CN111165534B - 一种慢消化型全谷物能量棒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种慢消化型全谷物能量棒，主要由以下质量百分含量的组分制成：高支化混合全谷物粉75～85％、糖油复合浓浆10～15％、水果干5～10％。该能量棒具有口感好、营养丰富、淀粉消化速率较低、供能时间较长、饱腹感好等特点。本发明还公开了上述慢消化型全谷物能量棒的制备方法。

Description

一种慢消化型全谷物能量棒及其制备方法
技术领域
本发明属于能量棒技术领域，具体涉及一种以全谷物为基料的慢消化型能量棒及其制备方法。
背景技术
全谷物是指完整、碾成粉状、碎块状或压成片状的谷物颖果，其胚乳、胚芽和糠麸的比例与在完整颖果中的比例基本相同。而谷物在精制加工过程中，为增加适口性、提高贮藏性，胚芽和糠麸部分通常被除去。相较于精制后的谷物，全谷物含有更多的蛋白质、脂肪、维生素、矿物质、膳食纤维等营养素以及谷维素、多酚、角鲨烯、γ-氨基丁酸生物活性物质，因而具有更高的营养价值，此外，流行病学研究也表明，全谷物食品具有预防2型糖尿病、冠心病和肠癌等慢性病的功效。
同时，也由于全谷物糠麸层含有大量纤维素，吸水性和膨胀性较差，直接煮制耗时长、口感欠佳，导致全谷物的利用受到了一定程度的限制。
此外，现有的能量棒食品以在运动中可快速补充能量的类型为主，其中的糖由单糖、双糖和低聚糖科学组合而成，单糖和双糖可迅速提供能量，低聚糖则能相对持续平缓地释放能量，以保证运动过程中快速、持续供能，增强运动能力。但此种类型的能量棒主要适用于运动过程中补充能量，不能在更长的时间内持续供能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以全谷物为基料的慢消化型能量棒，具有口感好、营养丰富、淀粉消化速率较低、供能时间较长、饱腹感好等特点。
本发明的目的还在于提供上述以全谷物为基料的慢消化型能量棒的制备方法。
本发明的上述第一个目的可以通过以下技术方案来实现：一种慢消化型全谷物能量棒，主要由以下质量百分含量的组分制成：高支化混合全谷物粉75～85％、糖油复合浓浆10～15％、水果干5～10％。
优选的，本发明所述高支化混合全谷物粉可由纤维素酶处理以及淀粉分支酶修饰所得。
优选的，本发明所述糖油复合浓浆可由葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、低聚麦芽糖混合均匀后，加入黄油中熬制而成。
优选的，本发明所述水果干可为葡萄干、无花果干、蓝莓干、桑果干、苹果干等不同果干，也可为上述多种水果干混合物。
作为本发明一种优选的技术方案，本发明所述高支化混合全谷物粉可进一步通过以下步骤制得：
(1)称取全谷物混匀，得混合全谷物，加入净化水，打浆，将浆液经过胶体磨，得到混合全谷物浆液；
(2)将混合全谷物浆液置于40～50℃水浴摇床中保温20～30min，随后分别按照10～15U/g及20～25U/g混合全谷物的用量加入纤维素酶与淀粉分支酶并搅拌均匀，保持在40～50℃水浴摇床反应8～12h，完成第一段酶处理；
(3)将第一段酶处理后的混合全谷物浆液移出，置于沸水浴中保持30～40min，完成混合全谷物浆液的糊化处理同时完成灭酶活结束酶反应；
(4)糊化处理完成后，再置于40～50℃水浴摇床中保温20～30min，随后按照20～25U/g混合全谷物的用量加入淀粉分支酶并搅拌均匀，保持在40～50℃水浴摇床反应8～12h，完成第二段酶处理，随后进行15～20min沸水浴灭酶活，结束酶反应，得到高支化混合全谷物糊；
