CN109418668A - 一种米糠营养液及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种米糠营养液及其制作方法，该方法包括米糠前处理、提取、调配、发酵和陈酿步骤。本发明方法利用超微粉碎结合超声波辅助复合酶法对米糠进行处理，使米糠中营养成分得到最大程度的提取；分阶段采用不同混合菌种在不同温度进行发酵，抑制了杂菌生长，保证了发酵的纯度和速度，防止了不良风味的产生，增加了香气成分、风味物质和功能性代谢产物的含量，使发酵液口感纯正，香气浓郁、营养丰富。按本方法可生产出酸甜适口、营养丰富、保健功能强的高品质米糠营养液。
Description
技术领域
本发明属于食品加工领域，具体涉及一种米糠营养液及其制作方法。
背景技术
我国稻谷资源丰富，是目前世界上最大的稻谷生产国。米糠是稻谷辗米加工过程中的主要副产物，由稻谷的果皮、种皮、外胚层、糊粉层、胚及部分胚乳等组成，约占稻谷质量的5％～8％，年产量达1000多万吨，是一种面广量大、优质的可再生资源。米糠富含矿物质、蛋白质、脂肪、粗纤维、维生素等营养素以及多糖、生育酚、神经酰胺、二十八烷醇等天然抗氧剂和生理活性物质，包含稻谷64％的重要营养成分以及90％以上的人体必需元素，具有“天然营养宝库”之称。其中，米糠油脂可以降低胆固醇、抗高血脂，抗氧化、抗癌、维持机体健康；米糠植酸具有很好的抗氧化性，且安全无毒，并且具有抗静电的能力；米糠蛋白具有低过敏性，是已知谷物中过敏性最低的蛋白。因此米糠是一种具有广泛开发价值和经济价值的副产物资源。
米糠不易储存且口感粗糙，使得其深度开发利用水平较低，长期以来被直接用作动物饲料。米糠易酸败，营养价值和资源效益未得到充分利用，很容易造成环境污染和资源浪费。目前我国米糠基础研究薄弱，综合利用水平较低，与国际水平尚有一定差距。我国深加工的米糠仅占总量的10％左右，且大多集中在提取米糠油、膳食纤维、植酸钙、谷维素等单一成分，原料未得到综合开发利用。米糠深加工不足，开发潜力巨大，对米糠进行综合精深加工，经济和社会效益巨大、意义重大。对米糠进行综合深加工和全面利用，开发营养健康食品，是本领域技术人员关注的问题。
发明内容
针对我国米糠精深加工不足、综合开发利用水平低，以及造成的资源浪费和环境污染，本发明提出了一种米糠营养液及其制作方法。利用该方法可使米糠得到综合全价利用，并可生产出口感细腻、酸甜适口、风味独特，集营养与保健于一体的高品质米糠营养液。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种米糠营养液的制作方法，该方法包括以下步骤：
1)前处理：取新鲜米糠，在35℃以下风干，超微粉碎，然后脱脂；
2)提取：将脱脂米糠加入纯净水中，用柠檬汁调节pH，然后按质量比0.5％～0.8％向米糠液中加入复合酶制剂，超声波辅助提取30min～40min得米糠提取液；
3)调配：向米糠提取液中加入水果汁，混合均匀，再向混合液中加入食盐和菊粉，用柠檬汁调pH后，超声波处理10min～15min；
4)发酵：向调配的米糠液中加入混合菌种A，在20℃～25℃、密闭状态下发酵，待pH降低至4.5时，再加入混合菌种B，在15℃～20℃、密闭状态下发酵，待pH降低至3.4～3.8时，发酵结束；
5)陈酿：将发酵液在低温下陈酿后熟，然后离心除去沉淀即为米糠营养液。
步骤1)中米糠风干至含水量在2％以下。
步骤1)中在35℃以下风干，防止米糠在高温下氧化及营养物质在高温下降解。
