一种发芽率高的发芽全谷物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于谷物深加工技术领域，具体涉及一种发芽率高的发芽全谷物及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 全谷物是指谷物粮食在加工过程中仅脱去种子外面的谷壳，即不利于食用的保护 皮层，保全全部天然营养精准加工的完整的天然的种子，如新一代大米一一勿淘米。与当前 过度加工中要去尽全部皮层和胚芽的精制谷物有所区别，全谷物包括糊粉层、亚糊粉层，胚 芽和胚乳四部分，每一层都拥有不可代替的有机营养物质，更营养，更健康。皮层是谷物的 粗糙外层，含有大量的纤维素，种子50%以上的矿物质含在皮层中。胚芽含有大量的维生 素，微量元素，不饱和脂肪酸，抗氧化物等。医学研宄发现，全谷物中含有丰富的维生素B，维 生素E，铁、锰、锌、钙、硒等矿物质，脂肪酸，低聚糖，植物留醇，植酸，抗氧化等。食用全谷物 有助于降低心脏病、胃肠道癌症、糖尿病的风险，防止虚胖，增强抵抗力。全谷物是小麦、玉 米或燕麦等植物的种子，一颗完整的谷粒包括麦麸（外侧）、胚乳（中层）和胚芽（内层） 三个部分。加工过的谷物通常只包含胚乳。全谷物指的是在加工的过程中，得以保全所有 滋养部分的营养成分，因而比其他谷物具有更高的营养价值。
[0003] 种子萌发是高等植物生命活动最强烈的一个时期，涉及到一系列形态和生理生化 的变化，一些大分子物质如淀粉和蛋白质会被分解，营养成分如维生素及矿物质含量增加， 限制性氨基酸等的含量提高，谷物食品的消化率和生物利用率提高，谷物食品的风味得到 改善。同时，蛋白酶抑制剂等抗营养因子的不利因素被减弱或消除，这些现象在开发芽类食 品方面受到了人们密切关注。
[0004] 发芽全谷物是全谷物经发芽至一定芽长所得到的由幼芽和带皮层的胚乳组成的 制品。简单地说，就是将全谷物在一定温度、湿度下进行培养，待全谷物发芽到一定程度时 将其干燥即得。发芽全谷物的实质是全谷物中所含有的大量酶被激活和释放，并从结合态 转变为游离态的酶解过程。经过发芽的步骤后，全谷物内部含有的营养素也跟着提升，甚 至还产生新的营养成分，同时口感也会变软变好。目前，国内外有关的发芽谷物的文献报 道主要集中于糙米、豆类、燕麦、薏米四种谷物。以发芽糙米最多：糙米是稻谷砻谷后产品， 由米糠层、胚芽和胚乳组成。谢宏等指出，糙米中几乎不含VC，VC是发芽过程中糖代谢的 产物。发芽后糙米中的VC含量由0增加到1.048mg/100g(谢宏，李新华，王帅.糙米发 芽过程中抗坏血酸的生成特性[J].食品与发酵工业，2007,33(3) :15 - 17.)。另有研宄 表明，发芽还可富集y-氨基丁酸（y-aminobutyric acid，GABA)等原来含量低或不具 有的功能性成分（GuoY，ChenH，Song Y. Effects of soaking and aerationtreatment ony- aminobutyric acid accumulation in germinatedsoybean(Glycine maxL.)[J]. European Food Research andTechnology，2〇ll，232(5) :787 -795.)。据报道，糖米发 芽3d后，可溶性糖增加3倍，可溶性蛋白增加13. 8 %，谷胱甘肽由3. 64mg/100g提高到 9. 48mg/100g，GABA提高3倍，其所含的六磷酸肌醇是大米的4倍，膳食纤维比原糙米多 0 ~15%，比大米多 2. 