CN111685269A - 一种利用酸面团降低发酵米面食品中FODMAPs含量的方法及应用 - Google Patents

一种利用酸面团降低发酵米面食品中FODMAPs含量的方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用酸面团降低发酵米面食品中FODMAPs含量的方法及应用，属于食品生物加工技术领域。本发明通过采用副干酪乳杆菌发酵酸面团，同时结合活性干酵母共发酵，可有效降解发酵米面食品中的FODMAPs类物质。与传统活性干酵母单独发酵相比，采用本发明所述方法可显著降低发酵食品中FODMAPs类物质的含量，有效缓解肠易激综合征(IBS)患者对食用发酵米面食品的肠应激敏感性，满足特殊人群日常饮食需求，且工艺简便，加工绿色环保，适用于大规模工业化生产。

Description

一种利用酸面团降低发酵米面食品中FODMAPs含量的方法及 应用
技术领域
本发明涉及一种利用酸面团降低发酵米面食品中FODMAPs含量的方法及应用，属于食品加工技术领域。
背景技术
FODMAPs包含可发酵的低聚糖(Fermentable Oligosaccharides)、二糖(Disaccharides)、单糖(Monosaccharides)和多元醇(Polyols)，是一类非均相的化合物；具体包括果聚糖、低聚半乳糖(GOS，如棉子糖和水苏糖)，乳糖，过量果糖，多元醇(山梨醇和甘露醇)。FODMAPs 可能会对IBS患者产生不良后果，可能通过以下两种机制引起症状：(Ⅰ)将水吸入小肠，引起肠道扩张、肿胀和不适；(Ⅱ)FODMAPs的快速发酵会产生气体，使结肠扩张，并引起胀气、肿胀和不适。其中，果聚糖作为可发酵低聚糖，是一种典型的FODMAPs类物质。以小麦为例，果聚糖含量约占小麦中FODMAPs类物质总量的60～90％，是小麦基质产品中的最具代表性的FODMAPs类物质。此外，澳大利亚莫纳什大学相关研究报道表明，IBS患者的FODMAPs(不包括乳糖)摄入量应低于0.5g/餐，果聚糖摄入量应低于0.3g/餐。
现有的降低食品中果聚糖的方法主要有以下3种：1.选择FODMAPs含量低的原料品种，如斯佩尔特小麦(Spelt)中的FODMAPs(主要是果聚糖)含量则低于硬红春小麦、软白冬小麦等现代小麦；2.不同食品加工方式可影响产品中FODMAPs类物质的含量，如产品经水浴加热处理后，其所含水溶性FODMAPs(例如果聚糖和GOS)溶出，从而导致产品中FODMAPs 含量显著下降。以豆腐加工为例，与嫩豆腐相比，经压榨处理后的老豆腐中FODMAPs含量相对较低，这主要是由于压榨过程可去除大量水溶性果聚糖和GOS，进而降低产品中 FODMAPs含量。3.使用生物发酵技术来降低最终产品的FODMAPs水平。
Figure RE-RE-GDA0002614320610000011
M G等人在Foods，2018，7(7)：96刊登的文章已确定了酵母菌具有降解果聚糖和其他FODMAPs 的能力。然而，酿酒酵母降解FODMAPs类物质的能力有限，因其不表达胞外果聚糖酶而只能降解聚合度小于4的果聚糖；马克斯克鲁维酵母具有良好的果聚糖降解能力，但因其无法为面团发酵提供足够的二氧化碳而导致产品比容较小，品质不佳。此外，酸面团发酵技术同样具有降低FODMAPs类物质含量的效果，同时也可以用来改善产品的风味和质地，延长保质期，提高发酵烘焙食品的营养和产品质量。
酸面团是传统的发酵剂，是一种含有多种乳酸菌和酵母的复杂微生态发酵体系。传统自然发酵酸面团还存在菌相复杂、批次稳定性差等弊端，且发酵控制不当常伴随杂菌滋生，存在严重的安全隐患，不适于工业化大规模生产。因此，筛选优良菌种制备特定用于酸面团发酵，以降解小麦基质发酵食品中的FODMAPs类物质，成为特殊人群传统发酵主食工业化生产亟待解决的重要问题之一。
发明内容
本发明通过优选菌种，采用副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)发酵酸面团，同时结合活性干酵母共发酵，可有效降解发酵米面食品中的FODMAPs类物质。与传统活性干酵母单独发酵相比，采用本发明所述方法可显著降低发酵食品中FODMAPs类物质的含量，有效缓解肠易激综合征(IBS)患者对食用发酵米面食品的肠应激敏感性，且产品风味口感更佳，满足特殊人群日常饮食需求，具有良好的市场前景。