步骤1)中米糠超微粉碎后过400目筛。
步骤1)中对米糠进行超微粉碎，使米糠中油脂以及多糖、蛋白和可溶性膳食纤维等营养成分更易溶出。
步骤1)中脱脂方法为：将米糠粉与正己烷和乙醚混合物按料液比(m/m)1∶2～1∶3混合、震荡20min～30min、过滤，将滤饼如此重复操作2～3次，再用90％乙醇清洗2次，35℃以下风干得脱脂米糠粉。
步骤1)中对米糠进行脱脂除去油脂，防止油脂氧化造成米糠酸败，同时消除油脂对后续发酵造成的不利影响。
步骤1)中正己烷和乙醚混合物中两者体积比为1∶1～1∶2。
步骤1)中采用正己烷和乙醚混合物提取油脂，可大大提高油脂溶出率和提取率，单独使用正己烷和乙醚米糠油脂提取率为80.5％和86.3，采用正己烷和乙醚混合物(体积比1∶1～1∶2)提取率为93.3％～95.8％。
步骤1)中用90％乙醇清洗2次可除去米糠中残留的正己烷和乙醚，保证原料的安全。
步骤1)中在35℃以下风干得脱脂米糠粉，可防止高温造成营养成分的降解。
步骤2)中复合酶制剂为α-淀粉酶、外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和木聚糖酶的混合物。
步骤2)中复合酶制剂中α-淀粉酶、外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和木聚糖酶的质量比为1～2∶3～4∶2～3∶1～2。
步骤2)中加入一定比例的复合酶制剂，可有效降解植物细胞壁、大分子纤维和大颗粒淀粉，使米糠中可溶性纤维、多糖和蛋白等营养成分更易溶出。
步骤2)中脱脂米糠与纯净水质量比为1∶6～1∶8。
步骤2)中用柠檬汁将pH调节到5.5～6.0。
步骤2)中用柠檬汁将pH调节到5.5～6.0，提高酶的活力，同时增加产品的风味和口感。
步骤2)中提取温度为30℃～40℃，超声波功率为200w～300w。
步骤2)中提取温度30℃～40℃，更有利于酶的作用，提高酶活。
步骤2)中超声波辅助酶处理，可大大提高营养成分的溶出速度和溶出率。
步骤3)中水果汁为苹果汁、梨汁、桃汁、蓝莓汁、黑莓汁、桑葚汁和草莓汁中的一种或几种的混合物。
步骤3)中米糠提取液和水果汁混合的质量比为3∶2～2∶1。
步骤3)中向米糠提取液中加入水果汁，提供更全面的营养促进发酵的进行，同时改善发酵液的香气、风味和口感，并增加其营养和功能成分。
步骤3)中食盐和菊粉按质量比0.5％～1％和2％～3％加入米糠果汁混合液中。
步骤3)中加入食盐可降低混合液中氧气浓度，防止营养成分氧化，同时抑制杂菌生长，保证发酵顺利进行，还可增加产品口感的复杂度。
步骤3)中加入菊粉可促进发酵中乳酸菌生长，同时增加产品的营养和功能成分。
步骤3)中用柠檬汁将pH调节到5.0～5.5。
步骤3)中用柠檬汁将pH调到5.0～5.5，促进肠膜明串珠菌和短乳杆菌快速生长，抑制其他杂菌生长。
步骤3)中超声波功率为600w～800w。
步骤3)中进行超声波处理，进一步除去调配液中的氧气，抑制好氧杂菌的生长。
步骤4)中混合菌种A为肠膜明串珠菌和短乳杆菌混合物，两者质量比为1∶1～1∶2。
步骤4)中混合菌种A的添加量为米糠调配液质量的0.3％～0.6％。
步骤4)中先添加混合菌种A，使其快速进行异型发酵，降低发酵液pH，抑制其他杂菌，同时产生乙酸等风味物质。
步骤4)中混合菌种A使用肠膜明串珠菌和短乳杆菌，两种菌发酵性能优良，混合协同发酵可使发酵快速进行，同时产生丰富的风味物质。
