CN111728134B - 一种高纤维素高营养发酵玉米面条及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高纤维素高营养发酵玉米面条及其制备方法，制备步骤包括：步骤一：将粉碎后的玉米灭菌后得到玉米粉，加入活化的发酵菌菌液混合均匀，然后加入玉米芯发酵液混合，固态发酵培养36~72h，得到发酵品；步骤二：将所述发酵品烘干，粉碎后过筛，得到所述高直链玉米淀粉。本发明采用发酵的工艺制备得到高直链玉米淀粉，进一步制备得到的发酵玉米面条，克服了高含量玉米淀粉难以制成面团的缺点，且该方案仅利用玉米原材料且采用合适的菌种高效发酵，得到的面条富含纤维素且口感风味俱佳。

Description

一种高纤维素高营养发酵玉米面条及其制备方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种高纤维素高营养发酵玉米面条及其制备方法。

背景技术

传统面条是一种用小麦粉为主要原料，添加或不添加其他谷物粉及豆类粉加水和成面团，压片、切条，或者使用揉、拉、捏等方法制成的条状面食品。面条可宽可窄、可长可短，可加工成湿面，亦可干燥制成挂面，形式多样。面条的食用方法可谓千变万化，可蒸、煮、炒、烩、炸、拌等，冷热皆宜，即可做主食又可做快餐，可依消费习惯及个人爱好调制出品种各异、风味多样、食用方便，营养丰富的面食品。因此，面条已成为世界各地人们所接受与喜爱健康食品。

考古发现与史料证明，面条起源于中国，已有四千多年的制作与食用历史。中国面条制作技术精湛、面条文化源远流长。2002年10月中国科学院地质与地球物理研究所的科学家们在黄河上游、青海省民和县喇家村进行地质考察时，在一处河漫滩沉积物地下3米处，发现了距今已有约4000年的一碗面条的化石，使中国面条的历史大大提前。中国古代及近代不同朝代和时期均有对面条之记载，由初期的东汉、魏晋南北朝、到后期唐宋元明清都有史料纪录。面条既属经济型主食，也可作登大雅之堂的上佳美食。中国地域辽阔，民族众多，饮食风俗多样，但面条食品的发展跨越了区域的限制与民族习惯的差别，发展成为风格多样却能被消费者广为接受和喜爱的面食品，如四川担担面、两广伊府面、北方炸酱面、山西刀削面及武汉热干面。

中国人每逢生辰必吃面条，寓意长命百岁。中国俗语“送行饺子洗尘面”，“上车饺子下车面”，“冬至饺子夏至面”等也道出了面条在迎来送往、年节假日等礼节中作用。

玉米为禾本科，一年生草本植物，是世界上分布最广泛的粮食作物之一，种植面积仅次于小麦和水稻而居第三位。玉米是我国主要农作物之一，产量仅次于美国居世界第二位，是我国重要的粮食、饲料与化工原料。玉米味甘性平，具有调中开胃，益肺宁心，清湿热，利肝胆，延缓衰老等功能。每100克玉米含蛋白质4.0克、脂肪1.2克、碳水化合物22.8克及丰富的维生素、膳食纤维、谷胱甘肽、锌、硒等生物活性物质。玉米中膳食纤维比精米、精面高4-10倍，而医学研究证明膳食纤维具有促进肠蠕动、加速有毒有害物质的排除、减少结肠癌的发生的作用。另外黄玉米含有丰富的胡萝卜素及玉米黄素，具有保护视力及预防肿瘤的作用。

但是由于玉米食味及加工性能均较差，未经特殊处理无法替代小麦粉加工相应的面食品。当前我国玉米主要用于饲料和化工产品生产原料，用于口粮及食品工业的玉米大约占玉米总产量的5%左右。我国人口众多、人均耕地面积少。大量消费玉米资源用于非食品领域，不但不符合我国粮食安全政策，也导致人们对玉米食品加工技术研究的忽视以及玉米食物资源属性及作用的发挥，造成玉米食物资源的浪费，使玉米的营养保健作用远未在提高国民身体素质方面发挥应有的作用。采用先进、便捷、绿色的食品加工技术赋予玉米食品优良的口感，发挥其天然的食品属性，保证优质口粮及食品的供给，是玉米经济的必然发展方向。

