富含GABA的豆豉前发酵制备工艺及成分分析.pdf
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1、D O I:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 0-9 9 7 3.2 0 2 3.0 9.0 2 9引文格式:刘一静,余科金,狄飞达,等.富含G A B A的豆豉前发酵制备工艺及成分分析J.中国调味品,2 0 2 3,4 8(9):1 6 8-1 7 3.L I U Y J,YU K J,D I F D,e t a l.P r e-f e r m e n t a t i o n p r e p a r a t i o n t e c h n o l o g y a n d c o m p o n e n t a n a l y s i s o f G A B A-r i
2、c h e d f e r m e n t e d s o y a b e a n sJ.C h i n a C o n d i m e n t,2 0 2 3,4 8(9):1 6 8-1 7 3.富含GA B A的豆豉前发酵制备工艺及成分分析刘一静1,余科金2,狄飞达1,张驰松1*,冯骏1,方秋野1(1.成都市农林科学院,成都 6 1 1 1 3 0;2.成都医学院,成都 6 1 0 5 0 0)摘要:以大豆为原料,对大豆发芽过程富集-氨基丁酸(G A B A)和大豆前发酵过程对G A B A的影响进行研究,通过单因素试验和正交试验,研究了培养液p H、维生素B6浓度、浸泡时间、发芽时间对
3、G A B A积累量的影响,确定大豆富集G A B A的最佳工艺参数。结果表明,在培养液p H为5.5、维生素B6浓度为3 mm o l/L、浸泡时间为2 4 h、发芽时间为2 4 h时,大豆中GA B A的富集量为1 3 9.7 2 4 4 m g/1 0 0 g,是原料中GA B A含量的2.6 2倍。极差分析表明,培养液p H是最主要的影响因素,发芽时间次之,最后是浸泡时间。研究发现大豆前发酵对GA B A含量的影响不是很明显。关键词:大豆;发芽;GA B A富集;前发酵中图分类号:T S 2 0 1.2 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 0-9 9 7 3(2 0 2 3)0 9-
4、0 1 6 8-0 6P r e-F e r m e n t a t i o n P r e p a r a t i o n T e c h n o l o g y a n d C o m p o n e n t A n a l y s i s o f G A B A-R i c h e d F e r m e n t e d S o y a B e a n sL I U Y i-j i n g1,YU K e-j i n2,D I F e i-d a1,Z HANG C h i-s o n g1*,F E NG J u n1,F ANG Q i u-y e1(1.C h e n g d u
5、A c a d e m y o f A g r i c u l t u r e a n d F o r e s t r y S c i e n c e s,C h e n g d u 6 1 1 1 3 0,C h i n a;2.C h e n g d u M e d i c a l C o l l e g e,C h e n g d u 6 1 0 5 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:W i t h s o y b e a n a s t h e r a w m a t e r i a l,t h e e f f e c t s o f-a m i n o b
6、u t y r i c a c i d(GA B A)e n r i c h m e n t d u r i n g s o y b e a n g e r m i n a t i o n a n d p r e-f e r m e n t a t i o n p r o c e s s o n GA B A a r e s t u d i e d.T h e e f f e c t s o f c u l t u r e m e d i u m p H,v i t a m i n B6 c o n c e n t r a t i o n,s o a k i n g t i m e a n d
