本发明属于食品领域，涉及燕麦深加工方法，特别涉及一种富游离多酚燕麦及其制备方法与应用。
背景技术：
燕麦是一种多功能性谷物，是一种低糖、高蛋白质、高脂肪酸、高能量、高营养成分的食品，其蛋白质、脂肪、维生素、膳食纤维等营养物质含量丰富，在粮食作物中居首位。燕麦蛋白质含量在15％以上，脂肪含量为3.7％-7.8％，纤维素总量为17％-21％，因此被营养家称为“全价营养品”。燕麦中还含有大量抗氧化、降血糖作用的活性成分。
研究报道显示，燕麦中的多酚类物质，包括酚酸、黄酮和燕麦生物碱，是最重要的天然抗氧化成分之一。多酚类物质有三种存在形式，游离态多酚、缀合态多酚和结合态多酚。多酚类物质经常与木质素、结构性碳水化合物、蛋白质等以酯键或醚键等形式结合，形成结合态多酚，其生物利用度低。而燕麦中最常见的多酚化合物，包括酚酸和黄酮，一般均以不可溶的结合态多酚形式存在。目前现有技术，一般以释放结合态多酚的方式来提高燕麦的游离多酚含量，从而提高其生物活性，但其释放效率较低。
由于燕麦营养成分丰富，所以发展燕麦的深加工是谷物加工业的未来发展趋势。目前，市售的燕麦产品主要是燕麦片、燕麦粉、燕麦饮料等，有很好的市场基础，但功能性成分作用未能得到充分利用。因此，有必要探索一种有效提高燕麦游离多酚的方法。
技术实现要素：
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种富游离多酚燕麦的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述制备方法得到的富游离多酚燕麦。
本发明的再一目的在于提供上述富游离多酚燕麦的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种富游离多酚燕麦的制备方法，包括如下步骤：
(1)将清洗干净的燕麦放入水中浸泡，沥干，添加酶进行水解预处理；
(2)将酶预处理过后的燕麦，添加天然辅料配制成燕麦复合培养基；
(3)在燕麦复合培养基接种红曲霉种子液，进行固态发酵，使培养基质为红色或深紫红色；
(4)将发酵完成的燕麦基质烘干，获得富游离多酚燕麦。
步骤(1)中所述的水的用量需充分浸没燕麦。
步骤(1)中所述的浸泡时间优选为4～8h。
步骤(1)中所述的浸泡过程是使沥干后的燕麦的含水量为质量百分比40～80％；优选为60％。
步骤(1)中所述的酶为碳水化合物水解酶，包括纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶等；优选为纤维素酶；其添加量为相当于干燕麦(清洗前的燕麦)质量的1％～2％。
步骤(1)中所述的预处理条件为：于30～50℃反应6～12h；更优选为：于40℃反应8h。
步骤(2)中所述的天然辅料为葡萄糖、大米粉、蛋白胨和酵母粉中的至少一种，优选为酵母粉和葡萄糖，更优选为酵母粉和葡萄糖按质量比为1:2～1：4配比。
步骤(2)中所述的天然辅料的添加量为相当于燕麦质量的2％～10％。
步骤(3)中所述的红曲霉优选为红曲霉gim3.592，但不限于该菌。
步骤(3)中所述的红曲霉种子是处于对数增长期的红曲霉菌，形态为红曲霉种子液。
所述的红曲霉种子液优选通过如下步骤制备得到：将活化好的红曲霉菌接种于已灭菌的液体培养基中进行摇瓶培养，得到红曲霉种子液；液体培养基的配方如下：葡萄糖20g、酵母膏3g、蛋白胨10g、kcl0.05g、feso4·7h2o0.01g和kh2po44g，用水定容至1000ml。
所述的活化好的红曲霉菌优选通过如下步骤制备得到：将保存的红曲霉菌接种于斜面培养基上，于30～35℃培养；斜面培养基的配方为葡萄糖20g/l、酵母膏3g、蛋白胨10g、kcl0.05g、feso4·7h2o0.01g、kh2po44g、琼脂10～15g，用水定容至1000ml。
所述的摇瓶培养的条件优选为：使用三角瓶进行培养，液体培养基的装载量相当于三角瓶容积的1/5～2/5、30～35℃、150～200rpm培养28～32h。
