馬先紅，劉景圣，陳翔宇

（1.吉林化工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，吉林吉林132022；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130118；3.小麥和玉米深加工國(guó)家工程試驗(yàn)室，吉林長(zhǎng)春130118）

糧食發(fā)芽是指有生命力的糧食種子吸水后，經(jīng)過(guò)一定時(shí)期的呼吸作用，種胚從種皮中生長(zhǎng)出來(lái)，露出胚根，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)之為糧食發(fā)芽。隨著發(fā)芽的進(jìn)行，糧食中的蛋白質(zhì)、脂肪等一些大分子物質(zhì)被分解，維生素和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)素被釋放，激活各種酶和合成一些酶，使糧食成分發(fā)生了一定的變化。其中，糧食發(fā)芽是一種有效的 γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）的富集方法。

GABA在高等動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中具有抑制和興奮神經(jīng)遞質(zhì)活動(dòng)的雙重作用[1]，有助于治療癲癇[2]和精神分裂癥[3]，對(duì)緩解精神壓力及維持血壓健康等方面具有一定的生理功效[4-5]。目前，國(guó)內(nèi)外已對(duì)GABA在糙米、玉米、大豆、豇豆和蕎麥等糧食發(fā)芽過(guò)程中的富集技術(shù)及其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)行了大量研究。本文對(duì)各種糧食發(fā)芽富集GABA的最優(yōu)條件及富含GABA的發(fā)芽糧食功能食品的開(kāi)發(fā)進(jìn)行了綜述。

1 糧食發(fā)芽富集GABA技術(shù)

1.1 米類(lèi)發(fā)芽富集GABA技術(shù)

1.1.1 糙米

發(fā)芽糙米具有預(yù)防慢性疾病的功能，主要功效成分是GABA[6]。秈稻“揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)”在CO2和N2厭氧脅迫發(fā)芽情況下，得出CO2的處理效果要好于N2，得到最佳厭氧脅迫條件是糙米發(fā)芽66 h后開(kāi)始持續(xù)使用CO2處理達(dá)6 h，脅迫終點(diǎn)時(shí)GABA含量為（965.44±29.35）mg/100 g（以干基計(jì)），比未進(jìn)行厭氧脅迫的發(fā)芽糙米提高460.13 mg/100 g（以干基計(jì)），與其他處理時(shí)段相比含量也最大[7]。Zhang等[8]利用纖維素酶預(yù)處理糙米優(yōu)化了發(fā)芽工藝，酶濃度為0.47 mg/mL，49.5℃條件下酶解80min，發(fā)芽糙米中GABA的含量為16.12mg/100 g，未經(jīng)酶解的發(fā)芽糙米含量為13.05 mg/100 g。

1.1.2 玉米

玉米發(fā)芽后GABA得到了很好的富集效果。低氧脅迫玉米發(fā)芽72 h后，GABA含量達(dá)到0.65 mg/g，提高12.2倍[9]；再將低氧脅迫發(fā)芽72 h后的玉米，在-18℃冷凍6 h和25℃回溫4 h條件下，發(fā)芽玉米中GABA含量提高29.9倍，達(dá)到1.52 mg/g（以干基計(jì)），低氧與低溫脅迫可以富集發(fā)芽玉米中GABA含量[10]。

1.1.3 黑米

黑米發(fā)芽過(guò)程中GABA含量呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律。黑米發(fā)芽前經(jīng)過(guò)Ca2+浸泡，采用恒溫22℃和28℃、黑暗環(huán)境中發(fā)芽；22℃培養(yǎng)的發(fā)芽黑米中GABA的含量在發(fā)芽前4 d內(nèi)不斷增大，之后開(kāi)始減小，最高值是123.2 μg/g，與原黑米相比提高了125.3%；而28℃發(fā)芽的黑米中GABA含量在前3 d內(nèi)不斷增大，之后開(kāi)始減小，最高值是96.2 μg/g，與原黑米相比GABA含量提高了95.6%[11]。

1.1.4 粟米

粟米發(fā)芽可大量富集GABA，將粟米浸泡16 h，25℃下發(fā)芽60 h后，發(fā)芽粟米中GABA含量最高達(dá)6.5 mg/g（以干基計(jì)）[12]。

1.2 豆類(lèi)發(fā)芽富集GABA技術(shù)

1.2.1 大豆

大豆發(fā)芽前后GABA含量發(fā)生了很大的改變，發(fā)芽72 h后GABA的含量最大可達(dá)到58.17 mg/100 g[13]。王淑芳等[14]得到最優(yōu)低氧脅迫大豆芽菜富集GABA的培養(yǎng)液組分：NaCl、VB6和 CaCl2濃度分別為 42.49、62.6、6.21 mmol/L，此條件處理下大豆芽菜GABA含量為2.77 mg/g（以干基計(jì)）。