7倍（闪田忠司.Physiological function of rice germ enriched withGABA[J].食品工业：日刊，2001，36(6) :7 - 8. )。GABA广泛分布于动植物中，为哺乳动 物中枢神经系统重要的抑制性神经递质，具有降血压、改善脑机能、缓解疼痛和焦虑，以及 肝、肾功能活化和促进乙醇代谢等作用。姚森等以糙米为原料，研宄浸泡温度、发芽温度和 发芽时间对发芽过程中GABA含量变化的影响。结果表明：浸泡温度、发芽温度和发芽时间 对GABA含量有显著影响，当发芽温度为33. 0°C、浸泡12h、35. 1°C发芽26h时，GABA的含量 相对最高，并且在发芽过程中，糙米不同的部位GABA的积累速率和积累量是不同的，其中 在米胚芽部分含量最大（姚森，郑理，赵思明，等.发芽条件对发芽糙米中y-氨基丁酸含 量的影响[J].农业工程学报，2006,22(12) :211 - 215.)。糙米发芽后，其总酚含量及抗氧 化能力也会增加。何新益等研宄发现，糙米经发芽后总多酚增幅多达87. 5%，对羟基自由基 的消除率提高了 40% (何新益，刘金福，何菲.糙米发芽前后抗氧化活性比较研宄[J].中 国粮油学报，2009,24(11) :6 - 9.)。张守文等研宄发现，糙米发芽后多酚物质增加，与原料 糙米相比，发芽能显著提高糙米提取液抗氧化活性，发芽糙米的总多酚比未发芽糙米对羟 自由基的消除率提高了约52%，对超氧阴离子的消除率提高了约为24%，并能有效延缓油 脂的酸败（张守文，陈殊贤.发芽糙米抗氧化性质的研宄[J].农产品加工，2011(11) :59 - 62.)。范军等道，发芽后糙米，其抗氧化活性显著增强，并且在6~18h内，抗氧化活性增加 速度最快（范军，付湘晋.发芽糙米抗氧化活性在发芽及干燥过程中的变化研宄[J].农产 品加工学刊，2012 (9) :34 - 36.)。
[0005] 因此，经发芽的全谷物其营养和功能性物质含量更高、更丰富，更容易消化和吸 收，生物活性更强且更容易蒸煮。当谷物品种确定时，发芽技术是制备高品质功能性发芽全 谷物的关键，发芽工艺主要包括浸泡、发芽和干燥三个阶段，其中浸泡工艺是最为重要的技 术步骤之一，是发芽成败的关键：中国专利CN 103533846 A公开了发芽谷物、它的制造方 法及含有它的食品和BDNF产生促进剂，涉及使糙米、其他的谷类、种子类的发芽性食品材 料发芽的新的技术，提供能增加谷氨酸含量、促进y -氨基丁酸的富集、显现对生物优异 的功能性的新的发芽技术、以及新的功能性食品材料或药品。把谷物浸渍在浸渍液中，在使 谷物吸收液体后，在规定环境下使谷物发芽，由此得到发芽谷物，所述浸渍液是通过将从由 碱金属碳酸盐、碱土金属碳酸盐和氨基碳酸盐构成的组中选择的至少一种碳酸盐添加到水 中构成的。中国专利CN 104605273 A公开了一种富含y-氨基丁酸的小米发芽糙米的制 备方法，包括以下步骤：1)将谷子砻谷去除谷壳，保留米糠和胚芽得到小米糙米，用有效氯 为5-30ppm的微酸性电解水对小米糙米进行清洗获得清洗后的小米糙米；2)将所述清洗后 的小米糙米浸泡于CaCl#§养液中8-12h，弃去浸泡液，避光发芽培养48-72h ;3)将发芽培 养后的小米糙米进行灭酶和干燥处理获得小米发芽糙米。本发明所提供的方法能够有效抑 制发芽过程中微生物污染，出芽率高、发芽时间短，发芽获得的小米发芽糙米中营养成分富 集程度高可达126. 