高含量GABA發(fā)芽糙米的制備工藝優(yōu)化和GABA的提取純化初探.pdf

1、發(fā)芽糙米(Germinated brown rice，GBR)是將糙米在一定溫度和濕度環(huán)境中培養(yǎng)，待糙米發(fā)芽到一定程度時(shí)將米粒中的酶滅活，所得到的0.5-1 mm長(zhǎng)的幼芽和帶糠層的胚乳組成的大米制品，此時(shí)的米粒中，產(chǎn)生了大量精米中沒有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使具有特殊生理功能的活性物質(zhì)含量顯著增加，同時(shí)改善了糙米在食味品質(zhì)上的不足。γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)是一種水溶性非蛋白質(zhì)氨基酸，廣泛存在于動(dòng)植物體內(nèi)，是高

2、等動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)重要的抑制性傳遞物質(zhì)，作為神經(jīng)遞質(zhì)或神經(jīng)遞質(zhì)的前體直接參與神經(jīng)活動(dòng)，同時(shí)參與多種機(jī)體代謝活動(dòng)，具有很高的生理活性。糙米發(fā)芽過程中能產(chǎn)生大量的GABA，相比精白米，糙米發(fā)芽后GABA含量可以提高10倍，是人體從食物中獲取GABA的一個(gè)重要來源。因此，研究如何通過優(yōu)化糙米發(fā)芽的工藝條件來提高發(fā)芽糙米中的GABA含量，研究采用更精確的GABA測(cè)定方法，研究選用最佳的提取方法從發(fā)芽糙米中提取GABA并用陽(yáng)離子交換樹脂純化GABA

3、，具有十分重要的意義。
　　 由于GABA對(duì)電化學(xué)和紫外-可見光的不靈敏性，本文決定采用HPLC法來測(cè)定GABA含量。GABA是一種氨基酸，在巰基試劑3-巰基丙酸和堿性條件下，能與鄰苯二甲醛OPA迅速反應(yīng)生成1-硫代-2-烷基異吲哚加成物，該衍生物可以進(jìn)行HPLC熒光或紫外測(cè)定含量。本文采用OPA柱前衍生，HPLC-UV338 nm檢測(cè)發(fā)芽糙米中的GABA含量。同時(shí)利用HPLC檢測(cè)的高度靈敏性，來精確分析不同方法如渦旋振蕩提取和

4、回流提取等提取GABA能力的差異，最終確定色譜柱為C18反相色譜柱，柱上保留時(shí)間為22 min。線性方程y=4.72×10-7x+3.95×10-3，回歸系數(shù)R2=0.9991。GABA在線性范圍0.02-0.2mg/mL內(nèi)線性關(guān)系良好，平均回收率100.00％。用該法檢測(cè)發(fā)芽糙米在不同提取條件下的GABA含量，得出用60％乙醇在37℃水浴振蕩4 h可以得到最大的提取量。
　　 糙米在一定的條件下，經(jīng)過篩選、清洗、消毒、浸泡、發(fā)

5、芽、滅酶可以得到發(fā)芽糙米。因此發(fā)芽時(shí)的工藝條件，以及外源添加物的種類和濃度，對(duì)發(fā)芽糙米中各種物質(zhì)的含量影響很大。本文分別研究了發(fā)芽過程中的浸泡溫度、浸泡時(shí)間、浸泡pH、浸泡液中添加CaCl2濃度、發(fā)芽溫度和發(fā)芽時(shí)間這六個(gè)因素對(duì)發(fā)芽后米粒中GABA含量的影響，同時(shí)使用篩選試驗(yàn)設(shè)計(jì)(Plackett-Burman，PB)設(shè)計(jì)從這六個(gè)因素中選取對(duì)發(fā)芽后GABA含量影響最關(guān)鍵的三個(gè)因子，分別為浸泡時(shí)間、浸泡液中氯化鈣的濃度、發(fā)芽時(shí)間，并對(duì)這三個(gè)

6、關(guān)鍵因子進(jìn)行了中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(Central Composite Design，CCD)，優(yōu)化糙米發(fā)芽得到高含量GABA的發(fā)芽條件。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理和分析，得到高含量GABA的發(fā)芽糙米的發(fā)芽工藝條件為：浸泡溫度35℃，浸泡時(shí)間30 h，浸泡pH為5，浸泡液中CaCl2為2.12 mmol/L，發(fā)芽溫度為25℃，發(fā)芽時(shí)間為12.15 h，預(yù)測(cè)最后得到的發(fā)芽糙米中GABA的含量為76.294 mg/100g。經(jīng)過驗(yàn)證試驗(yàn)的驗(yàn)證，預(yù)測(cè)精確度達(dá)到

7、了98.76％。
　　 GABA本身就是一種酸性物質(zhì)，同時(shí)也帶有堿性基團(tuán)-氨基。在酸性環(huán)境中氨基結(jié)合一個(gè)質(zhì)子而成陽(yáng)離子狀態(tài)，容易被樹脂吸附；在堿性條件下羧基電離一個(gè)質(zhì)子而帶負(fù)電呈陰離子狀態(tài)，從而使陽(yáng)離子交換樹脂的吸附量降低，因此本文采用強(qiáng)酸型732陽(yáng)離子交換樹脂法分離和純化發(fā)芽糙米中的GABA可以很好的達(dá)到純化GABA效果。流速影響吸附效果，流速越大，吸附效果越差，為了達(dá)到很好的吸附效果同時(shí)節(jié)約實(shí)驗(yàn)周期，本文采用選取上樣流速為3