CN110074332B - 一种压缩干粮及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及食品加工技术领域，公开了一种压缩干粮及其制备方法。该方法包括：(1)将南瓜粉、沙棘粉和面粉混合后，添加发酵菌发酵，醒发完成后，烘烤，捣碎，制成熟粉；(2)向所述熟粉中添加蛋白源和糖源，混合均匀；(3)向步骤(2)制得的混合物中加入粉末油脂，混合均匀，随后输入流化床中，同时将糖浆通过雾化喷嘴以微滴的形式喷入所述流化床中，将输入流化床中的物料混合均匀，然后压制成型。按照本发明所述的方法制备的压缩干粮脂肪含量略低，含有更丰富的支链氨基酸，具有较好的硬度和咀嚼性指标，含有较多的酯类和酸类风味成分，具有较好的连续食用性能，食物消化吸收性较好，而且具有较好的抗疲劳效果。

Description

一种压缩干粮及其制备方法
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种压缩干粮及其制备方法。
背景技术
压缩干粮主要由小麦面粉、大豆粉、牛奶粉、白砂糖等制成面坯，再经烘烤制成饼干后，粉碎得到熟粉，添加液态油脂与糖浆，机械搅拌混合，压制而成。它是一种传统的方便食品，是人们从事野外作业、旅行时的良好伴侣。
目前，军队使用较多的是90压缩干粮，以及13压缩干粮。民用压缩干粮与军品相似口感相似，接近于军用90干粮。传统的压缩干粮以面粉为主要原料，添加或不添加小苏打粉，制坯，烘烤压制而成，口味单一，且添加较多油脂，由于脂肪含量较高，热能高，膳食纤维含量较低，连续食用接受性能较差，影响消化，易出现便秘、腹泻、烧心等不良反映，导致食欲降低；同时，由于液态油脂、糖浆粘度较高，直接通过搅拌与熟粉混合时，不易混合均匀，压制后产品局部质地结构较坚硬。另外，现有压缩干粮加工过程中，有时添加白糖、奶粉、大豆蛋白等，但蛋白质、糖水化合物的构成没有经过优化，影响人体消化吸收及利用率，导致压缩干粮产品接受程度较低。因此，需要进行改进，开发新型压缩干粮。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的压缩干粮的制备方法以及由该方法制备的压缩干粮。按照本发明所述的方法制备的压缩干粮具有较好的硬度和咀嚼性指标，具有较好的连续食用性能，食物消化吸收性较好，而且具有较好的抗疲劳效果。
本发明提供了一种压缩干粮的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将南瓜粉、沙棘粉和面粉混合后，添加发酵菌发酵，醒发完成后，烘烤，捣碎，制成熟粉，其中，以南瓜粉、沙棘粉和面粉的总重量为基准，所述面粉的用量为55-82重量％，所述南瓜粉的用量为10-27重量％，所述沙棘粉的用量为8-18重量％；
(2)向所述熟粉中添加蛋白源和糖源，混合均匀，其中，相对于100 重量份的所述熟粉，所述蛋白源的加入量为3-8重量份，所述糖源的加入量为5-10重量份；
(3)向步骤(2)制得的混合物中加入粉末油脂，混合均匀，随后输入流化床中，同时将糖浆通过雾化喷嘴以微滴的形式喷入所述流化床中，将输入流化床中的物料混合均匀，然后压制成型；
其中，所述发酵菌包括植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌和面包酵母；
所述蛋白源包括氨基酸、小分子肽、低聚肽和白蛋白；
所述糖源包括葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖和大米淀粉；
所述粉末油脂为通过变性淀粉包埋食用油脂制成的粉末油脂，所述变性淀粉选自β-环状糊精、壳聚糖和辛烯基琥珀酸淀粉酯中的至少一种。
优选地，植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌和面包酵母按(0.4-1)：(0.6-1)： (2-3)的比例添加。
优选地，作为所述蛋白源，氨基酸、小分子肽、低聚肽和白蛋白按 (0.2-0.5)：(0.4-1.2)：(1.5-2.5)：(3-4)的比例添加。
优选地，所述小分子肽中分子量<3500道尔顿的小分子肽占56-72重量％，所述低聚肽中分子量为5000道尔顿至10000道尔顿的低聚肽占50-85 重量％，所述白蛋白为鸡蛋白蛋白，所述氨基酸包括人体所需要的八种必需氨基酸，其中缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸占添加氨基酸总量的60-78重量％。
优选地，作为所述糖源，葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖和大米淀粉按 (0.1-0.6)：(0.2-0.7)：(0.4-1.2)：(3-5.5)的比例添加。
优选地，所述食用油脂为棕榈油或菜籽油。
优选地，所述粉末油脂为通过β-环状糊精包埋棕榈油制成的粉末油脂。
优选地，所述南瓜粉为将南瓜清洗后，剖开，脱去瓜子，皮肉打浆，喷雾干燥得到的全南瓜粉。
优选地，所述沙棘粉为沙棘清洗去籽后，打浆，喷雾干燥得到的沙棘粉。
本发明还提供了由上述方法制备的压缩干粮。
按照上述技术方案，南瓜含有丰富的可溶性膳食纤维，有助于促进胃肠道蠕动，维持肠道微生态。沙棘含有丰富的维生素、矿物质，有一定的抗疲劳功效。将南瓜和沙棘与面粉混合，通过植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌和面包酵母多菌种协同发酵，有助于提高营养价值，改善风味。然后与结构优化的蛋白源、糖源、粉末油脂、糖浆混合，制成新型压缩干粮，蛋白源、糖源组成结构经过优化后，有助于氮原、糖原的梯度吸收与能量释放，改善消化吸收与利用率，显著改善压缩食品的连续食用性能，支链氨基酸有利于提高抗疲劳效果。因此，按照本发明所述的方法制备的压缩干粮脂肪含量略低，含有更丰富的支链氨基酸，具有较好的硬度和咀嚼性指标，含有较多的酯类和酸类风味成分，具有较好的连续食用性能，食物消化吸收性较好，而且具有较好的抗疲劳效果。
