公司。114　方法与步骤11411　发芽糙米的制备工艺

砻谷→谷糙分离→筛选→精选→消毒→清洗→浸泡→萌芽→清洗→活性终止→干燥→检验→成品发芽糙米1141111　糙米的制备、筛选

用试验用的小型砻谷机将稻谷砻壳后得到糙米,用3目的标准不锈钢筛子过筛,得到整米率约为98%的含胚糙米。1141112　糙米的人工精选去杂

去除虫蛀、霉变、异色粒,未成熟粒、无胚米及石头等杂质1141113　称样

称取糙米样品88份,每份10g。其中48份用于测定糙米浸泡温度和时间与吸水率的关系;40份用于测定糙米浸泡温度和时间对发芽率的影响。另称取糙米样品9份,每份40g,用于分析发芽时间与γ-氨基丁酸含量的关系。1141114　糙米的消毒

先用自来水冲洗3遍,洗去表面的糠粉和灰尘,沥干后,用012mol/L的次氯酸钠溶液消毒

[3]

25min,再用纯净水冲洗3遍。

1　材料与方法

111　材料

籼稻繁71-49,由福建省农科院水稻所提供。112　仪器和设备

PL12发芽盒:杭州钱江仪器设备有限公司;SDL-A砻谷机:中国水稻研究所;3mm米筛:浙江上虞

基金项目:福建省重点科技项目(2006N0023,2007N0034)收稿日期:2008-10-21

作者简介:郑向华,女,1970年出生,副研究员,水稻品质

通讯作者:叶新福,男,1967年出生,研究员,水稻品质遗传育种

2

1141115　糙米的浸泡与萌芽

中国粮油学报2009年第9期

GB/T50091169-2003和GB/T50091124-2003。

糙米浸泡温度和时间与吸水率的关系:将事先称好的样品48份(每份10g)分作4份,每份12个样品(设定12个浸泡时间,分别为1、2、4、8、10、14、18、22、26、30、34和38h),用细尼龙网包好,分别放人20、25、30和35℃的恒温水浴锅中,浸泡糙米。

糙米浸泡温度和时间对发芽率影响的测定:将事先称好的样品40份(每份10g)分作4份,每份10个样品(设定10个浸泡时间,分别为4、8、12、16、20、24、28、32、36和40h),用细尼龙网包好,分别放人20、25、30和35℃的恒温水浴锅中,将按规定时间浸泡过的糙米取出置于相对湿度95%的发芽箱中。设置发芽温度30℃,发芽时间为24h。

发芽时间与γ-氨基丁酸含量的关系:将事先称好的样品9份,每份40g,用细尼龙网包好,在30℃的恒温水浴中浸泡24h后将发芽盒置于相对湿度为95%的恒温恒湿箱中,设定发芽温度30℃,分别发芽16、20、24、28、32、36、40、44和48h。萌芽时将浸泡过的糙米放入垫有两层滤纸的发芽皿中,置于恒温恒湿培养箱中催芽。1141116　清洗、酶活性的终止

将按设定时间进行浸泡和发芽后的糙米迅速取出,用纯净水冲洗3遍后,再用75～80℃的热水进行灭酶处理10min。将水沥干待用。1141117　干燥

将沥干水后的发芽糙米倒到培养皿中,置于微波炉内调到中高火力档(81%火力)进行干燥,干燥5min后,取出培养皿,将糙米搅拌均匀后再放回微波炉内继续烘干5min。取出降至室温后用密封袋封装。11412　糙米吸水率的测定

糙米浸泡一定时间后取出,离心(2000×g,20min),称量。

吸水率=(m1-m0)/m0×100%

式中m0为浸泡的糙米质量/g,m1为浸泡后的糙米质量/g。11413　糙米发芽率的测定

计算发芽率时把发芽糙米随机分成3等份,从每一等份中取出210～310g糙米,统计其中已发芽糙米数(糙米胚芽露出种皮达015～110mm长即为发芽糙米)。

发芽率=发芽糙米数/总糙米数×100%γ-氨基丁酸含量的测定11414　

由福建省农业科学院中心实验室测定。参照

准确称取试样于5010mL容量瓶中,加入10mL6%磺基水杨酸溶液加热、振荡,放置30min后,用pH212柠檬酸缓冲液稀释至5010mL。用0145μm滤膜过滤后,取上清液上机。