7、 g e r m i n a t i o n t i m e o n GA B A a c c u m u l a t i o n a m o u n t a r e s t u d i e d b y s i n g l e f a c t o r t e s t a n d o r t h o g o n a l t e s t,a n d t h e o p t i m u m t e c h n o l o g i c a l p a r a m e t e r s o f G A B A e n r i c h m e n t i n s o y b e a n a r e d e
8、t e r m i n e d.T h e r e s u l t s s h o w t h a t u n d e r t h e c o n d i t i o n s o f c u l t u r e m e d i u m p H 5.5,v i t a m i n B6 c o n c e n t r a t i o n 3 mm o l/L,s o a k i n g t i m e 2 4 h a n d g e r m i n a t i o n t i m e 2 4 h,t h e e n r i c h m e n t a m o u n t o f GA B A i
9、 n s o y b e a n i s 1 3 9.7 2 4 4 m g/1 0 0 g,w h i c h i s 2.6 2 t i m e s t h a t o f t h e r a w m a t e r i a l.R a n g e a n a l y s i s s h o w s t h a t c u l t u r e m e d i u m p H i s t h e m o s t i m p o r t a n t i n f l u e n c i n g f a c t o r,f o l l o w e d b y g e r m i n a t i o
10、 n t i m e a n d s o a k i n g t i m e.T h r o u g h t h e r e s e a r c h,i t i s f o u n d t h a t t h e e f f e c t o f s o y b e a n p r e-f e r m e n t a t i o n o n GA B A c o n t e n t i s n o t v e r y s i g n i f i c a n t.K e y w o r d s:s o y b e a n;g e r m i n a t i o n;e n r i c h m e
11、n t o f GA B A;p r e-f e r m e n t a t i o n收稿日期:2 0 2 3-0 3-1 6基金项目:国家现代农业产业技术体系四川豆类杂粮创新团队(s c c x t d-2 0 2 3-2 0)作者简介:刘一静(1 9 9 0-),女,硕士,研究方向:农产品加工。*通信作者:张驰松(1 9 8 2-),男,高级工程师,硕士,研究方向:农产品加工与贮藏。-氨基丁酸(GA B A)是一种广泛存在于动植物体内的四碳非蛋白质天然氨基酸,主要由谷氨酸(G l u)经谷氨酸脱羧酶(GA D,E C 4.1.1.1 5)脱羧产生,是哺乳动物抑制性神经递质1,能够参与多种
12、代谢2,起到免疫调节的作用3。具有降血压4、调节心血管疾病5-6、活化肝功能、改善脂质代谢7、预防肥胖的功能8。研究表明,随着年龄的增长以及外部环境压力的增加,人体内的GA B A含量会逐渐减少,因此在饮食中GA B A的补充非常重要9。GA B A的味道类似于谷氨酸的甜味,添加在食品中能够增强食品的风味并具有醒酒、消臭等作用。在日本,以GA B A为功能性营养因子的食品已经产业化,且已形成数百亿日元的巨大市场规模1 0。近年来,GA B A作为食品中一种新型的功能性成分1 1,受到了人们的普遍关注。我国861技术研发 第4 8卷 第9期2 0 2 3年9月 中 国 调 味 品C h i n
