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《华中农业大学》 2009年
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γ-氨基丁酸高含量谷物醋的研制及其抗氧化功能研究

陈春旭  
【摘要】:采用液固分步发酵的食醋酿造工艺,以稻谷为原料,首先优化了制备γ-氨基丁酸(7-amino butyric acid,GABA)高含量发芽稻谷的条件,然后以发芽稻谷为主要原料,以小曲和红曲为糖化发酵剂,辅以糖化酶,通过Plackett-Burman试验筛选得到制备GABA高含量谷物醋的主要影响因素,并以Box-Benhnken中心组合实验对主要因素进行了优化,得到了制备GABA高含量的谷物醋的最佳条件。在此基础上,分析了GABA高含量的谷物醋的抗氧化能力与陈酿过程中GABA的变化。主要研究结果如下。 1.GABA高含量发芽稻谷制备条件的优化 参照国内外研究报道,以稻谷为试验材料,采用正交试验,研究了CaCl_2与谷氨酸钠添加量、发芽时间与温度等因素对发芽稻谷GABA含量的影响。结果表明,以CaCl_2添加量、谷氨酸钠添加量、发芽时间、发芽温度为序,对发芽稻谷中GABA含量的影响依次增大;最佳条件为CaCl_2添加量0.2%(w/w)、谷氨酸钠添加量3%(w/w)、发芽时间3d、发芽温度31℃。在此条件下,每100g干发芽稻谷中GABA的含量为28.49mg。 2.GABA高含量谷物醋酿造工艺的研究 采用Plackett-Burman实验,研究了食醋液固发酵工艺中,液体糖化酒化发酵阶段,红曲接种量、小曲接种量、冲缸水量、糖化酶用量、谷氨酸钠添加量以及糖化发酵时间、温度和pH值等8因素对糖化发酵醪中GABA含量的影响。结果表明,红曲接种量、冲缸水量、糖化酶用量为主要影响因素。在此基础上,以Box-Benhnken中心组合实验拟合得到回归方程为:Y=98.5-4.9A+1.5B-1.2C-9.4A~2-2.5B~2-1.7C~2-0.1AB-1.4AC+0.3BC。其中,Y为GABA含量,mg/100mL;A为红曲接种量,%(w/v);B为冲缸水量,%(v/w);C为糖化酶用量,%(v/w)。且根据回归计算得到该方程GABA含量的最大估计值(Y)147.09mg/100mL发酵醪,与之相对应的各变量为:红曲接种量(A),0.8%(w/v);冲缸水量(B),67%(v/w);糖化酶用量(C),0.32%(v/w)。 在上述研究基础上,为验证方程模型,以500g发芽稻谷为原料,经粉碎蒸煮后,加入4g红曲、335mL冲缸水、1.6mL糖化酶,于28℃糖化发酵5d。5次重复实验均值为每100mL发酵醪中GABA的含量145.18mg。该值与方程估计值147.09mg在统计学上差异性不显著,表明方程拟合良好。 根据上述液体糖化酒化发酵条件,采用传统醋酸固体发酵工艺,取上述糖化发酵液350mL,拌入750g麸皮,500g砻糠后,接入17mL巴氏醋酸菌(Acetobacter pasteurianusCICC 7009)培养液(OD_(600nm)值0.8)拌匀后发酵,每间隔5.7h翻缸一次,发酵7d后,封醅后熟8d,以5000mL冷开水淋醋,制备得到的谷物醋(以醋酸记,酸度为3.85g/100mL)中GABA含量达到100mg/L。 在制备GABA高含量谷物醋的同时,参照相关工艺参数制备了红曲谷物醋、发芽谷物醋、普通谷物醋,作为后续比较实验的材料。 3.GABA高含量谷物醋抗氧化功能的研究 以上述制备得到的GABA高含量谷物醋、红曲谷物醋、发芽谷物醋、普通谷物醋以及市售镇江香醋为材料,分析比较了它们的抗氧化能力。结果表明,在实验条件下对DPPH·清除率最大值分别为96.13%、92.59%、83.13%、80.34%、90.99%;对O_2·清除率最大值分别为72.95%、67.15%、63.45%、62.26%、63.26%;对·OH清除率最大值分别为,86.98%、76.32%、67.77%、61.13%、63.0%。GABA高含量谷物醋的抗氧化能力明显高于其他几种谷物醋。 4.陈酿过程中GABA高含量谷物醋中GABA的变化 分析了光照、温度与密封性对GABA高含量谷物醋陈酿过程中GABA的影响,结果表明,陈酿28d后,日光灯照射、紫光灯照射和避光条件下GABA的含量从100.0 mg/L分别降至97.5 mg/L、94.7 mg/L、98.0mg/L;在避光条件下于0℃、30℃、60℃、90℃条件下陈酿28d,GABA的含量从100.0 mg/L分别降至98.5 mg/L、98.0 mg/L、80.2 mg/L、65.3 mg/L;在避光条件下,30℃,陈酿28d,密封与敞口处理条件下GABA的含量从100.0 mg/L分别降至98.0 mg/L、83.2 mg/L。因此确定了GABA高含量谷物醋的最优陈酿条件为密封、避光、30℃陈酿。在此条件下陈酿28d后,GABA高含量谷物醋中GABA的含量从100.0 mg/L降低至97.9mg/L,降低幅度为2.1%。同时,氨基态氮含量从0.335mg/100g降至0.320mg/100g,还原糖含量从0.442mg/100g降至0.429mg/100g,酸度从3.85mg/100g降至3.76mg/100g,分别降低了2.3%、4.5%和2.9%。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TS264.22

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【参考文献】
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