步骤(3)中所述的红曲霉种子液的接种量按质量计算，为燕麦复合培养基质量的5～15％。
所述的固态发酵的条件优选为：于25～35℃、40～80％湿度下放置发酵，发酵中期翻曲补水，恒温培养期间通过补水使物料的含水量保持在30～60％(w/w)；更优选为：于30℃、80％湿度下放置发酵，发酵中期翻曲补水，恒温培养期间通过补水使物料的含水量保持在50％(w/w)。
步骤(3)中所述的固态发酵的时间优选为6～12天；更优选为6～10天。
步骤(3)中所述的烘干的温度优选为50～60℃。
一种富游离多酚燕麦，通过上述制备方法得到。
所述的富游离多酚燕麦在食品领域和保健品领域中的应用。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明利用纤维素酶预处理结合红曲霉固态发酵，不仅可以缩短发酵周期；还可以提高燕麦多酚的含量，进一步释放燕麦的不可溶结合态多酚使其转化为更易于人体吸收的游离态多酚，提升燕麦的功能活性。
(2)本发明提供的富游离多酚燕麦色泽呈红色或深紫红，伴有清香，呈颗粒状，具有良好的抗氧化和降血糖活性。
附图说明
图1是不同酶添加量的富游离多酚燕麦的抗氧化实验结果图；其中，图a为dpph自由基清除能力的检测结果图，图b为abts+自由基清除能力的检测结果图。
图2是不同发酵时间的富游离多酚燕麦的抗氧化实验结果图；其中，图a为dpph自由基清除能力的检测结果图，图b为abts+自由基清除能力的检测结果图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
1.1燕麦米预处理：干燕麦米20g，洗净后，置于250ml锥形瓶内，加入50ml纯净水浸泡6h。将浸泡后的燕麦经沥干，控制含水量在60％。
1.2纤维素酶处理后固态发酵：
(1)种子液制备：将活化的红曲菌gim3.592(monascusankagim3.592，广东省微生物菌种保藏中心)斜面种子接种于液体培养基中进行培养，接种量为106个细胞/ml、30℃、180rpm摇床培养30h，使种子培养基有成熟的孢子，得到种子液；液体种子培养基的配方如下：葡萄糖20g、酵母膏3g、蛋白胨10g、kcl0.05g、feso4·7h2o0.01g和kh2po44g，用水定容至1000ml。
(2)发酵培养：向1.1中的燕麦米中添加不同量(分别为0.2g和0.4g)的纤维素酶粉末(尤特尔，纤维素酶utc-ae80)，混匀，于40℃反应8h；然后在纤维素酶水解处理后的燕麦米中添加1.6g葡萄糖和0.4g酵母粉，随后燕麦复合培养基质于115℃灭菌20min，最后接种步骤(1)中制备得到的种子液2ml，于30℃、80％湿度下放置发酵10天，恒温培养期间通过补水使物料的含水量保持在50％(w/w)，得到燕麦产品i。
1.3常规固态发酵：向1.1中的燕麦米中添加1.6g葡萄糖和0.4g酵母粉，随后将燕麦复合培养基质于115℃灭菌20min，最后接种1.2步骤(1)中制备得到的种子液2ml，于30℃、80％湿度下放置发酵10天，恒温培养期间通过补水使物料的含水量保持在50％(w/w)，得到燕麦产品ii。
1.4将1.2和1.3中发酵的产品于60℃烘干。
1.5将烘干后的燕麦产品i和ii分别粉碎至全部通过40目筛，进行如下提取检测：
(1)游离态多酚的提取：准确称取1g富游离多酚燕麦粉末于50ml比色管中，加入25ml80％甲醇溶液(v/v)，在45℃下，水浴浸提1h后，过滤，将残渣再重复提取一次；合并滤液，用旋转蒸发仪将粗提液中的甲醇于37℃蒸干后，向浓缩提取液中加入40ml蒸馏水；然后加入10ml己烷脱脂，再用70ml乙酸乙酯萃取三次，每次15min；萃取液在旋转蒸发仪中于35℃将乙酸乙酯蒸干，最后用5ml50％甲醇溶液(v/v)溶解，并置于4℃保存备用。