申请号为201310547206.1的文件公开了高纤维无添加剂纯玉米面条及其绿色生产方法，通过将成熟玉米籽粒筛选去除杂质后，高压蒸汽溶胀、粉碎、组织改良、调和、成型等处理生产高纤维无添加剂纯玉米面条，具有良好结合力，延伸性及柔韧性适当，耐煮性好，玉米风味纯正，提高玉米食品的可消化性，具有保健作用；但是该方案通过机械加工改良制备得到的玉米面条纤维素含量较低，且风味单一，不符合现代人的塑身及口味丰富的需求，因此亟需制备一种富含纤维且风味俱佳的玉米面条。

发酵是一种常见的利用谷物的传统工艺，具有提高产品口感、增强风味、改善质构，提高营养价值的优点，本发明人提供的发酵玉米面条正是利用这一原理，但是发酵工艺的不同制备得到的发酵面条完全不同，如何提供一种标准化生产工艺是发酵面条工业化生产亟需解决的问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种高纤维素高营养发酵玉米面条及其制备方法，采用发酵的工艺制备得到高直链玉米淀粉，进一步制备得到的发酵玉米面条，克服了高含量玉米淀粉难以制成面团的缺点，且该方案仅利用玉米原材料且采用合适的菌种高效发酵，得到的面条富含纤维素且口感风味俱佳。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种发酵玉米面条用高直链玉米淀粉，制备步骤包括：

步骤一：将粉碎后的玉米灭菌后得到玉米粉，加入活化的发酵菌菌液混合均匀，然后加入玉米芯发酵液混合，固态发酵培养36~72h，得到发酵品；

步骤二：将所述发酵品烘干，粉碎后过筛，得到所述高直链玉米淀粉。

本方案将玉米粒通过微生物发酵，微生物的发酵作用可产生多种复合酶如淀粉酶、纤维素酶等，其中产生的部分淀粉酶先作用于玉米支链淀粉，使支链淀粉脱支形成多个短直链淀粉，直链淀粉的含量增加有利于在热水状态下形成双螺旋结构，从而提高淀粉的稳定性，宏观表现为面粉更易制备成面团、面团的弹性更大，因此制备高直链淀粉有利于提高玉米面条的产量及品质；但是在微生物发酵过程中，易缺少碳源、氮源从而导致微生物发酵作用不佳，且发酵时间过长还会导致淀粉被进一步分解为葡萄糖等小分子多糖和产生一些不利于人体的物质，不利于制备玉米面条；因此，本发明采用对玉米芯进行发酵糖化，得到的发酵液可补充部分碳源和大部分氮源，并且发酵液的原料玉米芯为玉米脱粒时产生的废料，符合绿色环保的需求。

作为本发明的优选，玉米芯发酵液的制备步骤包括：

a.将玉米芯粉碎后过筛灭菌，加入灭菌水混合后制得液态发酵基；

b.在所述液态发酵基内接入活化的黑曲霉/米曲霉菌液，液态发酵培养48~96h，过滤得到所述玉米芯发酵液。

黑曲霉与米曲霉常被用于在酱油中制曲，产生丰富的酶系来提高酱油风味和品质，米曲霉生长粗放、酶系安全，中性和碱性蛋白酶活力较强；而黑曲霉则是酸性蛋白酶、糖化酶、纤维素酶等活性较强，两者可形成互补的混合霉系，这是酱油制曲常用的手段；而本发明采用的玉米芯主要成分为：糖54.5%、粗蛋白质2.2%、粗脂肪0.4%、粗纤维29.7%、矿物质1.2%，具有黑曲霉/米曲霉混合霉系发酵的条件，但是玉米芯中糖成分主要由丰富的纤维素、半纤维素、木质素构成，在初期接种混合霉系时即使黑曲霉/米曲霉生长粗放，也不利于其生长繁殖，因此补充葡萄糖溶液则可辅助黑曲霉/米曲霉生长繁殖到一定程度，产生一定基础的酶量后对纤维素、半纤维素、木质素的分解利用能力提高，有利于整个酶系的快速稳定分解；经黑曲霉、米曲霉产生的混合酶系发酵得到的玉米芯发酵液内的可溶性糖及呈香物质增加，总氮含量可增加15%以上，该发酵液用于对玉米淀粉发酵过程中碳源、氮源的补充起到至关重要的作用。