与现有技术相比，本发明提供的上述技术方案具有如下优点：
(1)本发明的压缩干粮原料添加全南瓜粉、沙棘粉，与面粉混合后，通过多菌种协同发酵工艺，丰富了压缩干粮的风味，改善了消化率。
(2)本发明的蛋白源由氨基酸、小分子肽、低聚肽以及白蛋白组成，糖源以葡萄糖、麦芽糖以及淀粉组成，结构合理，易于消化，同时南瓜提供优质的可溶性膳食纤维，有助于肠道微生态健康，使压缩干粮连食性能显著改善。
(3)本发明的压缩干粮油脂通过β-环状糊精包埋制成粉末，使油脂不容易氧化，油脂氧化易使产品出现哈败味，另外粉末油脂易于分散，有助于与熟粉混合均匀，改善最终产品的质地结构，提高均一性。
(4)本发明的糖浆通过喷嘴雾化，在流化床中与物料混合，混合更均匀彻底，压制成型后，产品质地结构更均一。
附图说明
图1是小鼠摄食不同压缩干粮的消化率对比图；
图2是不同压缩干粮摄入人体后血糖水平随体内消化时间的变化曲线图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明所述的压缩干粮的制备方法包括以下步骤：
(1)将南瓜粉、沙棘粉和面粉混合后，添加发酵菌发酵，醒发完成后，烘烤，捣碎，制成熟粉；
(2)向所述熟粉中添加蛋白源和糖源，混合均匀；
(3)向步骤(2)制得的混合物中加入粉末油脂，混合均匀，随后输入流化床中，同时将糖浆通过雾化喷嘴以微滴的形式喷入所述流化床中，将输入流化床中的物料混合均匀，然后压制成型。
在步骤(1)中，以南瓜粉、沙棘粉和面粉的总重量为基准，所述面粉的用量为55-82重量％，所述南瓜粉的用量为10-27重量％，所述沙棘粉的用量为8-18重量％。在优选情况下，以南瓜粉、沙棘粉和面粉的总重量为基准，所述面粉的用量为65-75重量％，所述南瓜粉的用量为12-20重量％，所述沙棘粉的用量为10-15重量％。
在步骤(2)中，相对于100重量份的所述熟粉，所述蛋白源的加入量可以为3-8重量份，优选为4-7重量份，更优选为5-6重量份；所述糖源的加入量可以为5-10重量份，优选为6-9重量份，更优选为7-8重量份。
在本发明所述的方法中，优选地，所述发酵菌由植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌和面包酵母组成。通过这三种菌协同发酵，有助于提高营养价值，改善风味。进一步优选地，植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌和面包酵母的添加比例为(0.4-1)：(0.6-1)：(2-3)，更优选为(0.6-0.8)：(0.7-0.9)：(2.2-2.8)。
在本发明所述的方法中，优选地，所述蛋白源由氨基酸、小分子肽、低聚肽和白蛋白组成。进一步优选地，氨基酸、小分子肽、低聚肽和白蛋白的添加比例为(0.2-0.5)：(0.4-1.2)：(1.5-2.5)：(3-4)，更优选为(0.3-0.4)：(0.6-1)： (1.8-2.2)：(3.3-3.7)。
在本发明所述的方法中，优选地，所述小分子肽中分子量<3500道尔顿的小分子肽占56-72重量％，具体地，例如56重量％、57重量％、58重量％、 59重量％、60重量％、61重量％、62重量％、63重量％、64重量％、65重量％、66重量％、67重量％、68重量％、69重量％、70重量％、71重量％或72重量％。在一种具体实施方式中，所述小分子肽为玉米小肽。
在本发明所述的方法中，优选地，所述低聚肽中分子量为5000道尔顿至10000道尔顿的低聚肽占50-85重量％，具体地，例如50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％或85重量％。在一种具体实施方式中，所述低聚肽为玉米低聚肽。
在本发明的一种具体实施方式中，所述白蛋白为鸡蛋白蛋白。
在本发明所述的方法中，优选地，所述氨基酸包括人体所需要的八种必需氨基酸(即缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和色氨酸)，其中缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸占添加氨基酸总量的60-78 重量％，具体地，例如60重量％、62重量％、64重量％、65重量％、66重量％、68重量％、70重量％、72重量％、74重量％、75重量％、76重量％或78重量％。
在本发明所述的方法中，优选地，所述糖源由葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖和大米淀粉组成。进一步优选地，葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖和大米淀粉的添加比例为(0.1-0.6)：(0.2-0.7)：(0.4-1.2)：(3-5.5)，更优选为(0.2-0.4)： (0.4-0.6)：(0.6-1)：(4-5)。
在步骤(3)中，相对于100重量份的所述熟粉，所述粉末油脂的用量可以为3-10重量％，优选为5-8重量％。
在本发明所述的方法中，优选地，所述粉末油脂为通过变性淀粉等包埋食用油脂制成的粉末油脂。所述变性淀粉等可以选自β-环状糊精、壳聚糖和辛烯基琥珀酸淀粉酯中的至少一种。所述食用油脂可以为棕榈油或菜籽油。在较优选的实施方式中，所述粉末油脂为通过β-环状糊精包埋棕榈油制成的粉末油脂。