1.2.2 蠶豆

蠶豆中精氨酸含量高，發(fā)芽后利于GABA的形成，以蠶豆（啟豆2號(hào)）為原料，低氧聯(lián)合NaCl脅迫其發(fā)芽富集GABA，結(jié)果表明非脅迫培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)pH和脅迫培養(yǎng)時(shí)間對(duì)發(fā)芽蠶豆GABA的富集影響是顯著的，最適條件是非脅迫培養(yǎng)1.5 d、培養(yǎng)液pH 3.5和低氧聯(lián)合NaCl脅迫4 d，得到發(fā)芽蠶豆GABA含量為1.06 mg/g（以干基計(jì)），是發(fā)芽前蠶豆的7.57倍[15]。

1.2.3 豇豆

豇豆發(fā)芽可有效提高GABA富集效果，將豇豆在34℃條件下浸25 h，33℃條件下發(fā)芽24 h，豇豆中GABA的含量達(dá)到了203.53 mg/100 g，是原料豇豆中GABA的7.48倍，同時(shí)建立了預(yù)測(cè)豇豆發(fā)芽過(guò)程中的GABA含量與浸泡溫度和時(shí)間、發(fā)芽溫度和時(shí)間之間的二次多項(xiàng)式模型[16]。

1.2.4 黑豆

發(fā)芽能夠改善黑豆?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)，黑豆發(fā)芽后蛋白質(zhì)和氨基酸含量發(fā)生了變化，將黑豆在38℃下浸泡5 h，28℃下發(fā)芽6 d，得到的發(fā)芽黑豆中GABA含量為94.4 mg/100 g，內(nèi)源蛋白酶活力為134.68 U/mL[17]。

1.2.5 綠豆

綠豆發(fā)芽后GABA含量得到了很大的提高，綠豆在溫度為40℃、pH為6.0、谷氨酸鈉的濃度為4mmol/L、Ca2+濃度為1.5 mmol/L和維生素B6為1.5 mmol/L時(shí)發(fā)芽2 h，發(fā)芽綠豆中GABA含量達(dá)到796.8 mg/100 g（以干基計(jì)）[18]。

1.3 麥類(lèi)發(fā)芽富集GABA技術(shù)

1.3.1 苦蕎

苦蕎發(fā)芽過(guò)程胚和子葉中GABA含量均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，發(fā)芽前4 d苦蕎胚和子葉中GABA持續(xù)上升，發(fā)芽至第4天時(shí)，苦蕎胚和子葉中GABA積累量達(dá)到最大，分別為0.1549 mg/g（以干基計(jì)）與0.230 5 mg/g（以干基計(jì)），是第1天的1.32和1.54倍，然后呈現(xiàn)平緩的降低趨勢(shì)[19]。

1.3.2 大麥

大麥在發(fā)芽過(guò)程中GABA含量呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)。曾亞文等[20]對(duì)大麥發(fā)芽過(guò)程中GABA含量變化進(jìn)行了研究，未發(fā)芽大麥籽粒、發(fā)芽1 d～2 d和發(fā)芽3 d～9 d的大麥籽粒GABA含量各為45.84 mg/100 g、38.52 mg/100 g～40.82 mg/100 g 和 46.15 mg/100 g～66.46 mg/100 g，28個(gè)品系GABA富集最大平均值是最小平均值的2.1倍。

2 富含GABA發(fā)芽糧食的食品開(kāi)發(fā)

發(fā)芽糧食富集GABA是以糧食為原料，所以成本偏高，且不易得到純品，所以在工業(yè)生產(chǎn)中大多應(yīng)用于富含GABA功能性食品的開(kāi)發(fā)，主要有富含GABA的饅頭、飲料、酒及營(yíng)養(yǎng)粉等功能食品，見(jiàn)表1[21-28]。

表1 富含GABA發(fā)芽糧食的食品Table 1 Foods rich in GABA

3 展望

糧食發(fā)芽是一個(gè)復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，在發(fā)芽的過(guò)程中，改善了糧食的營(yíng)養(yǎng)成分，提高了糧食的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是一種有效的GABA富集方式。目前，大量研究人員優(yōu)化了糧食發(fā)芽富集GABA的技術(shù)條件并開(kāi)發(fā)了富含GABA的主食、飲料、酒、營(yíng)養(yǎng)粉等功能性食品。糧食發(fā)芽是GABA富集的一種生物合成方法，是糧食提質(zhì)減損與綠色加工技術(shù)，且生長(zhǎng)快、周期短、易于實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，所以發(fā)芽糧食在糧食深加工中具有廣闊的應(yīng)用前景。

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