糙米发芽工艺参数研究

郭豪宁等

摘要[目的] 优化糙米发芽工艺参数。[方法]以黑龙江省糙米为原料制备发芽糙米，通过单因素试验确定最佳的糙米浸泡温度、浸泡时间、发芽温度、发芽时间，紫外分光光度法快速测定确定糙米及发芽糙米中的γ氨基丁酸和游离氨基酸的含量为指标，进行正交试验。[结果]试验表明，浸泡温度为30 ℃，浸泡时间为10 h，发芽温度为35 ℃，发芽时间为34 h，此条件下γ氨基丁酸的积累量达最高。 浸泡温度为35 ℃，浸泡时间为12 h，发芽温度为25 ℃，发芽时间为34 h，此条件游离氨基酸积累量达最高。[结论]研究可为进一步了解黑龙江省七台河糙米产品提供依据。

关键词糙米；发芽糙米；γ氨基丁酸；游离氨基酸；紫外分光光度法

中图分类号S509.9文献标识码A文章编号0517-6611（2015）21-259-04

水稻是我国主要粮食作物，稻谷也是我国约8亿人口的主食[1]。而稻谷深加工产品數量较少，所以稻谷深加工市场潜能巨大[2]。糙米含有丰富的γ氨基丁酸（非蛋白质氨基酸，应用于功能性食品中，有健脑、降血压、镇定神经、防止动脉硬化、防皮肤老化、肥胖、消除体臭等功能）、游离氨基酸、脂肪、矿物质及维生素等营养物质。糙米经适当的发芽处理形成的发芽糙米不仅改善了糙米的蒸煮性和口感差，长期储藏易酸败等特质，且γ氨基丁酸、游离氨基酸等生物活性物质有所增加，具有更高的营养价值和药理作用，是一种集营养和保健于一体的功能性主食。

发芽糙米是近年来提倡的较理想的功能性主食，也可以做为糙米饮料和发酵食品如酱油、醋、酒等的加工原料。其功能性营养物质成为国外研究热点，国内也有研究但是发芽糙米产品却鲜为人知[3-8]。笔者以黑龙江省糙米为原料作正交试验，用紫外分光光度法快速测定糙米及发芽糙米中的γ氨基丁酸和游离氨基酸的含量，为进一步了解黑龙江省七台河糙米产品提供依据。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1原料及试剂。

糙米，黑龙江省七台河市生产；γ氨基丁酸（纯度>99%），上海融禾医药科技有限公司生产；L亮氨酸（含量≥98.0%），上海蓝季科技发展有限公司生产等。

1.1.2主要仪器设备。

2023A型电热恒温干燥箱、SHP150型生化培养箱，龙口市先科仪器公司；SPX250C型恒温恒湿箱，上海博远实业有限公司医疗设备厂；TDL802B型台式离心机，上海安亭科学仪器厂；HH4型数显恒温水浴锅，国华电器有限公司；TU1900型双数紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司。

1.2试验方法

1.2.1发芽糙米的制备。

参考姚森等提出的糙米发芽方法[9]。根据GB/T3543.4-1995查得糙米的发芽温度为30 ℃，据此设定发芽温度，对糙米发芽的4个因素的3个变量水平进行单因素和正交试验的设计。

