CN114287557A - 一种高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉及制备方法，属于可食植物性原料高值化利用技术领域。本发明所述的制备高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉的方法，包括如下步骤：(1)将可食用植物粗粉进行粉碎，得到粒径为20～100μm的可食用植物微粉；其中，所述的可食用植物包括荞麦、槐米中的一种；(2)将可食用植物微粉酶解，使得反应物中芦丁通过苦荞内源酶的转糖基作用生成乙氧基芸香糖，得到所述的高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉。本发明制备得到的可食用植物微粉中乙氧基芸香糖含量可达普通市售苦荞/槐米制品的30.6～40.6倍，普通苦荞/槐米原料经酶转化后制品的2.7～3.6倍。

Description

一种高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉及制备方法

技术领域

本发明涉及一种高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉及制备方法，属于可食植物性原料高值化利用技术领域。

背景技术

苦荞麦和槐米分别属于廖科荞麦属和豆科槐属植物，传统上被认为具备“降三高”功效，它们都具有较高含量的芦丁。此外，最新研究表明，苦荞及其制品中的乙氧基芸香糖是苦荞及其制品具有降血糖、降血脂及急性酒精肝损伤保护活性的主要活性成分。因此，探索合适的处理工艺，最大限度地将苦荞及槐米中所含有的天然植化成分转化为乙氧基芸香糖成为苦荞和槐米深度加工研究的关键。

在这一领域目前已经申请了较多专利，例如β-乙氧基芸香糖在制备保护肝脏产品中的应用(专利号：CN108451960B)；一种β-乙氧基芸香糖的富集方法(专利号：CN103755751A)；一种β-乙氧基芸香糖的制备方法及其降低血糖的应用(专利号：CN101519457B)；一种从苦荞中提取纯化β-乙氧基芸香糖的制备方法(专利号：CN108530499A)；一种富含β-乙氧基芸香糖胶囊的生产方法(专利号：CN103829122A)；一种解酒护肝的芦荟酒的制备方法(专利号：CN111040917A)；一种利用苦荞麦生产降血糖降血脂产品的方法(专利号：CN103829123A)等。但上述专利主要集中在乙氧基芸香糖的有益健康作用效果的保护，在提升产品中乙氧基芸香糖含量方面，则是基于常规的苦荞粉来作为初始原料，而未能针对如何对原料进行合适的预处理开展深入、系统的研究。

本领域公知：常规苦荞粉的平均粒径大概在180～250μm(约60～80目)，这样的粒径比较大，在后续转化中不利于其中的芦丁被芦丁酶转化而生成乙氧基芸香糖；如果进行过度粉碎，虽然后续转化时芦丁酶转化芦丁的效率更高，但在粉碎环节又会造成芦丁的氧化，致使转化前底物浓度降低，也不利于获得高乙氧基芸香糖含量的苦荞制品。

此外，对于具备高底物(芦丁)来源的槐米，目前尚无槐米中乙氧基芸香糖转化的相关报道。

因此，系统分析、比较不同预处理条件(主要是苦荞粉和槐米粉的粉碎细度)对原料在后续处理中芦丁转化为乙氧基芸香糖的影响并优选适宜的芦丁酶处理工艺，对于大幅提高苦荞及槐米产品中乙氧基芸香糖的含量、提高苦荞和槐米加工产品的食用价值具有重要意义。

发明内容

[技术问题]

目前，常规的都是基于苦荞粉来作为初始原料，而未能针对如何对原料进行合适的预处理方法开展深入、系统的研究。

[技术方案]

