CN101352216B - 一种富含γ-氨基丁酸的米制品及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于稻米深加工技术领域，具体涉及一种利用籼稻或粳稻发芽糙米中的高谷氨酸脱羧酶、淀粉酶和蛋白酶活性，生产具有特殊甜香味、富含γ-氨基丁酸的功能性米制品的生产方法及其产品。本发明以籼稻或粳稻糙米为原料，经清洗消毒、浸泡、发芽、清洗打浆、保温转化、滚筒干燥或喷雾干燥等制成的富含γ-氨基丁酸、功能性的营养米片或米粉。与已有技术相比，本发明充分利用了发芽糙米中的谷氨酸脱羧酶、淀粉酶和蛋白酶活性，所生产的米制品具有特殊的甜香味，以干基计，不仅γ-氨基丁酸含量高(1000-1400mg/100g)，且营养价值及消化吸收率高。本发明的产品可作为抗疲劳、降血脂的功能性食品。

Description

一种富含γ-氨基丁酸的米制品及其生产方法

技术领域

本发明属于稻米深加工技术领域，具体涉及一种利用早籼稻或中籼或早粳发芽糙米中的高谷氨酸脱羧酶、淀粉酶和蛋白酶活性，生产具有特殊甜香味、高γ-氨基丁酸的功能性米制品及其生产方法。

背景技术

我国是世界上的稻米生产大国和消费大国，我国稻谷年产量大约18000万吨，其中早籼稻年产量约3200万吨，占稻谷总产量的17.78％左右。随着人们生活水平的提高和消费观念的变化，消费者不仅要求稻米有好的食味品质，而且更加重视稻米的营养价值和保健功能。早籼稻因碾米品质差、精整米率低、食味品质差而不太适合作主食消费，但其蛋白质和γ-氨基丁酸含量高。因此，可以早籼稻米为原料，开发生产高γ-氨基丁酸的功能性米制品，以满足人们对营养、功能食品的需求。

γ-氨基丁酸(GABA)是一种广泛分布于生物体内的天然活性成分，参与人体内的多种代谢和生理活动。随年龄增长和精神压力加大，人体内γ-氨基丁酸的自身积累变得困难，而需要通过日常饮食来补充。天然稻米中GABA含量较低或处于非活性状态，其功效较低。糙米发芽不仅可提高其维生素、矿物质、膳食纤维、谷维素、阿魏酸等含量，消除了植酸等抗营养因子，而且可激活谷氨酸脱羧酶(GAD)，显著提高糙米中GABA含量。

目前国内外已对糙米发芽积累γ-氨基丁酸的工艺作了大量的研究。发芽糙米中γ-氨基丁酸的含量受发芽条件的显著影响，糙米中γ-氨基丁酸的含量多在3-30mg/100g，糙米在25-40℃浸泡6-12h、然后于25-35℃发芽20-48h，所得到的普通发芽糙米的γ-氨基丁酸含量一般在20-60mg/100g(周惠明等，糙米中功能性成分的研究，食品科技，2002，(5)：17-19；杨明毅等，发芽糙米的生理活性化工艺研究与控制，粮油食品科，2003，(5)：24-25；张晖等，γ-氨基丁酸的功能性及其在稻米制品中的富集利用，粮食与饲料工业，2002，(8)：41-43；郭晓娜，糙米发芽工艺参数的研究，粮食与饲料工业，2003，(2)：8-10)。为提高发芽糙米中γ-氨基丁酸的含量，顾振新等(一种富含γ-氨基丁酸精白米的生产方法及其产品.中国发明专利公开号CN1751599A文献)将糙米浸入营养液(含有0.1-1.0g/L CaCl₂、1-4g/L或3-12g/L的谷氨酰胺、05-2.5g/L抗坏血酸或0.2-1.2g/L乳酸、0.2g/L维生素B₆)中，于16-40℃通气培养12-72h，再经干燥、碾白加工成含γ-氨基丁酸的精白米(其含量15mg/100g)；而杨明毅等(发芽糙米营养粉及生产工艺.中国发明专利公开号CN1836558文献)则将碾米分离出的米糠和胚芽，经进一步磨细、干燥、微波杀菌和计量包装制成含γ-氨基丁酸的营养粉。袁宏伟等(稻米胚芽富集γ-氨基丁酸的方法，见中国发明专利公开号CN1939146文献；袁宏伟等.发芽糙米胚芽富集γ-氨基丁酸的方法，见中国发明专利公开号CN1939144A文献)先将稻米胚芽或发芽糙米胚芽脱脂，再浸入pH5-5.5的水溶液中于35-40℃浸泡4-5h，最后进行灭菌、干燥、粉碎等制成含γ-氨基丁酸的营养粉。张晖等(张晖等.一种富含γ-氨基丁酸米胚芽粉的制备方法和应用，见中国发明专利公开号CN1559271A文献；张晖等.一种以米糠为原料制备高γ-氨基丁酸粉的方法，见中国发明专利公开号CN1995365A文献)利用米胚或米糠中的内源性谷氨酸脱羧酶转化谷氨酸，生产高γ-氨基丁酸含量的胚芽粉或营养粉。但袁宏伟等发明的工艺存在明显缺陷，即先脱脂不仅会对稻米胚芽或发芽糙米胚芽的谷氨酸脱羧酶活性产生不利影响，而且也增加了工艺的复杂性；按该专利方法制备产品，成品中γ-氨基丁酸含量达不到其所述的300-400mg/100g或500-900mg/100g的效果。而张晖等发明利用胚芽或米糠中的谷氨酸脱羧酶，没有经过活化处理，存在酶活性低和转化效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，以水稻早籼稻或中籼或早粳制得原料糙米，利用内源酶系作用，生产具有特殊甜香味、高γ-氨基丁酸的功能性米制品，同时本发明还包含生产高γ-氨基丁酸的米制品的方法。