13、a C o n d i m e n t对富集GA B A的豆制品和谷物类的研究也逐渐增多,曹晶晶1 2对发芽糙米进行了研究,发现随着发芽时间的延长,GA D活性呈先升高后降低的趋势:在发芽04 8 h内,G A B A的含量增加了6倍以上;在4 8 6 0 h之间,GA B A含量的增加不明显;可以看出GA B A含量受到G A D的调控。刘畅1 3的研究表明,对大豆采取不同的处理方式,G A B A的含量也不尽相同,其中最重要的因素为发芽温度和发芽时间,G A B A的最大含量可达到1 1.6 2 m g/g。申迎宾等1 4对5种不同豆类G A B A富集的研究表明,在相同处理条件下,萌芽豇
14、豆中G A B A含量最高,达到1 3 1.3 6 m g/1 0 0 g,又通过响应面试验确定了豇豆的最佳发芽工艺参数,在浸泡温度3 4、浸泡时间2 5 h、发芽温度3 3 和发芽时间2 4 h的条件下,豇豆中G A B A含量达到2 0 3.5 3 m g/1 0 0 g,是未发芽豇豆中G A B A含量的7.4 8倍。豆豉是百姓生活中经常出现的一种发酵豆制品,主要是通过微生物发酵,在保留大豆中大部分营养物质的条件下,将大豆中的大分子物质经过分解或者重组变成利于人体吸收的小分子物质,这些小分子物质多具有抗氧化活性和其他功能特性,如预防心血管疾病、抗氧化、抗癌等生理功能2。本研究在将大豆进行
15、豆豉前发酵的过程中富集GA B A,观察在整个过程中GA B A的变化。通过优化富集工艺开发出具有高GA B A含量且具有功能性的豆豉,为将来功能性豆豉的开发提供了参考。1 材料和设备东升一号大豆:黑龙江乡土农业科技开发有限公司;豆豉发酵剂:安琪酵母股份有限公司;G A B A(纯度9 9%):上海源叶生物科技有限公司;甲醇(色谱纯)、乙腈(色谱纯)、三氯乙酸(分析纯)、乙酸(分析纯)、盐酸吡哆辛:成都市科隆化学品有限公司;-疏基乙醇(分析纯):北京瑞泽康生物科技有限公司;四硼酸钠p H标准缓冲溶液:河南标准物质研发中心;次氯酸钙:成都市科龙化工试剂厂。高效液相色谱仪、S y n c r o
16、n i s C1 8反相色谱柱(4.5 m m2 5 0 mm,5 m)美国T h e r m o公司;精密可编程热风循环烘箱 L E A D-T e c h科学仪器有限公司;智能光照培养箱 宁波赛福实验仪器有限公司;生物培养设备 深圳市鼎鑫宜实验设备有限公司。2 试验方法2.1 大豆发芽前处理及豆豉前发酵工艺工艺流程:挑选籽粒饱满无褶皱的大豆用自来水清洗3次用体积分数为1%的次氯酸钙浸泡大豆1 0 m i n后用蒸馏水再次清洗大豆3次将清洗好的大豆装入烧杯中,加入蒸馏水浸泡,放入冰箱(4)中将浸泡好的大豆装入铁盘中(上下各覆盖3层纱布)放入培养箱中培养(3 0、相对湿度8 0%)发芽将发芽后
17、的大豆装入烧杯中,放入高压蒸汽灭菌锅中蒸煮(1 2 1、2 0 m i n、1 0 1 k P a)将蒸煮后的大豆按照体积分数添加豆豉发酵剂,搅拌均匀装入漏筛将装入大豆的漏筛放入培养箱中培养(2 5、相对湿度8 0%)称取大豆测量。2.2 GA B A含量的测定1 5-1 6样品前处理:样品粉碎,过6 0目筛,4 下保存。称取1.5 g豆粉(含水量为8 0%),加入1 5 m L质量分数为8%的三氯乙酸,超声波处理5 0 m i n后放入离心机中离心1 0 m i n(1 0 0 0 0 r/m i n),取上清液再次离心1 0 m i n。之后取出过0.4 5 m的水相微孔滤膜,上机检测。H
18、 P L C色谱条件:S y n c r o n i s C1 8反相色谱柱(4.5 m m2 5 0 mm,5 m);流动相A:2 5 mm o l/L乙酸钠,用4%的乙酸调节p H至5.9;流动相B:纯乙腈。AB为9 01 0(体积比);流速1 m L/m i n;进样量1 0 L,检测波长3 3 2 n m;柱温4 0。GA B A标准曲线的绘制:在2 01 4 0 m g/d L质量浓度范围内,用配制好的2 0 0 m g/d L的标准液配制成2 0,4 0,6 0,8 0,1 0 0,1 2 0,1 4 0 m g/d L系列质量浓度的标准液,O P A柱前衍生后上机检测,制成标准曲
19、线。用标准物色谱峰的保留时间定性;用外标多点校准法,以峰面积定量。采用外标面积归一化法测得样品含量。2.3 富含GA B A的豆豉前发酵工艺的优化2.3.1 培养液p H对发芽大豆GA B A含量的影响称取1 0 0 0 g大豆用自来水清洗,再用体积分数为1%的次氯酸钙浸泡1 0 m i n。用蒸馏水清洗3次,分成5组,依次编号为A:p H 4.5、B:p H 5.0、C:p H 5.5、D:p H 6.0、E:p H 6.5,将它们装入烧杯中放到冰箱(4)中浸泡2 4 h,将浸泡好的大豆装入铁盘放入培养箱中进行发芽(3 0、相对湿度8 0%、2 4 h)。发芽完成后,将发芽的大豆放入高压蒸汽