(5)将高支化混合全谷物糊进行干燥处理至水分百分含量为8～12％，然后粉碎，即得高支化混合全谷物粉。
在该高支化混合全谷物粉的制备过程中：
优选的，步骤(1)中所述全谷物为等质量的糙米、玉米、荞麦、燕麦和小米；或步骤(1)中所述全谷物为等质量的黑米、玉米、荞麦、燕麦和小米。
优选的，步骤(1)中所述净化水的用量为混合全谷物总质量的4～5倍。
优选的，步骤(2)中所述纤维素酶为食品级纤维素酶。
优选的，步骤(2)和步骤(4)中所述淀粉分支酶为食品级淀粉分支酶。
优选的，步骤(5)中将高支化混合全谷物糊置于40～45℃真空干燥箱中进行真空干燥处理至水分百分含量8～12％，然后粉碎至可通过60筛。
作为本发明的一种优选的技术方案，本发明所述糖油复合浓浆可进一步通过如下步骤获得：称取葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和低聚麦芽糖，混匀，得到由单糖(葡萄糖)、双糖(蔗糖、麦芽糖)以及低聚糖(低聚麦芽糖)组成的混合糖，按照混合糖与黄油的质量份配比为10～11∶1的比例，将混合糖加入黄油中，在90～95℃的熬制温度下，熬制8～10min，得到糖油复合浓浆。
在该糖油复合浓浆的制备过程中：
优选的，所述葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和低聚麦芽糖的用量相同。
作为本发明的一种优选的技术方案，本发明所述水果干为葡萄干、无花果干、蓝莓干、桑果干和苹果干中的一种或几种的混合物。
因此，本发明以糙米(或黑米)、玉米、荞麦、燕麦、小米等全谷物为主要原料，采用生物酶解技术适度降解其糠麸层纤维素，并利用淀粉分支酶对其淀粉进行高支化修饰，水解淀粉分子中的α-1,4糖苷键，生成α-1，6-糖苷键，由于α-1，6-糖苷键比α-1,4糖苷键更难断开，同时α-1，6-糖苷键的增加提高了淀粉分支度，在一定程度上减少了淀粉消化酶接触α-1,4糖苷键的机会，从而提高了慢消化淀粉含量，延长了淀粉的消化时间。因此，本发明通过生物酶作用，一方面增加上述全谷物的适口性，另一方面降低其淀粉消化速率，并在此基料中进一步复配水果干，制备获得一种口感好、营养更全面、持续供能、饱腹感更好的慢消化型全谷物能量棒。
本发明的上述第二个目的可以通过以下技术方案来实现：上述的慢消化型全谷物能量棒的制备方法，包括以下步骤：按上述用量关系，取高支化混合全谷物粉、糖油复合浓浆和水果干，调配均匀，采用模具辊印成型，脱模后进入烤箱，焙烤后冷却，即得到慢消化型全谷物能量棒。
在该慢消化型全谷物能量棒的制备方法中：
优选的，采用直径为1.5cm的模具辊印成型。
优选的，采用120～130℃的底火温度以及比底火高5℃的面火温度焙烤10～15min。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明直接以全谷物为原料进行淀粉高支化酶处理，既实现提高慢消化淀粉含量的目的，又保留了全谷物的其它营养素，体现全谷物的营养保健特性。
(2)本发明以纤维素酶降解全谷物细胞壁纤维素，促进包裹在其中的淀粉释放，可提高淀粉分支酶的作用效率，有利于提高慢消化淀粉含量；同时，通过纤维素酶的适度降解，缓解了全谷物粗纤维含量高带来的粗糙口感。
(3)本发明采用淀粉分支酶进行两段酶处理，首先对未经糊化处理的全谷物淀粉采用淀粉分支酶进行高支化修饰，糊化后再加入淀粉分支酶进行第二段高支化修饰，相较于仅对未经糊化处理的全谷物淀粉或糊化后的全谷物淀粉进行一段淀粉分支酶处理，显著提高了全谷物淀粉的慢消化淀粉含量，分析结果参见实施例1中的表1。