在步骤(3)中，相对于100重量份的所述熟粉，所述糖浆的用量可以为3-10重量％，优选为5-8重量％。
在本发明所述的方法中，所述糖浆可以为本领域的常规选择，例如可以为麦芽糖浆。
在本发明所述的方法中，所述南瓜粉可以为将南瓜清洗后，剖开，脱去瓜子，皮肉打浆，喷雾干燥得到的全南瓜粉。
在本发明所述的方法中，所述沙棘粉可以为沙棘清洗去籽后，打浆，喷雾干燥得到的沙棘粉。
本发明还提供了由上述方法制备的压缩干粮。与现有的压缩干粮相比，本发明所述的压缩干粮脂肪含量略低，含有更丰富的支链氨基酸，具有较好的硬度和咀嚼性指标，含有较多的酯类和酸类风味成分，具有较好的连续食用性能，食物消化吸收性较好，而且具有较好的抗疲劳效果。在具体的实施方式中，所述压缩干粮为压缩饼干。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
将南瓜清洗后，剖开，脱去瓜子，皮肉打浆，喷雾干燥得到全南瓜粉。
将沙棘清洗去籽后，打浆，喷雾干燥得到沙棘粉。
将面粉、全南瓜粉和沙棘粉按70:18:12的比例混合后，添加植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌和面包酵母，其中，植物乳杆菌：保加利亚乳杆菌：面包酵母的比例为0.7:0.8:2.5，按照面包的发酵工艺进行发酵，醒发完成后，烘烤，捣碎，制成熟粉。
在熟粉中添加5重量％的蛋白源和8重量％的糖源，混合均匀，其中，蛋白源是氨基酸、玉米小肽、玉米低聚肽和鸡蛋白的混合物，对应质量比例为0.35：0.8：2.0：3.5，玉米小肽分子量<3500道尔顿占60重量％，玉米低聚肽分子量在5000道尔顿至10000道尔顿之间占75重量％。所述氨基酸是人体所需要的八种必需氨基酸，其中缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸占添加氨基酸总质量的70％。所述糖源是葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖、大米淀粉按 0.3：0.5：0.8：4.5比例混合而成。
在上述制备的混合物中加入6重量％的粉末油脂(通过β-环状糊精包埋棕榈油制成的粉末油脂)，混合均匀，随后输入流化床中，同时将5重量％麦芽糖糖浆通过雾化喷嘴以微滴的形式喷入所述流化床中，将输入流化床中的物料混合均匀，然后压制成型，制得压缩干粮A1。
实施例2
将南瓜清洗后，剖开，脱去瓜子，皮肉打浆，喷雾干燥得到全南瓜粉。
将沙棘清洗去籽后，打浆，喷雾干燥得到沙棘粉。
将面粉、全南瓜粉和沙棘粉按65:20:15的比例混合后，添加植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌和面包酵母，其中，植物乳杆菌：保加利亚乳杆菌：面包酵母的比例为0.6:0.9:2.2，按照面包的发酵工艺进行发酵，醒发完成后，烘烤，捣碎，制成熟粉。
在熟粉中添加6重量％的蛋白源和7.5重量％的糖源，混合均匀，其中，蛋白源是氨基酸、玉米小肽、玉米低聚肽和鸡蛋白的混合物，对应质量比例为0.3：1.0：1.8：3.7，玉米小肽分子量<3500道尔顿占56重量％，玉米低聚肽分子量在5000道尔顿至10000道尔顿之间占85重量％。所述氨基酸是人体所需要的八种必需氨基酸，其中缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸占添加氨基酸总质量的78％。所述糖源是葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖、大米淀粉按 0.2：0.6：1.0：4.0比例混合而成。
在上述制备的混合物中加入6重量％的粉末油脂(通过β-环状糊精包埋棕榈油制成的粉末油脂)，混合均匀，随后输入流化床中，同时将5重量％麦芽糖糖浆通过雾化喷嘴以微滴的形式喷入所述流化床中，将输入流化床中的物料混合均匀，然后压制成型，制得压缩干粮A2。
实施例3
将南瓜清洗后，剖开，脱去瓜子，皮肉打浆，喷雾干燥得到全南瓜粉。
将沙棘清洗去籽后，打浆，喷雾干燥得到沙棘粉。
将面粉、全南瓜粉和沙棘粉按75:12:13的比例混合后，添加植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌和面包酵母，其中，植物乳杆菌：保加利亚乳杆菌：面包酵母的比例为0.8:0.7:2.8，按照面包的发酵工艺进行发酵，醒发完成后，烘烤，捣碎，制成熟粉。
在熟粉中添加5.5重量％的蛋白源和7重量％的糖源，混合均匀，其中，蛋白源是氨基酸、玉米小肽、玉米低聚肽和鸡蛋白的混合物，对应质量比例为0.4：0.6：2.2：3.3，玉米小肽分子量<3500道尔顿占72重量％，玉米低聚肽分子量在5000道尔顿至10000道尔顿之间占50重量％。所述氨基酸是人体所需要的八种必需氨基酸，其中缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸占添加氨基酸总质量的60％。所述糖源是葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖、大米淀粉按 0.4：0.4：0.6：5.0比例混合而成。
在上述制备的混合物中加入6重量％的粉末油脂(通过β-环状糊精包埋棕榈油制成的粉末油脂)，混合均匀，随后输入流化床中，同时将5重量％麦芽糖糖浆通过雾化喷嘴以微滴的形式喷入所述流化床中，将输入流化床中的物料混合均匀，然后压制成型，制得压缩干粮A3。
对比例1
按照实施例1的方法制备压缩干粮，所不同的是，在发酵的过程中仅加入面包酵母，从而制得压缩干粮D1。
对比例2