2　结果与分析

211　糙米浸泡温度和时间对发芽率的影响21111　糙米浸泡温度和时间与吸水率的关系

糙米浸泡温度和时间与吸水率的关系见表1、图1,可以看出浸泡温度对糙米吸水率有很大的影响:浸泡温度越高,糙米吸水速度越快。表1　糙米浸泡温度和时间与吸水率的关系(%)

浸　泡　时　间/h

120℃1325℃1430℃1535℃15

215171820

417212123

619232324

820232525

1022242526

1423252626

1824262626

2224262727

2625272727

3026262726

3426262625

3826252423

图1　糙米浸泡温度和时间对吸水率影响

按照吸水速度,糙米的浸泡可分为三个阶段。

第一阶段:在第一小时,糙米的吸水速度最快,水分的一半左右在此阶段吸收。此阶段温度对吸水速度

[4]

影响不明显,属于物理吸涨的过程。第二阶段:第一小时后至吸水饱和时(即20℃的1～30h,25℃的1～26h,30、35℃的1～22h),此阶段糙米的吸水速度明显减慢,逐渐趋于平衡。糙米吸水后,在酶的作用下,胚乳中的干物质转化为可溶性物质,供给胚呼吸、发芽所需的营养。因此,糙米充分吸水是糙米发芽的必要条件。第三阶段:从吸水饱和后,浸泡时间过长,糙米发芽过程中糙米吸水率反而降低。说明如果浸泡时间过长,细胞结构受到损害越厉害,营养物质大量损耗所致。细胞结构的破坏必然会影响到芽的正常生长,从而影响到发芽率。因此在保证糙米发芽率的前提下,要尽量缩短浸泡时间,减少养分的流失。

第24卷第9期郑向华等　温度和时间对发芽糙米中γ-氨基丁酸含量的影响

21113　糙米吸水率与发芽率的关系

3

从表1和图1看出在25、30、35℃三个温度条件下吸水相对较快,能缩短糙米浸泡时间。但在35℃下较长时间浸泡,有异味,可能是高温下微生物容易繁殖引起,势必对品质产生影响,影响最终发芽糙米产品质量。故浸泡温度以25～30℃,浸泡时间以22～26h左右为宜。相对而言在30℃下浸泡时间

由21111结果看出用30℃浸泡,从22～30h,可

维持最高吸水率(27%);由21112得出在发芽温度30℃,发芽24h,发芽率最高值可达93%。发芽率

更短,营养流失更少;且从表1和图1中可以看出饱和后,最高吸水率27%的持续时间长(22～30h),说明细胞被破坏程序小,有利于发芽,因此可视为最佳发芽温度。

21112　糙米浸泡温度和时间对发芽率影响的测定

与吸水率有关,开始吸水时,随着吸水率的增加,发

芽率也升高;吸水饱和后,随着细胞结构破坏程序的变化,发芽率先是继续升高,到达最大值后,迅速下降。由此可见通过控制浸泡温度和时间可以得到最高的吸水率,保持最佳胞结构,提供充足的营养,为高发芽率奠定基础。最高发芽率的最佳浸泡时间和温度分别为浸泡24h和30℃,最佳发芽温度为30℃,发芽24h。212　发芽时间与γ-氨基丁酸含量的关系根据检测结果,如表3、图3和图4所示:发芽糙米中γ-氨基丁酸含量是未发芽糙米含量(13138mg/100g)的213倍,是精白米含量(4104mg/100g)的716倍。

根据γ-氨基丁酸含量增减来分,可将糙米发芽过程分为四个阶段。第一阶段:前28h,芽长达015～1mm,含量最高达到30170mg/100g。此时随

从表2、图2的结果可看出糙米浸泡温度和时间与发芽率有着密切的关系。在浸泡过程中的前期,前16h,浸泡温度越高,发芽快,发芽率高。这是因为浸泡温度越高,吸水越快,糙米胚芽萌发越早。在20、25、30、35℃的浸泡温度下,出现最大发芽率的浸泡时间分别为28、24、24、16h。此后,随着浸泡时间的延长,浸泡温度越高,发芽率下降越快。在20℃的浸泡温度下发芽率变化不明显;而25、30℃两种浸泡温度下,发芽率差异不是太明显。在35℃的浸泡温度下,16h后发芽率显下降。下降的原因可能是在浸泡过程中,糙米吸水饱和后,随着胚芽的萌发,营养物质损失造成;也可能是由于温度越高,吸胀越快,吸水饱和后,细胞结构受到损害越厉害,营养物质传递越不通畅所致

