CN108740781A - 一种马铃薯营养重组米配方及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及食品深加工领域，具体涉及一种马铃薯营养重组米配方及其制备方法。通过加入蔗糖酯、海藻酸钠和酵母β‑葡聚糖对重组米的质构进行调控。将调质后的混合物料经喂料器加入到双螺杆挤压机中，双螺杆挤压机为五个加热区域，螺杆的长径比为16:1‑28:1，双螺杆挤压机各段腔体的工作温度:I区温度为50‑70℃，Ⅱ区80‑100℃，Ⅲ区120‑140℃，IV区110‑120℃，V区25‑40℃，螺杆转速为200‑300rpm；物料在经过双螺杆挤压机的输送、挤压、熟化作用过程后形成凝胶颗粒，通过具有圆形模孔直径为1‑6mm的模具挤出成型，初步得到重组米；经蒸煮预处理后的马铃薯全粉粘度降低，马铃薯全粉处于低糊化状态，获得具有较好抗回生性能、营养全面、质构优良的重组米。

Description

一种马铃薯营养重组米配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品深加工领域，具体涉及一种马铃薯营养重组米配方及其制备方法。
背景技术
目前我国主食产品以大米、面食为主，主食的营养结构单一、营养不全面，单一的以大米为主食，营养成分的摄入量不足，属不科学饮食行为。据2010-2012年的全国居民营养健康调查结果显示，因膳食结构不合理引发的超重、肥胖率分别比十年前提高了个7.3个百分点和4.8个百分点，高血压、糖尿病等慢性病患病率增长速率明显加快。国家马铃薯主食化在多个马铃薯产品的研发和加工技术工艺创新方面有重大突破，成功开发了马铃薯馒头、马铃薯面条、马铃薯速溶粉、马铃薯蛋糕等主食类产品，丰富了我国现有主食食品市场需求，符合国家的发展需求，马铃薯全粉重组米领域尚属空白。
马铃薯全粉含有淀粉、蛋白质、糖、脂肪、纤维、灰分、维生素、矿物质等多种营养元素。马铃薯中含有的抗性淀粉颗粒对a-淀粉酶具有高度的抗消化特性，马铃薯热量较低，蛋白中含有多种人体必需氨基酸，膳食纤维含量高，马铃薯的这些特性既有利于技术操作，又有利于食品生产，符合现代生活对主食消费的新需求、新期待。
酵母β-葡聚糖是从酵母细胞壁中分离出来的一种免疫多糖，主要结构为β-1-3-D葡聚糖和β-1-6葡聚糖，绿色、安全、无毒，同时具有免疫活性功能，诱发机体产生细胞免疫和体液免疫，可有效提高机体的免疫力，具有抗肿瘤和抗感染活性。国内外的试验研究结果表明，酵母β-葡聚糖具有独特的三股螺旋结构，具有免疫调节的活性，同时酵母β-葡聚糖在人体消化器官中难以被消化吸收，可作为益生元调节肠道菌群结构等。2010年国家卫生部第9号公告批准酵母β-葡聚糖作为新食品资源，推荐使用量≤250mg/天。
海藻酸钠，可预防心血管疾病、降低肥胖症等。海藻酸钠是人体不可缺少的一种营养素(食用纤维)，对预防结肠癌、心血管疾病、肥胖症以及铅、锡等在体内的积累具有辅助疗效作用。它作为海藻胶的一种，添加到食品中可改善食品的性质和结构，它具有低热、无毒、易膨化、柔韧度高等特点，添加到食品中其功能为凝固、增调、乳化、悬浮、稳定和防止食品干燥。最主要的作用是凝胶化，可以形成可食用的凝胶体近似于固体以保持成型形状。
