分光光度法在優(yōu)化發(fā)芽黑小麥富集γ-氨基丁酸培養(yǎng)組分中的應(yīng)用

黑小麥含有大量人體所需的營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素，是重要的黑色谷物資源[1]。黑小麥中γ-氨基丁酸（GABA）具有促進(jìn)記憶力、降壓、改善腦活力、緩解焦慮和頭痛等功能[2]。GABA在高等植物中的合成主要來自GABA支路和多胺降解途徑，起主導(dǎo)作用的酶為谷氨酸脫羧酶和二胺氧化酶[3]。L-谷氨酸是谷氨酸脫羧酶的一個(gè)底物，可以激發(fā)谷氨酸脫羧酶的活性，從而使GABA得到富集[4]。谷氨酸脫羧酶能以磷酸吡哆醛為輔酶專一性催化L-谷氨酸脫羧合成GABA。若能外源加入磷酸吡哆醛，一次提高谷氨酸脫羧酶的活力，可能會(huì)使黑小麥中GABA含量有所提升。谷氨酸脫羧酶是一種Ca2+/鈣調(diào)蛋白依賴性酶，Ca2+濃度與谷氨酸脫羧酶活性有關(guān)[5-7]；NaCl與植物體內(nèi)抗逆機(jī)制有關(guān)，在鹽逆境條件下會(huì)促進(jìn)GABA產(chǎn)生。以氯化鈣、氯化鈉分別做培養(yǎng)液，使黑小麥處于鹽脅迫環(huán)境中，可能會(huì)使黑小麥中GABA含量提高，以實(shí)現(xiàn)GABA富集。同時(shí)有研究表明，酸性電解水可促進(jìn)谷物發(fā)芽過程中某些生物活性物質(zhì)的積累。用微酸性電解水處理黑小麥，可能會(huì)在殺菌消毒、GABA含量富集方面發(fā)揮積極作用。

本文實(shí)驗(yàn)以運(yùn)黑161為材料，采用微酸性電解水浸泡處理，將谷氨酸鈉、磷酸吡哆醛、氯化鈣、氯化鈉4種培養(yǎng)組分列為考察因素，做一系列單因素試驗(yàn)，確定考察因素對(duì)黑小麥GABA的影響，以便為黑小麥功能性產(chǎn)品開發(fā)提供理論支持。

一、材料與方法

1、材料

運(yùn)黑161、GABA標(biāo)準(zhǔn)品

2、儀器與設(shè)備

高速離心機(jī)、恒溫培養(yǎng)箱、真空冷凍干燥機(jī)、UV-9000S紫外可見分光光度計(jì)

二、實(shí)驗(yàn)部分

1、黑小麥芽的制備

挑選籽粒飽滿、無蛀蟲、無霉?fàn)€的“運(yùn)黑161"，分別稱取25.0±0.01g該黑小麥種子于100ml燒杯中。用自制微酸性電解水（pH5.55、有效氯濃度22.4mg/L）對(duì)種子浸泡消毒1h。用相應(yīng)培養(yǎng)液以料液比1:2對(duì)種子浸泡8h，將浸泡后的種子均勻平鋪在底部有孔的發(fā)芽盒中，于恒溫箱（20℃）進(jìn)行避光培養(yǎng)。培養(yǎng)期間每天用相應(yīng)培養(yǎng)液淋澆3次，對(duì)照組用等量去離子水淋澆，培養(yǎng)5天后進(jìn)行采收。

2、培養(yǎng)液成分對(duì)黑小麥芽GABA含量的影響

2.1培養(yǎng)液制備

配置質(zhì)量濃度分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mg/mL谷氨酸鈉溶液，濃度分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mmol/L氯化鈣溶液，濃度分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mmol/L磷酸吡哆醛溶液，濃度分別為5、50、100、150、200、250mmol/L氯化鈉溶液。采收后的黑小麥芽速凍后于真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行凍干，磨成粉狀后于4℃冰箱貯存?zhèn)溆谩?/p>

2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線建立

配置不同濃度的GABA標(biāo)準(zhǔn)溶液，各取1ml，分別加入0.60ml 0.20mol/L硼酸鹽緩沖液，搖勻后加入2mL5%苯酚溶液，搖勻，加入1mL7%次氯酸鈉溶液混勻，用沸水加熱5min，直到溶液變?yōu)樗{(lán)綠色，將其放入碎冰中冷卻至室溫。用紫外分光光度計(jì)在645nm處測定吸光度并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.3樣品GABA含量的測定

準(zhǔn)確稱取0.50g黑小麥芽粉樣品，加5mL蒸餾水，在往復(fù)振蕩器震蕩提取4h，上層清液于10000r/min離心3min。用移液槍取1mL上層清液于10mL容量瓶中，按測定標(biāo)準(zhǔn)品的方法在光度計(jì)波長645nm處測定樣品中GABA含量。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1、谷氨酸鈉濃度對(duì)發(fā)芽黑小麥GABA含量的影響

 圖1 谷氨酸鈉濃度對(duì)發(fā)芽黑小麥GABA含量的影響

2、氯化鈣濃度對(duì)發(fā)芽黑小麥GABA含量的影響

 圖2 氯化鈣濃度對(duì)發(fā)芽黑小麥GABA含量的影響

3、磷酸吡哆醛濃度對(duì)發(fā)芽黑小麥GABA含量的影響

 圖3 磷酸吡哆醛濃度對(duì)發(fā)芽黑小麥GABA含量的影響

4、氯化鈉濃度對(duì)發(fā)芽黑小麥GABA含量的影響

圖4 氯化鈉濃度對(duì)發(fā)芽黑小麥GABA含量的影響

四、結(jié)論

試驗(yàn)以“運(yùn)黑161"為原料，經(jīng)微酸性電解水浸泡處理，將谷氨酸鈉、磷酸吡哆醛、氯化鈣、氯化鈉溶液作為發(fā)芽黑小麥富集GABA培養(yǎng)液。用分光光度法測得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，增加底物濃度，激發(fā)谷氨酸脫羧酶活力，使黑小麥發(fā)芽處于鹽脅迫環(huán)境等方法提高黑小麥芽GABA含量。

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文章內(nèi)容來源于：陳雅芝，羅鑫，姚芙蓉，等.發(fā)芽黑小麥富集γ-氨基丁酸的培養(yǎng)組分優(yōu)化[J].食品工業(yè)，2021,42（6）：114-118.