CN105581240A - 一种米糠发酵全粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种米糠发酵全粉的制备方法，对脱脂米糠依次进行半固态酶解、半固态发酵、烘焙和低温超微粉碎处理后制得米糠发酵全粉，所述半固态酶解为在脱脂米糠中喷洒水分和耐高温α-淀粉酶，高温高湿处理后冷却；所述半固态发酵为在酶解后的脱脂米糠中接种植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌组成的复合乳酸菌；所述低温超微粉碎前将烘焙后的脱脂米糠与大豆粉、玉米粉和糊精进行混合。本发明所制备的米糠发酵全粉粉体均匀，风味佳，富含可溶性酚、可溶性蛋白质及可溶性膳食纤维等营养成分。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种米糠发酵全粉的制备方法。
背景技术
米糠是稻谷加工的副产物，约占稻谷重量的8%，却集中了稻谷中约64%的营养素，被***工业发展组织称为一种未被充分利用的原料。目前国内已经建立了米糠油的生产线，然而脱脂后的米糠含有丰富的蛋白质、维生素、植物多酚及膳食纤维等营养及生理活性物质，却主要用作动物饲料，大部分更被作为废料丢弃，造成了资源严重浪费。脱脂米糠加工利用水平较低主要是由于米糠的主要成分为纤维素和淀粉，存在风味差、溶解性低、冲调分散性差及口感粗糙等问题，因此，发展精深加工技术改善米糠的风味及冲调分散性对提高米糠的利用率及附加值显得尤为重要，如果合理利用，将会产生不可估量的经济效益。
近年来，微生物发酵已经成为农副产品高值化利用的重要手段。乳酸菌是一种益生菌，被广泛应用在食品发酵工业中。乳酸菌发酵不仅可以赋予食品良好的风味，还可以改善食品的理化特性，增加对人体有益的营养成分。如申请号201410609234.6公开了一种释放米糠酚类物质的半固态发酵方法，其通过采用在灭菌冷却后的脱脂米糠中接种酵母菌、明串珠菌和嗜酸乳杆菌进行发酵，达到提高米糠中可溶性酚类物质的含量，来提高米糠的利用率及附加值，但是，其前处理中需要对碎米进行液化然后再加入到脱脂米糠中，除了操作复杂外还大幅度提高了成本，并且综合整个步骤看，由于菌种的选择考虑，最终除了达到提高可溶性酚类物质含量的效果外，米糠中其它有益物质并没有得到显著的提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能提高米糠营养成分的米糠发酵全粉的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：
一种米糠发酵全粉的制备方法，对脱脂米糠依次进行半固态酶解、半固态发酵、烘焙和低温超微粉碎处理后制得米糠发酵全粉。
通过半固态酶解，将脱脂米糠中的淀粉转化成糊精及可发酵性糖，并营造出适合菌种生长的环境，然后半固态发酵，通过发酵增加脱脂米糠中的营养成分，再通过烘焙和低温超微粉碎处理制备出全新的发酵全粉，这种发酵全粉包含丰富的营养物质，可应用于糊粉类营养方便食品的加工中。
所述半固态酶解为在脱脂米糠中喷洒水分和耐高温α-淀粉酶，高温高湿处理后冷却。所述高温高湿处理为将喷洒水分和耐高温α-淀粉酶的脱脂米糠置于沸水蒸汽环境加热。水的喷洒量为原始脱脂米糠重量的50~110%，耐高温α-淀粉酶的添加量为原始脱脂米糠重量的0.8~2.6%，高温高湿处理时间为15~30min。
所述半固态发酵为在酶解后的脱脂米糠中接种植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌。
本发明的其中一个重点是增加脱脂米糠中的营养物质，现有技术如申请号为201410609234.6的发明专利中，其由于菌种方面的选择使得只能增加脱脂米糠中可溶性酚类物质的含量，但是酚类物质只是脱脂米糠营养物质的其中一个方面，其还含有大量的不溶性的蛋白质及膳食纤维，如何提高脱脂米糠中的可溶性蛋白质和可溶性膳食纤维的含量成为难点，发明人因此在菌种方面进行研究，发现并非是所有的乳酸菌都能发酵脱脂米糠以增加其中的可溶性蛋白质、膳食纤维及酚类物质，即使能提高可溶性酚类物质的含量，可溶性蛋白质和膳食纤维的含量却偏低，如单一使用干酪乳杆菌或使用干酪乳杆菌和保加利亚乳杆菌组成的复合乳酸菌发酵脱脂米糠，虽然可以在一定的程度上改善脱脂米糠的风味，然而，对增加脱脂米糠中的可溶性酚类物质、可溶性蛋白质及可溶性膳食纤维所起的作用远远不够，也就是说通过菌种的调整，该对比文件得不到理想的效果。发明人经过大量的实验研究发现，除了可以对菌种进行优化后，还可以对发酵工艺条件进行优化，两者的结合能达到显著的有益效果。发明人通过优化半固态发酵的前处理，即半固态酶解，直接对脱脂米糠喷洒水分与耐高温的α-淀粉酶并置于高温高湿处理，营造出一种对植物乳杆菌与嗜酸乳杆菌组成的复合乳酸菌更为适宜的生长环境。与本发明的半固态发酵相比，传统的液态发酵增加了物料的水分，不利于粉碎，而且容易导致可溶性酚类物质及蛋白质等营养成分的流失，本发明中的半固态酶解与半固态发酵结合，能有效的增加脱脂米糠可溶性蛋白质、可溶性酚类物质及可溶性膳食纤维等营养成分的含量，改善了米糠的消化特性。
