糙米發芽工藝參數研究

郭豪寧等

摘要[目的] 優化糙米發芽工藝參數。[方法]以黑龍江省糙米為原料制備發芽糙米，通過單因素試驗確定最佳的糙米浸泡溫度、浸泡時間、發芽溫度、發芽時間，紫外分光光度法快速測定確定糙米及發芽糙米中的γ氨基丁酸和游離氨基酸的含量為指標，進行正交試驗。[結果]試驗表明，浸泡溫度為30 ℃，浸泡時間為10 h，發芽溫度為35 ℃，發芽時間為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，發芽溫度為25 ℃，發芽時間為34 h，此條件游離氨基酸積累量達最高。[結論]研究可為進一步了解黑龍江省七臺河糙米產品提供依據。

關鍵詞糙米；發芽糙米；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]。而稻谷深加工產品數量較少，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（非蛋白質氨基酸，應用于功能性食品中，有健腦、降血壓、鎮定神經、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、礦物質及維生素等營養物質。糙米經適當的發芽處理形成的發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，且γ氨基丁酸、游離氨基酸等生物活性物質有所增加，具有更高的營養價值和藥理作用，是一種集營養和保健于一體的功能性主食。

發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酵食品如醬油、醋、酒等的加工原料。其功能性營養物質成為國外研究熱點，國內也有研究但是發芽糙米產品卻鮮為人知[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品提供依據。

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；γ氨基丁酸（純度>99%），上海融禾醫藥科技有限公司生產；L亮氨酸（含量≥98.0%），上海藍季科技發展有限公司生產等。

1.1.2主要儀器設備。

2023A型電熱恒溫干燥箱、SHP150型生化培養箱，龍口市先科儀器公司；SPX250C型恒溫恒濕箱，上海博遠實業有限公司醫療設備廠；TDL802B型臺式離心機，上海安亭科學儀器廠；HH4型數顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；TU1900型雙數紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2試驗方法

1.2.1發芽糙米的制備。

參考姚森等提出的糙米發芽方法[9]。根據GB/T3543.4-1995查得糙米的發芽溫度為30 ℃，據此設定發芽溫度，對糙米發芽的4個因素的3個變量水平進行單因素和正交試驗的設計。

1.2.1.1單因素試驗設計。

設置浸泡溫度變量范圍25、30、35 ℃，浸泡時間10 h，發芽溫度30 ℃，發芽時間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。

設置浸泡時間變量范圍10、12、14 h，浸泡溫度30 ℃，發芽溫度30 ℃，發芽時間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。

設置發芽溫度變量范圍25、30、35 ℃，浸泡時間10 h，浸泡溫度30 ℃，發芽時間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。

設置發芽時間變量范圍30、34、36 h，浸泡時間10 h，發芽溫度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計如表1。

1.2.2糙米及發芽糙米中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。

糙米及發芽糙米γ氨基丁酸含量測定：稱5.0 g發芽糙米樣品，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，當溶液出現藍綠色，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。

糙米及發芽糙米γ氨基丁酸含量測定：稱5 g發芽糙米于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結果與分析

2.1發芽條件對糙米中γ氨基丁酸含量的影響

2.1.1發芽溫度對發芽糙米中γ氨基丁酸含量的影響。

如圖1，糙米發芽溫度為30 ℃時γ氨基丁酸含量較高，發芽溫度較低或過高其γ氨基丁酸含量都較低。發芽溫度在25～30 ℃范圍內，隨著發芽溫度的升高其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生霉變，種子遭到破壞，不利于種子發芽。所以，糙米發芽最優浸泡時間為10 h。

2.1.3浸泡溫度對發芽糙米中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發芽時間對發芽糙米中γ氨基丁酸含量的影響。

如圖4，發芽時間36 h時發芽糙米中γ氨基丁酸的含量最高，總體上發芽時間對發芽糙米中γ氨基丁酸含量影響不大。

2.2發芽糙米中γ氨基丁酸含量的測定結果與分析

2.2.1γ氨基丁酸標準曲線。

據測定數據，以γ氨基丁酸標準品含量為橫坐標，對應在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γ氨基丁酸含量在0～10.0 mg/L時線性關系良好，得到回歸方程為y=0.024 7x+0.005 0，該曲線的回歸系數為R2=0.993 7。

2.2.2發芽糙米中γ氨基丁酸含量的正交試驗。

圖5為基礎，計算得出待測樣品在635 nm處的吸光度對應的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發芽糙米中γ氨基丁酸含量變化的幅度，當R越大，則表示該因素的水平變化對發芽糙米中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：發芽溫度、浸泡溫度、浸泡時間、發芽時間，其中發芽溫度對發芽糙米中γ氨基丁酸含量影響最大。結果表明，最優的發芽條件為：浸泡溫度30 ℃、浸泡時間10 h、發芽溫度35 ℃、發芽時間34 h。

2.3發芽條件對發芽糙米游離氨基酸含量的影響

2.3.1發芽糙米中游離氨基酸含量的影響。

如圖6，隨著發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，發芽糙米中游離氨基酸含量達到的最高值。此溫度，有利于發芽糙米中游離氨基酸含量的積累。

2.3.3浸泡時間對發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最利于發芽糙米中游離氨基酸的積累。

2.3.4發芽時間對發芽糙米中游離氨基酸含量的影響。

如圖9，發芽時間為36 h時，發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，發芽時間對發芽糙米中游離氨基酸的積累影響不大。

2.4發芽糙米中游離氨基酸含量的測定結果

2.4.1游離氨基酸標準曲線。

據測定數據，以游離氨基酸標準品的含量為橫坐標，對應在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）。當游離氨基酸含量在0～6 mg/L時線性關系良好，得到回歸方程為y=0.088 1x+0.002 0，該曲線的回歸系數為R2 =0.992 9。

2.4.2發芽糙米中游離氨基酸含量的正交試驗。

圖10為基礎，計算得出待測樣品在570 nm處的吸光度對應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發芽糙米中游離氨基酸含量變化的幅度，當R越大時，表示該因素的水平變化對發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：發芽溫度、浸泡溫度、浸泡時間、發芽時間，其中發芽溫度對發芽糙米中游離氨基酸含量影響最大。結果表明，最優的發芽條件為：浸泡溫度35 ℃、浸泡時間12 h、發芽溫度25 ℃、發芽時間34 h。

3結論與討論

該試驗從影響糙米發芽以及發芽糙米中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。結果表明，測定γ氨基丁酸的含量時糙米發芽的最佳條件為：30 ℃浸泡10 h后在35 ℃下發芽34 h；測定游離氨基酸含量時糙米發芽最佳的條件為：溫度為35 ℃浸泡12 h后在溫度為25 ℃下發芽34 h。

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

參考文獻

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