1.2.1.1单因素试验设计。

设置浸泡温度变量范围25、30、35 ℃，浸泡时间10 h，发芽温度30 ℃，发芽时间36 h。测定此条件下γ氨基丁酸的含量及游离氨基酸的含量。

设置浸泡时间变量范围10、12、14 h，浸泡温度30 ℃，发芽温度30 ℃，发芽时间36 h。测定此条件下γ氨基丁酸的含量及游离氨基酸的含量。

设置发芽温度变量范围25、30、35 ℃，浸泡时间10 h，浸泡温度30 ℃，发芽时间36 h。测定此条件下γ氨基丁酸的含量及游离氨基酸的含量。

设置发芽时间变量范围30、34、36 h，浸泡时间10 h，发芽温度30 ℃，浸泡温度30 ℃。测定此条件下γ氨基丁酸的含量及游离氨基酸的含量。

1.2.1.2正交试验。糙米发芽对其中γ氨基丁酸及游离氨基酸含量影响的正交试验设计如表1。

1.2.2糙米及发芽糙米中γ氨基丁酸的含量 。

γ氨基丁酸标准曲线的制作参考郭晓娜等[4]、张辉等[10]、Aurisano N等[11]的方法进行操作。

糙米及发芽糙米γ氨基丁酸含量测定：称5.0 g发芽糙米样品，装入250 ml圆底烧瓶，向250 ml的圆底烧瓶中加入30 ml 60%的乙醇，放水浴锅中70 ℃回流提取2 h后，离心机3 000 r/min离心10 min取上清液待测。吸取待测样液0.2 ml加入大试管中，依次加入0.2 ml 0.1 mol/L四硼酸钠缓冲液，1.0 ml 6%的重蒸苯酚溶液，混匀后加入0.4 ml 7.5%NaClO溶液，剧烈摇试管。沸水加热10 min取出，冰浴5 min，当溶液出现蓝绿色，向试管加入2.0 ml 60%乙醇溶液，在波长635 nm下，用1 cm比色皿测定溶液的吸光度。

1.2.3糙米及发芽糙米中游离氨基酸的含量。

游离氨基酸标准曲线的制作：参考李兴军等[12]、孙向东[13]的方法进行试验。

糙米及发芽糙米γ氨基丁酸含量测定：称5 g发芽糙米于250 ml圆底烧瓶，加30 ml 60%乙醇溶液，放水浴锅中70 ℃回流提取2 h，移到离心管，4 000 r/min离心分离，上清液为游离氨基酸提取液。吸取0.20 ml样品提取液于试管，依次加入无氨蒸馏水0.6 ml、醋酸缓冲液1.0 ml、3%茚三酮10 ml，混匀，上塞。水浴锅100 ℃12 min后冷却，立即在每个试管中加入5 ml 95%的乙醇，上塞，混匀。在570 nm 波长下测定溶液的吸光值。

2结果与分析

2.1发芽条件对糙米中γ氨基丁酸含量的影响

2.1.1发芽温度对发芽糙米中γ氨基丁酸含量的影响。

如图1，糙米发芽温度为30 ℃时γ氨基丁酸含量较高，发芽温度较低或过高其γ氨基丁酸含量都较低。发芽温度在25～30 ℃范围内，随着发芽温度的升高其γ氨基丁酸的含量增加。

2.1.2浸泡时间对发芽糙米中γ氨基丁酸含量的影响。

如图2，浸泡时间为10～12 h，时间延长发芽糙米中γ氨基丁酸的含量下降。浸泡时间为12～14 h，时间延长γ氨基丁酸含量上升。但种子浸泡时间过长会发生霉变，种子遭到破坏，不利于种子发芽。所以，糙米发芽最优浸泡时间为10 h。

2.1.3浸泡温度对发芽糙米中γ氨基丁酸含量的影响。

如图3，浸泡温度为30 ℃时有利于发芽糙米中γ氨基丁酸含量的积累。浸泡温度为35 ℃，其γ氨基丁酸积累量要小于在浸泡温度30 ℃下的γ氨基丁酸积累量，但含量差异不明显。

2.1.4发芽时间对发芽糙米中γ氨基丁酸含量的影响。

如图4，发芽时间36 h时发芽糙米中γ氨基丁酸的含量最高，总体上发芽时间对发芽糙米中γ氨基丁酸含量影响不大。

2.2发芽糙米中γ氨基丁酸含量的测定结果与分析

2.2.1γ氨基丁酸标准曲线。

据测定数据，以γ氨基丁酸标准品含量为横坐标，对应在635 nm处测的标准品溶液的吸光度为纵坐标，做γ氨基丁酸的标准曲线（图5）。当γ氨基丁酸含量在0～10.0 mg/L时线性关系良好，得到回归方程为y=0.024 7x+0.005 0，该曲线的回归系数为R2=0.993 7。