所述植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌以1:1的比例组成复合乳酸菌，所述复合乳酸菌的添加量为原始脱脂米糠重量的2~6%，发酵温度为32~36℃，发酵时间为24~48h。在半固态发酵过程中，并没有直接添加葡萄糖、蔗糖等外加碳源，因此通过对发酵条件的优化，以1:1的比例组成复合乳酸菌，可以使得复合乳酸菌充分利用脱脂米糠中的可发酵性糖和蛋白质等营养物质进行生长。
优选地，所述植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌分别扩大培养至活菌数达8lgCFU/ml以上再混合。
优选地，植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的扩大培养步骤如下：将植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌分别在32℃条件下接种到灭菌处理后的MRS肉汤培养基中扩大培养，至活菌数达8lgCFU/ml以上即可。
所述烘焙处理为于35~45℃条件下干燥，使得脱脂米糠的水分含量降至5%以下。
传统的米糠多应用于饲料，本发明为了扩大米糠的应用领域，制备出全新的食品配料米糠全粉，通过对发酵处理后的脱脂米糠进行烘焙和低温超微粉碎处理，以适合糊粉类营养方便食品的要求。
所述低温超微粉碎前将烘焙后的脱脂米糠与大豆粉、玉米粉和糊精进行混合，所述大豆粉的添加量为原始脱脂米糠重量的8~15%，玉米粉的添加量为原始脱脂米糠重量的2~8%，糊精的添加量为原始脱脂米糠重量的5~12%。
烘焙后的脱脂米糠还具有较高的粘度，不易冲调，因此通过将大豆粉、玉米粉与糊精按一定的比例与烘焙后的脱脂米糠混合均匀，进行配方重组，从而降低所制备的米糠全粉的粘度，经过低温超微粉碎处理后改善了米糠全粉的冲调分散性。
低温超微粉碎处理的条件为：于温度为-15~-8℃下粉碎8~15min，且研磨介质填充率为60~82%。通过在温度-15~-8℃的处理，在保证米糠中营养物质不损耗的前提下，进一步的增加了米糠全粉的脆性，使得米糠全粉更易被粉碎，改善了米糠全粉的冲调分散性，粉体更均匀。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明所制备的米糠发酵全粉粉体均匀，风味佳，富含可溶性酚、可溶性蛋白质及可溶性膳食纤维等营养成分，并且冲调分散性好，是一种新型食品配料，可用于糊粉类营养方便食品加工中；
2、本发明选择了合适的菌种，优化了发酵工艺，以增加脱脂米糠中的营养成分；
3、本发明是对稻米加工副产物米糠的高值化利用，对推动稻米加工产业的健康发展具有重要意义。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明作进一步阐述。
实施例1
一种米糠发酵全粉的制备方法，包括如下制备步骤：
S1.半固态酶解：于1000g干燥的脱脂米糠中均匀喷洒水分和耐高温α-淀粉酶，于沸水上蒸15min，待其冷却；水的喷洒量为原始脱脂米糠重量的50%，耐高温α-淀粉酶的添加量为原始脱脂米糠重量的0.8%；
S2.半固态发酵：往冷却后的脱脂米糠中接种由植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌组成的复合乳酸菌，两者的比例为1:1，复合乳酸菌的添加量为原始脱脂米糠重量的2%，发酵温度为32℃，发酵时间为24h；其中，植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌分别在32℃条件下接种到50mL灭菌处理后的MRS肉汤培养基中扩大培养，至活菌数达8lgCFU/ml，按1:1比例混合作为种子发酵液；对发酵后的米糠进行测试，通过凯氏定氮方法测定发酵米糠中含可溶性蛋白质含量；通过福林酚法测定发酵米糠中含可溶性酚类物质含量；根据AACC920.153（2011）方法测定发酵米糠中可溶性膳食含量，得出米糠中含可溶性蛋白质2.6g/100g米糠，可溶性膳食纤维4.1g/100g米糠，可溶性酚类物质89.1mg没食子酸当量/100g米糠。
S3.烘焙：对发酵后的脱脂米糠于35℃条件下干燥，使得米糠中的水分含量至5%；
S4.低温超微粉碎：将烘焙后的脱脂米糠与大豆粉、玉米粉及糊精按一定比例混合均匀，然后进行低温超微粉碎，大豆粉的添加量为原始脱脂米糠重量的8%，玉米粉的添加量为原始脱脂米糠重量的2%，糊精的添加量为原始脱脂米糠重量的5%，粉碎温度为-15℃，粉碎时间为8min，研磨介质填充率为60%。
