一種富含gaba的紅曲米及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紅曲米及其制備方法，尤其涉及一種富含GABA的紅曲米及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紅曲，也就是紅曲米，是以熟大米為原料，由紅曲菌在其上繁殖而得的制品。發(fā)酵過(guò)程大米變成紅色，因此被稱作紅曲米或赤米。紅曲是一種藥食兩用的天然食品，它的出現(xiàn)在我國(guó)至少可以追溯到十世紀(jì)的宋朝。傳統(tǒng)上，紅曲被廣泛地應(yīng)用于食品行業(yè)，主要用于釀酒，制作紅腐乳，用做食品著色劑及肉類的保存劑等，它既可改善食品色澤，又能賦予食品特有的風(fēng)味。此外，紅曲還具有醫(yī)療保健的藥效，《中藥大辭典》將紅曲的主要藥效歸納為“活血化瘀，健脾消食，治療食積飽脹，赤白下痢及跌打損傷?！彪S著紅曲的藥理活性物質(zhì)被越來(lái)越多地發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，紅曲不僅有降低血膽固醇的作用，還有降血糖、降血壓、防癌等功效。日本國(guó)立健康研究所在進(jìn)行飼料添加“紅曲培養(yǎng)物”的動(dòng)物試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)添加0.12%-0.13%紅曲培養(yǎng)物的飼料可使患有先天性高血壓癥老鼠的血壓由超過(guò)200mmHg降至180mmHg以下。經(jīng)分析，降血壓的有效成分為γ -氨基丁酸(γ-amino butyricacid, GABA)和氨基葡萄糖，其中GABA起了非常重要的作用。
[0003]GABA的生理功能主要表現(xiàn)在降低血壓、營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)、改善肝腎機(jī)能及提高腦活力等方面。1950年，F(xiàn)lory和Robert的研究小組在哺乳類動(dòng)物腦萃取液中首次發(fā)現(xiàn)GABA，如今，醫(yī)學(xué)家已經(jīng)證明GABA是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制性傳遞物質(zhì)，它是腦組織中最重要的神經(jīng)遞質(zhì)之一，其作用是降低神經(jīng)元活性，防止神經(jīng)細(xì)胞過(guò)熱。GABA能結(jié)合抗焦慮的腦受體并使之激活，然后與另外一些物質(zhì)協(xié)同作用，阻止與焦慮相關(guān)的信息抵達(dá)腦指示中樞，因此，GABA可從根本上鎮(zhèn)靜神經(jīng)，從而起到抗焦慮的效果。GABA作為藥品可用于改善大腦血液循環(huán)，增加氧氣供給，改善大腦細(xì)胞代謝，還有助于治療因腦中風(fēng)、頭部外傷和腦動(dòng)脈硬化后遺癥等產(chǎn)生的頭疼、耳鳴和意識(shí)模糊等后遺癥。
[0004]糙米是一種被人們忽視的健康保健食品，它含高含量的礦物質(zhì)、維生素等，尤其是含有多種生物活性物質(zhì)如GABA等，這些活性物質(zhì)在糙米中的含量往往是精米的幾倍甚至更高，因此，將其開發(fā)成功能保健食品具有巨大的市場(chǎng)價(jià)值和意義。不僅如此，糙米發(fā)芽后其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到進(jìn)一步提高，同時(shí)也易于攝取和消化吸收。國(guó)際上對(duì)發(fā)芽糙米的研究正方興未艾，研究人員大多致力于優(yōu)化發(fā)芽條件使其產(chǎn)生更高含量的生理活性物質(zhì)。目前，以發(fā)芽糙米為原料的功能產(chǎn)品越來(lái)越多地面市，在追求營(yíng)養(yǎng)和健康飲食的今天，這些產(chǎn)品的出現(xiàn)極大地滿足了人們對(duì)于幸福和品位生活的追求。