技术方案：
本发明的第一个目的是提供一种降低发酵米面食品中FODMAPs含量的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)活化副干酪乳杆菌，制得活性副干酪乳杆菌的菌悬液；
(2)将面粉、上述的活性副干酪乳杆菌的菌悬液和水混合，混匀后进行发酵，获得酸面团；
(3)将活化后的活性干酵母、上述酸面团和面粉混合，混合均匀，制得面团。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中活性副干酪乳杆菌的菌悬液的浓度为(2～8) ×109cfu/mL。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中活性副干酪乳杆菌的菌悬液的制备包括如下步骤：
1)将副干酪乳杆菌置于温度为36～38℃的条件下进行活化培养，得到副干酪乳杆菌的活化种子液；重复培养多次，得到副干酪乳杆菌菌液；
2)将所得的副干酪乳杆菌菌液进行离心分离，区沉淀，用水洗涤多次，得到浓度为(2～8) ×109cfu/mL的活性副干酪乳杆菌的菌悬液。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中活性副干酪乳杆菌的菌悬液的添加量为：以副干酪乳杆菌含量计，副干酪乳杆菌相对小麦面粉的浓度为(7～9)Log CFU/g。
log CFU＝log10 of colony forming units，log CFU/g表示每克所含有的菌落数目。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中面粉与水的质量比为1：(1-2)。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中面粉为小麦面粉。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中发酵时的温度为30～40℃、湿度为70～90％。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中发酵的时间为10～16h。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(3)中活化后的活性干酵母将活性干酵母置于 24℃～30℃温水中活化10～30min。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(3)中的面团，按照重量份数计，是利用2～3 份活性干酵母、50～70份酸面团、150～190份面粉和50～90份水混合制得。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中活性副干酪乳杆菌的菌悬液的制备具体包括如下步骤：
1)副干酪乳杆菌的活化及扩大培养：
从甘油保菌管内每吸取10μL菌液，接入1～2mLMRS液体培养基中，置于温度为36～38℃的条件下进行活化培养16～24h，得到副干酪乳杆菌的活化种子液；吸取1mL活化好的种子液，接入100ml新鲜的液体培养基中，置于温度为36～38℃的条件下进行活化培养16～24h，重复上述操作2～3次，得到副干酪乳杆菌菌液；
其中，MRS液体培养基组成如下：蛋白胨5g、牛肉膏5g、酵母膏2.5g、乙酸钠2.5g、葡萄糖10g、MgSO4·H2O 0.05g、MnSO4·H2O 0.025g、柠檬酸二胺1g、K2HPO4 1g、吐温 0.5mL、蒸馏水500mL，PH＝6.2；
2)将步骤1)得到的副干酪乳杆菌菌液在5000～8000r/min的条件下进行高速离心分离，分离得到的菌体用无菌水洗涤2～4次，最终得到浓度为2～8×109cfu/mL的活性副干酪乳杆菌的菌悬液。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)具体包括如下步骤：