(4)本发明在能量棒的食品成分重组方面，适量添加了葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、低聚麦芽糖，形成了单糖(葡萄糖)、双糖(蔗糖、麦芽糖)、低聚糖(低聚麦芽糖)的梯级供能组合，在全谷物慢消化淀粉提供能量之前，满足人体活动的需要；同时，适量添加了黄油，丰富了全谷物组合的营养和风味。
(5)本发明在制作工艺方面，未采用食品添加剂如增稠剂作为能量棒高支化混合全谷物粉原料的粘合剂，将葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、低聚麦芽糖置于黄油中熬制溶化，得到糖油复合浓浆，利用上述糖组分溶化后天然的粘性，将高支化混合全谷物粉均匀粘合，焙烤冷却后自然凝固，形成了一种慢消化型全谷物能量棒浑然一体的形态以及松脆的口感。
(6)本发明制备的慢消化型全谷物能量棒，慢消化淀粉含量高，慢消化淀粉被人体摄入后消化缓慢、可持续释放能量，有利于在较长时间内维持饱腹感，对肥胖病等慢性疾病具有一定预防和控制作用；同时，慢消化淀粉不会导致血糖水平短期内急剧升高，有助于改善餐后血糖负荷。
具体实施方式
实施例1
按下列步骤制备一种慢消化型全谷物能量棒：
1、高支化混合全谷物粉的制备
(1)称取等质量的糙米、玉米、荞麦、燕麦、小米混合均匀，得混合全谷物，加入其总质量4.5倍的净化水(由自来水经过纯净水设备得到，纯净水设备的处理流程推荐但不限定为：自来水→增压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→保安过滤器→高压泵→一级反渗透→净化水，也可以直接采用市售的净化水，)，投入打浆机中打浆，将得到的均匀浆液经过胶体磨，进一步得到粒度更小更加细腻的混合全谷物浆液；
(2)将混合全谷物浆液置于45℃水浴摇床中保温25min，随后分别按照12U/g及23U/g混合全谷物的用量加入食品级纤维素酶(即按照1g混合全谷物中加入12U的食品级纤维素酶的用量，下同)与淀粉分支酶(即按照1g混合全谷物中加入23U的食品级淀粉分支酶的用量，下同)并搅拌均匀，保持在45℃水浴摇床反应10h，完成第一段酶处理；
(3)将第一段酶处理混合全谷物浆液移出，置于沸水浴中保持35min，完成混合全谷物浆液的糊化处理同时完成灭酶活结束酶反应；
(4)糊化处理完成后，再置于45℃水浴摇床中保温25min，随后按照22U/g混合全谷物的用量加入食品级淀粉分支酶并搅拌均匀，保持在45℃水浴摇床反应10h，完成第二段酶处理，随后进行17min沸水浴灭酶活，结束酶反应，得到高支化混合全谷物糊；
(5)将上述经过两段酶处理的高支化混合全谷物糊置于43℃真空干燥箱中进行真空干燥，至高支化混合全谷物水分含量降至10％左右即取出，经过粉碎机粉碎至可通过60筛，即得到高支化混合全谷物粉。
2、糖油复合浓浆的制备
称取等质量的葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、低聚麦芽糖，混合均匀，按照混合糖与黄油质量比为10.5∶1的比例加入黄油中，在92℃的熬制温度下，熬制9min，得到糖油复合浓浆。
3、慢消化型全谷物能量棒的制备
(1)配料：按照高支化混合全谷物粉80％、糖油复合浓浆12％、蓝莓干8％的质量百分比，分别称取上述物料并混合均匀；
(2)采用直径为1.5cm的模具将上述混合均匀的配料辊印成型，脱模后进入烤箱，采用125℃的底火温度以及130℃的面火温度焙烤12min，冷却后得到慢消化型全谷物能量棒。
