CN107048202A - 一种热风‑微波组合干燥生产元麦膨化脆的方法 - Google Patents
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Abstract
本专利以元麦为原料,选用传统甜酒曲中分离得到的主要菌种——米根霉(Rhizopus oryzae),将其制作成孢子型米粉发酵剂,结合固态发酵和热风‑微波组合干燥技术,生产元麦膨化脆。该发明的产品不仅营养价值更高、功能性更强,还易于储藏和运输,可直接食用或冲泡饮用水食用,具有广阔的市场前景。所用的固态发酵方法成本低、污染少、适用群体广,对元麦资源的大规模、高值化利用意义重大,为谷物精深加工和增值转化提供了新的途径。
Description
技术领域
本发明提供了一种热风-微波组合干燥生产元麦膨化脆的方法,属于食品加工技术领域。
背景技术
元麦,即裸大麦,又称青稞(Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.),是禾本科(Gramineae)大麦属的一种禾谷类作物,具有无壳易加工的特点。在古代,人们就认识到大麦的特殊食用价值和药用价值,如《本草纲目》曾记载“大麦宽胸气,凉血。麦芽消化一切米面诸果食积。”食用性方面,较皮大麦而言,元麦的主要特点在于没有颖壳包裹,不易产生剥壳过程中籽粒糊粉层养分损失、籽粒腹沟中颖壳无法去除等问题,营养价值较高,易于胃肠消化。元麦作为一种全价营养谷物,富含平衡全面的必需氨基酸、矿物质、维生素及膳食纤维,其中含有的生物活性物质,如β-葡聚糖、亚油酸、皂苷等还具有一定的保健功效。近几年来,国内外对元麦功能特性方面的研究日益增多,高活性元麦产品的开发倍受关注。
甜醅是一种以元麦为原料,经酒曲发酵而成的固态发酵食品,醅粒如果肉,醅汁似糖水,吃起来带有甘甜和醇酒香味,是我国青海高原地区的民间小吃。元麦发酵过程中,微生物蛋白酶和淀粉酶大量分泌,大分子蛋白质和碳水化合物被降解,小分子、易于吸收、具有更高活性的氨基酸、多肽等物质大量生成,有效提高了元麦的营养价值。发酵菌种,如米根霉、毛霉等真菌还能合成脂溶性维生素D2的前体——麦角甾醇,可以有效促进人体对钙、磷的吸收,以及骨质钙化,赋予元麦开发新的亮点。但是,由于甜醅的含水量相对较高,具有保质期短、易变质、不宜储藏等特点,需要将其水分含量控制在安全贮藏水平才能解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:开发一种高活性的元麦膨化脆,深度挖掘元麦营养价值和功能活性的同时,增加了元麦的口感,解决元麦甜醅的含水量相对较高,保质期短、易变质、不宜储藏等问题。
为了解决上述技术问题,本发明采取的技术方案是:一种热风-微波组合干燥生产元麦膨化脆的方法,包括以下步骤:
(1)元麦预处理:将元麦中的杂质、瘪粒、坏粒挑选去除,清洗后烘干;
(2)浸泡、蒸煮:在22-28℃条件下,将步骤(1)中得到的元麦在2-5倍质量倍数的水中浸泡6-12h后,捞出、洗净、沥干,90-105℃继续蒸煮,得到元麦熟料;
(3)菌种活化:将米根霉点种在PDA平板上,倒置于25℃培养箱中培养,当有白色菌丝长出后,挑取菌丝转接于新鲜的PDA平板中活化,至菌丝生长旺盛并产生肉眼可见的灰褐色孢子时,刮下菌丝,加水,研磨成孢子匀浆,匀浆中孢子的质量浓度为107-109个/mL;
(4)发酵剂制备:将大米蒸熟、烘干、粉碎、过筛、干热灭菌后与步骤(3)中得到的孢子匀浆按质量比10:1的比例混匀,密封后在4℃下冷藏得到孢子型米根霉-米粉发酵剂;
(5)固态发酵:将敞口的玻璃容器湿热灭菌后,加入步骤(2)中得到的元麦熟料,加入步骤(4)中得到的孢子型米根霉-米粉发酵剂后,置于恒温恒湿箱中进行固态发酵,得到元麦甜醅;