按照实施例1的方法制备压缩干粮，所不同的是，在发酵的过程中仅加入植物乳杆菌，从而制得压缩干粮D2。
对比例3
按照实施例1的方法制备压缩干粮，所不同的是，在发酵的过程中仅加入保加利亚乳杆菌，从而制得压缩干粮D3。
对比例4
按照实施例1的方法制备压缩干粮，所不同的是，用相同重量的棕榈油代替粉末油脂，从而制得压缩干粮D4。
对比例5
按照实施例1的方法制备压缩干粮，所不同的是，麦芽糖糖浆不经过雾化喷嘴喷出，而是直接加入流化床中，从而制得压缩干粮D5。
测试例
1、压缩干粮主要营养成分指标测定结果对比分析
测定方法：脂肪含量测定，GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》；蛋白质含量测定，GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》；碳水化合物含量测定，硫酸苯酚法；粗纤维含量测定，GB/T 5515—2008《粮食中粗纤维素含量测定介质过滤法》；还原糖含量测定，3,5-二硝基水杨酸比色法。氨基酸含量测定，日立835-50型氨基酸自动分析仪测定；色氨酸测定，碱解呈色法。取3次取样测定结果平均值。90压缩干粮、13压缩干粮由军队提供。测定结果如表1和表2所示。
表1：压缩干粮A1与90压缩干粮和13压缩干粮基本成分比较
Figure GDA0003595910780000101
Figure GDA0003595910780000111
注：a，P＜0.05,与90压缩干粮比较。
由表1可知，本发明所述方法制备的压缩干粮A1、A2、A3、D1、D2、D3、 D4、D5，与90压缩干粮、13压缩干粮相比，蛋白质及碳水化合物含量无明显差异；但压缩干粮A1、A2、A3、D1、D2、D3、D4、D5脂肪含量(％)分别为16.26±1.14，15.87±2.09，16.14±1.72，15.63±1.03，16.32±2.18， 16.01±0.97，16.20±2.02，16.11±1.71，膳食纤维含量(％)分别为 3.32±0.07，3.68±0.26，3.11±0.29，2.93±0.34，3.24±0.18， 3.17±0.42，3.24±0.31，及3.19±0.28，分别与90压缩干粮脂肪含量(％) 20.54±4.73，膳食纤维含量(％)1.57±0.14，存在统计学显著差异(P＜ 0.05)。
表2：压缩干粮A1与及90压缩干粮和13压缩干粮必需氨基酸含量比较(g/100g)
Figure GDA0003595910780000112
Figure GDA0003595910780000121
注：a，P＜0.05,与90压缩干粮比较。
从表2可以看出，本发明所述方法制备的压缩干粮A1中，缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸三种支链氨基酸(BCAAs)与其它必需氨基酸质量比为1.05： 1，压缩干粮A2、A3，与A1相近，而90压缩干粮、13压缩干粮对应比例分别为0.66:1、0.68:1。因此，本发明所述方法制备的压缩干粮A1、A2、A3 含有更为丰富的支链氨基酸。由于蛋白质总含量相近，压缩干粮D1、D2、 D3、D4、D5，氨基酸组成没有显著差异。但特别添加了缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸三种支链氨基酸(BCAAs)，所以，压缩干粮A1、A2、A3以及 D1、D2、D3、D4、D5，这三种氨基酸含量，与90压缩干粮等存在显著差异(P＜0.05)。
2、压缩干粮硬度等质构指标测定结果对比分析
采用TA touch质构仪，圆柱形探头，测定参数设置：测定前速度：2mm/s；测定速度：1mm/s；测定后速度：2mm/s；两次压缩之间停留时间为5s；压缩百分比50％。每个样品测定3次取平均值。
测定时的具体参数见表3，测试结果见表4。
表3：压缩干粮质构测试参数
Figure GDA0003595910780000131
表4：压缩干粮质构测试结果
Figure GDA0003595910780000132
本发明实施例1制备的压缩干粮A1的硬度比90压缩干粮降低 64％，比13压缩干粮降低44％。咀嚼性、弹性、粘聚性和回复性均与产品的第二次形变有关，在测定的过程中，压缩干粮样品形变程度都很小，但压缩干粮A1表现为有一定弹性与回复性，而90压缩干粮和13压缩干粮很低。压缩干粮A1的胶着性为21.1，比90压缩干粮降低54％，比13压缩干粮降低24％。由此可见，本发明所述的方法制备的压缩干粮的硬度和咀嚼性指标明显优于90压缩干粮和13压缩干粮。
调整植物乳杆菌：保加利亚乳杆菌：面包酵母的比例，得到的压缩干粮A2、A3，质构测试结果与A1没有明显差异，分别只采用面包酵母，植物乳杆菌，保加利亚乳杆菌其中一种发酵菌时，得到的产品D1、D2、D3的硬度、粘性、弹性等质构指标，与A1也没有明显差异。但以棕榈油代替粉末油脂得到的D4，以及直接加入麦芽糖糖浆得到的D5，产品硬度分别为13126.9gf及14626.1gf，胶着性分别36.2gf及43.4gf，弹性分别为0.001 及0，压缩干粮A1产品在这些性能指标上面显著优于压缩干粮D4和压缩干粮D5。压缩干粮D4和压缩干粮D5口感比较坚硬，接受性较差。
3、压缩干粮的风味物质测定结果对比分析