步骤4)中混合菌种A在20℃～25℃发酵，使其快速生长、启动发酵。
步骤4)中混合菌种B为乳酸片球菌和植物乳杆菌混合物，两者质量比为1∶1～1∶2。
步骤4)中混合菌种B添加量为米糠调配液质量的0.2％～0.5％。
步骤4)中当pH降低至4.5时，混合菌种A中乳酸菌生长受到抑制，然后加入混合菌种B。
步骤4)中当pH降低至4.5时，加入混合菌种B，使其进行同型发酵，大量产生乳酸、香气物质、风味物质以及多糖、多肽和γ-氨基丁酸等具有保健功能的代谢产物。
步骤4)中混合菌种B使用乳酸片球菌和植物乳杆菌混合物，这两株菌乳酸发酵性能优良，混合协同发酵能产生丰富的、具有保健功能的代谢产物。
步骤4)中混合菌种B在15℃～20℃低温发酵，使发酵液口感纯正，同时产生更多的香气物质、风味物质和具有保健功能的代谢产物。
步骤4)中在密闭状态下发酵，保证乳酸菌的生长，抑制其他好氧性杂菌的生长。
步骤5)中陈酿温度为3℃～5℃。
步骤5)中陈酿时间为7～10天。
步骤5)中进行陈酿，改善产品的口感，使其柔和，同时促进更多香气成分和风味物质的产生。
与现有技术比较本发明的有益效果：
本发明方法利用超微粉碎结合超声波辅助复合酶法对米糠进行处理，使米糠中营养成分得到最大程度的提取；分阶段采用不同混合菌种进行发酵，抑制了杂菌生长，保证了发酵的纯度和速度，防止了不良风味的产生，增加了香气成分、风味物质和功能性代谢产物的含量，使发酵液口感纯正，香气浓郁、营养丰富；低温乳酸同型发酵、低温陈酿使发酵液口感纯正柔和，使风味物质和功能性代谢产物含量大大增加；通过混合菌种发酵，使米糠中抗营养因子显著降低、蛋白质降解为小分子活性多肽、大颗粒多糖降解为小分子活性多糖，同时产生γ-氨基丁酸和生物酶等多种活性物质，大大增加了发酵液的营养成分和保健功能。
具体实施方式
以下结合发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
取新鲜米糠(太仓金仓湖大米加工厂)，在30℃鼓风干燥机中烘干(干燥后含水量1.8％)，超微粉碎机粉碎后过400目筛。取米糠粉3kg加入到6kg正己烷和乙醚混合物中(正己烷和乙醚体积比1∶1)，常温震荡20min后过滤，将滤饼如此重复操作3次。然后用6kg 90％乙醇清洗滤饼2次，最后在30℃风干得脱脂米糠粉。取脱脂米糠粉2kg，加入到12kg纯净水中混合均匀，用柠檬汁调节pH为5.5，然后加入复合酶70g(α-淀粉酶(苏州卓鑫生物科技有限公司)、外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和木聚糖酶(山东长泰生物科技有限公司)质量比为1∶3∶2∶1)，在30℃下超声波辅助(超声波功率200w)提取40min，得米糠提取液约14kg。取鲜榨苹果汁7kg与米糠提取液混合，然后加入食盐105g、菊粉(江苏碧清园生物科技有限公司)420g，混合均匀。用柠檬汁调节其pH为5.0，超声波(600w)处理15min得米糠调配液。向米糠调配液中加入肠膜明串珠菌和短乳杆菌混合菌种64.6g(两者质量比为1∶1，湖北远成赛创科技有限公司)，在20℃密闭状态下发酵，pH降低至4.5时，加入乳酸片球菌和植物乳杆菌混合菌种43g(两者质量比为1∶1，山东向日葵生物科技有限公司)，在15℃密闭状态下发酵，待pH降低至3.4时，发酵结束。将发酵结束的发酵液在3℃陈酿10天，6000r/min离心20min除去沉淀即为米糠营养液。
实施例2：
