CN110506894A - 一种复合营养粉片及其酶解发酵制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于方便食品技术领域，具体涉及一种复合营养粉片及其酶解发酵制备方法，包括：(1)将五谷基料、辅料和配料进行混合后，依次经过水合、混合搅拌、胶磨和循环乳化处理，得到混合乳化浆料；(2)向步骤(1)中得到的混合乳化浆料中加入淀粉酶和纤维素酶，进行酶解，得到酶解混合浆料；(3)向步骤(2)中得到的酶解混合浆料中加入酵母菌和乳酸菌进行发酵，得到酶解‑发酵浓浆料；(4)将步骤(3)得到的酶解‑发酵浓浆料经过高温短时加热、糊化、熟化、脱水、灭菌、干燥和筛分，得到复合营养粉片。本发明制备的复合营养粉片营养更全面、更均衡、更易被人体消化吸收，且复水性更优异。

Description

一种复合营养粉片及其酶解发酵制备方法
技术领域
本发明属于方便食品技术领域，具体涉及一种复合营养粉片及其利用酶水解和微生物发酵的双联调控的制备方法。
背景技术
《黄帝内经》曰：“五谷为养，五果为助，五畜为益，五蔬为充”，意思就是谷物是人们赖以生存的根本，而水果、蔬菜和肉类等都是作为主食的辅助、补益和补充。《中国居民膳食指南》指出，食物多样、谷类为主是平衡膳食模式的基本原则，粗细粮搭配有利于合理摄取营养素。谷类食物含有丰富的碳水化合物，它是提供人体所需能量的最经济、最重要的食物来源。健康合理的膳食应包括五谷类、蔬菜水果类、畜禽鱼蛋奶类、大豆坚果类等食物，这样能最大程度地满足人体正常生长发育及各种生理活动的需要，并可降低包括心血管疾病、高血压等发病风险，是保障人体营养和健康的基础。
人体正常所需的营养素均需要从食物中获取，没有一种食物可以同时满足人体所需的能量及全部营养素。只有多种食物组成的膳食才能满足人体对能量和各种营养素的需要。且只有坚持食物多样化，才能达到平衡膳食。近30年来，我国居民膳食模式正在悄然发生变化，谷类消费量逐年下降，动物性食物和油脂摄入量逐年增多，导致能量摄入过剩；且食用的粮食多为精细加工产品，过度精细加工导致B族维生素、矿物质和膳食纤维等多种营养素损失，因而摄入量不足，这些因素可能增加发生慢性疾病的风险，从而带来一系列的健康问题和社会问题。
随着社会的快速发展和生活水平的提高，人们对食品的营养、健康、品质、安全、便利性等要求越来越高。即食五谷粉以其即食、方便、营养等优点得到众多消费者的青睐。五谷杂粮相对于精细粮食而言，其蛋白质、碳水化合物、纤维素、维生素、矿物质等营养素更加全面丰富，作为人们日常膳食的重要组成部分，它对人们的身体健康有着重要的影响，基本可以满足营养健康多样化的膳食要求。
五谷杂粮粉，是指各种粮食、杂粮、豆类及药食两用类原料等，经研磨后制成的一种粉类混合产品，它是五谷粉类产品的统称，而五谷杂粮泛指粮食作物，不是狭义上的“稻、黍、稷、麦、菽”。广义上的五谷杂粮包括：稻谷类(稻米、小米、糙米、灿米、糯米、粳米、薏米、黑米、红米等)、麦类(大麦、荞麦、莜麦、燕麦、小麦、青稞等)、豆类(大豆、红豆、绿豆、黑豆、扁豆、蚕豆、芸豆、豌豆、眉豆等)、薯类(红薯、紫薯、木薯、马铃薯、地瓜等)及玉米、高粱、百合、花生、芝麻、腰果、核桃、葵花籽、莲子、栗子、杏仁、银杏、芡实等，采用这类原料加工制成的粉，一般统称为广义的五谷杂粮粉。