将样品粉碎过80目筛，取5克，置于20mL顶空瓶中，加入1.8g NaCl、 10mL双蒸水混匀，用PTFE/硅橡胶隔垫压实，密封顶空瓶。固相微萃取头在色谱进样口，245℃老化lh。将65μm PDMS/DVB萃取头插入样品瓶中， 37℃保温萃取40min，然后将萃取头迅速插入GC-MS进样口，解析5min，同时启动仪器采集数据。GC条件：色谱柱:DB-WAX(30m*0.25mm,0.25um)；进样口温度为250℃，程序升温，起始温度30℃，保留3min，以5℃/min升至210℃，保持2min，再以8℃/min升至250℃，保持l0min；载气(He)流速 0.8mL/min。质谱条件：离子源温度200℃，发射电流200uA，传输线温度 250℃，检测电压350kV，质量扫描范围35-500m/z。未知化合物采用NIST05 谱库检索和人工图谱解析，用峰面积归一化法算出各成分的相对含量。结果见表5。
表5：压缩干粮的风味物质测定结果
Figure GDA0003595910780000141
Figure GDA0003595910780000151
Figure GDA0003595910780000161
由表5可知，经GC/MS检测分析表明，本方法所述方法制备的压缩干粮A1主要风味成分根据丰度，由高到低排列，依次是吡嗪类(37.63)﹥醛类(30.02)﹥酯类(19.33)﹥酸类(9.50)﹥醇类(1.92)﹥酮类(1.68)，全部风味物质相对含量总和102.34；而90压缩干粮主要风味成分，由高到低依次是吡嗪类(29.29)﹥醛类(28.89)﹥醇类(6.54)﹥酮类(2.35)﹥酯类(1.64)，全部风味物质相对含量总和69.32。两者无论在主体风味物质种类还是风味物质总量两方面都有明显的区别。其中，吡嗪类、醛类赋予本发明所述方法制备的压缩干粮A1和90压缩干粮愉悦的焙烤味，这是因为在焙烤过程中，高温使氨基酸容易发生热解反应，另一方面，氨基酸和糖类发生美拉德反应以及斯特克(Strecker)反应形成吡嗪类。这些杂环类物质阈值较低，具有较浓的烤坚果香气，是麦类焙烤处理主要呈香成分。由于本发明所述方法制备的压缩干粮A1配方中添加有氨基酸、低聚肽以及低分子糖类，焙烤过程中，更易发生此类反应，因此，本发明所述方法制备的压缩干粮A1中吡嗪类成分显著高于90压缩干粮。本发明方法经过植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌以及面包酵母等多菌种发酵制备压缩干粮A1，发酵过程中产生较多的醇类及酸类化合物，一部分酸类与醇类发生酯化反应，生成酯类化合物，赋予产品良好的风味。因此，本发明所述方法制备的压缩干粮A1含有较多的吡嗪类(37.63)、酯类(19.33)和酸类(9.50)风味成分，而90 压缩干粮相应含有较多的吡嗪类(29.29)和醛类(28.89)。与90压缩干粮比较，本发明所述方法制备的压缩干粮A1酯类成分丰富，兼具烤香与发酵风味，风味成分相对更饱满、更丰富。
乳酸菌是营养缺陷型菌株，与酵母菌共同发酵，可以得到较好效果，酵母菌可以将蔗糖等碳水化合物等原料分解，为乳酸菌提供稳定的碳源及其它营养因子，如氨基酸、维生素和丙酮酸盐等，而乳酸菌的代谢产物又为酵母菌提供能量来源。酵母大分子物质能诱导乳酸菌中氨基肽酶的合成，使氨基酸及小分子缩氨酸含量增加，从而促进乳酸菌的生长，两种菌之间有协同关系。乳酸菌与酵母菌混合发酵与纯乳酸菌发酵相比，某些特定代谢产物产生的量有所不同，如，乙醛、麦芽风味物质。乳酸菌发酵产生较多二乙酰及乙醛，并通过丙酮酸盐裂解酶将丙酮酸盐转化为甲酸盐，或者将柠檬酸盐分解为乙酸盐、乳酸盐、乙酰甲基原醇、2,3-丁二醇等芳香物质。酵母菌可使乙醛转化为乙醇，并产生更多的麦芽风味物质。乳酸菌与酵母菌共同发酵，产生出的乙醛、麦芽芳香物质(2-甲基正丁醛、3-甲基正丁醛、2-甲基丙醇、 2-甲基丁醇)，明显多于单一菌种发酵。
压缩干粮A2的风味物质相对含量总和98.50，压缩干粮A3的风味物质相对含量总和105.08，以及主要风味成分丰度排列顺序，与压缩干粮A1无明显差异。压缩干粮D4、压缩干粮D5的风味物质相对含量总和分别是99.52 及102.99，也与A1、A2、A3等没有明显差异。压缩干粮D1、D2、D3的风味物质相对含量总和分别为79.65、90.34及81.69，显著低于压缩干粮A1、A2、A3等产品，并且，主要风味成分丰度排列顺序不一致，其中压缩干粮 D1由高到低依次是吡嗪类(28.95)﹥醛类(27.58)﹥酯类(10.31)﹥酸类 (6.47)﹥醇类(4.05)﹥酮类(2.35)；压缩干粮D2由高到低依次是吡嗪类(28.13)﹥醛类(27.60)﹥酸类(21.26)﹥酯类(6.95)﹥酮类(4.12) ﹥醇类(2.54)；压缩干粮D3由高到低依次是吡嗪类(27.48)﹥醛类(25.86) ﹥酸类(15.44)﹥酯类(7.96)﹥酮类(2.44)﹥醇类(2.36)。压缩干粮 D2和D3酸类成分更多，酯类成分相对较少，口感有酸味成分，其中，产品质量比D1更差。压缩干粮D2酸类成分(21.26)高于D3的酸类成分(15.44)，因此，综合质量从低到高排列是D2﹤D3﹤D1，D1、D2、D3显著低于A1 等产品。
4、压缩干粮动物消化率测定结果对比分析
湖北省医学实验动物中心提供的健康白色昆明SPF级小鼠，平均体重 22.32±2.17g。随机分为3组，每组12只，测定供试动物体重，置入代谢笼，供给实验食物及饮水，测定投入食物、剩余食物、粪便及尿液。将剩余食物及粪便置100℃烘箱中烘至恒重、称重保存。为防止尿样酸化和铵态氮挥发，在尿样中加入2-3滴浓硫酸，并在-20℃保存。用凯氏定氮仪测定粗蛋白含量，硫酸苯酚法测定总碳水化合物含量，采用食物平衡法测定实验个体对食物摄入量、碳水化合物及蛋白质消化率，连续7d。采用Drozdz及Robbin公式计算食物摄入量、碳水化合物及蛋白质消化率。
食物摄入量＝投入食物量-剩余食物量，
相对日食量＝(投入食物量-剩余食物)g/体重g×100。
碳水化合物消化率％＝(摄入食物碳水化合物-粪便碳水化合物)/摄入碳水化合物*100％；