以下分别以本实施例的两段酶处理工艺、第一段酶处理工艺以及第二段酶处理工艺制备高支化混合全谷物粉，并比较获得高支化混合全谷物粉的淀粉消化特性。
第一段酶处理工艺结束后即进行真空干燥、粉碎，可得到第一段酶处理高支化混合全谷物粉。
将本实施例制备的混合全谷物浆液直接进行如前述制备中的糊化处理(不作第一段酶处理，即直接将混合全谷物浆液置于沸水浴中保持35min)，随后完成第二段酶处理步骤，经过真空干燥、粉碎，可得到第二段酶处理高支化混合全谷物粉。
表1为分别以两段酶处理工艺(本实施例工艺)、第一段酶处理工艺以及第二段酶处理工艺制备得到的高支化混合全谷物粉的淀粉体外消化特性。
表1不同酶处理工艺制备高支化混合全谷物粉的淀粉消化特性
Figure BDA0002371483940000051
表1中淀粉消化特性的分析参考Englyst等的定义和方法[Englyst HN,KingmanSM,Cummings JH..Classification and measurement of nutritionally importantstarch fractions.[J].European Journal of Clinical Nutrition.1992,46(2)]，Englyst等人通过模拟小肠内消化环境，对淀粉的消化特性进行了分析，根据淀粉的消化速率将其分为三类：快消化淀粉(rapidly digestible starch，RDS)、慢消化淀粉(slowlydigestible starch，SDS)及抗性淀粉(resistant starch，RS)。其中，快消化淀粉指能在口腔及小肠中迅速消化吸收(时间<20min)的淀粉；慢消化淀粉指能在小肠中完全消化吸收，但速度较慢(时间：20～120min)的淀粉；抗性淀粉指在人体小肠内无法消化吸收，进入大肠被微生物发酵利用的淀粉。
具体测定方法如下：准确称取0.3g样品，使样品均匀分散于10mL醋酸缓冲液(浓度为0.2mol/L，pH为5.2)，加入10mL混合酶液(猪胰α-淀粉酶和糖化酶浓度分别为290U/mL和15U/mL)，37℃下水浴振荡。反应0min、20min、120min后取1mL酶解液，加入少量去离子水稀释，立即沸水浴灭酶5min，流水冷却，置于离心机中以6 000rpm离心10min，取上清液定容。采用DNS法测定容后样液的还原糖含量。
淀粉体外消化特性通过测定得到的快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)的百分含量来表征，其计算公式如下：
快消化淀粉RDS(％)＝[(G20－FG)×0.9/TS]×100
慢消化淀粉SDS(％)＝[(G120－G20)×0.9/TS]×100
抗性淀粉RS(％)＝100－RDS－SDS
其中，G20和G120为消化20min和120min后酶解液中还原糖的量(mg)；FG为反应消化前酶解液中还原糖的量(mg)；TS为样品中总淀粉的量(mg)。
由表1可见，经过淀粉分支酶处理得到的高支化全谷物粉，其快消化淀粉含量均减少，慢消化淀粉和抗性淀粉含量均提高，效果表现为：第二段酶处理优于第一段酶处理，尤以两段酶处理效果最好，其快消化淀粉含量比混合全谷物原粉降低了26.99％、比第一段酶处理工艺降低了18.74％、比第二段酶处理工艺降低了11.81％，慢消化淀粉含量比混合全谷物原粉增加了19.17％、比第一段酶处理工艺增加了13.88％、比第二段酶处理工艺增加了9.76％，抗性淀粉含量比混合全谷物原粉增加了7.82％、比第一段酶处理工艺增加了4.86％、比第二段酶处理工艺增加了2.05％。