中国发明专利(申请公布号：CN104286838A，申请公布日：2015.01.21)报道了题为一种富含虫草素的虫草重组米及其制作方法，公开了将北虫草培养基超微粉碎至40微米以下(过400目筛)，与粉碎至180微米以下(过80目筛)的碎米粉、谷朊粉按质量百分比：北虫草培养基粉20％-50％，谷朊粉5％-10％进行充分混合，混合物料中加入其总质量10％-30％的水进一步混合调制，调制后经双螺杆挤压成型，切割制粒，在经射频干燥及冷却即得虫草重组米。
中国发明专利(申请公布号：CN105707703A，申请公布日：2016.06.29)报道了题为一种低蛋白重组米及其制作方法，公开了将重组米按质量百分比组成，其中大米粉38.0-46.0％、辅料粉51.5-58.95％和复合改良剂2.50-3.05％。将原料经过混合搅拌，挤压蒸煮及流化床干燥后得到了蛋白质含量低、同时配以南瓜粉、红薯粉和山药粉等中国传统医学认知的益肾食材，并通过在原料粉中添加乳化剂、水分保持剂、亲水性胶体和改性淀粉等改良剂，制备与原料大米的籽粒形态相近、质构紧密、光亮平滑、完整的重组米。
中国发明专利(申请公布号：CN106942583A，申请公布日：2017.07.14)报道了一种含芹菜的大米重组米及其生产方法，公开了将94-98份的大米磨粉，2-6份的芹菜搅碎成汁液、混合调质、挤压成型及干燥等步骤。将芹菜以营养汁液的形式与大米粉直接混合，不另外添加水，不仅操作简单，而且最大程度保留了产品营养功能成分。
上述发明制备的重组米所含的抗性淀粉较少，抗消化性能低，抗回生性能较差，保质期时间较短等不足之处。本方法可极大程度的改善上述重组米的不足，扩大了马铃薯的应用范围，丰富马铃薯产品的种类。与传统的重组米相比，本方法所制备的马铃薯重组米的改善了传统重组米的抗性淀粉成分低，组成单一，营养不全面等缺陷，马铃薯中含有抗性淀粉颗粒对a-淀粉酶具有高度的抗消化性，可以有效延长米饭的保质期，加入酵母β-葡聚糖，蔗糖酯和海藻酸钠有效提高了机体的免疫力，并且可以免除淘洗步骤，更加方便蒸煮。
目前，人们越来越关注饮食健康问题，而普通大米所能提供的营养成分和功能特性单一。随着现代社会生活节奏快，不同营养搭配的主食已成为消费的主流，消费者更倾向于简单、便捷、营养、安全的食品，摄入少量的营养素就能起到补充能量和提高身体免疫力的功能。目前，多数重组米的制作工艺复杂，部分重组米加入的营养成分重复，再加上工艺的缺陷易导致营养成分的损失严重，货架期较短。
发明内容
本发明公开了一种马铃薯营养重组米配方及其制备方法，目的是获得一种具有营养全面并具有抗回生性能的马铃薯营养重组米，通过加入蔗糖酯、海藻酸钠和酵母β-葡聚糖对重组米的质构进行调控，获得具有较好抗回生性能、营养全面、质构优良的重组米。
本发明公开了一种马铃薯营养重组米配方及其制备方法，重组米的配方如下：大米粉70-90％，马铃薯全粉10-30％、蔗糖酯0.1-1％、酵母β-葡聚糖0.01-0.1％和海藻酸钠0.1％-1％；
马铃薯和大米采用双预熟化技术，马铃薯全粉的黏度降低，有效提高大米和马铃薯的加工性能，蔗糖酯、酵母β-葡聚糖和海藻酸钠的加入可以改善重组米的质构和色泽。混合物料经成型造粒后，在其表面用表面喷涂机喷涂1％的海藻酸钠，使重组米表面更光滑，色泽和口感更接近传统大米，经干燥、和喷涂后获得马铃薯营养重组米。
本发明所采取的技术方案是由如下生产方法得到的：
该重组米的成分包括：大米粉70-90％，马铃薯全粉10-30％、蔗糖酯0.1-1％、酵母β-葡聚糖0.01-0.1％、海藻酸钠0.1％-1％。
一种马铃薯营养重组米的生产方法，包括如下步骤：
(1)将大米依次进行预处理、粉碎、过筛和预熟化；