目前国内外市场上最常见的五谷粉类产品及加工技术，主要有以下三类：一、采用传统工艺，引用中医养生理论，将各类属性的五谷杂粮原料，经过去杂、烘焙、炒制、磨粉、配伍等工艺制得五谷粉。二、部分采用螺杆挤压膨化工艺，得到膨化五谷粉原料，与传统工艺制得的五谷粉配伍，制得新五谷粉。三、多种谷物与部分辅料混合，将小麦、大米、大麦等经磨粉后水化，部分产品添加白砂糖、麦芽糊精、奶精(植脂末)等成分，搅拌，经滚筒刮片干燥机制成薄片，虽然此复合五谷片在口感和速溶性方面有所提高，受到消费者的喜爱，但其原料组分简单，营养不全面，加工过程中添加了白砂糖、奶精等成分，可能会带来相应的健康问题。
上述三种方法因其加工工艺原始且简单，均属于粗加工五谷类产品，且缺乏动物蛋白质，人体必需氨基酸组成不够均衡，谷类蛋白缺乏赖氨酸，豆类蛋白缺少蛋氨酸，蛋白质效价较低，其中不容易消化吸收的成分，没有得到相应加工处理，谷物中的营养成分没有得到进一步的开发利用，因而其营养价值、生物效价、冲调性、色泽、香气、滋味等具有较大的局限性。
发明内容
为了解决现有技术中存在的营养价值不均衡和色、香、味不佳的缺陷，本发明的目的在于提供一种复合营养粉片及其利用酶水解和微生物发酵的双联调控的制备方法。采用酶水解和微生物发酵的双联调控工艺制备得到的复合营养粉片具有营养更为全面、均衡、健康、食用携带方便、无添加防腐剂和色素、食用不上火、易冲泡、复水性好、耐贮存等众多优点，其营养价值更为全面、均衡，品质、功能等得到显著提升，应用范围更广。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种复合营养粉片的制备方法，包括如下步骤：
(1)将五谷基料、辅料和配料按照质量比(70-100):(0-15):(0-25)进行混合后，依次经过水合、混合搅拌、胶磨和循环乳化处理，得到混合乳化浆料；
(2)向步骤(1)中得到的混合乳化浆料中加入淀粉酶和纤维素酶，进行酶解，得到酶解混合浆料；
(3)向步骤(2)中得到的酶解混合浆料中加入酵母菌和乳酸菌进行发酵，得到酶解-发酵浓浆料；
(4)将步骤(3)得到的酶解-发酵浓浆料经过高温短时加热、糊化、熟化、脱水、灭菌、干燥和筛分，得到复合营养粉片。
优选地，步骤(1)中所述五谷基料包括麦类、稻谷类、豆类、薯类和玉米高梁类中的一种或多种；所述辅料包括干坚果、水果、蔬菜、蛋奶类、畜禽肉与骨、水产品中的一种或多种；所述配料包括淀粉、蛋白粉、蛋白多肽、膳食纤维、魔芋粉、葛粉、植物脂肪、复合微量元素、复合维生素、低聚糖和食用碱中的一种或多种。
优选地，所述五谷基料需经去杂、清洗、浸泡、研磨制浆，或直接采用五谷粉料；所述水果需经清洗、去皮去核、灭酶、打浆制浆，或直接采用水果粉料；所述蔬菜需经清洗、灭酶、制浆，或直接采用蔬菜粉料；所述干坚果需经清洗、去壳、粉碎打浆，或直接采用干坚果粉料；所述畜禽肉与骨需经清洗、打浆、超细乳化，制成乳化骨肉浆，或直接采用畜禽骨肉粉料；所述水产品需经清洗、预处理、采肉、打浆、超细乳化，制成乳化鱼虾肉浆，或直接采用鱼虾肉粉料；所述蛋采用禽蛋，经清洗、去壳、蛋液打浆，或直接采用蛋粉料；所述奶采用液体牛奶或者奶粉。
进一步地，步骤(2)中所述淀粉酶为α-淀粉酶或/和β-淀粉酶；所述淀粉酶和纤维素酶的质量比为(1-5)：(1-3)；混合乳化浆料中的含水率为45％-65％。
进一步地，步骤(2)中所述酶解为在初始pH为4.5-7.0，温度为40℃-75℃的条件下酶解0.1h-24h。
经过α淀粉酶、β-淀粉酶、纤维素酶复合酶解，五谷基料中所含淀粉经过酶解，部分水解成为低聚糖、糊精、麦芽糖等，更易为人体消化并吸收，五谷中的多种膳食纤维部分水解成水溶性的小分子膳食纤维等，它吸水后膨胀，体积和重量增加数倍以上，饱腹感强，具有多种生理活性功能，有一定的减肥功效，可抑制胆固醇的吸收，增强人体肠道运动，预防和治疗便秘，改善肠道中的菌群，维护肠道微生态平衡。
