Nguyễn Thị Hồng Hạnh * , Triệu Ngọc Hân , Nguyễn Công Hà Lê Nguyễn Đoan Duy

* Tác giả liên hệ (nthhanh@nomail.com)

Abstract

To understand more about the soaking and germination of pre-germinated brown rice, firstly, study on changes of enzyme GAD activity and glutamic acid content of two rice varieties as MBD and IR50404 under different soaking conditions like different pH values (3÷ 6), optimal pH value added with various rice bran extract (3÷7%), optimal pH value added with various acid glutamic (0.2÷0.6%) were done. Secondly, the brown rice after soaked in three optimal soaking conditions from the previous experiments were incubated at 37o­C for 20 to 28 hours to determine the changes of various GAD activity as well as glutamic acid content during the germination. The results showed that optimal pH value for soaking in 6 hours of MBD was pH 4 while pH 5 for IR50404. Maximal GAD activity of MBD was 12.069 UI/g, glutamic acid content was 1337.950 mg% while for IR50404, maximal GAD activity was 15.475 UI/g, glutamic was 1410.150 mg%. When supplemented with 0.6% glutamic acid, GAD activity increased considerably in both rice varieties, 20.148 UI/g for IR50404 and 18.811 UI/g for MBD. Rice bran extract did not affect to these parameters. During the germination, after 28 hours incubation, when supplemented with 0.6% glutamic acid in soaking stage, the GAD activity increased higher than value of control sample as well as values of rice bran extract samples in germination stage. Maximal GAD activity was 37.108 UI/g for IR50404 while 34.527 UI/g for MBD. The results indicated that just glutamic acid affected to GAD during germinated brown rice production.
Keywords: Germination, glutamate decarboxylase, glutamic acid, pre-germinated brown rice

Tóm tắt

Để hiểu rõ hơn về quá trình ngâm và nảy mầm của gạo lứt nguyên phôi, nghiên cứu về sự thay đổi hoạt tính enzyme GAD và hàm lượng acid glutamic của 2 giống lú a MBĐ và IR50404 ở các điều kiện dung dịch ngâm có pH 3÷ 6; pH tối thích bổ sung dịch cám 3÷7% và pH tối thích bổ sung acid glutamic 0,2÷0,6% đã được thực hiện. Gạo lứt sau khi ngâm ở pH tối ưu, pH tối ưu có bổ sung dịch cám tốt nhất và pH tối ưu có bổ sung acid glutamic thích hợp nhất được đem ủ ở 37 oC, yếm khí để quan sát sự biến đổi của GAD cũng như acid glutamic từ 20÷28 giờ. Kết quả cho thấy, sau 6 giờ ngâm, IR50404 có hoạt tính GAD cao nhất tại pH 5 đạt 15,475 UI/g, acid glutamic là 1410,150 mg%, MBĐ có hoạt tính GAD cao nhất tại pH 4 đạt 12,069 UI/g, acid glutamic là 1337,950 mg%. Khi bổ sung 0,6% acid glutamic, hoạt tính GAD tăng đáng kể ở cả hai giống lúa IR50404 là 20,148 UI/g và MBĐ là 18,811 UI/g. Trong khi đó, việc bổ sung dịch cám không có ảnh hưởng nhiều đến hoạt tính GAD cũng như acid glutamic trong gạo ở cả hai giống trong suốt quá trình ngâm. Trong giai đoạn nảy mầm, sau 28 giờ ủ, khi có bổ sung 0.6% acid glutamic thì hoạt tính GAD cao hơn nhiều so với mẫu đối chứng và mẫu có bổ sung dịch cám; đối với IR50404 là 37,108 UI/g, với MBĐ là 34,527 UI/g. Như vậy, chỉ có acid glutamic là có tác động đến việc tăng hoạt tính GAD trong quá trình ngâm và nảy mầm.
Từ khóa: Gạo lứt, gạo mầm, glutamic acid, GAD Changes of glutamic acid content and glutamate decarboxylase activity during the soaking and germination of brown rice

Article Details

Tài liệu tham khảo

Banchuen J., Thammarutwasik P., Ooraikul B., Wuttijumnong P., and Sirivongpaisal P. 2010. Increasing the bio-active compounds contents by optimizing the germination conditions of Southern Thai brown rice. Songklanarin J. Sci. Technol, 32(3): 219-230.

Bello M., Tolaba M. P. and Suarez C. 2004. Factors affecting water uptake of rice grain during soaking. Lebensm Wiss Technol, 37: 811-816.

Chungcharoen T., Prachayawarakon S., Tungtrakul P., and Soponrorarits. 2015. Effect of germination time and drying temperature on drying characteristics and quality of germinated paddy. Food and bioproducts processing, 94:707-716.

Crawford L. A., Bown A. W., Breitkreuz K. E. and Guinel F. C. 1994. The synthesis of γ-aminobutyric acid in response to treatments reducing cytosolic pH. Plant Physiol, 104: 865 – 871.