(2)将马铃薯依次进行预处理、粉碎、过筛和预熟化；
(3)将预熟化后的大米和马铃薯用海藻酸钠、蔗糖酯和酵母β-葡聚糖进行调质；
(4)将调质后的混合粉依次进行造粒成型、喷涂、干燥，最后包装成型。
优选的，一种马铃薯营养重组米的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)大米的预处理：大米经清洗、去杂、浸泡工艺，将称重后的大米在室温下浸泡0.5-4h，干燥处理后粉碎过80-100目筛，得到大米粉；
(2)马铃薯的预处理：马铃薯经去皮、打浆、干燥工艺预处理，粉碎后过80-150目筛，得到马铃薯全粉；
(3)原料的预熟化：将预处理后的大米粉和马铃薯全粉预熟化；
(4)调质：将预熟化的大米粉和马铃薯全粉加入混料器内，得到混合粉；同时添加海藻酸钠、蔗糖酯和酵母β-葡聚糖，加入蒸馏水对混和粉进行调质，调整混合物料的含水率至20-40％；
(5)造粒成型：将调质后的混合物料经喂料器加入到双螺杆挤压机中，双螺杆挤压机为五个加热区域，螺杆的长径比为16:1-28:1，双螺杆挤压机各段腔体的工作温度:I区温度为50-70℃，Ⅱ区80-100℃，Ⅲ区120-140℃，IV区110-120℃，V区25-40℃，螺杆转速为200-300rpm；物料在经过双螺杆挤压机的输送、挤压、熟化作用过程后形成凝胶颗粒，通过具有圆形模孔直径为1-6mm的模具挤出成型，初步得到重组米；
(6)喷涂：在挤压膨化机出口处喷涂海藻酸钠于重组米颗粒的表面；该喷涂工艺可以改善营养重组米的色泽，提高重组米的亮度，通过该方法制备的重组米的营养性和抗回生特性得到明显改善。
(7)老化干燥：将切割成型的重组米在25℃的条件下采用自然晾干的方式，调整重组米的水分含量至8-15％；该干燥方法可减少由于水分快速蒸发所引起重组米品质的变化，保证重组米产品的一致性。
(8)包装：将干燥抛光后的重组米称重后包装。
大米经低温挤压膨化预熟化后，大米淀粉中抗性淀粉含量升高，大米各组分充分暴露，有利于造粒成型步骤的进行，其中预熟化包括如下步骤：
所述大米预熟化的方法为：将大米粉放入双螺杆挤压机，采用低温挤压膨化方法，双螺杆挤压机各段腔体的工作温度为:I区30-40℃、Ⅱ区40-50℃、Ⅲ区50-60℃、IV区60-70℃和V区70-80℃，转速200-300rpm，大米的水分在25-45％之间。
所述马铃薯的预熟化的方法为：马铃薯全粉采用低温蒸煮，低温蒸煮温度为35-60℃，蒸煮时间为1-15min。经蒸煮预处理后的马铃薯全粉粘度降低，马铃薯全粉处于低糊化状态，有利于重组米的造粒成型。
所述步骤(4)蔗糖酯、酵母β-葡聚糖、海藻酸钠的添加比例是：蔗糖酯0.1-1％、酵母β-葡聚糖0.01-0.1％、海藻酸钠0.1％-1％。
步骤(6)喷涂所用海藻酸钠的质量分数为1-10％，喷涂所用量为总物料重量的20％-40％。该喷涂工艺可以改善营养重组米的色泽，提高重组米的亮度，通过该方法制备的重组米的营养性和抗回生特性得到明显改善。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种马铃薯营养重组米配方及其制备方法，采用双预熟化技术(低温挤压和低温蒸煮)分别对大米粉和马铃薯全粉进行预处理，经预熟化处理的大米和马铃薯全粉可最大程度的保持其营养价值，同时改善马铃薯和大米的质构特性。添加蔗糖酯、酵母β-葡聚糖和海藻酸钠可提高营养重组米的质构特性和营养特性，重组米的抗回生特性得到改善，有效延长了重组米的保质期，通过该方法制备的重组米其表面光滑度和色泽与天然大米十分接近。本发明为实现马铃薯主食化奠定了良好的理论和技术基础，拓展了马铃薯食品产业链发展的新径。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的一种马铃薯营养重组米配方及其制备方法的工艺流程图；