(6)热风-微波组合干燥:将步骤(5)中得到的元麦甜醅平铺于鼓风干燥箱中干燥后,放入微波设备中进行微波膨化得到元麦膨化脆;
(7)分装、封口:将步骤(6)中得到的元麦膨化脆晾凉,无菌分装后,抽真空、封口。
步骤(2)中,所述蒸煮的温度为90-105℃,时间为10-25min。优选的,蒸煮在蒸锅中进行,在蒸锅内加入浸泡后元麦1-2倍质量的水,蒸片上垫以纱布,将元麦铺于纱布上蒸煮,蒸煮时蒸锅功率为600-2100W。
步骤(4)中,所述过筛的孔径为60-100目;
步骤(4)中,所述干热灭菌的温度为121-160℃,时间为0.5-2h。所述烘干的温度可以是50℃。
步骤(5)中,所述湿热灭菌的温度为121℃,时间为20min。
步骤(5)中,所述孢子型米根霉-米粉发酵剂的加入量为元麦熟料的0.5-2%质量百分比,优选的,为0.5-1%的质量百分比;所述固态发酵的温度为28-32℃,湿度为75-95%,优选为85-95%;时间为48-72h,其中湿度以培养箱中蒸汽总质量百分比计。
步骤(6)中,所述鼓风干燥的温度为60-85℃,干燥程度为至元麦中水分含量为元麦甜醅初始质量的10-20%,优选为10~15%。
步骤(6)中,所述微波膨化的功率为600-1200W,微波时间为30-70s。
上述的方法可得到元麦膨化脆。
优选的,上述的元麦膨化脆酸度为0.5-0.8%,优选的,上述的元麦膨化脆包含以下质量百分含量的组分:还原糖10-20%,氨基酸态氮0.03-0.06%,植酸0.05-0.2%,麦角甾醇0.05-0.15%;更优选的,上述的元麦膨化脆包含以下质量百分含量的组分:还原糖16-17.5%,氨基酸态氮0.03-0.05%,植酸0.1-0.16%,麦角甾醇0.06-0.1%。
本发明得到的元麦膨化脆色泽均匀,口感香甜、脆糯性好,和步骤(2)中得到的元麦熟料对比,抗营养成分植酸的含量降低20-80%,提高了元麦营养成分的吸收利用率;分子量在12-30kDa的蛋白明显增加,元麦对血管紧张素转化酶(ACE)抑制活性增加了3-7倍。
目前,我国元麦的精深加工技术较为落后,大部分元麦仅被加工成大麦茶、麦片等初级产品,缺乏相关的技术支持,本发明采用固态发酵技术,通过自制的米根霉-米粉发酵剂生产元麦甜醅,低成本、高效率、污染少地实现了元麦资源的大规模利用,深度挖掘元麦营养价值和功能活性的同时,增加了元麦的香甜口感,纯天然、无添加;
固态发酵是一种既古老又新颖的手段,本发明将传统的生物技术与现代加工技术相结合,通过干燥脱水的方式解决了甜醅等民间小吃贮藏期短、运输成本高、工业化难的问题,生产出的高活性元麦膨化脆保留了甜醅的酸甜口感,酸度为0.5-0.8%,还原糖含量为10-20%,氨基酸态氮含量为0.03-0.06%,植酸含量相对减少20-80%,增加了营养成分的吸收利用率,麦角甾醇合成量为0.05-0.15%,为人体提供了维生素D2的前体物质,有效促进钙、磷的吸收,为元麦传统小吃的改良提供了新的思路,具有显著的经济和社会效益;
本发明采用热风-微波组合干燥技术开发高活性元麦膨化脆,满足了现代食品加工领域的发展要求,符合全球经济发展浪潮中饮食文化所倡导的“天然、高效、营养”新理念,不仅缩短了干燥时间,提高了生产效率,还能避免加工过程中因高温导致的营养流失,产品的小分子蛋白得以较好保留,分子量在12-30kDa的元麦蛋白显著增加,ACE抑制活性提高了3-7倍,对开发具有高生物活性、高附加值的元麦产品有着十分重要的意义。
采用热风-微波组合干燥法,即先用热风将物料干燥到一定程度,再更换为适当功率的微波干燥到规定含水量的方法,不仅能够缩短干燥时间,减少元麦加工中营养成分的流失,还能延长产品货架期、降低运输成本,对开发出高活性元麦产品有着十分深远的意义。