蛋白质消化率％＝(摄入食物蛋白质-粪便蛋白质)/摄入蛋白质*100％。
统计分析采用SPSS for Windows(version 13.O)对研究结果进行统计分析。用可重复的双因素方差(General linear model Repeated Measures)，用双因素方差(Generallinear model)分析摄食量、碳水化合物、蛋白质消化率。
结果如下表6和表7所示。
表6：小鼠摄食量对比(日进食量克/100克体重)(n＝12)
Figure GDA0003595910780000191
注：a，P＜0.05,与90压缩干粮比较；b,P＜0.05,与压缩干粮A1比较。
从表6可以看出，试验开始后前三天，小鼠摄食90压缩干粮平均量19.38 克，明显低于本发明所述方法制备的压缩干粮A1的22.71克以及普通鼠粮 22.44克，说明90压缩干粮对小鼠的适口性不佳。从第4天开始，本发明所述方法制备的压缩干粮A1平均摄入量24.44克，逐渐超过普通鼠粮23.04 克，而90压缩干粮摄入量21.44克，明显较低，说明本发明所述方法制备的压缩干粮A1连续食用性能较好。压缩干粮A2、A3与压缩干粮A1在小鼠摄食量方面相近，压缩干粮D1、D2、D3七日平均摄食量分别为20.57克、 19.33克、19.44克，显著低于压缩干粮A1、A2、A3以及D4、D5等产品。
表7：小鼠摄食压缩干粮消化率对比(％)(n＝12)
组别 碳水化合物消化率 蛋白质消化率
压缩干粮A1 73.21±7.65 85.77±2.54a
压缩干粮A2 72.04±5.23 84.86±4.75a
压缩干粮A3 73.65±6.48 85.03±6.28a
压缩干粮D1 71.86±7.01 81.18±5.36a
压缩干粮D2 70.32±4.57 80.44±4.53a
压缩干粮D3 70.54±6.62 81.12±7.61a
压缩干粮D4 71.73±3.13 84.10±5.32a
压缩干粮D5 71.95±6.38 84.39±3.84a
90压缩干粮 69.86±4.52 73.18±6.29
普通鼠粮 71.15±3.83 75.86±8.10
注：a，P＜0.05,与90压缩干粮比较。
从表7及图1可以看出，本发明所述方法制备的压缩干粮A1、A2、A3的碳水化合物消化率分别为(73.21±7.65)％、(72.04±5.23)％、(73.65±6.48)％，略高于普通鼠粮的(71.15±3.83)％以及90压缩干粮的(69.86±4.52)％，但无显著差异，这是由于本发明所述方法制备的压缩干粮A1添加南瓜粉及沙棘粉，赋予产品膳食纤维，这部分碳水化合物不能被机体消化吸收，但能促进胃肠道蠕动及有利肠道益生菌群生长，对食物消化吸收尤其是蛋白质的消化吸收有利，而且，本本发明所述方法制备的压缩干粮A1、A2、A3的碳水化合物是葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖、大米淀粉的优化组合，比传统压缩干粮的糖原更容易吸收利用。本发明所述方法制备的压缩干粮A1的蛋白质消化率(85.77±2.54)％，明显高于90压缩干粮的(73.18±6.29)％，以及普通鼠粮的(75.86±8.10)％，达到统计学显著差异水平(P＜0.05)。
压缩干粮A2、A3在碳水化合物消化率及蛋白质消化率方面，与A1无显著差异。压缩干粮D1、D2、D3、D4、D5碳水化合物消化率分别为 (71.86±7.01)％、(70.32±4.57)％、(70.54±6.62)％、(71.73±3.13)％、 (71.95±6.38)％，都略低于A1、A2、A3的碳水化合物的消化率。A1、A2、 A3蛋白质消化率与D4的(84.10±5.32)％、D5(84.39±3.84)％相比，无显著差异，但都高于D1的(81.18±5.36)％、D2的(80.44±4.53)％及D3的 (81.12±7.61)％。
5、压缩干粮抗疲劳效果对比分析
采用湖北省疾病预防控制中心SPF级昆明种小鼠(28±2g)，雌雄各半，随机分为10大组，每大组分为3小组，每小组12只(6雄，6雌)，每大组分别饲喂本方法压缩干粮A1、A2、A3、D1、D2、D3、D4、D5、普通鼠粮及90 压缩干粮，固定给食时间为每日下午8点，自由饮水，环境温度21±2℃，相对湿度60％，小鼠连续喂养14d。其中，每种口粮各取1组小鼠，于末次给食后次日上午8点，将小鼠尾部负重3％体重的铅片，置于65cm×50cm×60cm 池中游泳，水温30±1℃，以小鼠开始游泳至力竭沉入水面下7s不能浮出水面为止的时间为力竭游泳时间，表示抗疲劳效果。
每种口粮各取1组小鼠，小鼠眼眶采血备用；将各大组剩余小鼠置于池中不负重游泳30min，水温30±1℃。游泳后30min眼眶采血。将上述两批采集的血样，按照血乳酸、血清尿素氮试剂盒方法(南京建成生物工程研究所产品)，测定血乳酸(BLA)和血清尿素氮(BUN)。
压缩干粮A1、90压缩干粮负重游泳时间，结果如表8。
表8：压缩干粮喂养小鼠抗疲劳效果对比(n＝12)
组别 负荷游泳时间(min) 延长率(％)
压缩干粮A1 26.1±3.2a 35.9
压缩干粮A2 25.2±4.7a 31.3
压缩干粮A3 25.8±2.1a 34.4
压缩干粮D1 21.6±4.3b 12.5
压缩干粮D2 20.8±5.5b 8.3
压缩干粮D3 21.3±4.6b 10.9
压缩干粮D4 23.7±3.3 23.4
压缩干粮D5 24.1±5.8 25.5
90压缩干粮 20.3±5.8 5.7
普通鼠粮 19.2±2.4 ——
注：a：P<0.05,与普通鼠粮比较；b：P<0.05,与压缩干粮A1比较.