图2是大米和马铃薯营养重组米的X射线衍射图；
图3是大米粉抗回生马铃薯营养重组米的扫描电镜图。
具体实施方式
下面将参考附图来详细描述本发明的具体实施方式。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的工艺流程请参阅图1，本发明实施例包括：
实施例1
准确称取取大米2700g和马铃薯全粉300g，将大米浸泡1h，将浸泡后的大米经调质后经低温挤压预熟化处理(I区30℃,Ⅱ区40℃，Ⅲ区50℃，IV区60℃,V区70℃)；马铃薯全粉调浆后采用蒸煮预熟化，蒸煮温度为40℃，蒸煮时间为2min。将大米和马铃薯全粉混合调质后，将3g蔗糖酯、0.3g酵母β-葡聚糖和7.5g海藻酸钠配成溶液加入到预熟化的马铃薯全粉和大米粉的混合粉中，使物料的含水率达到20％，将物料送入双螺杆挤压机进行成型造粒，设定双螺杆挤压机各机段腔体工作温度:I区50℃，Ⅱ区80℃，Ⅲ区120℃，IV区110℃，V区30℃，螺杆转速为240rpm，通过圆形模孔直径为2mm的模具挤出，将配置好的1％海藻酸钠溶液用表面喷涂机喷涂于营养重组米米粒的表面，经室温干燥(25℃)后获得马铃薯营养营养重组米，经过分级、包装后获得马铃薯营养重组米。
实施例2
准确称取取大米2400g和马铃薯全粉600g，将大米浸泡2h，将浸泡后的大米经调质后经低温挤压预熟化处理(I区35℃,Ⅱ区45℃，Ⅲ区55℃，IV区65℃,V区75℃)；马铃薯全粉调浆后采用蒸煮预熟化，蒸煮温度为50℃，蒸煮时间为3min。将大米和马铃薯全粉混合调质后，将13.5g蔗糖酯、0.9g酵母β-葡聚糖和15g海藻酸钠配成溶液加入到预熟化的马铃薯全粉和大米粉的混合粉中，使物料的含水率达到25％，将物料送入双螺杆挤压机进行成型造粒，设定双螺杆挤压机各机段腔体工作温度:I区55℃，Ⅱ区90℃，Ⅲ区130℃，IV区115℃，V区35℃，螺杆转速为260rpm，通过圆形模孔直径为3mm的模具挤出，将配置好的1％海藻酸钠溶液用表面喷涂机喷涂于营养重组米米粒的表面，经室温干燥(25℃)后获得马铃薯营养营养重组米，经过分级、包装后获得马铃薯营养重组米。
实施例3
准确称取取大米2100g和马铃薯全粉900g，将大米浸泡3h，将浸泡后的大米经调质后经低温挤压预熟化处理(I区40℃,Ⅱ区50℃，Ⅲ区60℃，IV区70℃,V区80℃)；马铃薯全粉调浆后采用蒸煮预熟化，蒸煮温度为60℃，蒸煮时间为4min。将大米和马铃薯全粉混合调质后，将22.5g蔗糖酯、0.5g酵母β-葡聚糖和30g海藻酸钠配成溶液加入到预熟化的马铃薯全粉和大米粉的混合粉中，使物料的含水率达到30％，将物料送入双螺杆挤压机进行成型造粒，设定双螺杆挤压机各机段腔体工作温度:I区60℃，Ⅱ区100℃，Ⅲ区140℃，IV区120℃，V区40℃，螺杆转速为280rpm，通过圆形模孔直径为4mm的模具挤出，将配置好的1％海藻酸钠溶液用表面喷涂机喷涂于营养重组米米粒的表面，经室温干燥(25℃)后获得马铃薯营养营养重组米，经过分级、包装后获得马铃薯营养重组米。