[0005]現(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)中尚未見到就積累GABA的能力進(jìn)行大規(guī)模的紅曲霉菌株篩選工作，本發(fā)明從紅腐乳、紅曲米等產(chǎn)品中篩選優(yōu)良、高產(chǎn)、安全的紅曲霉菌株具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，可用來(lái)生產(chǎn)富含GABA的功能食品或配料，如各種強(qiáng)化GABA的保健食品飲料、果醬、調(diào)味料等制品。長(zhǎng)期食用這些制品，對(duì)人體具有多種生理保健功能，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。不僅如此，也可進(jìn)一步豐富紅曲菌作為有益菌的保健功效。從微生物自然資源中分離純化眾多新功能的紅曲菌株，并用來(lái)生產(chǎn)GABA功能性食品配料，這是一項(xiàng)新的嘗試。有利于進(jìn)一步開發(fā)和利用微生物功能性食品、藥物資源，因此具有深遠(yuǎn)的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種富含GABA的紅曲米及其制備方法。
[0007]本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為:
一種富含GABA的紅曲米，其特征在于:所述的紅曲米中GABA的含量可達(dá)26.54mg/100g，且未檢出桔霉素。
[0008]所述紅色紅曲霉CICC 5008，該菌株購(gòu)自中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(CICC)，保藏號(hào)為 CICC 5008。
[0009]一種富含GABA的紅曲米的制備方法，所述的紅曲米是以黑米“Nanton84”(張名位，黑米抗氧化與降血脂的活性成分及其作用機(jī)理，2013，華南師范大學(xué))的發(fā)芽糙米為底物，以紅色紅曲霉CICC 5008為出發(fā)菌株，按照其最佳發(fā)酵條件進(jìn)行發(fā)酵。所述紅曲米的制備方法包括以下步驟:
(O發(fā)芽糙米培養(yǎng)基的制備:將發(fā)芽糙米用清水浸泡三小時(shí)，瀝干后在蒸籠中蒸20min，每發(fā)酵瓶稱取50g發(fā)芽糙米，密封好后，于121°C下高壓滅菌20min后備用；
(2)紅曲霉菌種子液的制備:將高產(chǎn)GABA的紅曲霉菌株CICC 5008在PDA平板上28°C活化培養(yǎng)5-7天后，使用直徑為5_的打孔器取菌塊，然后各加5片菌餅到裝有50mL種子液培養(yǎng)基的250mL三角瓶中，于30°C，150rpm條件下振蕩培養(yǎng)72h后即得種子液；所述的種子液培養(yǎng)基為葡萄糖50g，蛋白胨5g，酵母膏l(xiāng)g, KH2PO4 lg, FeSO4.7H20 0.0lg, MgSO4.7H20
0.5g，加水定容至1000mL。
[0010](3)接種與發(fā)酵培養(yǎng):將培養(yǎng)72h后的種子液稀釋至孢子濃度為I X 17個(gè)/mL,按10%接種量將稀釋的種子液添加到裝有發(fā)芽糙米培養(yǎng)基的塑料發(fā)酵瓶中，以無(wú)菌竹簽攪拌均勻，并置于28°c恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)lld，在培養(yǎng)初期2-3d，發(fā)芽糙米發(fā)酵培養(yǎng)基底部略微呈紅色；培養(yǎng)至第4d時(shí)，將塑料發(fā)酵瓶取出，把發(fā)芽糙米拍散，使紅曲菌可以更充分地利用發(fā)芽糙米原料；培養(yǎng)至第7d時(shí)，紅曲菌絲體生長(zhǎng)旺盛；第8d時(shí)，將塑料發(fā)酵瓶移至28°C恒溫培養(yǎng)箱中，繼續(xù)培養(yǎng)至第lld，發(fā)芽糙米發(fā)酵完全，獲得紅曲米。
[0011]所述的紅曲米具體按照如下步驟進(jìn)行制備:
O富含GABA發(fā)芽糙米原料的篩選
2)高產(chǎn)GABA紅曲霉菌株的篩選
3)紅曲米發(fā)酵工藝的優(yōu)化
步驟I)具體的為:準(zhǔn)確稱量60種不同類型水稻(包括白米、紅米和黑米)的糙米各10g，置于錐形瓶中，用純凈水清洗3遍后瀝干，接著加入1%次氯酸溶液將糙米浸沒消毒5min，之后用無(wú)菌水清洗3遍后瀝干，繼續(xù)在pH 5.0的純凈水中浸泡，將錐形瓶置于30°C的恒溫水浴鍋中保溫6h，浸泡結(jié)束后取出糙米，攤放于經(jīng)預(yù)先消毒的培養(yǎng)皿中，蓋上已消毒的并用
