一种富含Γ-氨基丁酸米胚芽粉的制备方法和应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200410014287.X

申请日:

2004.03.10

公开号:

CN1559271A

公开日:

2005.01.05

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):A23L 1/105申请日:20040310授权公告日:20060405终止日期:20110310|||专利实施许可合同的备案合同备案号: 2009320000317让与人: 江南大学受让人: 徐州苏福生物技术开发有限公司发明名称: 一种富含γ-氨基丁酸米胚芽粉的制备方法和应用申请日: 2004.3.10授权公告日: 2006.4.5许可种类: 独占许可备案日期: 2009.3.10合同履行期限: 2009.2.4至2011.12.30合同变更|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

A23L1/105; A23L1/305; A23J3/34

主分类号:

A23L1/105; A23L1/305; A23J3/34

申请人:

江南大学;

发明人:

张晖; 姚惠源

地址:

214036江苏省无锡市惠河路170号

优先权:

专利代理机构:

无锡市大为专利事务所

代理人:

时旭丹

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内容摘要

一种富含γ-氨基丁酸米胚芽粉的制备方法和应用,属于大米精深加工技术领域。本发明提供了通过内源酶工艺,或外加蛋白酶制得米胚蛋白水解液加米胚芽工艺,或米胚加谷氨酸钠直接转化工艺,这三种工艺分别富集γ-氨基丁酸(GABA),制得富含GABA的米胚芽粉产品。本发明工艺简便,富集GABA效果显著,为米胚芽的利用打下坚实基础,产品可用于抗疲劳功能的保健食品,大大提高了米胚芽利用的附加值,有较高的经济效益和社会效益。

权利要求书

1: 一种富含γ-氨基丁酸米胚芽粉的制备方法,其特征是: (a)制备米胚γ-氨基丁酸富集液: 内源酶法制备米胚γ-氨基丁酸富集液,工艺条件控制为:加入CaCl 2 500-700 μmol/L,温度40℃、料水比为1/7、pH5.6、时间7小时; 或外加蛋白酶制得米胚蛋白水解液加米胚芽制备米胚γ-氨基丁酸富集液,加 胰蛋白酶进行水解,水解工艺条件控制为:料水比1/14,温度45℃,时间7小时, pH8.0,加酶量4080活力单位/g米胚芽;灭酶活条件控制为:温度80℃,15min, 冷却后,加入米胚芽的量为1.5g/100ml,于40℃反应6小时; 或米胚直接转化谷氨酸钠制备米胚γ-氨基丁酸富集液,转化条件控制为: 米胚和0.08mol/L、pH5.6的磷酸缓冲液,料液比1/10,磷酸吡哆醛的添加量为 2mmol/mol谷氨酸钠,CaCl 2 的添加量为20mmol/mol谷氨酸钠,米胚添加量为 500g/mol谷氨酸钠,温度40℃,反应6小时; (b)所得富集液,经过胶体磨粉碎,喷雾干燥得到富含γ-氨基丁酸的米胚芽粉。
2: 一种用权利要求1所述方法制备的富含γ-氨基丁酸米胚芽粉的应用,其特 征是可用于抗疲劳功能的保健食品。

说明书


一种富含γ-氨基丁酸米胚芽粉的制备方法和应用

    【技术领域】

    一种富含γ-氨基丁酸米胚芽粉的制备方法和应用,属于大米精深加工技术领域。背景技术

    米胚作为谷物籽粒的初生组织和分生组织,是籽粒生理活性最强的部分,以重量计占稻谷的2-2.2%,糙米的2.6-2.9%,是谷物加工的副产品。在大米加工过程中大部分胚芽脱落入副产物米硒和米糠中,目前在稻米加工过程中都没有把米胚芽提出来加以利用,造成优质资源的浪费。

    作为大米精华之米胚芽,营养非常丰富,其蛋白质和脂类含量均在20%以上,蛋白质中氨基酸组成较为平衡,其中人体必需氨基酸比例符合FAO/WHO建议的营养合理模式。因此米胚芽蛋白质是一种属于全价的优质蛋白质,其质量可与鸡蛋相媲美。米胚芽脂类中维生素E含量高达200~300mg/100g,70%以上脂肪酸是不饱和脂肪酸。大量研究结果表明,米胚芽中的脂肪能抑制胆固醇合成,防止血管胆固醇沉积和预防糖尿病;其中较为丰富的维生素E可以防止皮肤色素沉着和延缓皮肤衰老。此外,大米胚芽中还含有丰富的微量元素和矿物质。