表1的结果表明，本发明采用两段淀粉分支酶处理工艺显著降低了全谷物原粉的快消化淀粉含量，显著提高了其慢消化淀粉和抗性淀粉含量，效果明显优于一段淀粉分支酶处理工艺。可有效降低全谷物粉消化速率，且抗性淀粉含量增加有利于促进肠道健康。
实施例2
按下列步骤制备慢消化型全谷物能量棒：
1、高支化混合全谷物粉的制备
(1)称取等质量的黑米、玉米、荞麦、燕麦、小米混合均匀，加入其总质量4.2倍的净化水，投入打浆机中打浆，将得到的均匀浆液经过胶体磨，进一步得到粒度更小更加细腻的混合全谷物浆液；
(2)将混合全谷物浆液置于42℃水浴摇床中保温28min，随后分别按照11U/g及24U/g混合全谷物的用量加入食品级纤维素酶与淀粉分支酶并搅拌均匀，保持在42℃水浴摇床反应11h，完成第一段酶处理；
(3)将第一段酶处理混合全谷物浆液移出，置于沸水浴中保持38min，完成混合全谷物浆液的糊化处理同时完成灭酶活结束酶反应；
(4)糊化处理完成后，再置于48℃水浴摇床中保温22min，随后按照22U/g混合全谷物的用量加入食品级淀粉分支酶并搅拌均匀，保持在42℃水浴摇床反应11h，完成第二段酶处理，随后进行16min沸水浴灭酶活，结束酶反应，得到高支化混合全谷物糊；
(5)将上述经过两段酶处理的高支化混合全谷物糊置于45℃真空干燥箱中进行真空干燥，至高支化混合全谷物水分含量降至10％左右即取出，经过粉碎机粉碎至可通过60筛，即得到高支化混合全谷物粉。
2、糖油复合浓浆的制备
称取等质量的葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、低聚麦芽糖，混合均匀，按照混合糖与黄油质量比为11∶1的比例加入黄油中，在90℃的熬制温度下，熬制8min，得到糖油复合浓浆。
3、慢消化型全谷物能量棒的制备
(1)配料：按照高支化混合全谷物粉78％、糖油复合浓浆13％、葡萄干5％、无花果干4％的质量百分比，分别称取上述物料并混合均匀；
(2)采用直径为1.5cm的模具将上述混合均匀的配料辊印成型，脱模后进入烤箱，采用120℃的底火温度以及125℃的面火温度焙烤15min，冷却后得到一种慢消化型全谷物能量棒。
实施例3
按下列步骤制备慢消化型全谷物能量棒：
1、高支化混合全谷物粉的制备
(1)称取等质量的糙米、玉米、荞麦、燕麦、小米混合均匀，加入其总质量5倍的净化水，投入打浆机中打浆，将得到的均匀浆液经过胶体磨，进一步得到粒度更小更加细腻的混合全谷物浆液；
(2)将混合全谷物浆液置于50℃水浴摇床中保温20min，随后分别按照15U/g及21U/g混合全谷物的用量加入食品级纤维素酶与淀粉分支酶并搅拌均匀，保持在48℃水浴摇床反应9h，完成第一段酶处理；
(3)将第一段酶处理混合全谷物浆液移出，置于沸水浴中保持40min，完成混合全谷物浆液的糊化处理同时完成灭酶活结束酶反应；
(4)糊化处理完成后，再置于48℃水浴摇床中保温21min，随后按照25U/g混合全谷物的用量加入食品级淀粉分支酶并搅拌均匀，保持在40℃水浴摇床反应12h，完成第二段酶处理，随后进行15min沸水浴灭酶活，结束酶反应，得到高支化混合全谷物糊；
(5)将上述经过两段酶处理的高支化混合全谷物糊置于40℃真空干燥箱中进行真空干燥，至高支化混合全谷物水分含量降至10％左右即取出，经过粉碎机粉碎至可通过60筛，即得到高支化混合全谷物粉。
2、糖油复合浓浆的制备
称取等质量的葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、低聚麦芽糖，混合均匀，按照混合糖与黄油质量比为10∶1的比例加入黄油中，在93℃的熬制温度下，熬制10min，得到糖油复合浓浆。
