一种热风‑微波组合干燥生产元麦膨化脆的方法与流程

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(hordeumvulgarel.var.nudumhook.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。

技术实现要素：

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(rhizopusoryzae)，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gb5009.239-2016，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gb5009.7-2016，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gb5009.235-2016，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gb5009.153-2016，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/t25221-2010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1ml0.1mtris-hclph8.8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gb5009.239-2016，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gb5009.7-2016，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gb5009.235-2016，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gb5009.153-2016，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/t25221-2010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1ml0.1mtris-hclph8.8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