專利名稱：一種制備含高濃度γ-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備含高濃度Y -氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品的方法。
背景技術(shù)：
Y-氨基丁酸(簡稱GABA)是廣泛分布于動植物中的一種非蛋白質(zhì)氨基酸，由谷氨酸經(jīng)谷氨酰胺脫羧酶催化轉(zhuǎn)化而來，是存在于哺乳動物腦、脊髓中的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，是非常值得關(guān)注的一種功 能性成分。據(jù)報(bào)道，GABA具有降低血壓、營養(yǎng)神經(jīng)、改善肝腎機(jī)能、提高腦活力等生理功能(參見食品工業(yè)科技，2003年，24 (I)期，109 110頁，Y -氨基丁酸(GABA) 一一種新型的功能食品因子)，以及調(diào)節(jié)激素分泌、改善更年期綜合癥、促進(jìn)酒精代謝、消臭和高效減肥等功效。然而GABA在植物組織中的含量相當(dāng)?shù)?0. 31 20. 62 mg/100g)，因此，富GABA食品研發(fā)成為當(dāng)今功能食品的研究熱點(diǎn)。目前雖有多種合成GABA的化學(xué)方法，但是這些方法都受到苛刻的反應(yīng)條件及昂貴的天然原料的制約，而且化學(xué)合成產(chǎn)品中有毒成分的脫除比較復(fù)雜，且成本高,安全性差。生物轉(zhuǎn)化法是生產(chǎn)香料物質(zhì)三大方法之一，較之天然提取和化學(xué)合成法，生物轉(zhuǎn)化法具有獨(dú)特的優(yōu)勢——工藝簡單、條件溫和、對環(huán)境友好。因此，如何使用生物轉(zhuǎn)化方法高效地獲得品質(zhì)優(yōu)良的食品功能性成分已成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。因此，生物酶催化制備GABA是一個(gè)有效的途徑。就酶源而言，包括兩種途徑第一，微生物發(fā)酵和植物組織代謝。微生物發(fā)酵法是以谷氨酸或其衍生物(谷氨酸鈉或富含谷氨酸的物質(zhì)等)為原料，利用微生物發(fā)酵制得。其產(chǎn)品具有成本低，含量高及可安全用于食品的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)于微生物谷氨酸脫羧酶(GAD)的研究多集中在大腸桿菌GAD。高效的酵母菌、乳酸菌和曲霉菌等食品安全的微生物菌種通常較難獲得。第二，植物組織代謝主要利用內(nèi)源酶轉(zhuǎn)化制備GABA。而內(nèi)源酶轉(zhuǎn)化制備GABA又有2種形式植物組織生長代謝和離體植物組織應(yīng)激代謝。目前已報(bào)道的通過植物組織代謝生產(chǎn)GABA的原料有發(fā)芽糙米、發(fā)芽大豆、發(fā)芽粟米、發(fā)芽蠶豆、發(fā)芽豇豆等。其工藝過程是在發(fā)芽的過程中不斷的添加谷氨酸鈉提取液，然后將發(fā)芽米、發(fā)芽豆打成漿，得到含有GABA的功能性食品產(chǎn)品。由于是在發(fā)芽的過程中不斷添加谷氨酸鈉提取液，因此時(shí)加工工藝復(fù)雜，而且添加的谷氨酸鈉提取液不能完全滲透到原料中，造成提取液的浪費(fèi)，同時(shí)也使產(chǎn)品中含有的GABA的濃度降低。據(jù)資料分析，按照該方法制得的含GABA的產(chǎn)品，以大豆原料，每100克大豆干料制得的產(chǎn)品含GABA的含量僅為IOOmg 300mg左右，含量低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，而提供的一種以發(fā)芽豆類為生物催化劑制備含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品的方法。該含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品以發(fā)芽的豆類為原料，輔以谷氨酸鈉為轉(zhuǎn)化劑，在特定的條件下進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化制成。將其加入到食品產(chǎn)品中，具有明顯降低血壓、營養(yǎng)神經(jīng)、改善肝腎機(jī)能、提高腦活力等生理功能。本發(fā)明采取的技術(shù)措施是一種制備含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品的方法，借助豆類在發(fā)芽過程中產(chǎn)生的酶系將其中的谷氨酸鈉脫羧生物轉(zhuǎn)化成Y-氨基丁酸，其特點(diǎn)是，包括如下步驟