60mg/100g，是一种新型的功能性食品和理想的全谷物食品。中国专利 CN 102240002 B公开了一种去除了谷物胚芽与种衣的低热能养生健身大米，其特征是稻谷 经谷糙分离、浸泡、催芽、分离胚衣、精加工制备而成，加工出的大米去除了谷物的胚芽与种 衣，其生产方法为谷糙分离、浸泡、催芽、分离胚衣、精加工步骤，其中的浸泡液为党参或黄 芪或玉竹或枸杞子或桂花的水提取物。中国专利CN 104542603 A公开了一种从提高谷物 种子发芽率的促进剂，其主要成分除了常规辅助制剂之外，还包括海藻糖和四氢嘧啶。本发 明的促进剂能够有效提高谷物种子的发芽率，从而提高了农作物的产量。
[0006] 通常，全谷物的发芽一般都是借助物理、化学或者生物的方法改善或者破坏全谷 物皮层结构，改变全谷物组织成分来改善全谷物的吸水性；溶解或者降解全谷物皮层中的 纤维素、半纤维素和果胶等物质，使之成为容易吸收和消化的小分子，来改善谷物的皮质和 提高谷物的营养价值。
[0007] 上述已经公开的专利都是在浸泡阶段通过制备不同的浸泡液来解决不同的技术 问题，为了在富集功能性物质的同时防止浸泡液感染杂菌、提升制品口感，向浸泡液中添加 碱金属碳酸盐、碱土金属碳酸盐和氨基碳酸盐或者有效氯或者中草药水提取物，为了提高 发芽率、生物活性酶在传统的添加氯化钙、赤霉素的基础上改进添加海藻糖和四氢嘧啶及 氯化钙和谷氨酸钠。全都采用了化学的处理方法，向浸泡液中添加化学物质或植物激素食 品安全性较差，会影响制品的风味和口感，功能性和营养性物质、生物酶含量也不太理想； 并且发芽质量差：发芽和浸泡时间长、温度高，芽长不均一且较长、发芽率低、根芽较多，发 芽损失大；同时大量浸泡液的排放或处理，会造成环境污染或增加企业生产成本。未见采用 物理或生物及其结合的方法进行发芽浸泡处理的报道。
[0008] 综上，改进发芽工艺、对环境友好，制备一种食品安全性高、功能性、营养性、生物 活性物质含量高的发芽率高的发芽全谷物很有必要，仍是本领域技术人员的长期追求。
【发明内容】
[0009] 本发明所解决的技术问题是克服现有全谷物发芽工艺的缺陷，对浸泡过程的全谷 物进行超声清洗，高压脉冲电场、生物酶解或二者结合处理，并且采用分段浸泡和发芽方式 发芽，可有效防止浸泡液污染杂菌产生臭味渗透到发芽全谷物产品中，提高了发芽全谷物 产品的感官质量，保护了环境。同时，缩短了浸泡时间，提高了发芽率和发芽均一度，降低了 芽长，降低了发芽损失，提高了发芽产量和质量；显著提高了发芽全谷物产品中功能性、营 养性、生物活性物质的含量，提高了发芽全谷物的保健功能、营养价值和食品安全性。
[0010] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0011] 本发明首要目的是提供一种发芽率高的发芽全谷物的制备方法，包括如下步骤：
[0012] 1)清洗：将全谷物放在装有0. 05-0. 15%碳酸氢钠溶液的超声波清洗机中室温超 声清洗5-15min，漂洗、沥干；
[0013] 进一步地，所述全谷物为糙米、黑米、小米、黑小米、红香米、燕麦、大麦、小麦、玉 米、荞麦、高粱中的任意一种；
[0014] 优选地，所述超声清洗条件为功率200-400W、频率20-30KHZ ;
[0015] 2)预浸泡：清洗后的全谷物置浸泡液中浸泡4-6h，每隔20-30min通风一次，通风 压力0. 10-0. 13MPa，同时进行高压脉冲电场处理，直至全谷物水分含量为35-38% ;
[0016] 优选地，所述高压脉冲电