目前关于发芽糙米中GABA的研究主要集中在发芽条件的优化,对于GABA形成的酶及底物之间的关系研究较少。因此,中国农业科学院农产品加工研究所、农业部农产品加工综合性重点实验室的曹晶晶、顾丰颖、罗其琪等人主要研究糙米发芽不同阶段的谷氨酸(GA)含量、谷氨酸脱羧酶(GAD)活性及GABA含量变化,同时考察超声波对发芽糙米GABA含量的影响,探究发芽糙米中GA含量、GAD活性与GABA含量三者之间的关系,为提高发芽糙米的生理功效提供参考。
1、发芽糙米GA含量测定结果
随发芽时间的延长,发芽糙米中GA含量持续增加,主要来源于糙米发芽代谢促使蛋白质水解。超声波处理组发芽糙米中GA含量明显高于对照组。其中处理1在发芽0 h时GA含量是对照组的1.78 倍,处理2在发芽12 h时GA含量是对照组的1.88 倍,且处理组在12~24 h之间GA含量较对照组高2 倍左右,表明超声波促进酶激活,加快了蛋白质降解速率,促使GA含量增加;在36 h之后,处理1较处理2发芽糙米中GA含量稍高。在发芽60 h后,GA含量增幅减缓,在后萌发阶段糙米呼吸强度增大,干物质消耗量加剧,GA消耗量增加。
2、发芽糙米中GAD活性测定结果
糙米经浸泡处理后,对照组GAD活性为7.09 nmol/g。在发芽0 ~ 4 8 h 之间, 对照组G A D 活性均值为9.25 nmol/g。糙米历经72 h的发芽,GAD活性呈现先增后降再增趋势。对照组在发芽第36小时达到第1个峰值11.20 nmol/g,在60 h达到谷值7.43 nmol/g,GAD活性降低34%。
3、发芽糙米中GABA含量测定结果
随发芽时间延长,发芽糙米中GABA含量持续增加,在发芽第72小时,达到68.75 mg/100 g,且在发芽第36小时后,增长速度明显加快。发芽糙米中GA含量在12~24 h增长幅度缓慢,产物GABA含量在24~36 h时增幅减缓,GABA增加量受GA含量调节,时间稍有延后。在0~36 h间,GAD活性升高到1.60 倍,GABA含量增加到3.56 倍;在36~60 h间GAD活性下降明显,GABA增加到1.69 倍,GABA增加量受GAD活性调节。
4、发芽糙米中游离氨基酸含量变化
浸泡预处理后糙米中游离氨基酸含量为42.09 mg/100 g。超声波处理后游离氨基酸总量明显增加,表明超声促进糙米中蛋白质水解。随发芽时间延长,大部分游离氨基酸(除天冬氨酸、丝氨酸外)含量持续增加,游离氨基酸总量由42.09 mg/100 g增加至336.11 mg/100 g。但2 种超声波处理对发芽后期游离氨基酸含量增加无显着促进作用。
5、GABA含量相关性分析
3 种不同处理方式下的糙米在发芽过程中GABA与GA之间呈显着正相关(P<0.05);但GAD活性与GABA和GA的相关性较低(P≥0.05)。GABA和GA呈显着正相关是因为随着时间延长两者都是呈增加趋势。
结 论
本研究借助超声波逆境胁迫,采用浸泡发芽增加糙米中GABA含量,分析GA含量、GAD活性与GABA含量之间的关系。随着发芽时间延长,GAD活性呈先增加后降低再增加的趋势;在发芽0~48 h之间,对照组GAD活性均值为9.25 nmol/g,GABA含量增加到6 倍以上;在48~60 h之间,GABA含量增加量不明显,GABA含量受GAD活性调节。在发芽过程中GABA和GA含量随着发芽时间延长两者均呈递增趋势,且二者之间呈显着正相关(P<0.05)。
2 种超声波处理方式在糙米发芽12 h后显着增加了GABA含量,加快了GAD激活进程;显着提高GA含量,达到对照组的2 倍以上;在发芽前期对GABA含量有显着增加,对发芽后期GABA影响不明显。在糙米发芽前期超声波对其他种游离氨基酸含量有显着促进作用;但2 种不同超声波处理时间点之间的差异不显着,糙米发芽过程中GABA含量变化主要取决于糙米自身发芽代谢。
综上,发芽糙米中GABA形成受GAD活性调节,并与GA含量呈显着正相关,超声波处理对糙米发芽过程中GAD活性、GA含量有显着影响,并有助于增加发芽糙米中GABA含量。然而,GA、GABA含量与GAD活性之间复杂的代谢途径的关系还不清楚,仍需更进一步研究。