    γ-氨基丁酸(GABA)是存在哺乳动物脑、脊髓中的抑制性神经传递物质,由谷氨酸经谷氨酸脱羧酶(GAD)催化转化而来。研究表明,GABA具有降血压、改善脑机能、精神安定、促进长期记忆、促进生长激素分泌、肾功能活化、肝功能活化等作用,将其应用于功能性食品中将大有可为。近年来,富含GABA食品的研究与开发,包括植物(米胚芽、米糠、绿茶、南瓜等)、微生物(乳酸菌、酵母)等由来的GABA食品,成为国外、尤其是日本研究的热点。

    大米胚芽中谷氨酸脱羧酶活力较高,非常适合作为制备富含GABA的功能食品。GABA对血压有显著的抑制作用,并有改善肾、肝功能的作用。胚芽内的谷氨酸在酶的作用下,转换成γ-氨基丁酸。通常米胚芽中GABA约含20-50mg/100g,经此处理后约增7倍,可达300-400mg/100g,富含GABA米胚芽可以制成颗粒或片剂作营养补助食品,也可以添加到糕饼、面包、粉末汤料、面类,乳制品等。估计我国大米胚芽年产量为10万吨以上,因此米胚芽的开发利用、增值转化是很有意义的。

    【发明内容】

    本发明的目地是提供一种富含γ-氨基丁酸米胚芽粉的制备方法和应用,可以生产高附加值的具有保健功能的富含γ-氨基丁酸米胚芽粉健康食品,充分发挥米胚芽的营养功能和作用。

    本发明的技术方案:用内源酶法、或外加蛋白酶制得米胚蛋白水解液加米胚芽、或米胚直接转化谷氨酸钠三种工艺分别制备米胚γ-氨基丁酸富集液,对所得富集液经过胶体磨粉碎、喷雾干燥得到富含GABA的米胚芽粉。

    对米胚芽粉中的γ-氨基丁酸(GABA)进行富集的三种工艺,描述如下

    1.内源酶法制备米胚γ-氨基丁酸富集液

    称取一定量的米胚芽,加入若干倍的水,在一定的pH和温度下振荡,使米胚中的内源性蛋白酶分解蛋白质生成游离谷氨酸,游离谷氨酸在米胚GAD的作用下生成GABA,待反应一段时间后过滤,取滤液10μl纸层析法测定γ-氨基丁酸含量。经过优化,内源酶富集米胚芽中GABA工艺条件控制为:温度40℃、料水比为1/7、pH5.6、时间7小时。添加CaCl2500-700μmol/L,GABA富集量可以提高30%。

    经过后处理制得的富含GABA的米胚芽粉中GABA的量可以由未富集前的0.28mg/g提高到6.15mg/g左右,增加了21倍。虽然米胚富集液中GABA含量仅为0.88mg/ml,原料米胚芽中Glu的利用率也只有22.4%。不过,利用内源酶富集米胚芽中GABA的工艺简单、成本低廉,对于GABA浓度要求不高的含GABA保健食品,如功能饮料等是非常适合的。

                表1内源酶富集GABA的米胚粉组成

                  成分            含量(g/100g)

                  GABA                0.615

                  脂肪                22.3

                  蛋白质              21.8

                  总糖                30.3

                  粗纤维              12.3

                  水分                4.3

                  灰分                6.1

    2.外加蛋白酶制得米胚蛋白水解液加米胚芽制备米胚γ-氨基丁酸富集液

    (a)加胰蛋白酶进行水解,水解工艺条件控制为:料水比1/14,pH8.0,温度45℃,时间7小时,加酶量4080活力单位/g米胚芽;

    在此最佳工艺条件下,米胚蛋白水解液中Glu的产量可达2.35mg/ml,Glu的水解率(水解后游离Glu占原料Glu的百分数)达到85%,为富集GABA提供了更多的Glu,也大大提高了原料的利用率。