由表8可以看出，本发明所述方法制备的压缩干粮A1、A2、A3负荷游泳时间分别为26.1±3.2分钟、25.2±4.7分钟、25.8±2.1分钟，三者无显著差异，90压缩干粮负荷游泳时间20.3±5.8分钟，压缩干粮A1比普通鼠粮延长35.9％，比90压缩干粮游泳时间延长28.6％，说明本发明所述方法制备的压缩干粮比 90压缩干粮具有更好的抗疲劳效果(P＜0.05)。
压缩干粮D1、D2、D3、D4、D5负荷游泳时间分别为21.6±4.3、20.8±5.5、 21.3±4.6、23.7±3.3、24.1±5.8分钟，D4、D5略低于A1、A2、A3的负荷游泳时间。D1、D2、D3显著低于A1、A2、A3负荷游泳时间。与普通鼠粮相比，压缩干粮A1、A2、A3的负荷游泳时间延长率分别为35.9％、31.3％、34.4％。略高于D4的23.4％、D5的25.5％。A1、A2、A3的负荷游泳时间延长率都显著高于D1的12.5％、D2的8.3％及D3的10.9％。
各组口粮喂养小鼠，不负重游泳试验，小鼠血清乳酸(BLA)和血清尿素氮(BUN)，结果如表9。游泳前，各组小鼠血清乳酸和尿素氮无显著差异。游泳后30min，各组的血清乳酸和尿素氮较游泳前显著提高。压缩干粮A1、 A2、A3血清乳酸分别为24.31±5.28、24.86±2.13、25.47±4.84mg/100ml，尿素氮分别为32.27±3.14、33.03±2.21、34.12±2.45mmol/L，明显低于90压缩干粮血清乳酸34.52±4.68mg/100ml和尿素氮40.12±3.81mmol/L，也显著低于普通鼠粮血清乳酸45.76±8.42mg/100ml和尿素氮49.62±4.90mmol/L，都达到统计学显著差异水平(P＜0.05，或P＜0.01)。游泳后，压缩干粮D1、D2、 D3、D4、D5组血清乳酸分别为30.13±5.11、32.37±3.16、31.24±2.83、 27.14±6.03、26.73±5.12mg/100ml，高于压缩干粮A1、A2、A3相应水平，其中D1、D2、D3与A1、A2、A3组达到显著差异水平(P＜0.05)。血清尿素氮也存在同样差异(表9)。
综合表8、表9结果，无论是游泳时间，还是血清生化指标，与90压缩干粮比较，本发明所述方法制备的压缩干粮A1、A2、A3能明显减少运动后体内BLA和BUN含量，从而延缓疲劳，使游泳时间延长。这主要是本发明所述方法制备的压缩干粮A1等配方中，糖源是由单糖、双糖、低聚糖以及多糖按合理比例组合。蛋白源是氨基酸、小肽、低聚肽与鸡蛋白按合理比例构成，与淀粉等大分子多糖、大分子蛋白质相比，分子量较小的葡萄糖、麦芽糖，以及氨基酸、小肽、低聚肽等，更容易吸收，小分子营养物质与大分子营养物质合理搭配，能够保证糖源与氮源的梯度吸收与释放，保证能量与营养的均匀供给。同时，本发明所述的方法中添加的氨基酸主要是缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸等三种支链氨基酸(BCAAs)，大量研究表明支链氨基酸以及低聚肽具有抗疲劳功能，结合表7，本发明所述方法制备的压缩干粮A1等蛋白质吸收率更高，有利于保障体能。
表9：本发明压缩干粮和90压缩干粮对小鼠血乳酸(BLA)和血清尿素氮(BUN)的影响(n＝12)
Figure GDA0003595910780000241
注：a：P<0.05,c:P<0.01,与普通鼠粮比较；b：P<0.05,与90压缩干粮比较；d：P<0.05, 与A1比较。
6、本发明压缩干粮对人体血糖水平影响对比分析
以100名年龄18-21岁的普通青年大学生为受试对象，随机分为10组，每组10人，各组早晨分别摄食本方法制备的压缩干粮A1、A2、A3、D1、 D2、D3、D4、D5、90压缩干粮、以及普通高蛋白早餐，普通高蛋白早餐由牛奶、馒头、蛋糕组成。各组膳食热能控制在1100千卡。分别测定空腹、餐后1、2、3、4、5小时血糖水平，结果如表10。
表10：压缩干粮摄入人体血糖水平对比(mmol/L)
空腹 餐后1h 餐后2h 餐后3h 餐后4h 餐后5h
压缩干粮A1 5.29±0.31 6.42±0.54 6.68±0.62 6.32±0.70 6.09±0.49 5.82±0.41
压缩干粮A2 5.34±0.54 6.31±0.67 6.54±0.81 6.24±0.56 5.93±0.36 5.71±0.74
压缩干粮A3 5.18±0.60 6.29±0.45 6.48±0.42 6.19±0.28 5.91±0.63 5.64±0.53
压缩干粮D1 5.26±0.23 6.32±0.51 6.51±0.39 5.93±0.62 5.61±0.72 5.55±0.46
压缩干粮D2 5.27±0.37 6.25±0.29 6.42±0.54 5.81±0.52 5.58±0.61 5.47±0.43
压缩干粮D3 5.21±0.48 6.28±0.84 6.44±0.71 5.79±0.39 5.59±0.45 5.49±0.35