本发明通过下列技术方案和实施例实现：

本发明的具体技术方案是：

一种富含γ-氨基丁酸的米制品，利用内源酶系作用，以原料糙米质量数为基准，按重量份计的配比如下：

原料糙米：    100份；

L-谷氨酸单钠：0.45-1.85份；

乳酸钙：      0.01-0.20份；

磷酸吡哆醛：  0.01-0.06份；

它是按照如下步骤生产的：

(1)将新收获的早籼或中籼或早粳水稻砻谷和谷糙分离得到原料糙米，去除碎粒、霉变粒和异色粒，用0.05％次氯酸钠溶液对所述的原料糙米消毒，并用自来水清洗掉次氯酸钠；

(2)按原料糙米与自来水的体积比为4∶1加自来水浸泡所述的原料糙米，浸泡温度为25-35℃，浸泡时间为3-6h；之后用自来水清洗，将浸泡清洗好的原料糙米平摊在能沥水的网盘或网带上，送培养室培养使其发芽，培养室温度为25-35℃，相对湿度为85-95％，培养时间为60-80h(优选的浸泡、发芽条件分别为30℃浸泡6h和发芽72h)，每隔3-4h用喷雾器喷水1次，得到发芽糙米；

(3)用自来水清洗步骤(2)的发芽糙米，按发芽糙米与自来水体积比为1∶3-1∶5加入自来水，将发芽糙米破碎制成发芽糙米浆；

(4)按配比量向步骤(3)的发芽糙米浆中加入L-谷氨酸单钠、乳酸钙和磷酸吡哆醛，调pH至6.1-6.5，在37-41℃下静置3-5h，得到高γ-氨基丁酸的发芽糙米浆；

(5)用胶体磨处理步骤(4)的高γ-氨基丁酸的发芽糙米浆，然后采用滚筒式干燥获得高γ-氨基丁酸米片或采用喷雾干燥得到高γ-氨基丁酸的米粉；

其中：

胶体磨条件：转速为3000r/min；

滚筒干燥条件：辊筒转速为5-20r/min，料层厚度为0.5-5mm，料膜温度为120-150℃；

喷雾干燥条件，压力为20～30KPa，热风风速为5～10m/s，进风口温度为180-220℃，出风口温度为60-70℃。

作为优选方案，本发明其中一个方案是，以原料糙米质量数为基准，按重量份计的配比如下：

原料糙米：    100份；

L-谷氨酸单钠：0.65-1.05份；

乳酸钙：      0.02-0.10份；

磷酸吡哆醛：  0.02-0.04份；

作为优选方案，本发明其中一个最佳实施方案是，以原料糙米质量数为基准，按重量份计的配比如下：

原料糙米：    100份；

L-谷氨酸单钠：0.93份；

乳酸钙：      0.03份；

磷酸吡哆醛：  0.03份；

一种富含γ-氨基丁酸的米制品的生产方法，利用内源酶系作用，其步骤如下；

(1)准备原料：以原料糙米质量数为基准，按重量份计的配比如下：

原料糙米：    100份；

L-谷氨酸单钠：0.45-1.85份；

乳酸钙：      0.01-0.20份；

磷酸吡哆醛：0.01-0.06份；

(2)将新收获的早籼或中籼或早粳水稻砻谷和谷糙分离得到原料糙米，去除碎粒、霉变粒和异色粒，用0.05％次氯酸钠溶液对所述的原料糙米消毒，并用自来水清洗掉次氯酸钠；

