一种基于超声波处理的小麦发芽富集γ-氨基丁酸的方法与流程

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种基于超声波处理的小麦发芽富集γ-氨基丁酸的方法。

背景技术：

小麦含有丰富的营养成分，占其总重约3/4的碳水化合物可以补充人体所需的能量，约1/10的蛋白质可以补充人体植物蛋白。小麦的颖果有多种用途，主要是将其磨成粉，参于与馒头、面包等面制品的制作；其次是将其进行发酵，参于一些啤酒等酒类制品的制作。近几年，研究者发现发芽的小麦中不仅含有大量的α-淀粉酶，还含有丰富的叶酸、γ-氨基丁酸等生物活性物质，它们在人体中发挥着重要的生理作用。普遍认为，谷物通过浸泡、发芽以及发芽后加工条件对保持或改善谷物的营养价值具有重要意义，因此谷物发芽备受关注。许多研究都记录了缺氧、水合、黑暗、温度、ph值等因素对谷物中γ-氨基丁酸积累的影响，目的是富集谷物中的γ-氨基丁酸并利用该谷物为基础来制备产品。但目前相关的技术手段仅限于此。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于超声波处理的小麦发芽富集γ-氨基丁酸的方法。

本发明所提供的技术方案如下：

一种基于超声波处理的小麦发芽富集γ-氨基丁酸的方法，包括以下步骤：

1)将小麦除去杂质、未成熟和破碎颗粒，对处理好的小麦进行封装，将封装好的小麦低温储存备用；

2)称取处理好的小麦按固液质量体积比1:(3-5)加入超纯水后进行超声波处理，控制超声波处理的温度为30-40℃，超声波处理的功率为25-35w，超声波处理的时间为15-45min；

3)将超声处理后的小麦放入恒温恒湿箱中进行发芽，发芽时间为24-48h，发芽温度为25-40℃，然后将发芽后的小麦于45-55℃烘箱干燥10-14h，使水分含量降至13％以下，低温储存备用。

具体的，步骤2)中，超声波处理的温度为35℃。

具体的，步骤2)中，超声波处理的功率为30w。

具体的，步骤2)中，超声波处理的时间为30min。

具体的，步骤3)中，发芽的时间为36h。

具体的，步骤3)中，发芽的温度为30℃。

本发明的发明人发现，通过超声波预处理，可以提升小麦发芽富集γ-氨基丁酸。

附图说明

图1是超声时间对小麦γ-氨基丁酸的影响关系图。

图2是超声温度对小麦γ-氨基丁酸的影响关系图。

图3是发芽时间对小麦γ-氨基丁酸的影响关系图。

图4是发芽温度对小麦γ-氨基丁酸的影响关系图。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

小麦除杂

将所购买的小麦除去杂质、未成熟和破碎颗粒，对处理好的小麦进行封装，将封装好的小麦放在低温处(4℃)储存备用。

超声波处理小麦

称取处理好的小麦20g，将其放入锥形瓶中，用蒸馏水进行多次清洗后，按固液比1：4(w/v)加入超纯水后将锥形瓶放入超声波清洗机中，进行超声处理，采用冰袋或热水控温，超声波处理的功率为30w。

小麦发芽

将超声处理后的小麦放入恒温恒湿箱中进行发芽，然后将发芽后的小麦于50℃烘箱干燥12h，使水分含量降至13％以下，储存在4℃冰箱中备用。

γ-氨基丁酸的测定

将干燥后的发芽小麦粉碎全部过100目筛，得到发芽小麦粉(具有全部籽粒营养的一种面粉)，准确称取3g发芽小麦粉参照王安群等的方法进行γ-氨基丁酸的测定。

单因素实验

以γ-氨基丁酸的含量为指标，依次考察超声处理中超声时间(0min、15min、30min、45min、60min)、超声温度(25℃、30℃、35℃、40℃、45℃)、发芽培养时间(0h、12h、24h、36h、48h、60h)、发芽温度(20℃、25℃、30℃、35℃、40℃)对发芽小麦γ-氨基丁酸的影响。

数据处理

单因素试验均进行3次实验，取平均值。用microsoftexcel2010绘图，利用designexpert8.0分析数据来确定最佳工艺。

结果与分析

单因素实验结果

1、超声时间对γ-氨基丁酸的影响

图1为超声时间对小麦γ-氨基丁酸的影响关系图。由图可知，超声处理时间在0～30min时，小麦中γ-氨基丁酸的含量随超声时间的增加逐渐增加，这可能是由于超声处理使得小麦中相关酶的活力增加，促进了γ-氨基丁酸的生成；超声处理时间为30min时，小麦中γ-氨基丁酸的含量达到最大值，为29.05mg/100g；超声处理时间在30～60min时，γ-氨基丁酸含量呈现随超声时间的增加而减小的趋势，这可能是因为小麦种子生长过程中γ-氨基丁酸发生降解导致，因此，初步确定最佳的超声时间是30min。

2、超声温度对γ-氨基丁酸的影响

图2为超声温度对小麦γ-氨基丁酸的影响关系图。由图可知，超声温度从25℃升到35℃的过程中，小麦中γ-氨基丁酸的含量逐渐增加；在超声温度为35℃时，小麦中γ-氨基丁酸的含量达到最大值，为20.45mg/100g；超声温度从35℃升到45℃的过程中，γ-氨基丁酸的含量逐渐减少，这可能是因为高温导致用于合成γ-氨基丁酸的谷氨酸脱羧酶活性降低。因此，初步确定超声波处理最佳温度为35℃。

3、发芽时间对γ-氨基丁酸的含量的影响

图3为发芽时间对小麦γ-氨基丁酸的影响关系图。由图可知，随着发芽时间的增加，γ-氨基丁酸含量呈先上升后下降的趋势。在发芽0～36h内，γ-氨基丁酸含量逐渐增加；在发芽36h时，γ-氨基丁酸含量达到最大值，为30.28mg/100g；在发芽36～60h内，γ-氨基丁酸含量随发芽时间的增加而逐渐下降。小麦在发芽初期，吸收大量水分，体内的谷氨酸脱羧酶(gad，γ-氨基丁酸的合成酶)被迅速激活，并利用小麦自身的谷氨酸，合成γ-氨基丁酸，使γ-氨基丁酸含量增加；随着发芽时间的延长，底物氨基酸的含量大量消耗，影响其合成速率，导致γ-氨基丁酸的含量降低。

4、发芽温度对γ-氨基丁酸含量的影响

图4为发芽温度对小麦γ-氨基丁酸的影响关系图。由图可知，发芽温度从25℃升至30℃的过程中，γ-氨基丁酸的含量增加。当温度从30℃升至40℃的过程中，γ-氨基丁酸含量下降。所以温度对小麦的γ-氨基丁酸积累具有一定的影响，温度低时，小麦中大量的内源酶被激活和释放，γ-氨基丁酸等其他营养物质得以大量生成；当温度过高时，谷氨酸脱羧酶的活性受到抑制，导致产生的γ-氨基丁酸减少。

5、响应面优化实验

根据单因素实验结果，对实验因素及水平进行设计响应面优化实验，下表为box-behnken实验设计表。

响应面实验分析结果表明：影响γ-氨基丁酸含量的大小顺序为发芽时间>超声时间>发芽温度>超声温度。小麦发芽富集γ-氨基丁酸最佳工艺条件为：超声时间35min、超声温度36℃、发芽时间38h、发芽温度31℃，测出γ-氨基丁酸含量为34.89mg/100g。

通过以上可以看出，基于本发明所提供的超声波处理的技术手段，可以实现小麦发芽富集γ-氨基丁酸。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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