为了上述问题，本发明提供一种高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉及制备方法。本发明以普通苦荞和槐米粉为原料，采用磨介式粉碎(如行星式球磨机)、气流式超微粉碎(如气流式超微粉碎机)或机械剪切式超微粉碎(振动式粉碎机)对原料进行适度处理，分离得到粒径介于20～100μm(约800～150目)的微粉；上述微粉中在温度20～50℃条件下，加入浓度为乙醇10～40％(v/v)的稀醇溶液(料液比控制在1:5～1:50)，并维持0.5～2h。结束后可分离上清液作为饮品原料进行调配后加工食用(如啤酒、白酒、清酒、饮料等)；也可通过喷雾干燥、真空干燥，热风干燥，冷冻干燥，红外干燥后粉碎而形成粉状产品后作为食品加工原料经进一步加工食用(如面包、馒头、代餐粉、面条、饼干、锅巴等)。

本发明的第一个目的是提供一种制备高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉的方法，包括如下步骤：

(1)将可食用植物粗粉进行粉碎，得到粒径为20～100μm的可食用植物微粉；其中，所述的可食用植物包括荞麦、槐米中的一种；

(2)将步骤(1)得到的可食用植物微粉酶解，使得反应物中芦丁通过苦荞内源酶的转糖基作用生成乙氧基芸香糖，得到所述的高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的可食用植物粉是在40℃下去除水分得到的干燥可食用植物粉。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的粉碎方式包括磨介式粉碎(如行星式球磨机)、气流式超微粉碎(如气流式超微粉碎机)或机械剪切式超微粉碎(振动式粉碎机)。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的粒径为20～100μm换算为800～150目。

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的酶解是在温度20～50℃，乙醇浓度10～40％(体积百分比)，料液比1:5～1:50的条件下，反应0.5～2h。

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的可食用植物微粉中内源酶含量约为1％，“％”为质量百分数。

本发明的第二个目的是本发明所述的方法制备得到的高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉。

本发明的第三个目的是本发明所述的高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉在食品领域的应用。

在本发明的一种实施方式中，所述的应用包括将高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉作为原料进行调配后加工食用，具体用于啤酒、白酒、清酒、饮料。

在本发明的一种实施方式中，所述的应用包括将高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉通过喷雾干燥、真空干燥、热风干燥、冷冻干燥、红外干燥后粉碎而形成粉状产品后直接或作为食品加工原料经进一步加工食用，具体用于面包、馒头、代餐粉、面条、饼干、锅巴。

在本发明的一种实施方式中，所述的用于啤酒，包括如下步骤：

以大米和麦芽为主料，经糊化、糖化、过滤、煮沸后制得啤酒；

之后将高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉在上清液的煮沸过程中加入啤酒中，使乙氧基芸香糖最大限度地溶于啤酒中，得到富含乙氧基芸香糖的啤酒。

在本发明的一种实施方式中，所述的用于馒头/面包，包括如下步骤：

将高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉经过冷冻干燥，粉碎而形成可食用植物粉末；

之后以小麦粉为主料，可食用植物粉末为辅料，通过和面，发酵，蒸制(烤制)，得到富含乙氧基芸香糖的馒头/面包。

在本发明的一种实施方式中，所述的用于代餐粉，包括如下步骤：

将高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉经过混合、打浆、喷雾干燥，制备得到富含乙氧基芸香糖的可食用植物粉末；

之后按照质量百分比：可食用植物粉末90％、膳食纤维8.4％、魔芋粉1％、苦瓜提取物0.6％，使用三维混合机混合40min，进行包装，制得高乙氧基芸香糖含量的代餐粉。

[有益效果]

本发明对可食用植物粗粉进行适度微细化处理，筛分得到平均粒径介于20～100μm之间的微粉，之后通过酶解，以借助苦荞自身存在的内源酶转化其中的芦丁而产生更多乙氧基芸香糖，其含量可达普通市售苦荞/槐米制品的30.6～40.6倍，普通苦荞/槐米原料经酶转化后制品的2.7～3.6倍。