作为本发明的优选，所述发酵菌菌液中发酵菌包括：枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌中的一种或两种。

在本方案设计中，枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌具有产生包括淀粉酶在内的复合酶的特点，且营养要求低、耐高温、易于产生乳酸、可开放式发酵的特点，相比大肠杆菌、乳酸菌等常用菌系在简单外源物质中的活性更高，无需降温处理，减少了工艺的复杂性，降低了生产成本，有利于减少环境污染。更重要的是，枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌可产生稳定的作用位置为支链淀粉、糖原、糊精的α-1,6-糖苷键的直链淀粉-6-葡聚糖水解酶，且酶量可达到26350U/g，可优先对支链淀粉进行分解从而使直链淀粉的含量提高，达到本发明所需的目的；且本发明无需对玉米粒进行脱皮处理，胚皮在酶系的作用下部分转化为可溶性糖，剩余的部分仍以纤维素的形式存在，用于玉米淀粉的纤维素补充，使制备的玉米面条纤维素含量在较高的范围内，有利于消费者的健康需求。

作为本发明的优选，所述发酵菌菌液的接种量为5~15%。

作为本发明的优选，采用高直链玉米淀粉制备发酵玉米面条的制备方法，包括以下步骤：

S1将粉碎后的玉米粒灭菌后得到玉米粉，加入活化的枯草芽孢杆菌/凝结芽孢杆菌混合菌菌液或者凝结芽孢杆菌单一菌液，然后加入玉米芯发酵液混合均匀，固态发酵培养36~72h，过滤后得到发酵样品；

S2 将S1得到的发酵样品与灭菌水混合，接入活化的谷氨酸棒杆菌菌液，液态发酵培养12~36h后过滤、烘干，得到粗粉；

S3 将S2得到的粗粉研磨后过筛，得到高直链玉米淀粉，所述高直链玉米淀粉低温保存；

S4 将S3得到的高直链玉米淀粉与谷朊粉/小麦淀粉混合均匀后加入蒸馏水，搅拌调和后进行成型处理，制得玉米面条。

在本方案设计中，由于玉米芯发酵液的补充及玉米淀粉的发酵产生了多种还原糖及可溶性糖，存在于体系中含量较高，因此可额外接种对营养物质要求较低的安全性谷氨酸棒杆菌利用多余的糖类物质进行发酵产生谷氨酸等多种氨基酸物质，丰富整体的风味及口感，提高玉米面条的品质与营养价值；谷朊粉/小麦淀粉的添加有利于面团的成型，从而调节面条的硬度及弹性，使得到的玉米面条口感更佳。

作为本发明的优选，谷氨酸棒杆菌菌液的接种量为2~12%。

作为本发明的优选，步骤S2中发酵样品与灭菌水的比例为1:1~2.5。

作为本发明的优选，谷朊粉/小麦面粉与高直链玉米淀粉的质量份数比为1:1~4。

作为本发明的优选，高直链玉米淀粉的过筛目数为100~120目。

本发明具有以下有益效果：

本发明利用复合的发酵菌体系对制备玉米面条的原料进行发酵，并提供了该发酵菌系最利于玉米面条制备的发酵条件，从而制备得到高直链淀粉含量高的淀粉，进一步制备得到口味丰富、口感佳、营养丰富的高纤维玉米面条，符合市场的需求。

本发明制备玉米面条的原料为玉米粒及脱玉米粒产生的玉米芯废料，原料的利用率高，且整体的生产工艺简单、对工艺环境的要求较低，适合大规模的工业生产，具有良好的应用前景。

