專利名稱：一種制備含高濃度γ-氨基丁酸的食品功能性產品的方法
技術領域：
本發明涉及一種制備含高濃度Y -氨基丁酸的食品功能性產品的方法。
背景技術：
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氨基酸，由谷氨酸經谷氨酰胺脫羧酶催化轉化而來，是存在于哺乳動物腦、脊髓中的抑制性神經遞質，是非常值得關注的一種功 能性成分。據報道，GABA具有降低血壓、營養神經、改善肝腎機能、提高腦活力等生理功能(參見食品工業科技，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)，以及調節激素分泌、改善更年期綜合癥、促進酒精代謝、消臭和高效減肥等功效。然而GABA在植物組織中的含量相當低(0. 31 20. 62 mg/100g)，因此，富GABA食品研發成為當今功能食品的研究熱點。目前雖有多種合成GABA的化學方法，但是這些方法都受到苛刻的反應條件及昂貴的天然原料的制約，而且化學合成產品中有毒成分的脫除比較復雜，且成本高,安全性差。生物轉化法是生產香料物質三大方法之一，較之天然提取和化學合成法，生物轉化法具有獨特的優勢——工藝簡單、條件溫和、對環境友好。因此，如何使用生物轉化方法高效地獲得品質優良的食品功能性成分已成為當前研究熱點。因此，生物酶催化制備GABA是一個有效的途徑。就酶源而言，包括兩種途徑第一，微生物發酵和植物組織代謝。微生物發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等)為原料，利用微生物發酵制得。其產品具有成本低，含量高及可安全用于食品的優點。關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源酶轉化制備GABA。而內源酶轉化制備GABA又有2種形式植物組織生長代謝和離體植物組織應激代謝。目前已報道的通過植物組織代謝生產GABA的原料有發芽糙米、發芽大豆、發芽粟米、發芽蠶豆、發芽豇豆等。其工藝過程是在發芽的過程中不斷的添加谷氨酸鈉提取液，然后將發芽米、發芽豆打成漿，得到含有GABA的功能性食品產品。由于是在發芽的過程中不斷添加谷氨酸鈉提取液，因此時加工工藝復雜，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，同時也使產品中含有的GABA的濃度降低。據資料分析，按照該方法制得的含GABA的產品，以大豆原料，每100克大豆干料制得的產品含GABA的含量僅為IOOmg 300mg左右，含量低。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，而提供的一種以發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品的方法。該含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產品以發芽的豆類為原料，輔以谷氨酸鈉為轉化劑，在特定的條件下進行生物轉化制成。將其加入到食品產品中，具有明顯降低血壓、營養神經、改善肝腎機能、提高腦活力等生理功能。本發明采取的技術措施是一種制備含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產品的方法，借助豆類在發芽過程中產生的酶系將其中的谷氨酸鈉脫羧生物轉化成Y-氨基丁酸，其特點是，包括如下步驟
(1)、豆類發芽和制漿的步驟
將挑選的豆類用清水清洗，去除雜質和灰塵，用5 10倍水在25 50 0C條件下在恒溫培養箱中發芽6 24小時，制漿； (2)、發酵的步驟
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發酵罐內混合；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的溫度下生物轉化0. 5 8. 0小時，得到生物轉化的發酵液；
(3)、殺菌密封包裝的步驟
將步驟(2)所得的發酵液通過殺菌密封包裝，即得到本發明所述的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產品。上述方法中，步驟(I)所述的制漿，包括將發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，使用時再添加5 20倍的水攪拌成勻漿。
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量濃度計含谷氨酸量為
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)還包括將發芽后的豆類在4°C 8°C的環境中預冷0. 5 36小時的過程。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。由于本發明采用了上述的技術方案，其所得的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產品(高GABA含量胚芽素豆漿液產品)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高效液相色譜檢測豆漿(漿液)中的GABA含量為200mg/100g 豆衆；
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、發芽周期短、酶活力高等優點，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，并未見到關于發芽綠豆等生物轉化富集GABA的報道，本發明對發芽豆類生物轉化法富集GABA的影響因素進行了科學改進，使這些綠豆、赤豆、黑豆也可作為優質和低成本酶源，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業發展； 5、為防止生產作業流程可能出現當天發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一步發芽，本發明采用可將發芽后的原料放于4°(T8°C的環境下例如在4°(T8°C的冰箱或冷庫預冷，這樣既能保護酶的活性穩定又能阻止豆類進一步發芽；
6、產品功效GABA(gamma-aminobutyric acid)是已知的60多種作為神經遞質的化學物質中的一種，是最普通的腦內抑制性遞質。全腦1/3的突觸以GABA作為遞質。對GABA敏感的神經元特別集中于丘腦、下丘腦和枕葉皮層等腦結構中，GABA在一些因神經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，可稱之為天然營養功能食品。每天食用本品100g，將能補充30 200mgGABA，對人體能較好地緩解精神壓力、調節情緒，恢復身心健康，以及縮短入睡時間和延長深睡眠時間等多種功能和效果。
具體實施例方式本發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芽豆類為原料，經發芽、粉碎制漿、添加含谷氨酸溶液或提取液谷氨酸鈉溶液，再經發酵制得。以下為實現本發明的實施例，其目的在于方便更好地理解本發明的內容，而非限制本發明的保護范圍。實施例I
首先將雜豆(赤豆，黑豆，綠豆)用5倍水在50 °C條件下在恒溫培養箱中發芽6h，再將發芽的豆類用粉碎機研碎打成勻漿，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發酵罐內混合；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，生物轉化8小時，得到生物轉化液；其中所述的谷氨酸鈉溶液是一種以質量濃度計含谷氨酸鈉量為0. I 2%的水溶液，由在天然的營養食品中提取得到；
將上述所得的生物轉化液(即指已完成生物轉化的轉化液)進行后處理，即將所得的發酵液先進行殺菌密封包裝，得到的漿液即為本發明所述的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產品，也稱高GABA含量胚芽素豆漿液產品。實施例2