附图说明

图1为实施例1中荞麦微粉经酶转化后提取物粒子流图。

图2为实施例2中荞麦微粉经酶转化后提取物粒子流图。

图3为实施例3中荞麦微粉经酶转化后提取物粒子流图。

图4为实施例4中槐米微粉经酶转化后提取物粒子流图。

图5为实施例5中槐米微粉经酶转化后提取物粒子流图。

图6为实施例6中槐米微粉经酶转化后提取物粒子流图。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。

测试方法：

乙氧基芸香糖定量方法：

仪器：超高效液相色谱-四级杆-飞行时间串联质谱仪(UPLC-Q-TOF-MS，美国Waters公司)；色谱柱：CORTECS C18+(2.7μm，2.1×150mm)；

液相条件：A相：乙腈；B相：0.1％甲酸水；流速：0.3mL/min；柱温：45℃；梯度洗脱程序：初始条件为B相100％，1min到5min内B相由100％变为90％，5min到6min内B相由90％变为50％，6min到7min内B相由50％变为100％，7min之后B相保持100％运行时间10min。

实施例1

一种制备高乙氧基芸香糖含量的荞麦微粉的方法，包括如下步骤：

(1)将苦荞粉平摊于托盘中，40℃烘干去除水分；

(2)采用使用Retsch-PM100型行星式球磨机，调整转速为350r/min，反应时间为10min；通过Mastersizer2000 E激光粒度仪容器测定粉体的粒径，得到平均粒径为20μm(约800目)的苦荞微粉；

(3)取10g步骤(2)的苦荞微粉，加入500mL 10％(v/v)乙醇水溶液，在温度20℃的条件下，酶解反应0.5h，使苦荞微粉中芦丁通过转糖基作用生成乙氧基芸香糖，得到高乙氧基芸香糖含量的荞麦微粉。

实施例2

一种制备高乙氧基芸香糖含量的荞麦微粉的方法，包括如下步骤：

(1)将苦荞粉平摊于托盘中，40℃烘干去除水分；

(2)使用CP-20型超微气流粉碎机，粉碎压力0.8MPa，耗气量1.0m³/min，分级机转速2880r/min，粉碎后得到平均粒径为60μm(约250目)的苦荞微粉；

(3)取50g步骤(2)制备的苦荞微粉，加入250mL 30％(v/v)乙醇水溶液，在温度40℃酶解反应1h，使苦荞微粉中芦丁通过转糖基作用生成乙氧基芸香糖，得到高乙氧基芸香糖含量的荞麦微粉。

实施例3

一种制备高乙氧基芸香糖含量的荞麦微粉的方法，包括如下步骤：

(1)将苦荞粉平摊于托盘中，40℃烘干去除水分；

(2)采用ZD-10型机械剪切式超微粉碎，制冷温度设定-20℃，反应时长1min，得到平均粒径为100μm(约150目)的苦荞微粉；

(3)取100g步骤(2)制备的苦荞微粉，加入2000mL 40％(v/v)乙醇水溶液，在温度50℃酶解反应2h，使苦荞微粉中芦丁通过转糖基作用生成乙氧基芸香糖，得到高乙氧基芸香糖含量的荞麦微粉。

将实施例1～3制备的得到的高乙氧基芸香糖含量的荞麦微粉进行测试，测试结果如下：

表1

注：普通荞麦原料制品的制备方法：苦荞种子经脱壳机去壳，石磨粉碎后过25目筛(常规市购产品)；乙氧基芸香糖含量为0.48mg/g；

普通苦荞原料经酶转化后制品的制备方法：将普通苦荞原料制品加入浓度为20％(v/v)的乙醇水溶液中，料液比控制在1：5，在40℃下反应0.5h，反应物进行干燥处理得到；乙氧基芸香糖含量为5.46mg/g。

对比例1更小粒径苦荞粉

粒径为5μm的苦荞粉，原料中天然存在的乙氧基芸香糖含量为0.62mg/g；

按照实施例1步骤(2)的方法经过酶转化后，乙氧基芸香糖含量为6.89mg/g。

对比例2更大粒径(普通苦荞麦粉)