实施例2
S1.半固态酶解：于干燥的脱脂米糠中均匀喷洒水分和耐高温α-淀粉酶，于沸水上蒸30min，待其冷却；水的喷洒量为原始脱脂米糠重量的110%，耐高温α-淀粉酶的添加量为原始脱脂米糠重量的2.6%；
S2.半固态发酵：往冷却后的脱脂米糠中接种由植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌组成的复合乳酸菌，两者的比例为1:1，复合乳酸菌的添加量为原始脱脂米糠重量的6%，发酵温度为36℃，发酵时间为48h；其中，植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌分别在32℃条件下接种到50mL灭菌处理后的MRS肉汤培养基中扩大培养，至活菌数达8lgCFU/ml，按1:1比例混合作为种子发酵液；对发酵后的米糠进行测试，米糠中含可溶性蛋白质2.9g/100g米糠，可溶性膳食纤维4.5g/100g米糠，可溶性酚类物质105.1mg没食子酸当量/100g米糠。
S3.烘焙：对发酵后的脱脂米糠于45℃条件下干燥，使得米糠中的水分含量至3%；
S4.低温超微粉碎：将烘焙后的脱脂米糠与大豆粉、玉米粉及糊精按一定比例混合均匀，然后进行低温超微粉碎，大豆粉的添加量为原始脱脂米糠重量的15%，玉米粉的添加量为原始脱脂米糠重量的8%，糊精的添加量为原始脱脂米糠重量的12%，粉碎温度为-8℃，粉碎时间为15min，研磨介质填充率为82%。
对比例1
除了使用碎米液代替水分外，其它条件同实施例1。碎米液的制备步骤具体为：将1份碎米加3份水煮沸使碎米中淀粉充分糊化，后加入0.2%碎米重量的耐高温α-淀粉酶，调整pH为6.5，温度90℃下处理10min。经测试，发酵米糠中可溶性蛋白质2.2g/100g米糠，可溶性膳食纤维3.6g/100g米糠。
对比例2
除了步骤S2中使用干酪乳杆菌和保加利亚乳杆菌组成的复合乳酸菌外，其它条件同实施例1。经测试，发酵米糠中含可溶性蛋白质2.4g/100g米糠，可溶性膳食纤维3.9g/100g米糠，可溶性酚类物质83.1mg没食子酸当量/100g米糠。
对比例3
除了步骤S4中不添加糊精外，其它条件同实施例1，制备的米糠发酵全粉粉体不均匀，冲调分散性较差。
Claims (10)
1.一种米糠发酵全粉的制备方法，其特征在于，对脱脂米糠依次进行半固态酶解、半固态发酵、烘焙和低温超微粉碎处理后制得米糠发酵全粉。
2.根据权利要求1所述的米糠发酵全粉的制备方法，其特征在于，所述半固态酶解为在脱脂米糠中喷洒水分和耐高温α-淀粉酶，高温高湿处理后冷却。
3.根据权利要求2所述的米糠发酵全粉的制备方法，其特征在于，所述高温高湿处理为将喷洒水分和耐高温α-淀粉酶的脱脂米糠置于沸水蒸汽环境加热。
4.根据权利要求2或3所述的米糠发酵全粉的制备方法，其特征在于，水的喷洒量为原始脱脂米糠重量的50~110%，耐高温α-淀粉酶的添加量为原始脱脂米糠重量的0.8~2.6%，高温高湿处理时间为15~30min。
5.根据权利要求1所述的米糠发酵全粉的制备方法，其特征在于，所述半固态发酵为在酶解后的脱脂米糠中接种植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌。
6.根据权利要求5所述的米糠发酵全粉的制备方法，其特征在于，所述植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌以1:1的比例组成复合乳酸菌，所述复合乳酸菌的添加量为原始脱脂米糠重量的2~6%，发酵温度为32~36℃，发酵时间为24~48h。
7.根据权利要求5或6所述的米糠发酵全粉的制备方法，其特征在于，所述植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌分别扩大培养至活菌数达8lgCFU/ml以上再混合。
8.根据权利要求1所述的米糠发酵全粉的制备方法，其特征在于，所述烘焙处理为于35~45℃条件下干燥，使得脱脂米糠的水分含量降至5%以下。
9.根据权利要求1所述的米糠发酵全粉的制备方法，其特征在于，所述低温超微粉碎前将烘焙后的脱脂米糠与大豆粉、玉米粉和糊精进行混合，所述大豆粉的添加量为原始脱脂米糠重量的8~15%，玉米粉的添加量为原始脱脂米糠重量的2~8%，糊精的添加量为原始脱脂米糠重量的5~12%。
10.根据权利要求1或9所述的米糠发酵全粉的制备方法，其特征在于，低温超微粉碎处理的条件为：于温度为-15~-8℃下粉碎8~15min，且研磨介质填充率为60~82%。
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