每称取小麦面粉100～200g，加入活化好的副干酪乳杆菌的菌悬液，使其终浓度在7～9 (Log CFU/g)，加入100～200g水，使其总质量与小麦粉相等，混合均匀后置于温度为30～40℃、湿度为70～90％的条件下发酵10～16h，最终获得流体状的酸面团。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(3)具体包括如下步骤：
每称取2～3g活性干酵母于50～90g温水中活化10～30min，然后将其加入到150～190g 小麦面粉中，并添加酸面团50～70g，于搅拌缸内混合均匀，搅拌得到面团。
本发明的第二个目的是利用上述方法制得一种面团产品。
在本发明的一种实施方式中，所述面团产品包括馒头面团等。
本发明的第三个目的是利用上述面团制得一种面食品。所述面食品包括馒头等。
在本发明的一种实施方式中，利用上述面团制作馒头面食品，制作的方法包括：
醒发：将面团分成90～110g/个的小剂，再搓圆与成型，然后置于温度为30～40℃、湿度为70～90％的条件下醒发40～60min；
蒸制：将醒发完成的馒头面团置于蒸箱中加热蒸熟，自然冷却4～8min，得到馒头。
有益效果：
1.本发明方法采用副干酪乳杆菌菌体，通过发酵制得的小麦基质食品，可有效降低米面食品中果聚糖的含量。
2.安全健康：本发明中所述的副干酪乳杆菌是可用于食品的安全菌株。本发明的方法绿色天然，无任何化学添加，营养健康。
3.工艺简单，可操作性强，适用于工业化规模生产：本发明采用一次发酵法，工艺简单，可操作性强，采用传统米面制品加工设备即可生产，无需额外添置设备，既适合大型企业流水线作业，也适用于作坊式的小型企业生产加工。
附图说明
图1：不同发酵方式所得酸面团中的果聚糖含量比对图。
图2：不同发酵方式所得面团制得的馒头中的果聚糖含量比对图。
图3：不同发酵方式所得面团制得的馒头中的FODMAPs总含量比对图。
具体实施方式
果聚糖含量的测定及分析：
(1)样品处理：将蒸好的馒头冷却至室温后置于冻干机内冻干，再用IKA粉碎仪粉碎，连续3次，每次5s，即得粉碎后的馒头样品。
(2)测定果聚糖：使用Megazyme Fructan HK酶测定试剂盒(Megazyme，Bray，Ireland) 测定样品中的总果聚糖含量。酶测定基于已建立的标准方法(AOAC方法999.03和AACC方法32.32.01)。
其它FODMAPs类物质的提取及分析：
(1)样品处理：将400mg的样品与1mL甲醇混合并静置5分钟；加入20ml 80℃H2O，使用均质机提取；离心后将上清液转移到100mL容量瓶中，并用20mL80℃H2O重复提取，合并上清液并冷却至室温；加入200μLCarrezI和Carrez II沉淀蛋白质；定容至100mL后离心并过滤。
(2)测定FODMAPs：通过配备脉冲安培检测器的高效阴离子交换色谱系统 (HPAEC-PAD)进行定量检测。
下述实施例提及的副干酪乳杆菌为：
副干酪乳杆菌Lactobacillus paracasei，保藏编号为GDMCC NO：60745，保藏日期为2019 年8月19日，保藏单位为广东省微生物菌种保藏中心，保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼。
实施例1：添加副干酪乳杆菌发酵酸面团发酵制备的面团
具体实施步骤如下：
(1)副干酪乳杆菌的活化及扩大培养：
从甘油保菌管内吸取10μL菌液，接入1mL MRS液体培养基中，置于温度为37℃的条件下进行活化培养24h，得到副干酪乳杆菌的活化种子液。
吸取1mL活化好的种子液，接入100ml新鲜的液体培养基中，置于温度为37℃的条件下进行活化培养18h，重复上述操作2～3次，得到一种副干酪乳杆菌菌液。
(2)制备副干酪乳杆菌发酵酸面团：
将步骤(1)得到的副干酪乳杆菌菌液在8000r/min的条件下进行高速离心分离，分离得到的菌体用无菌水洗涤2次，最终得到浓度为2～8×109cfu/mL的活性副干酪乳杆菌的菌悬液。
称取小麦面粉100g，加入活化好的副干酪乳杆菌的菌悬液，使其终浓度在7～9(Log CFU/g)，加入100g水，使其总质量与小麦粉相等，混合均匀后置于温度为37℃、湿度为80％的条件下发酵12h，最终获得流体状的酸面团。