首先將雜豆(赤豆，黑豆，綠豆)用10倍水在25 0C條件下在恒溫培養箱中發芽24小時。為防止生產作業流程可能出現當天發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一步發芽，可將發芽后的原料放于4°(T8°C的環境下例如在4°(T8°C的冰箱或冷庫預冷，這樣能保護酶的活性穩定并能阻止豆類進一步發芽；預冷的時間不能超過36小時。使用時再將發芽的豆類用粉碎機研碎打成勻漿，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發酵罐內混合；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，生物轉化0. 5小時，得到生物轉化液；其中所述的谷氨酸鈉溶液是一種以質量濃度計含谷氨酸量為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化液(即指已完成生物轉化的轉化液)進行后處理，即將所得的發酵液先進行殺菌密封包裝，得到的漿液即為本發明所述的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產品，也稱高GABA含量胚芽素豆漿液產品。實施例3
首先將雜豆(大豆、赤豆、黑豆、綠豆、扁豆)用8倍水在40 °C溫度下在恒溫培養箱中發芽15小時，在8°C冰箱或冷庫預冷4小時左右，再將發芽的豆類用粉碎機研碎打成勻漿，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發酵罐內混合；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發酵罐內混合，并置于帶攪拌然后保持溫度在35 °C左右，生物轉化I. 5小時，得到生物轉化液；其中所述的谷氨酸鈉是一種以質量濃度計含谷氨酸鈉量為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，從而縮短生物轉化時間，大大提高工業化生產效率；
將上述所得的生物轉化液(即指已完成生物轉化的轉化液)進行后處理，即將所得的發酵液先進行殺菌密封包裝，得到的漿液即為本發明所述的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產品，也稱高GABA含量胚芽素豆漿液產品。實施例4
首先將雜豆(赤豆，黑豆，綠豆)用5 10倍水在25 50 0C條件下在恒溫培養箱中發芽6 24小時，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發酵罐內，然后在溫度20 50 0C下，生物轉化0. 5小時，得到生物轉化液；其中所述的谷氨酸鈉溶液是一種以質量濃度計含谷氨酸量為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，從而縮短生物轉化時間，大大提高工業化生產效率；
將上述所得的生物轉化液(即指已完成生物轉化的轉化液)進行后處理，即將所得的發酵液先進行殺菌密封包裝，得到的漿液即為本發明所述的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產品，也稱高GABA含量胚芽素豆漿液產品。實施例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條件下在恒溫培養箱中發芽6 24小時，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，使用時再添加5 20倍的水攪拌成勻漿。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發酵罐內，并置于帶攪拌的常規發酵罐內，然后在溫度20 50 0C下，生物轉化0. 5小時，得到生物轉化液；其中所述的谷氨酸鈉是一種以質量濃度計含谷氨酸鈉量為0. I 2%的水溶液，例如為上述所述的天然營養物質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，從而縮短生物轉化時間，大大提高工業化生產效率
將上述所得的生物轉化液(即指已完成生物轉化的轉化液)進行后處理，即將步驟(2)所得的發酵液先進行殺菌密封包裝，得到漿液(即得到含有GABA有效組分的豆漿液)，即為本發明所述的功能性食品原料(全稱為高GABA含量胚芽素豆漿液產品)。本發明制得的食品功能性產品含Y -氨基丁酸濃度高，經測試，每100克豆漿液含Y -氣基丁酸濃度達200mg左右，大大提聞了功能性廣品的得率，提聞了傳統農廣品的附加值。
權利要求
1.一種制備含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產品的方法，借助豆類在發芽過程中產生的酶系將其中的谷氨酸鈉脫羧生物轉化成Y-氨基丁酸，其特征在于，包括如下步驟 (1)、豆類發芽和制漿的步驟 將挑選的豆類用清水清洗，去除雜質和灰塵，用5 10倍水在25 50 0C條件下在恒溫培養箱中發芽6 24小時，制漿； (2)、發酵的步驟 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發酵罐內混合；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的溫度下生物轉化0. 5 8. 0小時，得到生物轉化的發酵液； (3)、殺菌密封包裝的步驟 將步驟(2)所得的發酵液通過殺菌密封包裝，即得到本發明所述的含高濃度Y-氨基丁酸的食品功能性產品。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述的制漿，包括將發芽的豆類粉碎打成勻漿的方法。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，勻漿后漿液溫度不超過60°C。
4.根據權利要求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，使用時再添加5 20倍的水攪拌成勻漿。
5.根據權利要求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.根據權利要求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量濃度計含谷氨酸量為0. I 2%的水溶液或提取液。
7.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述的步驟(I)與步驟(I)還包括將發芽后的豆類在4°C 8 °C的環境中預冷0. 5 36小時的過程。
10.根據權利要求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
本發明公開了一種制備含高濃度γ-氨基丁酸的食品功能性產品的方法，其特點是，包括如下步驟(1)將挑選的豆類用清水清洗，去除雜質和灰塵，用5～10倍水在25～50oC條件下在恒溫培養箱中發芽6～24小時，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發酵罐內混合；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的條件下生物轉化0.5～8.0小時，得到生物轉化的發酵液；(3)殺菌密封包裝的步驟。本發明借助發芽豆類中酶系將谷氨酸鈉脫羧轉化成食品功能性成分γ-氨基丁酸，不僅明顯提高發芽豆類中的功能性成分，而且大大提高了傳統農產品的附加值。
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 優先權日2012年4月20日
發明者陳培華, 黃漢榮 申請人:上海天天商務實業有限公司