环境胁迫植物富集γ-氨基丁酸的研究进展

γ-氨基丁酸(Gamma-aminobutyric acid,GABA)是一种四碳非蛋白组成氨基酸,在人体中是一种重要的神经活性抑制剂,具有降血压、缓解焦虑、安眠等功效。食用植物(如糙米、小麦、玉米、大豆等)中均含有一定量的GABA,是开发高GABA食品的良好来源。本文将对植物合成GABA两种代谢途径(GABA支路、多胺降解)进行阐述,同时介绍环境胁迫作用对两种代谢途径的影响,以期为环境胁迫在高GABA食品研发中的应用提供一定参考。     

糙米发芽过程中内源酶活力及主要成分的变化

目的：探讨糙米在发芽过程中内源酶活力和主要成分的变化规律及相关性。方法：以“早944”稻米为材料制备发芽糙米,在30℃下发芽培养72h,每隔12h对其内源酶活力和主要成分含量进行测定。结果：糙米内α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶、谷氨酸脱羧酶、植酸酶等内源酶活力呈现上升趋势,发芽72h时酶活力分别达5.45U/g、3.78U/g、14.08U/g、9.72U/100g、3.44U/g;γ-氨基丁酸、还原糖、游离氨基酸含量呈现增长趋势,发芽72h时含量分别为237.05mg/100g、18.15mg/g、214.94μg/g;同时,总糖、粗蛋白和植酸含量呈现降低趋势,发芽72h时含量分别为44.16、9.59、1.99mg/g。结论：内源酶与其代谢的底物及代谢产物之间都存在显著相关性,部分内源酶与非内源酶代谢相关底物及产物之间亦存在显著相关性。糙米发芽72h后的营养价值高于发芽前,适宜用作新型糙米食品的生产原料。     

储藏期对发芽糙米富集γ-氨基丁酸的影响

以早籼稻品种"早944"为对象,测定储藏0～27个月期间,其糙米发芽率、发芽72 h时谷氨酸脱羧酶活力及γ-氨基丁酸的变化,以研究原料储藏期对发芽糙米富集γ-氨基丁酸的影响。结果表明,随着储藏期的延长,发芽率、谷氨酸脱羧酶活力及γ-氨基丁酸含量下降显著(P<0.05),且下降速率加快。糙米发芽率月平均下降速率为2.03%,谷氨酸脱羧酶月平均失活速率为0.09 U/100 g,γ-氨基丁酸含量月平均下降速率为1.10 mg/100 g。经相关性分析,发芽糙米中谷氨酸脱羧酶活力与γ-氨基丁酸含量呈极显著正相关(r=0.969 5,P<0.01)。     

复合菌种发酵法提高发芽糙米γ-氨基丁酸

以糙米为原料制备发芽糙米,经乳酸菌和酵母菌协同发酵制备γ-氨基丁酸(Gamma Aminobutyric Acid,GABA),研究发酵条件对GABA累计的影响,确定最佳的发酵方案。结果表明,发芽糙米经过微生物发酵后,GABA含量显著增加,乳酸菌发酵制备GABA效果优于卡斯特酒香酵母。乳酸菌和酵母菌存在共生效应,其复合菌种协同发酵产GABA的能力优于单菌种发酵。当短乳杆菌和卡斯特酒香酵母复合菌种的体积比为2:1,接种量为4 %,于30 ℃温度下培养90 h,发酵液经纯化浓缩,所得GABA的含量最高达33.25 g/L,比单用短乳杆菌和卡斯特酒香酵母发酵分别提高19.6 %和50.8 %。     

不同品种籼米化学成分、凝胶和糊化特性及米粉加工品质比较

以7个直链淀粉含量较高的籼稻品种为材料,在相同栽培条件下比较了其稻米主要化学成分含量、凝胶特性和糊化特性差异,并对其加工米粉进行了感官品质评价,旨在为米粉加工选择优质稻米原料品种提供依据。结果显示,桂朝13稻米粗脂肪和可溶性糖含量高,凝胶黏附性小、弹性和回弹性较大,凝胶硬度、黏聚性、胶黏性和咀嚼度适中,大米粉糊化温度高,米糊峰值黏度、崩解值和回生值低,具有良好的热糊稳定性和冷糊稳定性,加工米粉的感官品质最优。逐步回归分析表明,米粉的感官品质主要受稻米粗脂肪含量、回生值和凝胶回弹性的影响。米粉加工原料除需选择直链淀粉含量高的稻米外,还应选择粗脂肪含量高、凝胶回弹性大和糊化回生值低的品种。     

厌氧胁迫对发芽糙米中γ-氨基丁酸含量变化的影响

以籼稻"扬两优6号"为材料,利用CO2和N2在糙米萌发不同阶段制造厌氧环境,研究不同气体种类的厌氧胁迫及处理时间对发芽糙米中GABA积累的影响,探讨促进发芽糙米中GABA积累的适宜工艺。结果表明,CO2和N2厌氧处理时段以及持续时间均对发芽糙米中的GABA含量有显著影响(P0.05)。在发芽前期进行厌氧处理一般会抑制GABA的积累,在发芽中后期,尤其是在发芽60~72 h时段则起显著促进作用(P0.05),且CO2的促进效果明显优于N2(P0.05)。发芽0~12 h期间进行厌氧处理会抑制GAD活力(P0.05),在发芽24~72 h期间则可以显著提高GAD活力(P0.05)。糙米在发芽66~72 h期间进行CO2厌氧环境处理,在72 h时发芽糙米中GABA含量为(965.44±29.35)mg/100 g(干基),显著高于其他时段处理后的含量,且比未经过厌氧处理的发芽糙米高出460.13 mg/100 g(干基)。     

低温和低氧储藏对糙米发芽前后γ-氨基丁酸含量的影响

通过测定糙米在不同温度(-18、4、10℃、室温)和不同气体储藏环境(CO2、N2、空气、真空)下的发芽前后GABA含量、GAD和蛋白酶活力变化,以及储藏后糙米的发芽率、细胞膜透性、脂肪酸值、MDA值和淀粉粒微观形态,以确定生产高GABA发芽糙米的适宜储藏条件。结果表明,储藏早期(0~90 d),10℃储藏适于维持糙米中GABA含量,储藏60 d时糙米中GABA含量高出室温下64.46%;4℃和-18℃适于维持发芽糙米中GABA含量,储藏120 d时糙米发芽72 h后GABA含量分别高出室温下124.24%和43.59%。在N2和CO2环境中储藏可有效减缓糙米中GABA含量的下降,其中CO2较适于高GABA糙米的短期储藏,在30d时高出空气环境下储藏的98.80%;低氧储藏有利于糙米发芽后GABA的积累,在N2、CO2、真空条件下储藏60 d时发芽糙米中GABA含量分别高出空气储藏下70.58%、55.39%、71.53%。