按照本发明制备的一种马铃薯营养重组米配方及其制备方法原料配方如表1所示。
表1马铃薯营养重组米原料配方
按照本发明制备的马铃薯营养重组米的糊化特性如表2。
表2马铃薯营养重组米的糊化特性
从表2中可以看出，抗回生营养重组米的峰值粘度逐渐降低，这是由于马铃薯全粉在挤压过程中与大米粉分子发生了分子重排，降低了淀粉颗粒内部分子间的相互作用力，抗回生营养重组米的成型程度较好，说明蔗糖酯对营养重组米的成型具有较好的调控作用，营养重组米在糊化过程中表现出较低的峰值粘度；营养重组米的最低黏度也逐渐下降，这表明营养重组米的抗剪切性能降低；终值粘度的降低，重组米在冷却降温过程中直链淀粉分子发生重排和凝沉能力降低。营养重组米的抗回生能力提高，蒸煮后的大米经过短期存放后，仍可较好保持大米的品质。
图2为抗回生营养重组米的结晶特性，大米粉和营养重组米的X射线衍射图见图2。大米淀粉在15.0°、17.0°、18.0°和23.0°处出现衍射峰，为典型的A型特征峰。对比大米与重组米的XRD图谱后可以发现，大米粉经挤压后X衍射图谱发生了明显的变化，特征结晶峰强度降低，表明淀粉颗粒的晶体结构受到破坏。当受到高温、高压、高剪切和摩擦力的作用下，抗回生营养重组米的晶格有序化程度下降，无定型区域增加，淀粉的“A”型特征峰仍然存在，通过观察添加营养物质的XRD图谱可以看出大量衍射峰消失，淀粉晶型转变为“V”型晶体结构，重组米颗粒逐渐由多晶颗粒结构转变为非晶颗粒结构，营养物质与淀粉分子相结合，从而影响淀粉的结晶度。
按照本发明制备的一种马铃薯营养重组米配方及其制备方法的扫描电镜如图3。添加马铃薯全粉的营养重组米的颗粒呈不规则形状。通过该方法制备的营养重组米，大米颗粒的形貌特征发生了明显改变，呈棱角分明的岩石状，这是由于受到双螺杆挤压剪切作用以及物料与螺杆和机筒之间的强烈摩擦，原有的大米晶体结构消失，淀粉分子发生部分降解，并由于糊化和高压作用相互粘结在一起。对比不同添加量的蔗糖酯、海藻酸钠、酵母β-葡聚糖的营养重组米可以发现，淀粉颗粒由紧密的大块有规则的粘结状转变为破碎的松散状，其特殊的结构特点在淀粉分子之间建立了阻隔，从而使重组米淀粉微观结构呈松散状。
表3大米和马铃薯营养重组米的颜色值
注：同一列字母不同表示差异显著(P＜0.05)。L*(+L为亮色方向，-L为暗色方向)和a*(+a为红色方向，-a为绿色方向)，b*(+b为黄色方向和-b为蓝色方向)和总色差(ΔE)。L值从0-100表明亮度从暗到亮，a值和b值分别代表颜色的红度和黄度，a值和b值越高表明样品的颜色越红和越黄。
大米粉和马铃薯营养重组米的颜色值见表3。大米的颜色是一个重要指标，直接反映了大米中淀粉和蛋白等组分发生化学反应的程度以及淀粉降解的程度。淀粉的色泽直接影响到人们对产品的接受程度。营养重组米的颜色用色差仪进行测定。大米粉的亮度和白度均呈现较佳的色泽。重组米的颜色较暗，绿色值和黄色值升高，总色差降低，重组米颜色略深于大米粉，亮度变暗。挤压蒸煮的高温和高剪切加速了美拉德反应、焦糖化反应、色素的降解和水解反应的发生，使得营养重组米的颜色加深。
表4大米和马铃薯营养重组米的感官评定