优选地，步骤(3)中所述酵母菌为粉状，添加量为五谷基料总质量的0.1％-5.0％；所述乳酸菌为粉状，添加量为五谷基料总质量的0-3.0％；所述发酵为在初始pH为4.5-7.0，温度为20℃-45℃的条件下发酵0.5h-12h。所述发酵过程中酵母菌乳酸菌与浆料中的淀粉及其水解物、蛋白质及其水解物等产生各种生物作用，蛋白质部分水解成小分子蛋白、多肽、氨基酸，并产生丰富的各类天然酯、醛、酮类、有机酸等芳香物和呈味成分，产生发酵香味与特有的芳香，口感风味更佳。经乳酸发酵的谷物，赖氨酸、色氨酸、硫胺素、核黄素、钙和铁等的含量增加,营养价值和消化率提高。
优选地，步骤(4)中所述酶解-发酵浓浆料的质量浓度为35％-55％；在高温短时加热之前先通过辊筒刮片干燥机进行涂布成膜，其中，糊化温度55℃-85℃，料膜厚度为0.2mm-2.0mm；所述高温短时加热为在蒸汽压力为0.15MPa-0.70MPa，温度为110℃-160℃的条件下干燥10s-90s，然后经粉碎、筛分制成薄片或薄片和粉的混合物。
经过高温短时加热干燥，淀粉酶、纤维素酶被迅速钝化并失活，谷物蛋白及配料中所含蛋白质凝固，形成交联网状结构，使产品具有一定的定形性和组织结构的咀嚼性；经过高温短时干燥，发酵过程中产生的二氧化碳排出，成品具有均匀分布的多孔蜂窝状结构，复水性更优；另外，经过高温短时干燥，水解过程的产物与氨基酸、还原糖之间产生美拉德热反应，进一步优化了成品的风味、香味及色泽，成品不仅保留了各种原料自身的天然营养，从本质上进一步提高了其综合营养价值。
优选地，将五谷基料先经过淀粉酶、纤维素酶的酶解和酵母菌、乳酸菌的发酵，然后再与辅料、配料混合后进行加热、脱水、干燥，再经微波灭菌处理，制成复合营养粉片。
本发明还提供了一种所述制备方法制备的复合营养粉片。
本发明的有益效果：
(1)酶解与发酵双联调控协同工艺创新：通过酶的高效及专一性水解，及调控酶解程度，酶解产物除了更易被人体消化并吸收外，也为发酵过程中微生物生长代谢提供碳源，进一步促进微生物的发酵；发酵过程中酵母、乳酸菌与基料中的淀粉及其水解产物、蛋白质及其水解产物等产生各种生物作用，蛋白质部分水解成小分子蛋白、多肽、氨基酸；另一方面，发酵过程中产生的生物酶，可促进蛋白质的水解，生成低分子的多肽及氨基酸；酵母发酵产生二氧化碳、酒精和小分子风味物质，乳酸菌发酵能增强淀粉凝胶化程度，改善成品的风味。总之，酶解和发酵工艺协同增效，使原料中的营养物质经生物作用充分降解并释放，更易被人体所消化吸收，制得的粉片营养更全面、更均衡。
(2)多品类食物重组为一体化平衡膳食模式的创新，此模式也是酶解发酵底物配伍的创新：五谷基料、辅料(水果、蔬菜、干坚果、畜禽肉蛋奶、水产品等)、配料(淀粉、蛋白粉、蛋白多肽、魔芋粉、葛粉、植物脂肪、膳食纤维、复合微量元素、复合维生素、低聚糖、食用碱等)，均衡搭配，多种动植物蛋白互补，必需氨基酸平衡，含丰富碳水化合物、脂肪、膳食纤维、微量元素、维生素，骨钙，最终制成一体化的复合营养粉片，其营养素配比更均衡、更全面，能满足人体对能量和各种营养素的需要。
(3)超细乳化循环工艺创新：将五谷基料、辅料与配料加水混合，采用超细乳化循环工艺，将浆料充分细化乳化，使产品质地细腻均一，营养物质更加充分的释放，并有利下一步酶解与发酵工艺。