20、灭菌锅中蒸煮(1 2 1、2 0 m i n、1 0 1 k P a),按照蒸煮后体积的1%加入豆豉发酵剂混合均匀,将混匀的大豆放入培养箱中培养(2 5、相对湿度8 0%)5 d。分别在浸泡后、发芽后、蒸煮后、前发酵结束4个阶段取样4 0 g,测大豆中G A B A含量。2.3.2 维生素B6浓度对GA B A含量的影响称取1 0 0 0 g大豆用自来水清洗,再用体积分数为1%的次氯酸钙浸泡1 0 m i n,用蒸馏水清洗3次,分成5组,依 次 编 号 为A:0 mm o l/L、B:1 mm o l/L、C:2 mm o l/L、D:3 mm o l/L、E:4 mm o l/L,将它们装入
21、烧杯中放到冰箱(4)中浸泡2 4 h,将浸泡后的大豆装入铁盘放入培养箱中进行发芽(3 0、相对湿度8 0%、2 4 h)。发芽完成后,将发芽的大豆放入高压蒸汽灭菌锅中蒸煮(1 2 1、2 0 m i n、1 0 1 k P a),按照蒸煮后体积的1%加入豆豉发酵剂混合均匀,将混匀的大961第4 8卷 第9期2 0 2 3年9月 中 国 调 味 品C h i n a C o n d i m e n t技术研发 豆放入培养箱中培养(2 5、相对湿度8 0%)5 d。分别在浸泡后、发芽后、蒸煮后、前发酵结束4个阶段取样4 0 g,测大豆中GA B A含量。2.3.3 浸泡时间对GA B A含量的影响
22、称取1 0 0 0 g大豆用自来水清洗,再用体积分数为1%的次氯酸钙浸泡1 0 m i n,用蒸馏水清洗3次,分成5组,依次编号为A:1 2 h、B:1 8 h、C:2 4 h、D:3 0 h、E:3 6 h,将它们装入烧杯中放到冰箱(4)中浸泡,将浸泡后的大豆装入铁盘放入培养箱中进行发芽(3 0、相对湿度8 0%、2 4 h)。发芽完成后,将发芽的大豆放入高压蒸汽灭菌锅中蒸煮(1 2 1、2 0 m i n、1 0 1 k P a),按照蒸煮后体积的1%加入豆豉发酵剂混合均匀,将混匀的大豆放入培养箱中培养(2 5、相对湿度8 0%)5 d。分别在浸泡后、发芽后、蒸煮后、前发酵结束4个阶段取样
23、4 0 g,测大豆中GA B A含量。2.3.4 发芽时间对GA B A含量的影响称取1 0 0 0 g大豆用自来水清洗,再用体积分数为1%的次氯酸钙浸泡1 0 m i n,用蒸馏水清洗3次并分成5组,依次编号为A:1 2 h、B:1 8 h、C:2 4 h、D:3 0 h、E:3 6 h,将它们装入烧杯中放到冰箱(4)中浸泡2 4 h,将浸泡后的大豆装入铁盘放入培养箱中进行发芽(3 0、相对湿度8 0%)。发芽完成后,将发芽的大豆放入高压蒸汽灭菌锅中蒸煮(1 2 1、2 0 m i n、1 0 1 k P a),按照蒸煮后体积的1%加入豆豉发酵剂混合均匀,将混匀的大豆放入培养箱中培养(2 5
24、、相对湿度8 0%)5 d。分别在浸泡后、发芽后、蒸煮后、前发酵结束4个阶段取样4 0 g,测大豆中GA B A含量。2.4 发芽处理大豆中GA B A富集的正交试验在单因素试验的基础上,选取对豆豉中GA B A含量有影响的培养液p H、发芽时间、浸泡时间为试验因素,以GA B A含量为试验指标,分为三因素三水平,且不考虑交互作用,进行L9(34)试验,试验因素水平见表1,具体试验设计见表2,试验重复3次,结果以3次测定的平均值表示。表1 L9(34)正交试验因素水平表T a b l e 1 F a c t o r s a n d l e v e l s o f L9(34)o r t h o
25、 g o n a l t e s t水平因素A培养液p HB发芽时间/hC浸泡时间/h15.01 81 825.52 42 436.03 03 0表2 正交试验设计T a b l e 2 O r t h o g o n a l t e s t d e s i g n因素123456789A111222333B123123123C123231312空行1233122313 结果与分析3.1 GA B A的高效液相色谱图本试验采用高效液相色谱仪测定豆豉中G A B A含量,在众多的色谱图中挑选两张色谱图,其中G A B A的标准液相色谱图见图1,大豆的G A B A液相色谱图见图2。图1 GA B
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