大米粉和马铃薯营养重组米的感官评定见表4。从实验室选出10名研究生作为感官评价员，对评价员进行培训后，再对重组米进行感官评价。感官评定是一项综合性的指标，可以较全面地评价马铃薯重组米的品质。马铃薯粉的含量过高使营养重组米的颜色变得比较暗黄，而暗黄色不容易被消费者接受，且马铃薯粉含量过高蒸出的米饭变得软烂，口感不好，而且营养重组米中的马铃薯气味过于浓郁会使人们不能很快接受；马铃薯粉含量过低时感官变化较不明显，所以马铃薯粉的含量应适量添加。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种马铃薯营养重组米，其特征在于，该重组米的成分包括：大米粉70-90％，马铃薯全粉10-30％、蔗糖酯0.1-1％、酵母β-葡聚糖0.01-0.1％、海藻酸钠0.1％-1％。
2.一种马铃薯营养重组米的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将大米依次进行预处理、粉碎、过筛和预熟化；
(2)将马铃薯依次进行预处理、粉碎、过筛和预熟化；
(3)将预熟化后的大米和马铃薯用海藻酸钠、蔗糖酯和酵母β-葡聚糖进行调质；
(4)将调质后的混合粉依次进行造粒成型、喷涂、干燥，最后包装成型。
3.根据权利要求2所述的一种马铃薯营养重组米的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)大米的预处理：大米经清洗、去杂、浸泡工艺，将称重后的大米在室温下浸泡0.5-4h，干燥处理后粉碎过80-100目筛，得到大米粉；
(2)马铃薯的预处理：马铃薯经去皮、打浆、干燥工艺预处理，粉碎后过80-150目筛，得到马铃薯全粉；
(3)原料的预熟化：将预处理后的大米粉和马铃薯全粉预熟化；
(4)调质：将预熟化的大米粉和马铃薯全粉加入混料器内，得到混合粉；同时添加藻酸钠、蔗糖酯和酵母β-葡聚糖，加入蒸馏水对混和粉进行调质，调整混合物料的含水率至20-40％；
(5)造粒成型：将调质后的混合物料经喂料器加入到双螺杆挤压机中，双螺杆挤压机为五个加热区域，螺杆的长径比为16:1-28:1，双螺杆挤压机各段腔体的工作温度:I区温度为50-70℃，Ⅱ区80-100℃，Ⅲ区120-140℃，IV区110-120℃，V区25-40℃，螺杆转速为200-300rpm；物料在经过双螺杆挤压机的输送、挤压、熟化作用过程后形成凝胶颗粒，通过具有圆形模孔直径为1-6mm的模具挤出成型，初步得到重组米；
(6)喷涂：在挤压膨化机出口处喷涂海藻酸钠于重组米颗粒的表面；
(7)老化干燥：将切割成型的重组米在25℃的条件下采用自然晾干的方式，调整重组米的水分含量至8-15％；
(8)包装：将干燥抛光后的重组米称重后包装。
4.根据权利要求2所述的一种马铃薯营养重组米的生产方法，其特征在于，所述大米预熟化的方法为：将大米粉放入双螺杆挤压机，采用低温挤压膨化方法，双螺杆挤压机各段腔体的工作温度为:I区30-40℃、Ⅱ区40-50℃、Ⅲ区50-60℃、IV区60-70℃和V区70-80℃，转速200-300rpm，大米的水分在25-45％之间；
所述马铃薯的预熟化的方法为：马铃薯全粉采用低温蒸煮，低温蒸煮温度为35-60℃，蒸煮时间为1-15min。
5.根据权利要求2所述的一种马铃薯营养重组米的生产方法，其特征在于，所述步骤(4)蔗糖酯、酵母β-葡聚糖、海藻酸钠添加量占总体的比例是：蔗糖酯0.1-1％、酵母β-葡聚糖0.01-0.1％、海藻酸钠0.1％-1％。
6.根据权利要求2所述的一种马铃薯营养重组米的生产方法，其特征在于，步骤(6)喷涂所用海藻酸钠的质量分数为1-10％，喷涂所用量为总物料重量的20％-40％。
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