(3)按原料糙米与自来水的体积比为4∶1加自来水浸泡所述的原料糙米，浸泡温度为25-35℃，浸泡时间为3-6h；之后用自来水清洗，将浸泡清洗好的原料糙米平摊在能沥水的网盘或网带上，送培养室培养使其发芽，培养室温度为25-35℃，相对湿度为85-95％，培养时间为60-80h(优选的浸泡、发芽条件分别为30℃浸泡6h和发芽72h)，每隔3-4h用喷雾器喷水1次，得到发芽糙米；

(4)用自来水清洗步骤(3)的发芽糙米，按发芽糙米与自来水体积比为1∶3-1∶5加入自来水，将发芽糙米破碎制成发芽糙米浆；

(5)按配比量向步骤(4)的发芽糙米浆中加入L-谷氨酸单钠、乳酸钙和磷酸吡哆醛，调pH至6.1-6.5，在37-41℃下静置3-5h，得到高γ-氨基丁酸的发芽糙米浆；

(6)用胶体磨处理步骤(5)的高γ-氨基丁酸的发芽糙米浆，然后采用滚筒式干燥获得高γ-氨基丁酸米片或通过喷雾干燥得到高γ-氨基丁酸的米粉；

其中：

胶体磨条件：转速为3000r/min；

滚筒干燥条件：辊筒转速为5-20r/min，料层厚度为0.5-5mm，料膜温度为120-150℃；

喷雾干燥条件，压力为20～30KPa，热风风速为5～10m/s，进风口温度为180-220℃，出风口温度为60-70℃。

与已有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)采用从181个稻谷品种/品系中筛选出的“早944”、“早引一号”等早籼稻糙米为原料糙米，其谷氨酸脱羧酶活性高、γ-氨基丁酸富集量高，在30℃浸泡6h、发芽24h后，糙米中γ-氨基丁酸含量可达80-90mg/100g，高于一般发芽糙米的(20-60mg/100g)水平；

(2)目前文献所报道的糙米发芽时间较短，一般在24h左右。而本发明在对糙米发芽过程中其谷氨酸脱羧酶活性、γ-氨基丁酸含量进行测定的基础上，选择了较长的发芽时间。在在30℃发芽72h所制得的发芽糙米中的谷氨酸脱羧酶活为11U/100g、γ-氨基丁酸含量450mg/100g，比发芽24h的样品分别增加了3U/100g和360mg/100g；

(3)以高谷氨酸脱羧酶活性的发芽糙米浆为酶源，离体转化外加的谷氨酸单钠，生产高γ-氨基丁酸含量的营养米制品，具有谷氨酸转化率高、成品中γ-氨基丁酸含量高的特点。谷氨酸转化率可达89.71％，成品中γ-氨基丁酸含量则高达1400mg/100g(干基计)，比普通发芽糙米的(50～80mg/100g)高10～18倍。

(4)本发明用乳酸钙作为钙离子来源，不仅可以稳定和提高发芽糙米浆中谷氨酸脱羧酶的活性，而且可避免因添加氯化钙而导致的苦涩味。

(5)本发明优化了L-谷氨酸单钠、乳酸钙的用量。适宜浓度的钙离子和L-谷氨酸单钠可促进γ-氨基丁酸的形成，但高浓度的钙离子和L-谷氨酸单钠则会抑制进γ-氨基丁酸的形成。本发明经优化试验，每100份糙米经发芽、打浆等制成的发芽糙米浆中添加0.65-1.05份的L-谷氨酸单钠和0.02-0.15份的乳酸钙，可促进γ-氨基丁酸形成。

(6)以经较长时间培养得到的发芽糙米为原料，经清洗打浆、保温转化、滚筒干燥或喷雾干燥等等制成营养米片或米粉，还可利用发芽糙米中的淀粉酶、蛋白酶以及植酸酶活性；利用植酸酶，水解植酸生产三磷酸肌醇，，利用淀粉酶、蛋白酶水解大分子的淀粉和蛋白质生成可溶性的糖类、肽和氨基酸，则不仅可以消除抗营养因子--植酸的不良影响，而且可以显著提高产品的营养价值和消化吸收率。此外，由于可溶性糖和可溶性蛋白含量的增加，在不添加蔗糖的情况下，具有一定的甜味，而经滚筒干燥或喷雾干燥后产生特殊的甜香味。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图2是本发明中发芽时间对发芽糙米中γ-氨基丁酸(GABA)含量的影响。条件是：糙米在30℃浸泡6h、在30℃发芽，发芽后糙米的含水量维持在53％。

