一种米糠化感物质胁迫法制备发芽糙米的方法

摘要

本发明提供的是一种利用米糠化感物质胁迫法制备发芽糙米的方法。对价格低廉、富含酚酸等化感物质的米糠进行水解、提取，利用所获得的提取物胁迫糙米萌发生理代谢发生改变，促使保护酶数量和活力增加，多酚物质富集。生产出一种富含超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚物质的发芽糙米新产品。同时，为提高逆境条件下糙米的发芽率，本发明采用营养液培育法进行温室统一培育，制备出发芽率高、质量统一的发芽糙米产品。

说明书

(一)技术领域

本发明涉及的是一种发芽糙米的制备方法，具体地说是利用米糠化感物质胁迫法制备发芽糙米的方法。属于稻谷精深加工技术领域。

(二)背景技术

发芽糙米是糙米经过发芽至适当芽长的芽体，得到由幼芽和带糠层的胚乳组成的制品。目前，有关发芽糙米的研究如下述：

在200810025138.1中公开了一种营养液法生产发芽糙米的技术，它优点在于提高了谷氨酸脱羧酶活性，但该技术仅富集了γ-氨基丁酸。

在200910035094.5中公开了一种含有赤霉素和硫酸锰的营养液法生产发芽糙米的技术，它优点在于激活内源蛋白酶，提高肽含量，但是，该方法仅提高了发芽糙米中肽含量。

在200910110846.X中公开了一种以黑米为原料生产发芽糙米的技术，它优点在于发芽糙米含有黑米本身含有的黄酮类物质，但没有任何功能性因子的富集。

尽管有上述的各种专利文献公开了发芽糙米的制备方法，但是没有实现发芽糙米中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚物质的富集。

化感物质(如酚酸)胁迫时，细胞内自由基的产生和消除平衡遭到破坏，自由基含量增加，生物组织膜因过氧化作用而导致结构和功能损伤。为了保护细胞和维持自由基水平，过多的活性氧激活植物体内保护酶(如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶)，同时激活苯丙氨酸解氨酶，使得次生代谢活动大大增强，产生更多与植物抗逆性有关的多酚类物质。

尽管专利200610161387.4已经公开了一种化感物质的生产方法，但该专利中的提取物是用来抑制杂草，属于植物种植领域而非食品行业，该专利还有一个致命的缺点是用水来提取化感物质，因为多数酚酸类物质是不溶于水的。

虽然化感物质具有提高植物体内保护酶和多酚物质含量的能力，但目前已公开的技术或研究均用于提高植物种子发芽率、抗虫害、抑制杂草等领域，未公开应用于功能性因子富集方面的技术。

超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶是生物体内有害自由基的有效清除剂，具有增强人体免疫力、提升抗氧化能力、预防多种疾病、美容养颜、健康益寿等功效。多酚化合物是优良的氢或中子的给予体，对自由基有明显的清除作用，具有抗肿瘤、抗突变、抗脂质过氧化、抗病毒、抗炎抑菌等多种生物活性。

以上两类物质都是很好的清除自由基和提高人体健康水平的功能性因子，但这两类物质在发芽糙米中富集的技术尚未公开。因此，目前需要根据植物生理学中的化感胁迫理论和食品加工原理设计出一套全新的生产方法来生产富含超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚物质的发芽糙米新产品。

(三)发明内容

本发明在于提供一种利用米糠化感物质胁迫法制备发芽糙米的方法，具体的说是以价格低廉、富含酚酸等化感物质的米糠为原料进行水解、提取，利用所获得的提取物胁迫糙米萌发生理代谢发生改变，促使保护酶数量和活力增加，多酚物质富集。生产出一种富含超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚物质的发芽糙米新产品。同时，为提高逆境条件下糙米的发芽率，本发明采用营养液培育法进行温室统一培育，制备出发芽率高、质量统一的发芽糙米产品。

本发明涉及的一种利用米糠化感物质胁迫法制备发芽糙米的方法通过下述技术方案和步骤实现：

1.米糠化感物质的提取  将米糠按质量体积比1∶10-1∶15放入浓度为1-2mol/L、温度为20-40℃的氢氧化钠溶液中水解1-2小时，然后调节pH值至5.0-7.0，再加入乙酸乙酯振荡萃取，收集萃取液，蒸发去除乙酸乙酯，剩余物质溶于浓度为70％-80％的乙醇溶液中，得到化感物质提取液；

2.营养液的配制  营养液是由少量的的化感物质提取液、四水硝酸钙、硝酸钾、磷酸二氢钾、七水硫酸镁和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.0-6.4；