(1)、豆類發(fā)芽和制漿的步驟
將挑選的豆類用清水清洗，去除雜質(zhì)和灰塵，用5 10倍水在25 50 0C條件下在恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)芽6 24小時(shí)，制漿； (2)、發(fā)酵的步驟
先將步驟(I)所得的漿液接種入pH為4. 5 7. 0的谷氨酸鈉溶液中，并置于帶攪拌的常規(guī)發(fā)酵罐內(nèi)混合；所述漿液與含谷氨酸鈉溶液重量比為1:1 5:1 (w/w)；
然后在20 0C 50 0C的溫度下生物轉(zhuǎn)化0. 5 8. 0小時(shí)，得到生物轉(zhuǎn)化的發(fā)酵液；
(3)、殺菌密封包裝的步驟
將步驟(2)所得的發(fā)酵液通過殺菌密封包裝，即得到本發(fā)明所述的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品。上述方法中，步驟(I)所述的制漿，包括將發(fā)芽的豆類粉碎打成勻漿的方法。上述方法中，勻漿后漿液溫度不超過60°C。上述方法中，步驟(I)所述的制漿，包括將發(fā)芽的豆類在0 _70°C的溫度下冷凍、在0 -70°c的溫度下真空干燥、再粉碎成粉劑，使用時(shí)再添加5 20倍的水?dāng)嚢璩蓜驖{。
上述方法中，步驟(I)所述的豆類包括各種豆科載培植物的可食種子中的一種或幾種混合。上述方法中，步驟(2)所述的谷氨酸鈉溶液為一種以質(zhì)量濃度計(jì)含谷氨酸量為
0.I 2%的水溶液或提取液。上述方法中，所述的谷氨酸鈉提取液為從天然的營養(yǎng)食品中提取的谷氨酸鈉提取液，包括含高谷氨酸的菌菇提取液、干貝汁、酵母抽提物、魚粉以及魚露中的一種或多種混
口 o上述方法中，所述的谷氨酸鈉水溶液為市售味精配制而成的溶液。上述方法中，所述的步驟(I)與步驟(I)還包括將發(fā)芽后的豆類在4°C 8°C的環(huán)境中預(yù)冷0. 5 36小時(shí)的過程。上述方法中，所述的步驟(2)中在漿液中添加谷氨酸鈉提取液或谷氨酸鈉水溶液后，還包括再添加千分之一 萬分之一的氯化鈣或維生素B6。由于本發(fā)明采用了上述的技術(shù)方案，其所得的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品(高GABA含量胚芽素豆?jié){液產(chǎn)品)具有如下一些特性
1、性狀外觀輕微粘稠漿狀液、pH為4.5 7. 0的水溶液；
2、香氣具有豆類特有的香味；
3、香氣成分及相對組成比經(jīng)高效液相色譜檢測豆?jié){(漿液)中的GABA含量為200mg/100g 豆衆(zhòng)；
4、眾所周知，綠豆、赤豆、黑豆作為一種糧食作物，本身非常安全，而且具備易儲存、發(fā)芽周期短、酶活力高等優(yōu)點(diǎn)，但由于其本身含GABA含量很低，不能突出其作為功能性食品原料的作用，且到目前為止，并未見到關(guān)于發(fā)芽綠豆等生物轉(zhuǎn)化富集GABA的報(bào)道，本發(fā)明對發(fā)芽豆類生物轉(zhuǎn)化法富集GABA的影響因素進(jìn)行了科學(xué)改進(jìn)，使這些綠豆、赤豆、黑豆也可作為優(yōu)質(zhì)和低成本酶源，并大幅度提高了其中GABA的含量，從而推動了中國食品健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展； 5、為防止生產(chǎn)作業(yè)流程可能出現(xiàn)當(dāng)天發(fā)芽好的豆類不能立刻使用、須等到第二天才能使用的情況下豆類進(jìn)一步發(fā)芽，本發(fā)明采用可將發(fā)芽后的原料放于4°(T8°C的環(huán)境下例如在4°(T8°C的冰箱或冷庫預(yù)冷，這樣既能保護(hù)酶的活性穩(wěn)定又能阻止豆類進(jìn)一步發(fā)芽；
6、產(chǎn)品功效GABA(gamma-aminobutyric acid)是已知的60多種作為神經(jīng)遞質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)中的一種，是最普通的腦內(nèi)抑制性遞質(zhì)。全腦1/3的突觸以GABA作為遞質(zhì)。對GABA敏感的神經(jīng)元特別集中于丘腦、下丘腦和枕葉皮層等腦結(jié)構(gòu)中，GABA在一些因神經(jīng)活動抑制而引起的病理心理中具有重要作用；