(4)高温短时脱水干燥与美拉德热反应一体化，发酵过程中产生大量二氧化碳，使成品具有均匀分布的细微多孔蜂窝状结构，复水性更优，复水温度和复水时间显著降低，达到免蒸煮的目的，大大提高冲泡的便利性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例中复合营养粉片包括：45.0g大米粉、20.0g小麦粉、10.0g大豆粉、5.0g薯粉、5.0g玉米粉、5.0g小米粉和5.0g糯米粉组成的五谷基料，和2.0g核桃粉、2.0g猪肉浆、0.5g虾浆、3.0g草莓浆、3.0g香蕉浆、1.0g胡萝卜浆、1.0g西兰花浆、1.0g南瓜浆组成的辅料。
制备方法：
(1)将上述配方的五谷基料洗净、浸泡2h，放进磨浆机中进行研磨成五谷杂粮浆，再与辅料混合后，依次经过水合、混合搅拌、胶磨和循环乳化处理，得到含水率为65％的混合乳化浆料；
(2)向步骤(1)中得到的混合乳化浆料中加入质量比为1:1：1的α-淀粉酶、β-淀粉酶和纤维素酶，总加入量为五谷基料总质量的0.2％，进行酶解，酶解条件为：初始pH为6.0，温度为60℃的条件下酶解12h，得到酶解混合浆料；
(3)向步骤(2)中得到的酶解混合浆料中加入酵母菌粉和乳酸菌粉，加入量分别为五谷基料总质量的2.0％和1.5％，进行发酵工艺，发酵条件为：在初始pH为4.5，温度为30℃的条件下发酵12h得到质量浓度为55％的酶解-发酵浓浆料；
(4)将步骤(3)得到的酶解-发酵浓浆进行由进料槽引入辊筒刮片干燥机中涂布成膜，涂布条件为：预糊化温度为65℃，料膜厚度为0.2mm；在蒸汽压力为0.50MPa，温度150℃下，高温短时干燥50s，酶解-发酵浓浆经过糊化、熟化、脱水和灭菌，再经粉碎、筛分做成6mm×6mm的复合营养粉片，包装成成品。
实施例2
本实施例中复合营养粉片包括：55.0g大米粉、10.0g小麦粉、5.0g大豆粉、8.0g薯粉、6.0g玉米粉和5.0g燕麦粉组成的五谷基料，和5.0g蛋粉、1.0g鱼肉浆、3.0g红枣浆、2.0g木瓜浆、2.0g南瓜浆、1.0g胡萝卜浆和1.0菠菜浆组成的辅料，和1.0g魔芋粉、2.0g葡萄糖、10μg微量元素锌和10μg维生素A组成的配料。
制备方法：
(1)将上述配方的五谷基料洗净、浸泡2h，放进磨浆机中进行研磨成五谷杂粮浆，再与辅料和配料混合后，依次经过水合、混合搅拌、胶磨和循环乳化处理，得到含水率为40％的混合乳化浆料；
(2)向步骤(1)中得到的混合乳化浆料中加入质量比为1:1:1的α-淀粉酶、β-淀粉酶和纤维素酶，总加入量为五谷基料总质量的0.4％，进行酶解，酶解条件为：初始pH为4.5，温度为45℃的条件下酶解2h，得到酶解混合浆料；
(3)向步骤(2)中得到的酶解混合浆料中加入酵母菌粉和乳酸菌粉，加入量分别为五谷基料总质量的0.5％和0.5％，进行发酵工艺，发酵条件为：在初始pH6.0，温度为20℃的条件下发酵2h得到质量浓度为45％的酶解-发酵浓浆料；
(4)将步骤(3)得到的酶解-发酵浓浆进行由进料槽引入辊筒刮片干燥机中涂布成膜，涂布条件为：预糊化温度为55℃，料膜厚度为0.6mm；在蒸汽压力为0.15MPa，温度110℃下，干燥20s，酶解-发酵浓浆经过糊化、熟化、脱水和灭菌，再经粉碎、筛分做成4mm×4mm的复合营养粉片，包装成成品。
实施例3
本实施例中复合营养粉片包括：70.0g大米粉、10.0g小麦粉、5.0g紫薯粉、5.0g黑米粉和5.0g小米粉组成的五谷基料，和3.0g西红柿浆、1.0g虾肉浆、5.0g蓝莓浆、3.0g芦笋浆、2.0g胡萝卜浆组成的辅料，和1.0g大豆蛋白、20μg微量元素锌和10μg维生素E组成的配料。