取新鲜米糠(太仓金仓湖大米加工厂)，在33℃鼓风干燥机中烘干(干燥后含水量1.9％)，超微粉碎机粉碎后过400目筛。取米糠粉25kg加入到75kg正己烷和乙醚混合物中(正己烷和乙醚体积比1∶2)，常温震荡30min后过滤，将滤饼如此重复操作2次。然后用50kg90％乙醇清洗滤饼2次，最后在33℃风干得脱脂米糠粉。取脱脂米糠粉20kg，加入到160kg纯净水中混合均匀，用柠檬汁调节pH为6.0，然后加入复合酶1440g(α-淀粉酶(苏州卓鑫生物科技有限公司)、外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和木聚糖酶(山东长泰生物科技有限公司)质量比为2∶4∶3∶2)，在40℃下超声波辅助(超声波功率300w)提取30min，得米糠提取液约181.5kg。取鲜榨蓝莓汁121kg与米糠提取液混合，然后加入食盐3025g、菊粉(江苏碧清园生物科技有限公司)9075g，混合均匀。用柠檬汁调节其pH为5.5，超声波(800w)处理10min得米糠调配液。向米糠调配液中加入肠膜明串珠菌和短乳杆菌混合菌种1887g(两者质量比为1∶2，湖北远成赛创科技有限公司)，在25℃密闭状态下发酵，pH降低至4.5时，加入乳酸片球菌和植物乳杆菌混合菌种1573g(两者质量比为1∶2，山东向日葵生物科技有限公司)，在20℃密闭状态下发酵，待pH降低至3.8时，发酵结束。将发酵结束的发酵液在5℃陈酿7天，6000r/min离心20min除去沉淀即为米糠营养液。
以下通过试验过程进一步说明本发明的效果：
试验例1：
不同提取方法对米糠提取液中多糖含量的影响。
试验方法：分别采用超微粉碎结合复合酶方法、超微粉碎结合超声波方法、超声波辅助复合酶方法和超微粉碎结合超声波辅助复合酶方法处理米糠粉，各方法中工艺参数及其他步骤同实施例1，处理后测定米糠提取液中多糖含量。
多糖含量测定方法：将提取液在8000r/min离心15min，取上清5mL定容至50mL，然后采用DNS法分别测定样品中总糖和还原糖含量，用总糖含量减去还原糖含量即为多糖含量。
表1不同提取方法对米糠提取液中多糖含量的影响
表1结果显示，采用超微粉碎结合超声波辅助复合酶法处理米糠，提取液中总糖含量明显高于试验中采用其他三种方法所得提取液中总糖含量。说明超微粉碎结合超声波辅助复合酶法可大大提高米糠中多糖的溶出和提取率。
试验例2：
不同菌种发酵米糠液对γ-氨基丁酸含量的影响。
试验方法：在米糠液发酵中，当pH降低至4.5时，按质量百分比0.4％分别接种乳酸片球菌、植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌和植物乳杆菌混合物(两者质量比为1∶1)以及乳酸片球菌和植物乳杆菌混合物(两者质量比为1∶1)进行发酵，其他步骤同实施例2。发酵结束后测定发酵液中γ-氨基丁酸的含量。
γ-氨基丁酸含量测定方法：称取GABA标准品用双蒸水配制成1mol/L的GABA标准溶液，用双蒸水稀释GABA标准溶液为0.1、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0mol/L的标准溶液。分别取出1.0mL，依次加入0.2mol/L的硼酸缓冲液(pH＝9)0.4mL，6％的重蒸苯酚溶液1mL，5.25％的次氯酸钠溶液1.5mL，混匀后放入沸水中10min，然后冰浴5min，取出加60％的乙醇溶液2mL，在640nm处测定溶液的吸光值，以吸光值为纵坐标，GABA含量为横坐标，绘制标准曲线。在测定米糠发酵液中的GABA含量时，取米糠发酵液在高速离心机以12000r/min离心15min，然后取1mL，按照标准曲线测定方法进行米糠发酵液中GABA含量的测定。