7、本品采用的生物轉(zhuǎn)化法不添加人工合成添加劑，所有原料均為天然原料或天然等同物，因此，可稱之為天然營養(yǎng)功能食品。每天食用本品100g，將能補(bǔ)充30 200mgGABA，對人體能較好地緩解精神壓力、調(diào)節(jié)情緒，恢復(fù)身心健康，以及縮短入睡時(shí)間和延長深睡眠時(shí)間等多種功能和效果。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以各種豆科載培植物的可食種子中的一種或幾種混合的發(fā)芽豆類為原料，經(jīng)發(fā)芽、粉碎制漿、添加含谷氨酸溶液或提取液谷氨酸鈉溶液，再經(jīng)發(fā)酵制得。以下為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例，其目的在于方便更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例I
首先將雜豆(赤豆，黑豆，綠豆)用5倍水在50 °C條件下在恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)芽6h，再將發(fā)芽的豆類用粉碎機(jī)研碎打成勻漿，勻漿后漿液溫度不超過60°C，漿液待用；
將所得的漿液接種入pH為4. 5 7. 0的谷氨酸鈉溶液中，并置于帶攪拌的常規(guī)發(fā)酵罐內(nèi)混合；所述漿液與含谷氨酸鈉溶液重量比為1:1 (w/w);然后保持溫度在20 °C左右，生物轉(zhuǎn)化8小時(shí)，得到生物轉(zhuǎn)化液；其中所述的谷氨酸鈉溶液是一種以質(zhì)量濃度計(jì)含谷氨酸鈉量為0. I 2%的水溶液，由在天然的營養(yǎng)食品中提取得到；
將上述所得的生物轉(zhuǎn)化液(即指已完成生物轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化液)進(jìn)行后處理，即將所得的發(fā)酵液先進(jìn)行殺菌密封包裝，得到的漿液即為本發(fā)明所述的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品，也稱高GABA含量胚芽素豆?jié){液產(chǎn)品。實(shí)施例2
首先將雜豆(赤豆，黑豆，綠豆)用10倍水在25 0C條件下在恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)芽24小時(shí)。為防止生產(chǎn)作業(yè)流程可能出現(xiàn)當(dāng)天發(fā)芽好的豆類不能立刻使用、須等到第二天才能使用的情況下豆類進(jìn)一步發(fā)芽，可將發(fā)芽后的原料放于4°(T8°C的環(huán)境下例如在4°(T8°C的冰箱或冷庫預(yù)冷，這樣能保護(hù)酶的活性穩(wěn)定并能阻止豆類進(jìn)一步發(fā)芽；預(yù)冷的時(shí)間不能超過36小時(shí)。使用時(shí)再將發(fā)芽的豆類用粉碎機(jī)研碎打成勻漿，勻漿后漿液溫度不超過60°C，漿液待用；
將所得的漿液接種入pH為4. 5 7. 0的谷氨酸鈉溶液中，并置于帶攪拌的常規(guī)發(fā)酵罐內(nèi)混合；所述漿液與含谷氨酸鈉溶液重量比為5:1 (w/w);然后保持溫度在50 °C左右，生物轉(zhuǎn)化0. 5小時(shí)，得到生物轉(zhuǎn)化液；其中所述的谷氨酸鈉溶液是一種以質(zhì)量濃度計(jì)含谷氨酸量為0. 1 2%的提取液，包括高谷氨酸菌菇提取液、干貝汁、酵母抽提物、魚粉以及魚露的單一溶液或它們的混合溶液；
將上述所得的生物轉(zhuǎn)化液(即指已完成生物轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化液)進(jìn)行后處理，即將所得的發(fā)酵液先進(jìn)行殺菌密封包裝，得到的漿液即為本發(fā)明所述的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品，也稱高GABA含量胚芽素豆?jié){液產(chǎn)品。實(shí)施例3
首先將雜豆(大豆、赤豆、黑豆、綠豆、扁豆)用8倍水在40 °C溫度下在恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)芽15小時(shí)，在8°C冰箱或冷庫預(yù)冷4小時(shí)左右，再將發(fā)芽的豆類用粉碎機(jī)研碎打成勻漿，勻漿后漿液溫度不超過60°C，漿液待用；