制备方法：
(1)将上述配方的五谷基料洗净、浸泡2h，放进磨浆机中进行研磨成五谷杂粮浆，再依次经过水合、搅拌、胶磨和循环乳化处理，得到含水率为50％的混合乳化浆料；
(2)向步骤(1)中得到的混合乳化浆料中加入质量比为1:2:2的α-淀粉酶、β-淀粉酶和纤维素酶，总加入量为五谷基料总质量的0.4％，进行酶解，酶解条件为：初始pH为4.5，温度为45℃的条件下酶解2h，得到酶解混合浆料；
(3)向步骤(2)中得到的酶解混合浆料中加入酵母菌粉和乳酸菌粉，加入量分别为五谷基料总质量的4.0％和1.0％，进行发酵工艺，发酵条件为：在初始pH 6.0，温度为35℃的条件下发酵4h得到质量浓度为35％的酶解-发酵浓浆料；
(4)将步骤(3)得到的酶解-发酵浓浆进行由进料槽引入滚筒刮片干燥机中涂布成膜，涂布条件为：预糊化温度为85℃，料膜厚度为0.2mm；在蒸汽压力为0.32MPa，温度135℃下，干燥15s，酶解-发酵浓浆经过糊化、熟化、脱水和灭菌，再经粉碎、筛分做成6mm×6mm的复合营养粉片，包装成成品。
对比例1
与实施例1基本相同，不同之处在于，将实施例1中的步骤(2)和步骤(3)省略，即将步骤(1)得到的混合乳化浆料直接进行步骤(4)的涂布成膜制粉片过程，其他均同实施例1，得到复合营养粉片。
对比例2
与实施例1基本相同，不同之处在于，将实施例1中的步骤(2)省略，即将步骤(1)得到的混合乳化浆料直接进行步骤(3)的发酵工艺，其他均同实施例1，得到复合营养粉片。
对比例3
与实施例1基本相同，不同之处在于，将实施例1中的步骤(3)省略，即将步骤(2)得到的混合水解浆料直接进行步骤(4)的干燥粉碎，其他均同实施例1，得到复合营养粉片。
将实施例1～3和对比例1～3得到的复合营养粉片进行营养价值测试和感官测试。按照表1对复合营养粉片进行感官评价；小肽/粗蛋白比参照国标GB/T 22492-2008进行测试；氨基态氮参照国标GB/T5009.39-2003进行测试；复水率测定采用如下方法：准确称取待测复合营养粉片A g，置于烧杯中，加入5倍质量的沸水，搅拌后静置，复水3min后，10000r/min离心15min，沥干水，用滤纸吸干表面水分，称重计为B g，B/A的比值即为复水率。
表1
项目 评分标准 满分
色泽 呈均匀的白色或浅黄色 20
香气 具有营养粉片特有的谷物香气与发酵香，无异味 20
滋味口感 具有营养粉片特有的滋味与口感，有嚼劲，不粘牙 30
组织形态 气孔细密，松脆，薄片完整，复水后形状完整 30
营养价值测试和感官测试结果如表2所示：
表2
由表2可知，研究不同工艺对产品四项特征指标的影响，结果表明：本发明的酶解发酵双联工艺制备的复合营养粉片，其感官评价、复水率、小肽/粗蛋白比、氨基态氮均表现较优。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复合营养粉片的酶解发酵制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将五谷基料、辅料和配料按照质量比(70-100):(0-15):(0-25)进行混合后，依次经过水合、混合搅拌、胶磨和循环乳化处理，得到混合乳化浆料；
(2)向步骤(1)中得到的混合乳化浆料中加入淀粉酶和纤维素酶，进行酶解，得到酶解混合浆料；
(3)向步骤(2)中得到的酶解混合浆料中加入酵母菌和乳酸菌进行发酵，得到酶解-发酵浓浆料；