图3是本发明中发芽时间对发芽糙米中谷氨酸脱羧酶(GAD)活性的影响。条件是：糙米在30℃浸泡6h、在30℃发芽，发芽后糙米的含水量维持在53％。

图4是本发明中转化时间和底物对发芽糙米浆中γ-氨基丁酸(GABA)含量的影响。条件是：原料糙米在30℃浸泡6h、在30℃发芽72h后磨浆，发芽糙米与自来水体积比为1∶4，在37℃、含0.20g/L的PLP、7.50g/L的谷氨酸、pH6.1-6.5的反应体系中转化。

图5是本发明中底物种类和浓度对发芽糙米浆中γ-氨基丁酸(GABA)含量的影响。条件是：糙米在30℃浸泡6h、在30℃发芽72h后磨浆，发芽糙米与自来水体积比为1∶4，在37℃、含0.20g/L的PLP、pH6.1-6.5的反应体系中转化4h。

具体实施方式

实施例1：高γ-氨基丁酸(GABA)的米片的生产

从中国各地水稻产区收集到的181个稻谷品种，这些品种分别属于早籼、早粳、中籼等水稻类型，经三轮筛选试验，筛选出谷氨酸脱羧酶活性高、γ-氨基丁酸富集量高的早籼稻品种早944、早引一号品种等适合制作本发明的高γ-氨基丁酸含量的功能性米制品的水稻品种，同时进行了有关中籼稻和早粳稻相关品种的试验，从而完成了本发明。

高γ-氨基丁酸米片的生产方法如下；

(1)选择新近收获的早籼稻(品种为早944，一个公开销售的商业品种)，经砻谷和谷糙分离制得原料糙米，并去除碎粒、霉变粒和异色粒，备用。

(2)称取上述除杂后的新鲜糙米100kg，用0.05％次氯酸溶液进行消毒，再用400kg自来水在浸泡池中于30℃浸泡糙米6h，取出浸泡好的糙米用自来水冲洗后平摊于网盘或网带上，放入相对湿度为85-95％的培养室，于30℃培养60h得到发芽糙米(每隔3-4h用喷雾器喷自来水1次)；

(3)将发芽糙米用自来水清洗，按发芽糙米与自来水体积比为1∶4加入自来水，打浆破碎制成发芽糙米浆，在发芽糙米浆中加入0.80kg的L-谷氨酸单钠、0.05kg的乳酸钙、0.02kg的磷酸吡哆醛，混匀后于pH6.1-6.5、温度40℃下保温反应4h。

(4)将所得的上述高γ-氨基丁酸含量的发芽糙米浆用胶体磨(转速：3000r/min)处理，最后将料浆涂布在滚筒干燥机(厂家：东台市食品机械厂有限公司)的干燥滚筒上(辊筒转速5-20r/min，料层厚度0.5-5mm)，料浆在150℃经过干燥段完成干燥后，用刮刀将干物质刮下、经造粒等制得高γ-氨基丁酸含量的功能性营养米片，产品的含水量≤11％。

注：若要制得高γ-氨基丁酸含量的功能性营养米粉，则只需将上述步骤(4)所得的高γ-氨基丁酸含量的发芽糙米浆用胶体磨处理(转速：3000r/min)后经喷雾干燥(条件为：喷雾压力20～30KPa、热风风速5～10m/s、进风温度180-220℃、出风口温度60-70℃)和冷却等即可。

实施例2：高γ-氨基丁酸(GABA)含量的功能性营养米片

按照实施例1所述的步骤，在本实施例中，各原料的具体用量是：原料糙米：100kg；L-谷氨酸单钠：0.65kg；乳酸钙：0.10kg；磷酸吡哆醛：0.04kg。应用的品种是早944(一个公开销售的商业品种)。

实施例3：高γ-氨基丁酸(GABA)含量的功能性营养米片

按照实施例1所述的步骤，在本实施例中，各原料的具体用量是：原料糙米：100kg；L-谷氨酸单钠：0.93kg；乳酸钙：0.03kg；磷酸吡哆醛：0.03kg。应用的品种是早944(一个公开销售的商业品种)。