表2不同菌种发酵米糠液对γ-氨基丁酸含量的影响
表2结果显示，乳酸片球菌和植物乳杆菌混合菌种发酵产生的γ-氨基丁酸含量显著高于乳酸片球菌和植物乳杆菌单独发酵产生的γ-氨基丁酸含量，也显著高于保加利亚乳杆菌和植物乳杆菌混合发酵产生的γ-氨基丁酸含量。说明乳酸片球菌和植物乳杆菌协同发酵米糠液可产生大量γ-氨基丁酸。
Claims (10)
1.一种米糠营养液的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)前处理：取新鲜米糠，在35℃以下风干，超微粉碎，然后脱脂；
2)提取：将脱脂米糠加入纯净水中，用柠檬汁调节pH，然后按质量比0.5％～0.8％向米糠液中加入复合酶制剂，超声波辅助提取30min～40min得米糠提取液；
3)调配：向米糠提取液中加入水果汁，混合均匀，再向混合液中加入食盐和菊粉，用柠檬汁调pH后，超声波处理10min～15min；
4)发酵：向调配的米糠液中加入混合菌种A，在20℃～25℃、密闭状态下发酵，待pH降低至4.5时，再加入混合菌种B，在15℃～20℃、密闭状态下发酵，待pH降低至3.4～3.8时，发酵结束；
5)陈酿：将发酵液在低温下陈酿后熟，然后离心除去沉淀即为米糠营养液。
2.如权利要求1所述制作方法，其特征在于步骤1)中风干至含水量在2％以下，超微粉碎后过400目筛。
3.如权利要求1所述制作方法，其特征在于步骤1)中脱脂方法为：将米糠粉与正己烷和乙醚混合物(正己烷和乙醚体积比1∶1～1∶2)按料液比(m/m)1∶2～1∶3混合、震荡20min～30min、过滤，将滤饼如此重复操作2～3次，再用90％乙醇清洗2次，35℃以下风干得脱脂米糠粉。
4.如权利要求1所述制作方法，其特征在于步骤2)中复合酶制剂为α-淀粉酶、外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和木聚糖酶的混合物，四者质量比为1～2∶3～4∶2～3∶1～2。
5.如权利要求1所述制作方法，其特征在于步骤2)中脱脂米糠与纯净水质量比为1∶6～1∶8，pH调节到5.5～6.0，提取温度为30℃～40℃，超声波功率为200w～300w。
6.如权利要求1所述制作方法，其特征在于步骤3)中水果汁为苹果汁、梨汁、桃汁、蓝莓汁、黑莓汁、桑葚汁和草莓汁中的一种或几种的混合物，米糠提取液和水果汁的质量比为3∶2～2∶1。
7.如权利要求1所述制作方法，其特征在于步骤3)中食盐和菊粉按质量比0.5％～1％和2％～3％加入混合液中，pH调节到5.0～5.5，超声波功率为600w～800w。
8.如权利要求1所述制作方法，其特征在于步骤4)中混合菌种A为肠膜明串珠菌和短乳杆菌混合物，两者质量比为1∶1～1∶2，混合菌种A的添加量为米糠液质量的0.3％～0.6％。
9.如权利要求1所述制作方法，其特征在于步骤4)中混合菌种B为乳酸片球菌和植物乳杆菌混合物，两者质量比为1∶1～1∶2，混合菌种B添加量为米糠液质量的0.2％～0.5％。
10.如权利要求1所述制作方法，其特征在于步骤5)中陈酿温度为3℃～5℃、陈酿时间为7～10天。
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