(2)结合态多酚的提取：将提取完游离态多酚后的滤渣，用40ml蒸馏水洗去有机溶剂，烘干，称量干重；加入50ml浓度为2mnaoh溶液，水解4h；然后用浓盐酸(37％)调节溶液ph为1.5至2.0之间，抽滤；滤液加入10ml正己烷脱脂，再用70ml乙酸乙酯萃取3次，每次15min；萃取液在旋转蒸发仪中于35℃将乙酸乙酯蒸干，最后用5ml50％甲醇溶液(v/v)溶解，并置于4℃保存备用。
(3)多酚的检测：将燕麦产品的游离态多酚和结合态多酚溶液分别稀释至适当倍数后，取1ml样液于比色管中，加入0.5ml福林酚试剂，混匀，反应3～8min，再吸取1.5ml20％na2co3溶液(w/v)，加7ml水定容至10ml，混匀，室温下静置60min后，于波长为765nm处测得吸光值。
1.6将1.5中(1)和(2)提取得到的两种形态的多酚进行如下分析检测抗氧化活性：
(1)dpph抗氧化活性测定：将1.5中提取的游离态和结合态多酚溶液分别稀释至适当倍数后，取0.2ml稀释液，加入3.8mldpph(60μm)溶液，混合充分，于室温暗处反应60min，于515nm处测定吸光值。
(2)abts+抗氧化活性测定：取0.1ml适当稀释的1.6中提取的游离态和结合态多酚提取液，与4mlabts+溶液充分混合，置于室温暗处下反应1h后，于734nm处测定吸光值。
1.7步骤1.6的检测结果如表1所示：
表1纤维素酶不同添加量处理后发酵的富游离多酚燕麦的多酚含量
由表1可知，相比常规固态发酵，通过添加1％的纤维素酶处理后进行微生物固态发酵10天，游离态多酚的含量从2.13mg/g增加到3.05mg/g，提高了43.2％；通过添加2％的纤维素酶进行预处理后固态发酵10天，游离态多酚的含量从2.13mg/g增加到3.20mg/g，含量进一步提高了50.2％。可见，利用酶处理后发酵能够进一步提高燕麦的多酚含量，并且显著增强了燕麦的游离多酚含量，改善其生物活性。
1.8步骤1.6的检测结果如图1所示：
由图1可知，相比常规固态发酵，通过添加纤维素酶进行预处理后固态发酵10天，富游离多酚燕麦的游离态多酚溶液对dpph和abts+自由基的清除能力得到进一步增强，添加1％的纤维素酶分别提高了25.8％、27.1％，添加2％的纤维素酶分别提高了44.1％、45.4％，使燕麦表现出更强的抗氧化活性。
实施例2
2.1燕麦米预处理：同实施例1步骤1.1。
2.2纤维素酶处理后固态发酵：本上与实施例1步骤1.2相同，区别仅在于本实施例纤维素酶的添加量是0.4g，固态发酵时间为6天，取代了实施例1的发酵时间10天。
2.3常规固态发酵：本上与实施例1步骤1.3相同，区别仅在于本实施例固态发酵的时间为6天，取代了实施例1的发酵时间10天。
2.4将2.2和2.3中发酵的产品于60℃烘干，得到富游离多酚燕麦。
2.5富游离多酚燕麦的多酚含量检测同实施例1步骤1.5。
2.6富游离多酚燕麦的多酚抗氧化活性检测同实施例1步骤1.6。
2.7步骤2.5的检测结果如表2所示：
表2不同时间富游离多酚燕麦的多酚含量
由表2可知，通过添加2％的纤维素酶进行预处理后固态发酵，随着发酵时间的延长，富游离多酚燕麦的多酚含量逐渐增加，发酵6天后，游离态多酚的含量从0.16mg/g增加到2.60mg/g，提高了1525％。证明本发明与单纯的酶处理技术相比能极大地提高燕麦的游离多酚含量，增强燕麦产品的生物活性。发酵6天后，酶处理发酵模式制备的富游离多酚燕麦的游离多酚含量较传统发酵模式相比，提高了116％。与传统发酵模式相比，本发明的酶处理组合发酵模式能快速提高燕麦的游离多酚含量。
2.8步骤2.6的检测结果如图2所示：
由图2可知，通过添加2％的纤维素酶进行预处理后固态发酵6天，相比未发酵的燕麦(0天)，富游离多酚燕麦的游离态多酚提取液对dpph+和abts+自由基的清除能力得到了增强，分别提高了8.66倍，19.13倍，使得富游离多酚燕麦的抗氧化活性快速增强。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。