实施例4：高γ-氨基丁酸(GABA)含量的功能性营养米片

按照实施例1所述的步骤，在本实施例中，各原料的具体用量是：原料糙米：100kg；L-谷氨酸单钠：0.65kg；乳酸钙：0.10kg；磷酸吡哆醛：0.04kg。应用的品种是早引一号(一个公开销售的商业品种)。

实施例5：高γ-氨基丁酸(GABA)含量的功能性营养米片

按照实施例1所述的步骤，在本实施例中，各原料的具体用量是：原料糙米：100kg；L-谷氨酸单钠：0.93kg；乳酸钙：0.03kg；磷酸吡哆醛：0.03kg。应用的品种是早引一号(一个公开销售的商业品种)。

Claims (2)

1.一种富含γ-氨基丁酸的米制品，以原料糙米质量数为基准，按重量计的配比如下：

原料糙米：        100kg；

L-谷氨酸单钠：    0.8kg；

乳酸钙：          0.05kg；

磷酸吡哆醛：      0.02kg；

它是按照如下步骤生产的：

(1)选择新近收获的早籼稻，经砻谷和谷糙分离制得原料糙米，并去除碎粒、霉变粒和异色粒，备用；

(2)称取上述除杂后的新鲜糙米100kg，用0.05％次氯酸溶液进行消毒，再用400kg自来水在浸泡池中于30℃浸泡糙米6h，取出浸泡好的糙米用自来水冲洗后平摊于网盘或网带上，放入相对湿度为85-95％的培养室，于30℃培养60h得到发芽糙米，每隔3-4h用喷雾器喷自来水1次；

(3)将发芽糙米用自来水清洗，按发芽糙米与自来水体积比为1∶4加入自来水，打浆破碎制成发芽糙米浆，在发芽糙米浆中加入0.80kg的L-谷氨酸单钠、0.05kg的乳酸钙、0.02kg的磷酸吡哆醛，混匀后于pH6.1-6.5，温度为40℃下保温反应4h；

(4)将所得的上述高γ-氨基丁酸含量的发芽糙米浆用转速为3000r/min的胶体磨处理，最后将料浆涂布在滚筒干燥机的干燥滚筒上，辊筒转速为5-20r/min，料层厚度为0.5-5mm，料浆在150℃经过干燥段完成干燥后，取干物质经造粒制得高γ-氨基丁酸含量的功能性营养米片，使产品的含水量为≤11％或采用喷雾干燥：喷雾压力20～30KPa、热风风速5～10m/s、进风温度180-220℃、出风口温度60-70℃。

2.一种富含γ-氨基丁酸的米制品的生产方法，其步骤如下；

以原料糙米质量数为基准，按重量计的配比如下：

原料糙米：            100kg；

L-谷氨酸单钠：        0.8kg；

乳酸钙：              0.05kg；

磷酸吡哆醛：          0.02kg；

它是按照如下步骤生产的：

(1)选择新近收获的早籼稻，经砻谷和谷糙分离制得原料糙米，并去除碎粒、霉变粒和异色粒，备用；

(2)称取上述除杂后的新鲜糙米100kg，用0.05％次氯酸溶液进行消毒，再用400kg自来水在浸泡池中于30℃浸泡糙米6h，取出浸泡好的糙米用自来水冲洗后平摊于网盘或网带上，放入相对湿度为85-95％的培养室，于30℃培养60h得到发芽糙米，每隔3-4h用喷雾器喷自来水1次；

(3)将发芽糙米用自来水清洗，按发芽糙米与自来水体积比为1∶4加入自来水，打浆破碎制成发芽糙米浆，在发芽糙米浆中加入0.80kg的L-谷氨酸单钠、0.05kg的乳酸钙、0.02kg的磷酸吡哆醛，混匀后于pH6.1-6.5，温度为40℃下保温反应4h；

(4)将所得的上述高γ-氨基丁酸含量的发芽糙米浆用转速为3000r/min的胶体磨处理，最后将料浆涂布在滚筒干燥机的干燥滚筒上，辊筒转速为5-20r/min，料层厚度为0.5-5mm，料浆在150℃经过干燥段完成干燥后，取干物质经造粒制得高γ-氨基丁酸含量的功能性营养米片，使产品的含水量为≤11％，或采用喷雾干燥：喷雾压力20～30KPa、热风风速5～10m/s、进风温度180-220℃、出风口温度60-70℃。

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