压缩干粮D4 5.33±0.42 6.32±0.91 6.62±0.44 6.20±0.56 6.01±0.39 5.74±0.65
压缩干粮D5 5.19±0.28 6.27±0.51 6.56±0.82 6.11±0.47 5.88±0.75 5.67±0.46
90压缩干粮 5.39±0.43 6.20±0.63 6.03±0.49 5.86±0.80 5.59±0.53 5.46±0.66
普通高蛋白早餐 5.36±0.24 5.63±0.36 5.51±0.51 5.42±0.57 5.39±0.32 5.38±0.38
从表10及图2可以看出，与普通高蛋白早餐相比，本发明所述方法制备的压缩干粮A1、A2、A3以及90压缩干粮餐后1-3小时均维持较高的血糖水平。本发明所述方法制备的压缩干粮A1、A2、A3在餐后4小时的血糖水平分别为6.09±0.49、5.93±0.36、5.91±0.63mmol/L，而90压缩干粮在摄取4小时后显著下降为5.59±0.53mmol/L，说明本发明所述方法制备的压缩干粮A1、A、A3具有显著的抗饥饿性能。与表8、表9反映的小鼠抗疲劳能力相一致。另外，本发明所述方法制备的压缩干粮A1、A2、A3及90压缩干粮各时段血糖水平显著高于普通高蛋白早餐，普通高蛋白早餐在进食 1-2小时后，血糖快速下降。
压缩干粮D1、D2、D3在各对应时段血糖水平相当，但摄食2小时后，血糖峰值低于压缩干粮A1、A2、A3对应的水平，尤其是摄食3小时后，血糖值下降较快，明显低于压缩干粮A1、A2、A3的对应水平，与90压缩干粮相当。压缩干粮D4、D5血糖水平高于对应时段的压缩干粮D1、D2、D3 的水平，低于压缩干粮A1、A2、A3的对应值。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种压缩干粮的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将南瓜粉、沙棘粉和面粉混合后，添加发酵菌发酵，醒发完成后，烘烤，捣碎，制成熟粉，其中，以南瓜粉、沙棘粉和面粉的总重量为基准，所述面粉的用量为55-82重量％，所述南瓜粉的用量为10-27重量％，所述沙棘粉的用量为8-18重量％；
(2)向所述熟粉中添加蛋白源和糖源，混合均匀，其中，相对于100重量份的所述熟粉，所述蛋白源的加入量为3-8重量份，所述糖源的加入量为5-10重量份；
(3)向步骤(2)制得的混合物中加入粉末油脂，混合均匀，随后输入流化床中，同时将糖浆通过雾化喷嘴以微滴的形式喷入所述流化床中，将输入流化床中的物料混合均匀，然后压制成型；
其中，所述发酵菌包括植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌和面包酵母；
所述蛋白源包括氨基酸、小分子肽、低聚肽和白蛋白；
所述糖源包括葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖和大米淀粉；
所述粉末油脂为通过变性淀粉包埋食用油脂制成的粉末油脂，所述变性淀粉选自β-环状糊精、壳聚糖和辛烯基琥珀酸淀粉酯中的至少一种；
植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌和面包酵母按(0.4-1)：(0.6-1)：(2-3)的比例添加；
作为所述蛋白源，氨基酸、小分子肽、低聚肽和白蛋白按(0.2-0.5)：(0.4-1.2)：(1.5-2.5)：(3-4)的比例添加；
所述小分子肽中分子量<3500道尔顿的小分子肽占56-72重量％，所述低聚肽中分子量为5000道尔顿至10000道尔顿的低聚肽占50-85重量％，所述白蛋白为鸡蛋白蛋白，所述氨基酸包括人体所需要的八种必需氨基酸，其中缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸占添加氨基酸总量的60-78重量％；
作为所述糖源，葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖和大米淀粉按(0.1-0.6)：(0.2-0.7)：(0.4-1.2)：(3-5.5)的比例添加。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述食用油脂为棕榈油或菜籽油。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述粉末油脂为通过β-环状糊精包埋棕榈油制成的粉末油脂。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述南瓜粉为将南瓜清洗后，剖开，脱去瓜子，皮肉打浆，喷雾干燥得到的全南瓜粉。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述沙棘粉为沙棘清洗去籽后，打浆，喷雾干燥得到的沙棘粉。
6.由权利要求1-5中任意一项所述的方法制备的压缩干粮。
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