苦荞粉粒径为200μm的苦荞粉，原料中天然存在的乙氧基芸香糖含量为0.48mg/g；

按照实施例1步骤(2)的方法经过酶转化后乙氧基芸香糖含量为5.46mg/g。

实施例4

一种制备高乙氧基芸香糖含量的槐米微粉的方法，包括如下步骤：

(1)将苦荞粉平摊于托盘中，40℃烘干去除水分；

(2)通过Retsch-PM100型行星式球磨机，调整转速为250r/min，反应时间为20min，得到平均粒径为100μm(约150目)的槐米微粉；

(3)取10g步骤(2)制备的槐米微粉，加入500mL 40％(v/v)乙醇水溶液，在温度20℃的条件下，酶解反应0.5h，使槐米微粉中芦丁通过转糖基作用生成乙氧基芸香糖，得到高乙氧基芸香糖含量的槐米微粉。

实施例5

一种制备高乙氧基芸香糖含量的槐米微粉的方法，包括如下步骤：

(1)将槐米籽粒平摊于托盘中，40℃烘干去除水分；

(2)采用ZD-10型机械剪切式超微粉碎，制冷温度设定-20℃，反应时长1min，得到平均粒径为80μm(约170目)的槐米微粉；

(3)取100g步骤(2)制备的槐米微粉，加入2000mL 40％(v/v)乙醇水溶液，在温度50℃酶解反应2h，使槐米微粉中芦丁通过转糖基作用生成乙氧基芸香糖，得到高乙氧基芸香糖含量的槐米微粉。

实施例6

一种制备高乙氧基芸香糖含量的槐米微粉的方法，包括如下步骤：

(1)将槐米籽粒平摊于托盘中，40℃烘干去除水分；

(2)使用CP-20型超微气流粉碎机，粉碎压力0.8MPa，耗气量1.0m³/min，分级机转速2880r/min，粉碎后得到平均粒径为40μm(约330目)的槐米微粉；

(3)取50g步骤(2)制备的槐米微粉，加入250mL 30％(v/v)乙醇水溶液，在温度40℃酶解反应1h，使槐米微粉中芦丁通过转糖基作用生成乙氧基芸香糖，得到高乙氧基芸香糖含量的槐米微粉。

将实施例4～6制备的得到的高乙氧基芸香糖含量的槐米微粉进行测试，测试结果如下：

表2

注：普通槐米原料制品的制备方法：槐米种子经脱壳机去壳，石磨粉碎后过25目筛(常规市购产品)；乙氧基芸香糖含量为0.87mg/g；

普通槐米原料经酶转化后制品的制备方法：将普通槐米原料制品加入浓度为20％(v/v)的乙醇水溶液中，料液比控制在1：5，在40℃下反应0.5h，反应物进行干燥处理得到；乙氧基芸香糖含量为10.89mg/g。

实施例7

实施例1的高乙氧基芸香糖含量的荞麦微粉在制备苦荞啤酒中的应用，包括如下步骤：

以大米和麦芽为主料，经糊化、糖化、过滤、煮沸后制得啤酒；

之后将实施例1制备的富含乙氧基芸香糖的荞麦微粉在上清液的煮沸过程中以20％(质量百分比)加入啤酒中，使乙氧基芸香糖最大限度地溶于啤酒中，得到富含乙氧基芸香糖的苦荞啤酒。