附图说明

附图1为本发明咀嚼度与硬度折线图。

附图2为本发明感官测评得分柱状图。

具体实施方式

一．发酵用玉米粉制备

取普通粮用玉米的成熟籽粒，清理除去不可食用杂质，用常温水浸泡2h后洗涤除去浮尘，沥水后研磨粉碎过20目筛，然后置于密闭容器0.15~0.20Mpa条件下高压蒸汽溶胀处理5min，降至常压后取出进一步研磨过60目筛，干热灭菌后得到玉米粉备用；

二．菌种活化培养：

1.试验材料

黑曲霉（Aspergillus niger SICC2103，购于中国工业微生物菌种保藏管理中心）；米曲霉（Aspergillus oryzae SICC2013，购于中国工业微生物菌种保藏管理中心）：30℃；枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis SICC24713，购于中国工业微生物菌种保藏管理中心）：37℃；凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans CGMCC1.10823，购于中国普通微生物菌种保藏管理中心）：30℃；谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum CGMCC1.816，购于中国普通微生物菌种保藏管理中心）30℃。

2.种子培养

PDA固态培养基斜面培养：将PDA培养基121℃灭菌25min，冷却后接入一环黑曲霉/米曲霉孢子，放入30℃培养箱培养72h。

牛肉膏蛋白胨固态培养基斜面培养：将牛肉膏蛋白胨培养基121℃灭菌25min，冷却后接入一环枯草芽孢杆菌，放入37℃恒温培养箱培养48h。

MRS培养基斜面培养：将MRS培养基121℃灭菌25min，冷却后接入一环凝结芽孢杆菌，放入30℃恒温培养箱培养72h。

牛肉膏蛋白胨固态培养基斜面培养：将牛肉膏蛋白胨培养基121℃灭菌25min，冷却后接入一环谷氨酸棒杆菌，放入30℃恒温培养箱培养48h。

3.菌液制备

将10ml含有0.1%吐温80的无菌水分别倒入各个培养基上，用接种环将斜面上的菌种和孢子刮下来，分别转移到盛有90ml无菌水的瓶中，磁力搅拌均匀，使菌体量达到1.0*10⁷cfu/ml后4℃保存备用。

三．玉米芯发酵液制备

（1）取玉米芯清洗去除杂质，沥水后研磨粉碎过10目筛，然后置于密闭容器0.15~0.20Mpa条件下高压蒸汽溶胀处理15min，干热灭菌后得到玉米芯粉备用；

（2）将玉米芯粉与灭菌水混合至含水量为50~55%，然后加入1.0~2.0%葡萄糖溶液混合均匀，121℃灭菌25min，冷却后接入不同量的黑曲霉/米曲霉孢子发酵菌液，搅拌均匀，然后在30℃培养箱培养一段时间；

（3）取出混合培养基，加入灭菌水进行冲洗，50ml/次冲洗3次收集滤液，0.22μm过滤后得到玉米芯发酵液，冷藏保存备用。

四．玉米淀粉制备

（1）将制备得到的玉米粉与玉米芯发酵液、蒸馏水混合均匀至含水量为55%，121℃灭菌25min，进一步打散后接入不同量的发酵种子液，搅拌均匀后在30℃/37℃培养箱培养一段时间；

（2）将发酵后的样品放入65℃烘箱中烘干，粉碎过60目筛后常温保存。

五．玉米淀粉优化

将步骤四得到的发酵样品与水混合后121℃灭菌25min，搅拌后接入不同量的谷氨酸棒杆菌菌液，搅拌均匀后然后在30℃培养箱培养一段时间，过滤后高温灭菌，研磨粉碎过120目筛备用。

六．玉米面条制备

将步骤五得到的玉米淀粉与小麦面粉/谷朊粉以一定比例混合均匀后加入蒸馏水混合均匀，常温下5~10r/min搅拌浸润调和1~2h，然后采用串联双刀单螺杆挤丝机进行成型处理，两道挤出口相距1.0cm，第一道温度150℃、压力20MPa，第二道温度100℃、压力18Mpa，第一道挤出的丝状物立即缠绕扭结成束状进入第二道挤出成型机，制得所需长宽度的玉米面条。