[5-6]

着芽长的增加γ-氨基丁酸含量也增加。第二阶段:

28～36h,含量略有减少,到了第36h降低为24122mg/100g,芽长约长118～2mm。此时随着酶的作用,大部分的营养物质已被转为γ-氨基丁酸,没有更多的营养物质可被利用,因而含量降低。但到了第三阶段,即36～44h,此时主要由于酶的作用,由于产生大量的可溶性的固形物溶于水中而流失掉了,因而相比较γ-氨基丁酸含量就大幅度提高。此阶段γ-氨基丁酸含量最高。到了第四阶段,48h后,随着可溶性固形物的持续流失,合成γ-氨基丁酸的物质减少,含量又开始减少。

γ-氨基丁酸含量与发芽时间的关系表3　

单位:mg/100g

处理实测1实测2实测3均值处理实测1实测2实测3均值

发　芽　时　间/h

1616113141771516915153

2016176171112119018159

2422199191332115721130

2832162281543019330170

3228199271022610627136

。因此最佳的浸泡温

度是30℃,浸泡时间24h,此时发芽率可达到93%。

表2　糙米浸泡温度和时间与发芽率的关系(%)

浸　泡　时　间/h

4

20℃25℃30℃35℃

81838385

882848586

1285868688

1686878789

2088889188

2489909381

2890898875

3289858168

3683777556

4076686338

发　芽　时　间/h

3622157241472516324122

4026196301863014829143

4436174371763017735109

4836115331842819232197

注:糙米13108mg/100g,精白米4104mg/100g,均为同一品种制得

4中国粮油学报2009年第9期

3　结论

311　根据试验结果得知,影响糙米发芽的主要因素

有:浸泡温度、浸泡时间、发芽温度和发芽时间。最适宜的条件是:浸泡温度30℃、浸泡时间24h、发芽温度30℃、发芽时间28h。312　采用该工艺,发芽后糙米中γ-氨基丁酸含量是未发芽糙米的213倍,是精白米的716倍,营养价值大大提升。

参考文献

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含量变化的研究[J].粮油加工,2006,(1):69-70,78

[2]王珩,王传梁,陈坤杰.滚筒式发芽糙米加工设备及工艺研究[J].粮油机械,2007,(1):63-65

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(2):8-10

[4]王维坚,马中苏,孟凡刚,等.发芽糙米浸泡工艺的研究

[J].吉林粮食高等专科学校学报,2003,18(4):7-10[5]王传梁,陈坤杰.富硒发芽糙米加工工艺的研究[J].粮油

　　考虑到胚芽长到一定长度时,又细又长,很容易脱落;且可溶性固形物,也是人体较容易吸收的成分流失严重。采用发芽28h左右的发芽糙米营养最丰富,食用价值最高。

加工,2006,(7):62-64168

[6]黄建韶,杨明毅,张洪.富含γ-氨基丁酸发芽糙米生产工

艺的研究[J].山西食品工业,2005,(1):2-5.

EffectsofTemperatureandTimeonγ-GABAContentof

GerminatedBrownRice

ZhengXianghua　ChenRong　YeNing　LuLibing　HeQin　YeXinfu

(RiceResearchInstitute,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou　350019)

Abstract　Takingrice“Fan71-49”providedbyRiceResearchInstituteofFujianAcademyofAgriculturalSciencesasmaterials,theprocessingprocedureofgerminatedbrownricewasstudied.Theeffectsofgerminationcon2ditionfactors,namelysoakingtime,soakingtemperature,germinationtimeandgerminationtemperatureonthewaterabsorptionrate,germinationpercentage,andγ-GABAcontentofproductwereinvestigated.Results:Waterabsorp2tionrateandgerminationpercentagearerelativewithsoakingtimeandsoakingtemperature;waterabsorptionrateaf2fectsgerminationpercentage;andgerminationtimeaffectstheγ-GABAcontentofproduct.Theoptimalprocessingconditionsofgerminatedbrownricearesoakingfor24hin30℃andgerminatingfor28hin30℃.Undertheoptimalconditions,theγ-GABAcontentofproductis2.3timeshigherthanoriginalbrownriceand7.8timeshigherthanmilledrice.

Keywords　germinatedbrownrice,γ-GABA,waterabsorptionrate,germinationpercentage