(3)副干酪乳杆菌发酵酸面团馒头面团的制作：
所述的馒头面团按以下重量份的原辅料制备而成：原料小麦面粉170份，副干酪乳杆菌发酵酸面团60份，安琪高活性干酵母(金色装)发酵剂2.55份，水70份；
所述面团的具体制作方法如下：将原辅料置于搅拌缸内搅拌均匀，至形成表面光滑的馒头面团。
实施例2：添加副干酪乳杆菌发酵酸面团发酵制备的面团
具体实施步骤如下：
(1)副干酪乳杆菌的活化及扩大培养：
从甘油保菌管内吸取10μL菌液，接入1mL MRS液体培养基中，置于温度为37℃的条件下进行活化培养24h，得到副干酪乳杆菌的活化种子液。
吸取1mL活化好的种子液，接入100mL新鲜的液体培养基中，置于温度为37℃的条件下进行活化培养18h，重复上述操作2～3次，得到一种副干酪乳杆菌菌液。
(2)制备副干酪乳杆菌发酵酸面团：
将步骤(1)得到的副干酪乳杆菌菌液在8000r/min的条件下进行高速离心分离，分离得到的菌体用无菌水洗涤2次，最终得到浓度为2～8×109cfu/mL的活性副干酪乳杆菌的菌悬液。
称取小麦面粉100g，加入活化好的副干酪乳杆菌的菌悬液，使其终浓度在7～9(Log CFU/g)，加入100g水，使其总质量与小麦粉相等，混合均匀后置于温度为37℃、湿度为80％的条件下发酵12h，最终获得流体状的酸面团。
(3)副干酪乳杆菌发酵酸面团馒头面团的制作：
所述的馒头面团按以下重量份的原辅料制备而成：原料小麦面粉150份，副干酪乳杆菌发酵酸面团50份，安琪高活性干酵母(金色装)发酵剂2份，水50份；
所述面团的具体制作方法如下：将原辅料置于搅拌缸内搅拌均匀，至形成表面光滑的馒头面团。
实施例3：添加副干酪乳杆菌发酵酸面团发酵制备的面团
具体实施步骤如下：
(1)副干酪乳杆菌的活化及扩大培养：
从甘油保菌管内吸取10μL菌液，接入1mL MRS液体培养基中，置于温度为37℃的条件下进行活化培养24h，得到副干酪乳杆菌的活化种子液。
吸取1mL活化好的种子液，接入100ml新鲜的液体培养基中，置于温度为37℃的条件下进行活化培养18h，重复上述操作2～3次，得到一种副干酪乳杆菌菌液。
(2)制备副干酪乳杆菌发酵酸面团：
将步骤(1)得到的副干酪乳杆菌菌液在8000r/min的条件下进行高速离心分离，分离得到的菌体用无菌水洗涤2次，最终得到浓度为2～8×109cfu/mL的活性副干酪乳杆菌的菌悬液。
称取小麦面粉100g，加入活化好的副干酪乳杆菌的菌悬液，使其终浓度在7～9(Log CFU/g)，加入100g水，使其总质量与小麦粉相等，混合均匀后置于温度为37℃、湿度为80％的条件下发酵12h，最终获得流体状的酸面团。
(3)副干酪乳杆菌发酵酸面团馒头面团的制作：
所述的馒头面团按以下重量份的原辅料制备而成：原料小麦面粉190份，副干酪乳杆菌发酵酸面团70份，安琪高活性干酵母(金色装)发酵剂3份，水90份；
所述面团的具体制作方法如下：将原辅料置于搅拌缸内搅拌均匀，至形成表面光滑的馒头面团。
对比例1：无发酵剂添加制备的面团
具体实施步骤如下：
按以下重量份的原辅料制备而成：原料小麦面粉300份，水159份。
所述面团的具体制作方法如下：将原辅料置于搅拌缸内搅拌均匀，至形成表面光滑的馒头面团。
对比例2：采用市售安琪高活性干酵母(金色装)发酵剂发酵制备的面团
具体实施步骤如下：
按以下重量份的原辅料制备而成：原料小麦面粉300份，安琪高活性干酵母(金色装) 发酵剂4.5份，水159份。
所述面团的具体制作方法如下：将原辅料置于搅拌缸内搅拌均匀，至形成表面光滑的馒头面团。
对比例3：添加自然发酵酸面团发酵制备的面团
具体实施步骤如下：
(1)制备自然发酵酸面团：
称取小麦面粉100g，加入100g水，混合均匀后置于温度为37℃、湿度为80％的条件下发酵12h，最终获得流体状的自然发酵酸面团。
(2)自然发酵酸面团馒头面团的制作：
所述的馒头面团按以下重量份的原辅料制备而成：原料小麦面粉170份，自然发酵酸面团60份，安琪高活性干酵母(金色装)发酵剂4.5份，水70份。
所述面团的具体制作方法如下：将原辅料置于搅拌缸内搅拌均匀，至形成表面光滑的馒头面团。