2.2.2发芽糙米中γ氨基丁酸含量的正交试验。

图5为基础，计算得出待测样品在635 nm处的吸光度对应的γ氨基丁酸的含量，并处理正交试验（表2）。

极差R表示该因素在其取值范围内发芽糙米中γ氨基丁酸含量变化的幅度，当R越大，则表示该因素的水平变化对发芽糙米中γ氨基丁酸含量的影响越大，因素越重要。由以上分析可得，因素影响主次顺序：发芽温度、浸泡温度、浸泡时间、发芽时间，其中发芽温度对发芽糙米中γ氨基丁酸含量影响最大。结果表明，最优的发芽条件为：浸泡温度30 ℃、浸泡时间10 h、发芽温度35 ℃、发芽时间34 h。

2.3发芽条件对发芽糙米游离氨基酸含量的影响

2.3.1发芽糙米中游离氨基酸含量的影响。

如图6，随着发芽温度的升高其游离氨基酸的含量随之升高，温度在25～30 ℃间，上升明显，温度在30～35 ℃時上升不明显。

2.3.2浸泡温度对发芽糙米中游离氨基酸含量的影响。

如图7，浸泡温度为25～35 ℃时，发芽糙米中游离氨基酸的含量随温度的提高而升高；浸泡温度为35 ℃时，发芽糙米中游离氨基酸含量达到的最高值。此温度，有利于发芽糙米中游离氨基酸含量的积累。

2.3.3浸泡时间对发芽糙米中游离氨基酸含量的影响。

如图8，浸泡时间为10～12 h，随时间的延长，发芽糙米中的游离氨基酸积累量增加；浸泡时间为12～14 h，随时间的延长发芽糙米中游离氨基酸积累量减少。因此可得，浸泡时间为12 h最利于发芽糙米中游离氨基酸的积累。

2.3.4发芽时间对发芽糙米中游离氨基酸含量的影响。

如图9，发芽时间为36 h时，发芽糙米中游离氨基酸的积累量达到最高，但从总体上分析得出，发芽时间对发芽糙米中游离氨基酸的积累影响不大。

2.4发芽糙米中游离氨基酸含量的测定结果

2.4.1游离氨基酸标准曲线。

据测定数据，以游离氨基酸标准品的含量为横坐标，对应在570 nm处测定的标准品溶液的吸光度为纵坐标，做游离氨基酸的标准曲线（图10）。当游离氨基酸含量在0～6 mg/L时线性关系良好，得到回归方程为y=0.088 1x+0.002 0，该曲线的回归系数为R2 =0.992 9。

2.4.2发芽糙米中游离氨基酸含量的正交试验。

图10为基础，计算得出待测样品在570 nm处的吸光度对应的游离氨基酸的含量，并处理正交试验（表3）。

极差R表示该因素在其取值范围内发芽糙米中游离氨基酸含量变化的幅度，当R越大时，表示该因素的水平变化对发芽糙米中游离氨基酸含量的影响越大，因素越重要。由以上分析可得，因素影响主次顺序：发芽温度、浸泡温度、浸泡时间、发芽时间，其中发芽温度对发芽糙米中游离氨基酸含量影响最大。结果表明，最优的发芽条件为：浸泡温度35 ℃、浸泡时间12 h、发芽温度25 ℃、发芽时间34 h。

3结论与讨论

该试验从影响糙米发芽以及发芽糙米中γ氨基丁酸和游离氨基酸含量的影响因素进行了全面的研究。结果表明，测定γ氨基丁酸的含量时糙米发芽的最佳条件为：30 ℃浸泡10 h后在35 ℃下发芽34 h；测定游离氨基酸含量时糙米发芽最佳的条件为：温度为35 ℃浸泡12 h后在温度为25 ℃下发芽34 h。

该研究为进一步了解黑龙江省七台河糙米产品提供可靠依据，为人们在生活中制作发芽糙米提供一定的理论依据。

参考文献

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