3.胁迫培养  脱壳后的稻谷种子在温度为20-30℃的营养液中浸泡40-60小时，同时向其中注入空气，并每隔20小时更换一次营养液；

4.高温催芽  将浸泡后的种子置于30-40℃的恒温催芽室内避光催芽20-40小时，相对湿度为85-95％，每隔5-8小时冲洗一次；

5.干燥将发芽糙米洗净，在30-50℃下低温干燥。

为了更好地实现本发明，所述米糠化感物质的提取步骤中乙酸乙酯振荡萃取应当重复三次；所述米糠化感物质的提取步骤中原始米糠与乙醇溶液的质量体积比为1∶1；所述营养液组成为千分之一-万分之一的化感物质提取液、300-600mg/L四水硝酸钙、200-300mg/L硝酸钾、50-90mg/L磷酸二氢钾、300-400mg/L七水硫酸镁和水。

本发明与现有技术相比较有以下优点：

1.本发明利用米糠中的化感物质对糙米进行逆境胁迫，既提高了超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶的数量和活力，又提高了多酚物质的含量，制备出了富含抗氧化物质的发芽糙米。

2.谷物中的酚酸绝大多数以结合形式存在，采用普通的溶液直接提取很难将其全部提取出来，本发明采用氢氧化钠破坏酚酸与其他物质之间的酯键、糖苷键、醚苷键，使其由结合形态变为游离形态，大大提高了酚酸的提取率。

3.酚酸大部分难溶于水或微溶于水，但溶于有机溶剂，本发明采用了乙酸乙酯进行萃取，提取率大大提高，另外乙酸乙酯低温挥发时可进行回收重复使用。

4.本发明采用乙酸乙酯萃取法，使得酚酸浓度提高10-20倍，大大降低了蒸发工作量，节省了能源消耗；

5.本发明在营养液中添加糙米生长所需的营养素，保证了糙米在逆境中的营养需求，大大提高糙米的发芽率。

(四)具体实施方案

实施例1：

(1)米糠化感物质的提取  将米糠按质量体积比1∶10放入浓度为2mol/L、温度为20℃的氢氧化钠溶液中水解2小时，然后调节pH值至5.0，再加入乙酸乙酯振荡萃取3次，收集萃取液，蒸发去除乙酸乙酯，剩余物质溶于原始米糠1倍质量体积比浓度为70％的乙醇溶液中，得到化感物质提取液；

(2)营养液的配制  营养液是由万分之一的化感物质提取液、300mg/L四水硝酸钙、200mg/L硝酸钾、50mg/L磷酸二氢钾、300mg/L七水硫酸镁和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.0；

(3)胁迫培养  脱壳后的稻谷种子在温度为20℃的营养液中浸泡60小时，同时向其中注入空气，并每隔20小时更换一次营养液；

(4)高温催芽  将浸泡后的种子置于30℃的恒温催芽室内避光催芽40小时，相对湿度为85％，每隔8小时冲洗一次；

(5)干燥  将萌发糙米洗净，在30℃下低温干燥。

实施例2：

(1)米糠化感物质的提取  将米糠按质量体积比1∶15放入浓度为1mol/L、温度为40℃的氢氧化钠溶液中水解1小时，然后调节pH值至7.0，再加入乙酸乙酯振荡萃取3次，收集萃取液，蒸发去除乙酸乙酯，剩余物质溶于原始米糠1倍质量体积比浓度为80％的乙醇溶液中，得到化感物质提取液；

(2)营养液的配制  营养液是由千分之一的化感物质提取液、600mg/L四水硝酸钙、200mg/L硝酸钾、90mg/L磷酸二氢钾、300mg/L七水硫酸镁和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.4；

(3)胁迫培养  脱壳后的稻谷种子在温度为30℃的营养液中浸泡40小时，同时向其中注入空气，并每隔20小时更换一次营养液；

(4)高温催芽  将浸泡后的种子置于40℃的恒温催芽室内避光催芽20小时，相对湿度为95％，每隔5小时冲洗一次；

(5)干燥  将发芽糙米洗净，在50℃下低温干燥。

实施例3：

(1)米糠化感物质的提取  将米糠按质量体积比1∶12.5放入浓度为1.5mol/L、温度为30℃的氢氧化钠溶液中水解1.5小时，然后调节pH值至6.0，再加入乙酸乙酯振荡萃取3次，收集萃取液，蒸发去除乙酸乙酯，剩余物质溶于原始米糠1倍质量体积比浓度为75％的乙醇溶液中，得到化感物质提取液；

(2)营养液的配制  营养液是由万分之五的化感物质提取液450mg/L四水硝酸钙、250mg/L硝酸钾、70mg/L磷酸二氢钾、350mg/L七水硫酸镁和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.2；

(3)胁迫培养脱壳后的稻谷种子在温度为25℃的营养液中浸泡50小时，同时向其中注入空气，并每隔20小时更换一次营养液；

(4)高温催芽  将浸泡后的种子置于35℃的恒温催芽室内避光催芽30小时，相对湿度为90％，每隔6.5小时冲洗一次；

(5)干燥将发芽糙米洗净，在40℃下低温干燥。

实施例4：

(1)米糠化感物质的提取  将米糠按质量体积比1∶10放入浓度为1mol/L、温度为20℃的氢氧化钠溶液中水解1小时，然后调节pH值至5.0，再加入乙酸乙酯振荡萃取3次，收集萃取液，蒸发去除乙酸乙酯，剩余物质溶于原始米糠1倍质量体积比浓度为70％的乙醇溶液中，得到化感物质提取液；