经过测试：实施例7的啤酒中乙氧基芸香糖的含量显著高于未经粉碎处理的荞麦粉所制备的啤酒；且未影响啤酒本身的一些口感、风味等性能。

实施例8

实施例2的高乙氧基芸香糖含量的荞麦微粉在制备苦荞馒头/面包中的应用，包括如下步骤：

将实施例2的高乙氧基芸香糖含量的荞麦微粉经过冷冻干燥，粉碎而形成苦荞粉；

之后以小麦粉为主料，苦荞粉为辅料，苦荞粉以30％(质量百分比)添加量与小麦粉充分混合，通过和面，发酵，蒸制(烤制)，得到富含乙氧基芸香糖的苦荞馒头/面包。

经过测试：实施例8的馒头/面包中乙氧基芸香糖的含量显著高于未经粉碎处理的荞麦粉所制备的馒头/面包；且未影响馒头/面包本身的性能。

实施例9

实施例3的高乙氧基芸香糖含量的荞麦微粉在制备苦荞代餐粉中的应用，包括如下步骤：

将实施例3的高乙氧基芸香糖含量的荞麦微粉经过混合、打浆、喷雾干燥，制备得到富含乙氧基芸香糖的苦荞粉；

之后按照质量百分比：苦荞粉90％、膳食纤维8.4％、魔芋粉1％、苦瓜提取物0.6％，使用三维混合机混合40min，进行包装，制得高乙氧基芸香糖含量的苦荞代餐粉。

经过测试：实施例9的代餐粉中乙氧基芸香糖的含量显著高于未经粉碎处理的荞麦粉所制备的代餐粉；且未影响代餐粉本身的性能。

实施例10

实施例4的高乙氧基芸香糖含量的槐米微粉在制备馒头、饼干、面包中的应用，包括如下步骤：

将实施例4的高乙氧基芸香糖含量的槐米微粉热风干燥，粉碎而形成槐米粉；

以小麦粉为主料，槐米粉为辅料，槐米粉以30％(质量百分比)添加量与小麦粉充分混合，通过和面，发酵，蒸制(烤制)，得到富含乙氧基芸香糖的槐米馒头、面包和饼干等产品。

经过测试：实施例10的产品中乙氧基芸香糖的含量显著高于未经粉碎处理的荞麦粉所制备的产品；且未影响产品本身的性能。

Claims (10)

1.一种制备高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将可食用植物粗粉进行粉碎，得到粒径为20～100μm的可食用植物微粉；其中，所述的可食用植物包括荞麦、槐米中的一种；

(2)将步骤(1)得到的可食用植物微粉酶解，使得反应物中芦丁通过苦荞内源酶的转糖基作用生成乙氧基芸香糖，得到所述的高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的粉碎方式包括磨介式粉碎、气流式超微粉碎或机械剪切式超微粉碎。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的酶解是在温度20～50℃，乙醇浓度10～40％(体积百分比)，料液比1:5～1:50的条件下，反应0.5～2h。

4.权利要求1～3任一项所述的方法制备得到的高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉。

5.权利要求4所述的高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉在食品领域的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的应用包括将高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉作为原料进行调配后加工食用，具体用于啤酒、白酒、清酒、饮料。

7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的应用包括将高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉通过喷雾干燥、真空干燥、热风干燥、冷冻干燥、红外干燥后粉碎而形成粉状产品后直接或作为食品加工原料经进一步加工食用，具体用于面包、馒头、代餐粉、面条、饼干、锅巴。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的用于啤酒，包括如下步骤：

以大米和麦芽为主料，经糊化、糖化、过滤、煮沸后制得啤酒；

之后将高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉在上清液的煮沸过程中加入啤酒中，使乙氧基芸香糖最大限度地溶于啤酒中，得到富含乙氧基芸香糖的啤酒。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的用于馒头/面包，包括如下步骤：

将高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉经过冷冻干燥，粉碎而形成可食用植物粉末；

之后以小麦粉为主料，可食用植物粉末为辅料，通过和面，发酵，蒸制(烤制)，得到富含乙氧基芸香糖的馒头/面包。

10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的用于代餐粉，包括如下步骤：

将高乙氧基芸香糖含量的可食用植物微粉经过混合、打浆、喷雾干燥，制备得到富含乙氧基芸香糖的可食用植物粉末；

之后按照质量百分比：可食用植物粉末90％、膳食纤维8.4％、魔芋粉1％、苦瓜提取物0.6％，使用三维混合机混合40min，进行包装，制得高乙氧基芸香糖含量的代餐粉。

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