分光光度法在優化發芽黑小麥富集γ-氨基丁酸培養組分中的應用

黑小麥含有大量人體所需的營養物質和微量元素，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底物，可以激發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，可能會使黑小麥中GABA含量有所提升。谷氨酸脫羧酶是一種Ca2+/鈣調蛋白依賴性酶，Ca2+濃度與谷氨酸脫羧酶活性有關[5-7]；NaCl與植物體內抗逆機制有關，在鹽逆境條件下會促進GABA產生。以氯化鈣、氯化鈉分別做培養液，使黑小麥處于鹽脅迫環境中，可能會使黑小麥中GABA含量提高，以實現GABA富集。同時有研究表明，酸性電解水可促進谷物發芽過程中某些生物活性物質的積累。用微酸性電解水處理黑小麥，可能會在殺菌消毒、GABA含量富集方面發揮積極作用。

本文實驗以運黑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種培養組分列為考察因素，做一系列單因素試驗，確定考察因素對黑小麥GABA的影響，以便為黑小麥功能性產品開發提供理論支持。

一、材料與方法

1、材料

運黑161、GABA標準品

2、儀器與設備

高速離心機、恒溫培養箱、真空冷凍干燥機、UV-9000S紫外可見分光光度計

二、實驗部分

1、黑小麥芽的制備

挑選籽粒飽滿、無蛀蟲、無霉爛的“運黑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）對種子浸泡消毒1h。用相應培養液以料液比1:2對種子浸泡8h，將浸泡后的種子均勻平鋪在底部有孔的發芽盒中，于恒溫箱（20℃）進行避光培養。培養期間每天用相應培養液淋澆3次，對照組用等量去離子水淋澆，培養5天后進行采收。

2、培養液成分對黑小麥芽GABA含量的影響

2.1培養液制備

配置質量濃度分別為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中進行凍干，磨成粉狀后于4℃冰箱貯存備用。

2.2標準曲線建立

配置不同濃度的GABA標準溶液，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，直到溶液變為藍綠色，將其放入碎冰中冷卻至室溫。用紫外分光光度計在645nm處測定吸光度并繪制標準曲線。

2.3樣品GABA含量的測定

準確稱取0.50g黑小麥芽粉樣品，加5mL蒸餾水，在往復振蕩器震蕩提取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，按測定標準品的方法在光度計波長645nm處測定樣品中GABA含量。

三、實驗結果

1、谷氨酸鈉濃度對發芽黑小麥GABA含量的影響

 圖1 谷氨酸鈉濃度對發芽黑小麥GABA含量的影響

2、氯化鈣濃度對發芽黑小麥GABA含量的影響

 圖2 氯化鈣濃度對發芽黑小麥GABA含量的影響

3、磷酸吡哆醛濃度對發芽黑小麥GABA含量的影響

 圖3 磷酸吡哆醛濃度對發芽黑小麥GABA含量的影響

4、氯化鈉濃度對發芽黑小麥GABA含量的影響

圖4 氯化鈉濃度對發芽黑小麥GABA含量的影響

四、結論

試驗以“運黑161"為原料，經微酸性電解水浸泡處理，將谷氨酸鈉、磷酸吡哆醛、氯化鈣、氯化鈉溶液作為發芽黑小麥富集GABA培養液。用分光光度法測得的實驗結果表明，增加底物濃度，激發谷氨酸脫羧酶活力，使黑小麥發芽處于鹽脅迫環境等方法提高黑小麥芽GABA含量。

參考文獻：

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文章內容來源于：陳雅芝，羅鑫，姚芙蓉，等.發芽黑小麥富集γ-氨基丁酸的培養組分優化[J].食品工業，2021,42（6）：114-118.