将实施例1-3和对比例1-3得到的面团分别切分成100g/个的小剂，再搓圆与成型，然后置于温度为37℃、湿度为85％的条件下醒发40min；然后将醒发完成的馒头面团置于蒸箱中加热蒸熟，自然冷却5min，得到相应的馒头产品。馒头产品中果聚糖和FODMAPs类物质含量的结果见表1。
表1实施例1-3和对比例1-3所得产品的果聚糖和FODMAPs含量(g/100g)
Figure RE-RE-GDA0002614320610000071
由表1可见，对比空白样和干酵母馒头，应用酸面团发酵制得馒头的果聚糖含量和FODMAPs总含量均有明显降低现象。虽然自然发酵酸面团也能降低馒头中的果聚糖和其他FODMAPs含量，但其降低效果不及本发明中副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)发酵而得的酸面团。以上结果说明应用本发明所述副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)发酵制得产品的果聚糖含量和FODMAPs总含量均低于传统加工方式制得的产品，且产品风味口感更佳，符合当今消费者的市场需求，具有良好的市场前景。
对比例4添加不同菌株制得酸面团制备面团
参考实施例1，将副干酪乳杆菌替换为植物乳杆菌PH409U，其他条件不变，制得相应的酸面团。
将所得面团切分成100g/个的小剂，再搓圆与成型，然后置于温度为37℃、湿度为85％的条件下醒发40min；然后将醒发完成的馒头面团置于蒸箱中加热蒸熟，自然冷却5min，得到相应的馒头产品。结果发现，馒头产品中果聚糖含量为0.287±0.011g/100g。可见，应用植物乳杆菌发酵酸面团制作的馒头所含果聚糖含量虽有降低，但效果不及自然发酵酸面团，尤其是副干酪乳杆菌酸面团制作的馒头，进一步凸显了实施例所用副干酪乳杆菌降解果聚糖能力的优势性。

Claims (10)

1.一种降低发酵米面食品中FODMAPs含量的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)活化副干酪乳杆菌，制得活性副干酪乳杆菌的菌悬液；
(2)将面粉、步骤(1)所得的活性副干酪乳杆菌的菌悬液和水混合，混匀后进行发酵，获得酸面团；
(3)将活化后的活性干酵母、步骤(2)所得的酸面团和面粉混合，混合均匀，制得面团。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中活性副干酪乳杆菌的菌悬液的浓度为(2～8)×109CFU/mL。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中活性副干酪乳杆菌的菌悬液的添加量为：以副干酪乳杆菌含量计，副干酪乳杆菌相对小麦面粉的浓度为(7～9)LogCFU/g。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中面粉与水的质量比为1：(1-2)。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中发酵时的温度为30～40℃、湿度为70～90％。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中发酵的时间为10～16h。
7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的面团，按照重量份数计，是利用2～3份活性干酵母、50～70份酸面团、150～190份面粉和50～90份水混合制得。
8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中活性副干酪乳杆菌的菌悬液的制备包括如下步骤：
1)将副干酪乳杆菌置于温度为36～38℃的条件下进行活化培养，得到副干酪乳杆菌的活化种子液；重复培养多次，得到副干酪乳杆菌菌液；
2)将所得的副干酪乳杆菌菌液进行离心分离，区沉淀，用水洗涤多次，得到浓度为(2～8)×109cfu/mL的活性副干酪乳杆菌的菌悬液。
9.权利要求1-8任一所述方法制得的面团。
10.权利要求9所述面团制备的面食品。
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