    (b)灭酶活条件控制为:温度80℃,15min,冷却后,加入米胚芽的量为1.5g/100ml,于40℃反应6小时。

    加入1.5g/100ml的米胚芽,40℃继续反应6h,GABA产量可达1.9mg/mL,相当于2.26g/100g米胚芽,比内源性酶富集GABA提高了3.7倍,因此利用外加胰蛋白酶水解米胚蛋白富集GABA,不仅提高了原料的利用率;还大幅度地提高GABA的产量和富集液中GABA的浓度,使之更加适合用于富含GABA米胚芽健康食品的制备。

            表2外源蛋白酶富集GABA的米胚粉组成

                    成分            含量(g/100g)

                    GABA                  2.3

                    脂肪                  23.0

                    蛋白质                5.8

                    总糖                  29.1

                    游离氨基酸            16.0

                    粗纤维                12.1

                    水分                  4.5

                    灰分                  6.1

    3.米胚直接转化谷氨酸钠制备米胚γ-氨基丁酸富集液,转化条件控制为:米胚和0.08mol/L、pH5.6的磷酸缓冲液,料液比1/10,磷酸吡哆醛的添加量为2mmol/mol谷氨酸钠,CaCl2的添加量为20mmol/mol谷氨酸钠,米胚添加量为500g/mol谷氨酸钠,温度40℃,反应6小时。

    在上述条件下,谷氨酸钠的转化率可以达到100%,此时溶液中的GABA含量为20.7mg/ml,相当于每100g米胚芽产GABA20.7g,比前两种米胚富集GABA的方法分别提高了33.6和9倍,并且没有谷氨酸钠残留,可以在不同功能食品中添加和应用。

    表3谷氨酸钠直接转化富集GABA的米胚芽粉组成

             成分              含量(g/100g)

             GABA                 20.6

             脂肪                 16.3

             蛋白质               15.8

             总糖                 28.3

             粗纤维               8.3

             水分                 4.3

             灰分                 5.0

    将上述三种工艺所制备的米胚γ-氨基丁酸富集液经过胶体磨粉碎,喷雾干燥得到富含γ-氨基丁酸的米胚芽粉。

    富含γ-氨基丁酸米胚芽粉的应用,可用于抗疲劳功能的保健食品。

    本发明的有益效果:米胚芽可以作为一种营养丰富、生理功能卓越的健康食品原料而进一步开发利用,这样不仅可提高大米加工综合利用价值和粮食生产的经济效益,还可使粮食生产走上良性循环的道路。富含γ-氨基丁酸米胚芽健康食品的研究和开发,在国内属于开创性的工作。本发明运用现代生物技术提供了富集米胚芽中GABA的工艺,制备得到的富含GABA的米胚芽粉具有抗疲劳功能。

    【具体实施方式】

    实施例1

    称取15kg的米胚芽,加入105kg的水,加入7gOCaCl2,在pH5.6和40℃温度下振荡反应7小时。将反应物胶体磨粉碎,喷雾干燥得到富含GABA的米胚芽粉。

    实施例2

    称取15kg的米胚芽,加入210kg的水,加入1-3kg的胰蛋白酶,45℃,pH8.0,反应7小时。温度80℃灭酶15min后,冷却至40℃,再加入3kg米胚芽,继续反应6小时,将反应物胶体磨粉碎,喷雾干燥得到富含GABA的米胚芽粉。

    实施例3

    称取15kg的米胚芽,加入150kg0.08mol/L、pH5.6的磷酸缓冲液,加入5kg谷氨酸钠,加入16g磷酸吡哆醛,加入67gCaCl2,温度40℃,反应6小时,将反应物胶体磨粉碎,喷雾干燥得到富含GABA的米胚芽粉。

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一种富含氨基丁酸米胚芽粉的制备方法和应用,属于大米精深加工技术领域。本发明提供了通过内源酶工艺,或外加蛋白酶制得米胚蛋白水解液加米胚芽工艺,或米胚加谷氨酸钠直接转化工艺,这三种工艺分别富集氨基丁酸(GABA),制得富含GABA的米胚芽粉产品。本发明工艺简便,富集GABA效果显著,为米胚芽的利用打下坚实基础,产品可用于抗疲劳功能的保健食品,大大提高了米胚芽利用的附加值,有较高的经济效益和社会效益。。

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