(2)营养液的配制  营养液是由万分之一的化感物质提取液、300mg/L四水硝酸钙、200mg/L硝酸钾、50mg/L磷酸二氢钾、300mg/L七水硫酸镁和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.0；

(3)胁迫培养  脱壳后的稻谷种子在温度为20℃的营养液中浸泡40小时，同时向其中注入空气，并每隔20小时更换一次营养液；

(4)高温催芽  将浸泡后的种子置于30℃的恒温催芽室内避光催芽20小时，相对湿度为85％，每隔5小时冲洗一次；

(5)干燥  将萌发糙米洗净，在30℃下低温干燥。

实施例5：

(1)米糠化感物质的提取将米糠按质量体积比1∶15放入浓度为2mol/L、温度为40℃的氢氧化钠溶液中水解2小时，然后调节pH值至7.0，再加入乙酸乙酯振荡萃取3次，收集萃取液，蒸发去除乙酸乙酯，剩余物质溶于原始米糠1倍质量体积比浓度为80％的乙醇溶液中，得到化感物质提取液；

(2)营养液的配制  营养液是由千分之一的化感物质提取液、600mg/L四水硝酸钙、300mg/L硝酸钾、90mg/L磷酸二氢钾、400mg/L七水硫酸镁和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.4；

(3)胁迫培养  脱壳后的稻谷种子在温度为30℃的营养液中浸泡60小时，同时向其中注入空气，并每隔20小时更换一次营养液；

(4)高温催芽  将浸泡后的种子置于40℃的恒温催芽室内避光催芽40小时，相对湿度为95％，每隔8小时冲洗一次；

(5)干燥将萌发糙米洗净，在50℃下低温干燥。

0.1mmol/L  KH₂PO₄、0.2mmol/L K₂SO₄、0.3mmol/L MgSO₄、10μmol/LFe-EDTA、12μmol/L H₃BO₃、2μmol/L MnSO₄、0.2μmol/L CuSO₄、0.05μmol/LZnSO₂、0.02μmol/L Na₂MoO₄和水组成的稀释溶液，氮胁迫液调节pH值为6.0；

(3)浸种  将小麦种子在温度20℃的营养液中浸泡10小时，然后置于温度为20℃的氮胁迫液中浸泡10小时；

(4)避光育苗  将浸泡后的种子放于培养盘中，加入营养液避光培养10小时，然后更换为氮胁迫液避光培养10小时，然后再更换为营养液，10小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长0.5-1厘米。营养液、氮胁迫液温度为20℃，并持续通气，环境温度为20℃；

(5)光照育苗  将避光育苗后的小麦苗置于恒温光照育苗室内，加入营养液育苗20小时，然后更换为氮胁迫液育苗20小时，然后再更换为营养液，20小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长5-20厘米，恒温光照育苗室内光周期为16小时光照/8小时黑暗，相对湿度为60％，营养液、氮胁迫液温度为10℃，并持续通气，环境温度为10℃。

实施例6：

(1)营养液的配制  营养液是由0.6mmol/L Ca(NO₃)₂、0.15mmol/L CaSO₄、0.2mmol/L NH₄H₂PO₄、0.3mmol/L KNO₃、0.4mmol/L MgSO₄、15μmol/LFe-EDTA、15μmol/L H₃BO₃、3μmol/L MnSO₄、0.3μmol/L CuSO₄、0.1μmol/LZnSO₂、0.05μmol/L Na₂MoO₄和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.4；

(2)氮胁迫液的配制  氮胁迫液是由0.6mmol/L CaCl₂、0.15mmol/L CaSO₄、0.2mmol/L  KH₂PO₄、0.3mmol/L K₂SO₄、0.4mmol/L MgSO₄、15μmol/LFe-EDTA、15μmol/L H₃BO₃、3μmol/L MnSO₄、0.3μmol/L CuSO₄、0.1μmol/LZnSO₂、0.05μmol/L Na₂MoO₄和水组成的稀释溶液，氮胁迫液调节pH值为6.4；

(3)浸种  将小麦种子在温度30℃的营养液中浸泡20小时，然后置于温度为30℃的氮胁迫液中浸泡20小时；

(4)避光育苗  将浸泡后的种子放于培养盘中，加入营养液避光培养20小时，然后更换为氮胁迫液避光培养20小时，然后再更换为营养液，20小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长0.5-1厘米。营养液、氮胁迫液温度为30℃，并持续通气，环境温度为30℃；

(5)光照育苗  将避光育苗后的小麦苗置于恒温光照育苗室内，加入营养液育苗40小时，然后更换为氮胁迫液育苗40小时，然后再更换为营养液，40小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长5-20厘米，恒温光照育苗室内光周期为16小时光照/8小时黑暗，相对湿度为80％，营养液、氮胁迫液温度为30℃，并持续通气，环境温度为30℃。