有益效果:本专利以元麦为原料,选用传统甜酒曲中分离得到的主要菌种——米根霉(Rhizopus oryzae),将其制作成孢子型米粉发酵剂,结合固态发酵和热风-微波组合干燥技术,生产元麦膨化脆。该发明的产品不仅营养价值更高、功能性更强,还易于储藏和运输,可直接食用或冲泡饮用水食用,具有广阔的市场前景。所用的固态发酵方法成本低、污染少、适用群体广,对元麦资源的大规模、高值化利用意义重大,为谷物精深加工和增值转化提供了新的途径。
附图说明
图1实施例1中得到的元麦蛋白的十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳图(SDS-PAGE);其中A为蒸煮后元麦;B为元麦膨化脆。
图2实施例1中得到的元麦抑制ACE活性的高效液相(HPLC)色图谱,其中A为阳性对照;B为元麦熟料;C为元麦膨化脆。
图3实施例2中得到的元麦蛋白的十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳图(SDS-PAGE);其中A为蒸煮后元麦;B为元麦膨化脆。
图4实施例2中得到的元麦抑制ACE活性的高效液相(HPLC)色图谱,其中A为阳性对照;B为元麦熟料;C为元麦膨化脆。
具体实施方式
根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的内容仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例中,含量为质量百分含量。
实施例1:
将元麦中的杂质、瘪粒、坏粒挑选去除,洗净后烘干,向其中加入5倍水,22℃条件下浸泡6h,沥干备用。在蒸锅中加入等质量的水,蒸片上垫以纱布,将浸泡后的元麦平铺于其上,功率为1500W的条件下90-105℃蒸煮15min。将米根霉点种在PDA平板上,倒置于25℃培养箱中培养,当有明显的白色菌丝长出后,挑取少量菌丝转接于新鲜PDA平板中活化,至菌丝生长旺盛并产生大量肉眼可见的灰褐色孢子时即可,用无菌涂布棒刮下菌丝,加入极少量水,在研钵中充分研磨成孢子匀浆,匀浆中孢子的质量浓度为107-109个/mL。洗净后的大米放入电饭锅中,加入3倍水,蒸煮30min,平铺于放于50℃鼓风干燥箱中,烘干后的米饭经中草药粉碎机粉碎,过80目筛,160℃、2h干热灭菌后与上述孢子匀浆按质量比10:1的比例混匀。蒸煮后的元麦仁装入预先准备好的121℃湿热灭菌20min的敞口玻璃容器中,加入量为元麦熟料的0.5%质量百分比孢子型米根霉-米粉发酵剂,搅拌均匀,保鲜膜封口、戳孔后置于28℃、湿度85%的恒温恒湿箱中培养72h。鼓风干燥箱的温度调节为60℃,将发酵后的元麦甜醅水分含量烘至15%,放入微波设备中干燥、膨化,条件为1200W、45s。之后进行无菌分装,抽真空后封口。
根据国标分别测定元麦熟料和元麦膨化脆的乳酸、还原糖含量、氨基酸态氮含量和植酸含量,蛋白质SDS-PAGE分布情况和元麦对ACE抑制情况见图1、图2。结果表明,元麦熟料的酸度为0.05%,还原糖含量为2.5%,氨基酸态氮含量为0.015%,植酸含量为0.25%,麦角甾醇含量为0.0005%;元麦膨化脆的酸度为0.8%,还原糖含量为17.5%,氨基酸态氮含量为0.05%,植酸含量为0.1%,相对元麦熟料植酸含量减少60%,麦角甾醇含量为0.1%,分子量在12-30kDa的蛋白明显增加(图1),元麦膨化脆具有良好的ACE抑制活性(图2),较蒸煮后的元麦提高6倍。该方法生产的元麦膨化脆不仅脆糯性好,而且不含任何添加剂,酸甜适口,营养吸收效率高,具有明显的生物活性。
酸度的测定方法:按照国标GB 5009.239-2016,食品安全国家标准,食品酸度的测定。
还原糖的测定方法:按照国标GB 5009.7-2016,食品安全国家标准,食品中还原糖的测定。