七．单因素试验

选取制备玉米芯发酵液的指标为唯一变量，具体参数设置如下表1所示：

对制备得到的玉米芯发酵液进行检测，检测结果如下表2所示：

从表2可知，F组的总氮含量最高，为本方案的玉米芯发酵液发酵的最优参数。

基于F组制备得到的玉米芯发酵液，选取制备玉米淀粉的指标为唯一变量，具体参数设置如下表3所示：

对制备得到的玉米淀粉进行检测，检测结果如下表4所示：

从表4可知，f、g组得到的玉米淀粉具有高纤维素、高直链淀粉、且氨基酸、无机盐含量都较为合适，为本方案的玉米淀粉制备的较优选择。

基于f组制备得到的玉米淀粉为发酵样品，对其进行优化，如下表5所示：

对制备得到的玉米淀粉进行检测，检测结果如下表6所示：

从表6可知，F2~F4组得到的玉米淀粉在保证高纤维素、高直链淀粉的基础上，进一步提高了氨基酸的含量，减小无机盐的损失，为本方案的玉米淀粉优化制备的较优选择。

基于F3组制备得到的玉米淀粉用于制备玉米面条，各指标如下表7所示：

用硬度和咀嚼性参数来表征上述实施例1~8制备得到的发酵玉米面条的品质，如附图1所示。从附图1可以看出，玉米淀粉所占淀粉总比例、浸润调和时间与咀嚼度和硬度成正相关；蒸馏水所占比例与咀嚼度和硬度成负相关。本发明人还用小麦淀粉与玉米淀粉混合制备玉米面条，但制备较高咀嚼度和适当硬度的面条所需小麦面粉与玉米淀粉的比例需大于1:1，由此得到的玉米面条纤维素含量、氨基酸含量都比较低，不作为优选。

对上述实施例1~8制备的玉米面条进行感官评定，评定标注如下表8所示：

如附图2所示，实施例3、5所制备得到的玉米面条总分最高，口感风味俱佳，其中实施例3得到的玉米面条相对更耐嚼、实施例5得到的玉米面条相对更柔软。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种高直链玉米淀粉制备发酵玉米面条的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1将粉碎后的玉米粒灭菌后得到玉米粉，加入接种量为5~15%活化的枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌混合菌菌液或凝结芽孢杆菌单一菌液，然后加入玉米芯发酵液混合均匀，固态发酵培养36~72h，过滤后得到发酵样品；

S2 将S1得到的发酵样品与灭菌水混合，接入活化的谷氨酸棒杆菌菌液，液态发酵培养12~36h后过滤、烘干，得到粗粉；

S3 将S2得到的粗粉研磨后过筛，得到高直链玉米淀粉，所述高直链玉米淀粉低温保存；

S4 将S3得到的高直链玉米淀粉与谷朊粉或小麦淀粉混合均匀后加入蒸馏水，搅拌调和后进行成型处理，制得玉米面条，所述谷朊粉或小麦面粉与高直链玉米淀粉的质量份数比为1:1~4；

其中，

所述玉米芯发酵液的制备步骤包括：

a.将玉米芯粉碎后过筛灭菌，加入灭菌水混合后制得液态发酵基；

b.在所述液态发酵基内接入活化的黑曲霉和/或米曲霉菌液，液态发酵培养48~96h，过滤得到所述玉米芯发酵液。

2.根据权利要求1所述的一种发酵玉米面条的制备方法，其特征在于，所述谷氨酸棒杆菌菌液的接种量为2~12%。

3.根据权利要求1所述的一种发酵玉米面条的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中发酵样品与灭菌水的比例为1:1~2.5。

4.根据权利要求1所述的一种发酵玉米面条的制备方法，其特征在于，所述高直链玉米淀粉的过筛目数为100~120目。

5.一种发酵玉米面条，基于权利要求1~4任一所述的发酵玉米面条制备方法得到的玉米面条。