(4)将步骤(3)得到的酶解-发酵浓浆料经过高温短时加热、糊化、熟化、脱水、灭菌、干燥和筛分，得到复合营养粉片。
2.根据权利要求1所述的一种复合营养粉片的酶解发酵制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述五谷基料包括麦类、稻谷类、豆类、薯类和玉米高梁类中的一种或多种；所述辅料包括干坚果、水果、蔬菜、蛋奶类、畜禽肉与骨、水产品中的一种或多种；所述配料包括淀粉、蛋白粉、蛋白多肽、膳食纤维、魔芋粉、葛粉、植物脂肪、复合微量元素、复合维生素、低聚糖和食用碱中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种复合营养粉片的酶解发酵制备方法，其特征在于，所述五谷基料需经去杂、清洗、浸泡、研磨制浆，或直接采用五谷粉料；所述水果需经清洗、去皮去核、灭酶、打浆制浆，或直接采用水果粉料；所述蔬菜需经清洗、灭酶、制浆，或直接采用蔬菜粉料；所述干坚果需经清洗、去壳、粉碎打浆，或直接采用干坚果粉料；所述畜禽肉与骨需经清洗、打浆、超细乳化，制成乳化骨肉浆，或直接采用畜禽骨肉粉料；所述水产品需经清洗、预处理、采肉、打浆、超细乳化，制成乳化鱼虾肉浆，或直接采用鱼虾肉粉料；所述蛋采用禽蛋，经清洗、去壳、蛋液打浆，或直接采用蛋粉料；所述奶采用液体牛奶或者奶粉。
4.根据权利要求1所述的一种复合营养粉片的酶解发酵制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述淀粉酶为α-淀粉酶或/和β-淀粉酶；所述淀粉酶和纤维素酶的质量比为(1-5)：(1-3)；混合乳化浆料中的含水率为45％-65％。
5.根据权利要求1所述的一种复合营养粉片的酶解发酵制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述酶解为在初始pH为4.5-7.0，温度为40℃-75℃的条件下酶解0.1h-24h。
6.根据权利要求1所述的一种复合营养粉片的酶解发酵制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述酵母菌为粉状，添加量为五谷基料总质量的0.1-5.0％；所述乳酸菌为粉状，添加量为五谷基料总质量的0-3.0％；所述发酵为在初始pH为4.5-7.0，温度为20℃-45℃的条件下发酵0.5h-12h。
7.根据权利要求1所述的一种复合营养粉片的酶解发酵制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述酶解-发酵浓浆料的质量浓度为35％-55％；在高温短时加热之前先通过辊筒刮片干燥机进行涂布成膜，其中，预糊化温度55℃-85℃，料膜厚度为0.2mm-2.0mm；所述高温短时加热为在蒸汽压力为0.15MPa-0.70MPa，温度为110℃-160℃的条件下干燥10s-90s，然后经粉碎、筛分制成薄片或薄片和粉的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种复合营养粉片的酶解发酵制备方法，其特征在于，将五谷基料先经过淀粉酶、纤维素酶的酶解和酵母菌、乳酸菌的发酵，然后再与辅料、配料混合后进行加热、脱水、干燥，制成复合营养粉片。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的制备方法制备的复合营养粉片。
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