3、慢消化型全谷物能量棒的制备
(1)配料：按照高支化混合全谷物粉81％、糖油复合浓浆14％、苹果干5％的质量百分比，分别称取上述物料并混合均匀；
(2)采用直径为1.5cm的模具将上述混合均匀的配料辊印成型，脱模后进入烤箱，采用128℃的底火温度以及133℃的面火温度焙烤11min，冷却后得到一种慢消化型全谷物能量棒。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种慢消化型全谷物能量棒，其特征是主要由以下质量百分含量的组分制成：高支化混合全谷物粉75～85％、糖油复合浓浆10～15％、水果干5～10％；
所述高支化混合全谷物粉通过以下步骤制得：
(1)称取全谷物混匀，得混合全谷物，加入净化水，打浆，将浆液经过胶体磨，得到混合全谷物浆液；
(2)将混合全谷物浆液置于40～50℃水浴摇床中保温20～30 min，随后分别按照10～15 U/g及20～25 U/g混合全谷物的用量加入纤维素酶与淀粉分支酶并搅拌均匀，保持在40～50℃水浴摇床反应8～12 h，完成第一段酶处理；
(3)将第一段酶处理后的混合全谷物浆液移出，置于沸水浴中保持30～40 min，完成混合全谷物浆液的糊化处理同时完成灭酶活结束酶反应；
(4)糊化处理完成后，再置于40～50℃水浴摇床中保温20～30 min，随后按照20～25U/g混合全谷物的用量加入淀粉分支酶并搅拌均匀，保持在40～50℃水浴摇床反应8～12h，完成第二段酶处理，随后进行15～20 min沸水浴灭酶活，结束酶反应，得到高支化混合全谷物糊；
(5)将高支化混合全谷物糊进行干燥处理至水分百分含量为8～12％，然后粉碎，即得高支化混合全谷物粉；
步骤(1)中所述全谷物为等质量的糙米、玉米、荞麦、燕麦和小米；或步骤(1)中所述全谷物为等质量的黑米、玉米、荞麦、燕麦和小米；
所述糖油复合浓浆通过如下步骤获得：称取葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和低聚麦芽糖，混匀，得到由单糖、双糖及低聚糖组成的混合糖，将混合糖加入黄油中，在90～95℃的熬制温度下，熬制8～10 min，得到糖油复合浓浆。
2.根据权利要求1所述的慢消化型全谷物能量棒，其特征是：步骤(1)中所述净化水的用量为混合全谷物总质量的4～5倍。
3.根据权利要求1所述的慢消化型全谷物能量棒，其特征是：步骤(5)中将高支化混合全谷物糊置于40～45℃真空干燥箱中进行真空干燥处理至水分百分含量8～12％，然后粉碎至可通过60筛。
4.根据权利要求1所述的慢消化型全谷物能量棒，其特征是：所述葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和低聚麦芽糖的用量相同，所述混合糖与黄油的质量份配比为10～11∶1。
5.根据权利要求1所述的慢消化型全谷物能量棒，其特征是：所述水果干为葡萄干、无花果干、蓝莓干、桑果干和苹果干中的一种或几种的混合物。
6.权利要求1-5任一项所述的慢消化型全谷物能量棒的制备方法，其特征是包括以下步骤：按上述用量关系，取高支化混合全谷物粉、糖油复合浓浆和水果干，调配均匀，采用模具辊印成型，脱模后进入烤箱，焙烤后冷却，即得到慢消化型全谷物能量棒。
7.根据权利要求6所述的慢消化型全谷物能量棒的制备方法，其特征是：采用直径为1.5 cm的模具辊印成型，采用120～130 ℃的底火温度以及比底火高5℃的面火温度焙烤10～15 min。
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