氨基酸态氮的测定方法:按照国标GB 5009.235-2016,食品安全国家标准,食品中氨基酸态氮的测定。
植酸的测定方法:按照国标GB 5009.153-2016,食品安全国家标准,食品中植酸的测定。
麦角甾醇的测定方法:按照国标GB/T 25221-2010粮油检验粮食中麦角甾醇的测定正相高效液相色谱法
蛋白电泳的方法:分别称取水分含量<10%的蒸煮后元麦和元麦膨化脆,加入1mL0.1M Tris-HCL pH8.8缓冲液,震荡1h提取蛋白,12000r/min、4℃条件下离心20min,将蛋白Marker和样品上清液分别与2×上样缓冲液1:1混匀,沸水浴5min后待用,在立式Mini-Protean型电泳仪上制备4%浓缩胶和15%分离胶,上样量为20μL。
ACE抑制活性的测定方法:采用HPLC法,对上述的样品上清液进行测定,测试条件为:分析柱:C18色谱柱,流动相:50%甲醇水溶液(含0.1%三氟乙酸),流速:0.8mL/min,检测器:光电二极管阵列检测器;检测波长:228nm;进样量:20μL,反应体系见表1。
表1测定ACE抑制率的反应体系
实施例2:
将元麦中的杂质、瘪粒、坏粒挑选去除,洗净后烘干,向其中加入2倍水,26℃条件下浸泡10h,沥干备用。在蒸锅中加入等质量的水,蒸片上垫以纱布,将浸泡后的元麦平铺于其上,功率为1200W的条件下蒸煮20min。将米根霉点种在PDA平板上,倒置于25℃培养箱中培养,当有明显的白色菌丝长出后,挑取少量菌丝转接于新鲜PDA平板中活化,至菌丝生长旺盛并产生大量肉眼可见的灰褐色孢子时即可,用无菌涂布棒刮下菌丝,加入极少量水,在研钵中充分研磨成孢子匀浆,匀浆中孢子的质量浓度为107-109个/mL。洗净后的大米放入电饭锅中,加入4倍水,蒸煮30min,平铺于放于50℃鼓风干燥箱中,烘干后的米饭经中草药粉碎机粉碎,过80目筛,160℃、2h干热灭菌后与上述孢子匀浆按质量比10:1的比例混匀。蒸煮后的元麦仁装入预先准备好的121℃湿热灭菌20min的敞口玻璃容器中,加入量为元麦熟料质量百分比1%的孢子型米根霉-米粉发酵剂,搅拌均匀,保鲜膜封口、戳孔后置于30℃、湿度90%的恒温恒湿箱中培养48h。鼓风干燥箱的温度调节为70℃,将发酵后的元麦甜醅水分含量烘至10%,放入微波设备中干燥、膨化,条件为800W、60s。之后进行无菌分装,抽真空后封口。
根据国标测定元麦膨化脆的酸度、还原糖含量、氨基酸态氮含量和植酸含量,蛋白质SDS-PAGE分布情况和元麦对ACE抑制情况见图3、图4。结果表明,元麦熟料的酸度为0.05%,还原糖含量为2.5%,氨基酸态氮含量为0.015%,植酸含量为0.25%,麦角甾醇含量为0.0005%;元麦膨化脆的酸度为0.6%,还原糖含量为16%,氨基酸态氮含量为0.03%,植酸含量0.16%,相对减少35%,麦角甾醇含量为0.06%,分子量在12-30kDa的蛋白明显增加(图3),元麦膨化脆具有良好的ACE抑制活性(图4),较蒸煮后的元麦提高4倍。该方法生产的元麦膨化脆不仅脆糯性好,而且不含任何添加剂,酸甜适口,营养吸收效率高,具有明显的生物活性。
酸度的测定方法:按照国标GB 5009.239-2016,食品安全国家标准,食品酸度的测定。
还原糖的测定方法:按照国标GB 5009.7-2016,食品安全国家标准,食品中还原糖的测定。
氨基酸态氮的测定方法:按照国标GB 5009.235-2016,食品安全国家标准,食品中氨基酸态氮的测定。
植酸的测定方法:按照国标GB 5009.153-2016,食品安全国家标准,食品中植酸的测定。
麦角甾醇的测定方法:按照国标GB/T 25221-2010粮油检验粮食中麦角甾醇的测定正相高效液相色谱法