0.5mmol/L CaCl2溶液浸濕的紗布后，置于30°C恒溫培養(yǎng)箱中催芽24h。期間每隔4h觀察紗布的含水情況，如紗布含水不足，及時(shí)用盛裝0.5mmol/L CaCl2溶液的噴壺進(jìn)行適量噴灑。催芽24h后取出，小心揭去覆蓋其上的紗布，發(fā)芽完成。
[0012]發(fā)芽結(jié)束后將所有發(fā)芽糙米置于800W微波爐中鈍化30s，接著置于50°C烘箱中烘干12h，得到干燥的發(fā)芽糙米。最后用高速粉碎機(jī)粉碎，得到發(fā)芽糙米粉，盛裝于自封袋內(nèi)，貼好標(biāo)簽，置于4°C冰箱備用。按照以下方法提取發(fā)芽糙米的GABA并衍生后，進(jìn)行HPLC檢測(cè)。結(jié)果表明:黑米“Nanton84”發(fā)芽后糙米中的GABA含量最高，達(dá)24.82mg/100g，是對(duì)照品種“福稻8號(hào)”的4.0倍。
[0013]發(fā)芽糙米GABA的提取和衍生方法:取5g磨成粉的樣品置于錐形瓶，加入60%乙醇30ml，55°C恒溫水浴6h，期間每隔30min搖勾30s，結(jié)束后3000rpm條件下離心15min，取上清液濃縮至5ml，最后用0.45 μ m微孔濾膜過(guò)濾得到待衍生樣品，再經(jīng)進(jìn)一步衍生后得到待檢測(cè)樣品，衍生的方法為:將1% 2，4-二硝基氟苯(FDNB)的乙腈溶液作為衍生劑，取樣品液ImL置于1mL棕色量瓶中，加0.5mol/L NaHCO3 (ρΗ9.0)溶液和1% 2，4- 二硝基氟苯乙腈溶液各lmL，置于60°C恒溫水浴暗處加熱Ih后取出，冷卻后用pH 7.0磷酸鹽緩沖液定容至10mL，充分搖勻后用0.45 μ m微孔濾膜過(guò)濾，最后轉(zhuǎn)移至潔凈的樣品管中備用，需要時(shí)取10 μ L進(jìn)樣，于360nm波長(zhǎng)下進(jìn)行檢測(cè)。
[0014]步驟2)具體的為:采用固態(tài)發(fā)酵方式，以紅曲霉菌發(fā)酵產(chǎn)物中的GABA含量和桔霉素作為指標(biāo)，分別將49株紅曲菌株的發(fā)酵產(chǎn)物紅曲米置于50°C烘箱中烘干過(guò)夜后，研磨成粉末狀，按照I)中的方法提取GABA并衍生后，進(jìn)行GABA含量的HPLC檢測(cè)。同時(shí)，對(duì)各菌株的發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行桔霉素含量的HPLC檢測(cè)。結(jié)果表明:紅曲霉菌株CICC 5008的發(fā)酵產(chǎn)物中的GABA含量最高且不產(chǎn)桔霉素，其紅曲米中的GABA含量高達(dá)22.43mg/100g，比對(duì)照菌株CICC 5004(購(gòu)自 CICC)高 93.9%。
[0015]步驟3)具體的為:通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和Plackett-Burman實(shí)驗(yàn)，研究了發(fā)芽糙米的浸泡時(shí)間、蒸米時(shí)間、裝米量、培養(yǎng)溫度、浸泡液PH、透氣孔數(shù)和培養(yǎng)周期等因素，對(duì)紅曲米中GABA含量的影響，確定了培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)周期、透氣孔數(shù)為三個(gè)主要影響因子。在此基礎(chǔ)上，采用Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化法進(jìn)行紅曲米發(fā)酵工藝的優(yōu)化，確定最佳的發(fā)酵工藝為:透氣孔數(shù)5個(gè)，在25°C下培養(yǎng)11天。在最優(yōu)工藝條件下制備的紅曲米中，GABA含量高達(dá)26.54mg/100g，比工藝優(yōu)化前提高了 11.8%。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:以富含GABA的最優(yōu)發(fā)芽糙米為底物，以高產(chǎn)GABA且不產(chǎn)桔霉素的最優(yōu)