一种富含gaba的红曲米及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种红曲米及其制备方法，尤其涉及一种富含GABA的红曲米及其制备方法。
【背景技术】
[0002]红曲，也就是红曲米，是以熟大米为原料，由红曲菌在其上繁殖而得的制品。发酵过程大米变成红色，因此被称作红曲米或赤米。红曲是一种药食两用的天然食品，它的出现在我国至少可以追溯到十世纪的宋朝。传统上，红曲被广泛地应用于食品行业，主要用于酿酒，制作红腐乳，用做食品着色剂及肉类的保存剂等，它既可改善食品色泽，又能赋予食品特有的风味。此外，红曲还具有医疗保健的药效，《中药大辞典》将红曲的主要药效归纳为“活血化瘀，健脾消食，治疗食积饱胀，赤白下痢及跌打损伤。”随着红曲的药理活性物质被越来越多地发现，国内外学者通过研究发现，红曲不仅有降低血胆固醇的作用，还有降血糖、降血压、防癌等功效。日本国立健康研究所在进行饲料添加“红曲培养物”的动物试验中，发现添加0.12%-0.13%红曲培养物的饲料可使患有先天性高血压症老鼠的血压由超过200mmHg降至180mmHg以下。经分析，降血压的有效成分为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的生理功能主要表现在降低血压、营养神经、改善肝肾机能及提高脑活力等方面。1950年，Flory和Robert的研究小组在哺乳类动物脑萃取液中首次发现GABA，如今，医学家已经证明GABA是中枢神经系统的抑制性传递物质，它是脑组织中最重要的神经递质之一，其作用是降低神经元活性，防止神经细胞过热。GABA能结合抗焦虑的脑受体并使之激活，然后与另外一些物质协同作用，阻止与焦虑相关的信息抵达脑指示中枢，因此，GABA可从根本上镇静神经，从而起到抗焦虑的效果。GABA作为药品可用于改善大脑血液循环，增加氧气供给，改善大脑细胞代谢，还有助于治疗因脑中风、头部外伤和脑动脉硬化后遗症等产生的头疼、耳鸣和意识模糊等后遗症。
[0004]糙米是一种被人们忽视的健康保健食品，它含高含量的矿物质、维生素等，尤其是含有多种生物活性物质如GABA等，这些活性物质在糙米中的含量往往是精米的几倍甚至更高，因此，将其开发成功能保健食品具有巨大的市场价值和意义。不仅如此，糙米发芽后其营养价值得到进一步提高，同时也易于摄取和消化吸收。国际上对发芽糙米的研究正方兴未艾，研究人员大多致力于优化发芽条件使其产生更高含量的生理活性物质。目前，以发芽糙米为原料的功能产品越来越多地面市，在追求营养和健康饮食的今天，这些产品的出现极大地满足了人们对于幸福和品位生活的追求。
[0005]现有相关文献中尚未见到就积累GABA的能力进行大规模的红曲霉菌株筛选工作，本发明从红腐乳、红曲米等产品中筛选优良、高产、安全的红曲霉菌株具有重要的现实意义，可用来生产富含GABA的功能食品或配料，如各种强化GABA的保健食品饮料、果酱、调味料等制品。长期食用这些制品，对人体具有多种生理保健功能，因而具有广阔的应用前景。不仅如此，也可进一步丰富红曲菌作为有益菌的保健功效。从微生物自然资源中分离纯化众多新功能的红曲菌株，并用来生产GABA功能性食品配料，这是一项新的尝试。有利于进一步开发和利用微生物功能性食品、药物资源，因此具有深远的意义。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种富含GABA的红曲米及其制备方法。
[0007]本发明所提供的技术方案为:
一种富含GABA的红曲米，其特征在于:所述的红曲米中GABA的含量可达26.54mg/100g，且未检出桔霉素。
[0008]所述红色红曲霉CICC 5008，该菌株购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，保藏号为 CICC 5008。
[0009]一种富含GABA的红曲米的制备方法，所述的红曲米是以黑米“Nanton84”(张名位，黑米抗氧化与降血脂的活性成分及其作用机理，2013，华南师范大学)的发芽糙米为底物，以红色红曲霉CICC 5008为出发菌株，按照其最佳发酵条件进行发酵。所述红曲米的制备方法包括以下步骤:
(O发芽糙米培养基的制备:将发芽糙米用清水浸泡三小时，沥干后在蒸笼中蒸20min，每发酵瓶称取50g发芽糙米，密封好后，于121°C下高压灭菌20min后备用；