Dinesh B.P., Subhasree R.S., Bhakyaraj R. and Vidhyalakshmi R., 2009. Brown rice-Beyond the Color Reviving a Lost health Food – A review. American- Eurasian Journal of Agronomy, 2 (2): 67-72.

Khwanchai P., Chinprahast N., Pichyangkura R., and Chaiwanichsiri S. 2014. Gamma-Aminobutyric Acid and Glutamic Acid Contents, and the GAD Activity in Germinated Brown Rice (Oryza sativa L.) Effect of Rice Cultivars. Food Sci. Biotechnol, 23(2): 373-379.

Komatsuzaki N., Tsukahara K., Toyoshima H., Suzuki T., Shimizu N. and Kimura T. 2007. Effect of soaking and gaseous treatment on GABA content in germinated brown rice.Journal of Food Engineering, 78: 556 - 560.

Lê Ngọc Tú, La Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức Hợi, Lê Doãn Diên. 2005. Hóa sinh công nghệp. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.

Lê Nguyễn Đoan Duy, Nguyễn Công Hà. 2014. Influence of soaking and germination conditions on the γ-aminobutyric acid (GABA) content of 2 rice varieties (IR50404 and Jasmine 85) from Mekong delta. Tạp chí Khoa học và Phát triển 2014, tập 12, số 1: 59-64.

Miller, A. and K. H. Engel. 2006. Content of gamma oryzanol and composition of steryl ferulates in brown rice (Oryza sativa L.) of European origin. J. Agri. Food Chem, 54: 8127-8133.

Nguyễn Thị Hiền (chủ biên). 2006. Công nghệ sản xuất mì chính và các sản phẩm lên men cổ truyền. Trường Đại Học Bách khoa Hà Nội. NXB Khoa học và Kỹ thuật.

Ohtsubo, S., Asano, S., Sato, K., & Matsumoto, I. 2000. Enzymatic production ofc-aminobutyric acid using rice (Oryza sativa) germ.Food Science and Technology Research, 6(3): 208–211.

Okada, T., Sugishita, T., Murakami, T., Murai H.,Saikusa, T. and Horio, T. 2000. Effect of defatted rice germ enriched with GABA for sleepless, depression, autonomic disorder by oral administration. Nippon Shokuhin Kagaku Kougaku Kaishi, 47(8): 596-603.

Paidaeng K., Ninnart C., Rath P., and Saiwarun C. 2014. Gamma-Aminobutyric Acid and Glutamic Acid Contents, and the GAD Activity in Germinated Brown Rice (Oryza sativa L.) Effect of Rice Cultivars. Food Sci. Biotechnol. 23(2): 373-379.

Patil, S. P., and Khan, M. K. 2011. Germinated brown rice as a value added rice product: A review. J Food Sci Technol, 48(6):661–667.

Qian Z., Jun X., Lizhen Z., Xiaofeng Z., Jochem E., Wopke van der W., Liusheng D.. 2014. Optimizing soaking and germination conditions to improve gamma-aminobutyric acid content in japonica and indica germinated brown rice. Journal of functional foods, 10: 283–291.

Shahin R., Hamed M., Nazamid S., Shuhaimi M., Ismail A., Anis S.M.H., Azizah H., Mohd Y.M. 2009. Evaluation of GABA, crude protein and amino acid composition from different varieties of Malaysian’s brown rice. Australian Journal of Crop Science, 3(4):184-190.

Spies J. R. 1957. Colorimetric procedures for amino acids. Methods in enzymology, vol. III (Colowick S. P., and Kalpan N. O., eds.). Academic Press, NY, 476-571.

Takashi I., Makoto K., Naohiko H., Tiansu Z., Katsuhiro H., Kazutoshi I.. 2009. A method for production of c-amino butyric acid (GABA) using barley bran supplemented with glutamate. Food Research International, 42: 319–323.

Tian, S., Nakamura, K., and Kayahara, H. 2004. Analysis of phenolic compounds in white rice, brown rice, and germinated brown rice. Journal of agricultural and food chemistry, 52.15: 4808-4813.

Trung P. Q., Tien N. P., Duy L. N. D., Ha N. C. 2016. Changes of Chemical properties and Functional Compounds during the Germination of Various Brown Rice in Mekong Delta, Viet Nam. The 18th Food Innovation Asia Conference 2016 (FIAC 2016) - Food Research and Innovation for Sustainable Global Prosperity, 16-18 June 2016. 223-230.

Tsushida T and Murai T. 1987. Conversion of glutamic acid to y-aminobutyric acid in tea leaves under anaerobic conditions. Agric Biol Chem, 51: 2805-2871.

You T. L, Cheng C. P, Shwo T. W and Chi Y. C. 2015. Effects of different germination condition on antioxidative properties and bioactive compounds of germinated brown rice. Hindawi Publishing Corporation. Biomed Reseach International, 2015: 1-10.

Zhang, H., Yao, H., Chen, F., and Wang, X. 2006. Purification and characterization of glutamate decarboxylase from rice germ. Food Chemistry, 101: 1670–1676.