蛋白电泳的方法:分别称取水分含量<10%的蒸煮后元麦和元麦膨化脆,加入1mL0.1M Tris-HCL pH8.8缓冲液,震荡1h提取蛋白,12000r/min、4℃条件下离心20min,将蛋白Marker和样品上清液分别与2×上样缓冲液1:1混匀,沸水浴5min后待用,在立式Mini-Protean型电泳仪上制备4%浓缩胶和15%分离胶,上样量为20μL。
ACE抑制活性的测定方法:采用HPLC法,对上述的样品上清液进行测定,测试条件为:分析柱:C18色谱柱,流动相:50%甲醇水溶液(含0.1%三氟乙酸),流速:0.8mL/min,检测器:光电二极管阵列检测器;检测波长:228nm;进样量:20μL,反应体系见表2。
表2测定ACE抑制率的反应体系
Claims (10)
1.一种热风-微波组合干燥生产元麦膨化脆的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)元麦预处理:将元麦中的杂质、瘪粒、坏粒挑选去除,清洗后烘干;
(2)浸泡、蒸煮:在22-28℃条件下,将步骤(1)中得到的元麦在2-5倍质量倍数的水中浸泡6-12h后,捞出、洗净、沥干,继续进行蒸煮,得到元麦熟料;
(3)菌种活化:将米根霉点种在PDA平板上,倒置于25℃培养箱中培养,当有白色菌丝长出后,挑取菌丝转接于新鲜的PDA平板中活化,至菌丝生长旺盛并产生肉眼可见的灰褐色孢子时,刮下菌丝,加水,研磨成孢子匀浆,匀浆中孢子的质量浓度为107-109个/mL;
(4)发酵剂制备:将大米蒸熟、烘干、粉碎、过筛、干热灭菌后与步骤(3)中得到的孢子匀浆按质量比10:1的比例混匀密封后在4℃下冷藏得到孢子型米根霉-米粉发酵剂;
(5)固态发酵:将敞口的玻璃容器湿热灭菌后,加入步骤(2)中得到的元麦熟料,加入步骤(4)中得到的孢子型米根霉-米粉发酵剂后,置于恒温恒湿箱中进行固态发酵,得到元麦甜醅;
(6)热风-微波组合干燥:将步骤(5)中得到的元麦甜醅平铺于鼓风干燥箱中干燥后,放入微波设备中进行微波膨化得到元麦膨化脆;
(7)分装、封口:将步骤(6)中得到的元麦膨化脆晾凉,无菌分装后,抽真空、封口。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述蒸煮的温度为90-105℃,时间为10-25min。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(4)中,所述过筛的孔径为60-100目。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(4)中,所述干热灭菌的温度为121-160℃,时间为0.5-2h。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(5)中,所述孢子型米根霉-米粉发酵剂的加入量为元麦熟料的0.5-2%质量百分比,所述固态发酵的温度为28-32℃、湿度为75-95%,时间为48-72h。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(6)中,所述鼓风干燥的温度为60-85℃,干燥程度为至元麦中水分含量为元麦甜醅初始质量的10-20%。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(6)中,所述微波膨化的功率为600-1200W,微波时间为30-70s。
8.权利要求1-7任一所述的方法得到的元麦膨化脆。
9.权利要求8所述的元麦膨化脆,其特征在于,酸度为0.5-0.8%。
10.权利要求8所述的元麦膨化脆,其特征在于,包含以下质量百分含量的组分:还原糖10-20%,氨基酸态氮0.03-0.06%,植酸0.05-0.2%,麦角甾醇0.05-0.15%。
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