(2)红曲霉菌种子液的制备:将高产GABA的红曲霉菌株CICC 5008在PDA平板上28°C活化培养5-7天后，使用直径为5_的打孔器取菌块，然后各加5片菌饼到装有50mL种子液培养基的250mL三角瓶中，于30°C，150rpm条件下振荡培养72h后即得种子液；所述的种子液培养基为葡萄糖50g，蛋白胨5g，酵母膏lg, KH2PO4 lg, FeSO4.7H20 0.0lg, MgSO4.7H20
0.5g，加水定容至1000mL。
[0010](3)接种与发酵培养:将培养72h后的种子液稀释至孢子浓度为I X 17个/mL,按10%接种量将稀释的种子液添加到装有发芽糙米培养基的塑料发酵瓶中，以无菌竹签搅拌均匀，并置于28°c恒温培养箱中培养lld，在培养初期2-3d，发芽糙米发酵培养基底部略微呈红色；培养至第4d时，将塑料发酵瓶取出，把发芽糙米拍散，使红曲菌可以更充分地利用发芽糙米原料；培养至第7d时，红曲菌丝体生长旺盛；第8d时，将塑料发酵瓶移至28°C恒温培养箱中，继续培养至第lld，发芽糙米发酵完全，获得红曲米。
[0011]所述的红曲米具体按照如下步骤进行制备:
O富含GABA发芽糙米原料的筛选
2)高产GABA红曲霉菌株的筛选
3)红曲米发酵工艺的优化
步骤I)具体的为:准确称量60种不同类型水稻(包括白米、红米和黑米)的糙米各10g，置于锥形瓶中，用纯净水清洗3遍后沥干，接着加入1%次氯酸溶液将糙米浸没消毒5min，之后用无菌水清洗3遍后沥干，继续在pH 5.0的纯净水中浸泡，将锥形瓶置于30°C的恒温水浴锅中保温6h，浸泡结束后取出糙米，摊放于经预先消毒的培养皿中，盖上已消毒的并用
0.5mmol/L CaCl2溶液浸湿的纱布后，置于30°C恒温培养箱中催芽24h。期间每隔4h观察纱布的含水情况，如纱布含水不足，及时用盛装0.5mmol/L CaCl2溶液的喷壶进行适量喷洒。催芽24h后取出，小心揭去覆盖其上的纱布，发芽完成。
[0012]发芽结束后将所有发芽糙米置于800W微波炉中钝化30s，接着置于50°C烘箱中烘干12h，得到干燥的发芽糙米。最后用高速粉碎机粉碎，得到发芽糙米粉，盛装于自封袋内，贴好标签，置于4°C冰箱备用。按照以下方法提取发芽糙米的GABA并衍生后，进行HPLC检测。结果表明:黑米“Nanton84”发芽后糙米中的GABA含量最高，达24.82mg/100g，是对照品种“福稻8号”的4.0倍。
[0013]发芽糙米GABA的提取和衍生方法:取5g磨成粉的样品置于锥形瓶，加入60%乙醇30ml，55°C恒温水浴6h，期间每隔30min摇勾30s，结束后3000rpm条件下离心15min，取上清液浓缩至5ml，最后用0.45 μ m微孔滤膜过滤得到待衍生样品，再经进一步衍生后得到待检测样品，衍生的方法为:将1% 2，4-二硝基氟苯(FDNB)的乙腈溶液作为衍生剂，取样品液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恒温水浴暗处加热Ih后取出，冷却后用pH 7.0磷酸盐缓冲液定容至10mL，充分摇匀后用0.45 μ m微孔滤膜过滤，最后转移至洁净的样品管中备用，需要时取10 μ L进样，于360nm波长下进行检测。
[0014]步骤2)具体的为:采用固态发酵方式，以红曲霉菌发酵产物中的GABA含量和桔霉素作为指标，分别将49株红曲菌株的发酵产物红曲米置于50°C烘箱中烘干过夜后，研磨成粉末状，按照I)中的方法提取GABA并衍生后，进行GABA含量的HPLC检测。同时，对各菌株的发酵产物进行桔霉素含量的HPLC检测。结果表明:红曲霉菌株CICC 5008的发酵产物中的GABA含量最高且不产桔霉素，其红曲米中的GABA含量高达22.43mg/100g，比对照菌株CICC 5004(购自 CICC)高 93.9%。
[0015]步骤3)具体的为:通过单因素实验和Plackett-Burman实验，研究了发芽糙米的浸泡时间、蒸米时间、装米量、培养温度、浸泡液PH、透气孔数和培养周期等因素，对红曲米中GABA含量的影响，确定了培养温度、培养周期、透气孔数为三个主要影响因子。在此基础上，采用Box-Behnken响应面优化法进行红曲米发酵工艺的优化，确定最佳的发酵工艺为:透气孔数5个，在25°C下培养11天。在最优工艺条件下制备的红曲米中，GABA含量高达26.54mg/100g，比工艺优化前提高了 11.8%。
[0016]本发明的优点在于:以富含GABA的最优发芽糙米为底物，以高产GABA且不产桔霉素的最优