將所得的漿液接種入pH為4. 5 7. 0的谷氨酸鈉溶液中，并置于帶攪拌的常規(guī)發(fā)酵罐內(nèi)混合；所述漿液與含谷氨酸鈉溶液重量比為3:1 (w/w);另添加千分之一至萬分之一的CaCl2 (氯化鈣)，使Ca2+ (鈣離子)濃度為2 12mg/100g，并置于帶攪拌的常規(guī)發(fā)酵罐內(nèi)混合，并置于帶攪拌然后保持溫度在35 °C左右，生物轉(zhuǎn)化I. 5小時(shí)，得到生物轉(zhuǎn)化液；其中所述的谷氨酸鈉是一種以質(zhì)量濃度計(jì)含谷氨酸鈉量為0. I 2%的水溶液，例如是市售味精配制而成的溶液；CaCl2為食用級，它的加入將有助于提高酶的活力，從而縮短生物轉(zhuǎn)化時(shí)間，大大提高工業(yè)化生產(chǎn)效率；
將上述所得的生物轉(zhuǎn)化液(即指已完成生物轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化液)進(jìn)行后處理，即將所得的發(fā)酵液先進(jìn)行殺菌密封包裝，得到的漿液即為本發(fā)明所述的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品，也稱高GABA含量胚芽素豆?jié){液產(chǎn)品。實(shí)施例4
首先將雜豆(赤豆，黑豆，綠豆)用5 10倍水在25 50 0C條件下在恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)芽6 24小時(shí)，在0 _70°C的溫度下冷凍、0 _70°C的溫度下真空干燥、再粉碎成粉末，密封避光保存，待用。使用前補(bǔ)水5 20倍水，攪拌成勻漿。勻漿后漿液溫度不超過60°C，漿液待用；
將所得的漿液按漿液與pH為4. 5 7. 0的天然含谷氨酸的提取液按重量比I: I 5:1(w/w)混合,另添加千分之一 萬分之一食用級CaCl2例如5 30 mg,使Ca2+濃度為2 12mg/100g,并置于帶攪拌的常規(guī)發(fā)酵罐內(nèi)，然后在溫度20 50 0C下，生物轉(zhuǎn)化0. 5小時(shí)，得到生物轉(zhuǎn)化液；其中所述的谷氨酸鈉溶液是一種以質(zhì)量濃度計(jì)含谷氨酸量為0. I 2%的含高谷氨酸菌菇提取液、干貝汁、酵母抽提物、魚粉、以及魚露，包括上述物質(zhì)的單一溶液或它們的混合溶液；CaCl2為食用級，它的加入將有助于提高酶的活力，從而縮短生物轉(zhuǎn)化時(shí)間，大大提高工業(yè)化生產(chǎn)效率；
將上述所得的生物轉(zhuǎn)化液(即指已完成生物轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化液)進(jìn)行后處理，即將所得的發(fā)酵液先進(jìn)行殺菌密封包裝，得到的漿液即為本發(fā)明所述的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品，也稱高GABA含量胚芽素豆?jié){液產(chǎn)品。實(shí)施例5
首先將雜豆(赤豆，黑豆，綠豆、蠶豆、豌豆、豇豆)用5 10倍水在25 50 0C條件下在恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)芽6 24小時(shí)，在0 _70°C的溫度下冷凍、0 _70°C的溫度下真空干燥、再粉碎成粉劑，使用時(shí)再添加5 20倍的水?dāng)嚢璩蓜驖{。勻漿后漿液溫度不超過60°C，漿液待用；
所得的漿液按漿液與pH為4. 5 7. O的谷氨酸鈉溶液按重量比I: I 5:1 (w/w)混合，另添加千分之一至萬分之一維生素B6,并置于帶攪拌的常規(guī)發(fā)酵罐內(nèi)，并置于帶攪拌的常規(guī)發(fā)酵罐內(nèi)，然后在溫度20 50 0C下，生物轉(zhuǎn)化0. 5小時(shí)，得到生物轉(zhuǎn)化液；其中所述的谷氨酸鈉是一種以質(zhì)量濃度計(jì)含谷氨酸鈉量為0. I 2%的水溶液，例如為上述所述的天然營養(yǎng)物質(zhì)的提取液或味精的水溶液。所述的維生素B6為食用級，它的加入將有助于提高酶的活力，從而縮短生物轉(zhuǎn)化時(shí)間，大大提高工業(yè)化生產(chǎn)效率
將上述所得的生物轉(zhuǎn)化液(即指已完成生物轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化液)進(jìn)行后處理，即將步驟(2)所得的發(fā)酵液先進(jìn)行殺菌密封包裝，得到漿液(即得到含有GABA有效組分的豆?jié){液)，即為本發(fā)明所述的功能性食品原料(全稱為高GABA含量胚芽素豆?jié){液產(chǎn)品)。本發(fā)明制得的食品功能性產(chǎn)品含Y -氨基丁酸濃度高，經(jīng)測試，每100克豆?jié){液含Y -氣基丁酸濃度達(dá)200mg左右，大大提聞了功能性廣品的得率，提聞了傳統(tǒng)農(nóng)廣品的附加值。
權(quán)利要求
1.一種制備含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品的方法，借助豆類在發(fā)芽過程中產(chǎn)生的酶系將其中的谷氨酸鈉脫羧生物轉(zhuǎn)化成Y-氨基丁酸，其特征在于，包括如下步驟 (1)、豆類發(fā)芽和制漿的步驟 將挑選的豆類用清水清洗，去除雜質(zhì)和灰塵，用5 10倍水在25 50 0C條件下在恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)芽6 24小時(shí)，制漿； (2)、發(fā)酵的步驟 先將步驟(I)所得的漿液接種入pH為4. 5 7. 0的谷氨酸鈉溶液中，并置于帶攪拌的常規(guī)發(fā)酵罐內(nèi)混合；所述漿液與含谷氨酸鈉溶液重量比為1:1 5:1 (w/w)； 然后在20 0C 50 0C的溫度下生物轉(zhuǎn)化0. 5 8. 0小時(shí)，得到生物轉(zhuǎn)化的發(fā)酵液； (3)、殺菌密封包裝的步驟 將步驟(2)所得的發(fā)酵液通過殺菌密封包裝，即得到本發(fā)明所述的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述的制漿，包括將發(fā)芽的豆類粉碎打成勻漿的方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，勻漿后漿液溫度不超過60°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述的制漿，包括將發(fā)芽的豆類在0 -70 0C的溫度下冷凍、在0 -70 0C的溫度下真空干燥、再粉碎成粉劑，使用時(shí)再添加5 20倍的水?dāng)嚢璩蓜驖{。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述的豆類包括各種豆科載培植物的可食種子中的一種或幾種混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述的谷氨酸鈉溶液為一種以質(zhì)量濃度計(jì)含谷氨酸量為0. I 2%的水溶液或提取液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的谷氨酸鈉提取液為從天然的營養(yǎng)食品中提取的谷氨酸鈉提取液，包括含高谷氨酸的菌菇提取液、干貝汁、酵母抽提物、魚粉以及魚露中的一種或多種混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的谷氨酸鈉水溶液為市售味精配制而成的溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的步驟(I)與步驟(I)還包括將發(fā)芽后的豆類在4°C 8 °C的環(huán)境中預(yù)冷0. 5 36小時(shí)的過程。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的步驟(2)中在漿液中添加谷氨酸鈉提取液或谷氨酸鈉水溶液后，還包括再添加千分之一 萬分之一的氯化鈣或維生素B6。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備含高濃度γ-氨基丁酸的食品功能性產(chǎn)品的方法，其特點(diǎn)是，包括如下步驟(1)將挑選的豆類用清水清洗，去除雜質(zhì)和灰塵，用5～10倍水在25～50oC條件下在恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)芽6～24小時(shí)，制漿；(2)將步驟(1)所得的漿液接種入pH為4.5～7.0的谷氨酸鈉溶液中，并置于帶攪拌的常規(guī)發(fā)酵罐內(nèi)混合；所述漿液與含谷氨酸鈉溶液重量比為1:1～5:1(w/w)；然后在溫度20～50oC的條件下生物轉(zhuǎn)化0.5～8.0小時(shí)，得到生物轉(zhuǎn)化的發(fā)酵液；(3)殺菌密封包裝的步驟。本發(fā)明借助發(fā)芽豆類中酶系將谷氨酸鈉脫羧轉(zhuǎn)化成食品功能性成分γ-氨基丁酸，不僅明顯提高發(fā)芽豆類中的功能性成分，而且大大提高了傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品的附加值。
文檔編號A23L1/30GK102613578SQ20121011640
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者陳培華, 黃漢榮 申請人:上海天天商務(wù)實(shí)業(yè)有限公司