CN114947052A - 一种经乳酸菌发酵制备杂粮馒头的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明将黄豌豆粉、莜麦粉、谷朊粉及燕麦β‑葡聚糖(Oatmealβ‑glucan，OBG)复配成杂粮粉基质，利用乳酸菌发酵剂发酵面团制作馒头。探究杂粮面团中OBG、抗性淀粉(Resistant Starch，RS)和游离氨基酸含量的变化，并对发酵前后的杂粮馒头与小麦粉馒头进行营养品质比较。结果表明，与未发酵的杂粮面团相比，乳酸菌发酵杂粮面团中OBG含量下降32.56％，RS含量上升32.88％，游离氨基酸总量提升1.46倍，氨基酸组成模式更优。在营养方面，两种杂粮馒头均属于高纤维高蛋白食品，乳酸菌发酵杂粮馒头具有更高的体外蛋白消化率、比容及感官评分。说明杂粮面团及馒头制品具有应用开发潜力。
Description
技术领域
本发明属于食品微生物及发酵技术领域，主要涉及一种经直投式混合乳酸菌发酵制备杂粮馒头的方法，改善杂粮馒头的营养成分和口感品质。
背景技术
馒头是中国北方人民日常食用的面制品，随着人们消费水平的提升，人们不仅要吃的饱，而且要吃得好。传统的白面馒头具有高血糖生成指数的特点，并不适合所有人食用；另外，白面馒头营养品质也欠佳。大部分杂粮属于低血糖生成指数食品，含有优质的植物蛋白，氨基酸组成模式也优于精制小麦粉，因此杂粮代替精制小麦粉研发新的具有低血糖生成指数的优质食品成为食品领域的研究热点。然而，杂粮食品的主要问题就是适口性不佳，且杂粮中存在诸多的抗营养因子，如植酸、单宁等等，严重影响了杂粮食品的营养品质和感官接受度。乳酸菌发酵杂粮能够显著降解杂粮中的抗营养因子，改善杂粮制品的感官接受度，提升杂粮制品的营养特性。乳酸菌作为一种具有益生作用的食品及微生物，通常是以发酵剂的形式应用到产品中。
发明内容
本发明提供一种经乳酸菌发酵制备杂粮馒头的方法及这种方法对改善营养品质的作用。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：一种经乳酸菌发酵制备杂粮馒头的方法及这种方法对改善营养品质的作用，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)发酵杂粮面团(fermented multigrain dough，FMD)的制备：将直投式发酵剂RP80和YO-PROX-700(普尔斯(天津)国际贸易有限公司)按照1:1的比例混合，以0.15％的接种量接种至杂粮粉基质(豌豆粉与莜麦粉的添加量均为16.00％，谷朊粉添加量为22.86％，OBG添加量为2.29％)水分添加量为42.85％，使用和面机将面团揉制光滑，于37℃发酵24h，即得发酵杂粮面团。(2)杂粮酸面团性质的测定：对FMD进行pH及可滴定酸测定、有机酸的测定，并与杂粮面团(multigrain dough，MD)及小麦粉面团(Wheat flour dough，WFD)OBG含量、RS含量、激光共聚焦显微观察和游离氨基酸含量的测定做对比。(3)杂粮馒头的制作：主料与辅料的准备与称重→原料调粉均匀→杂粮面粉其中一组使用发酵剂发酵(37℃、24h)后三种原料中均加入0.5％的安琪酵母溶液混合均匀→一次发酵(37℃、30min)→分割搓圆→二次发酵(37℃)至体积1.5～2倍大小→冷水上锅蒸25min。(4)测定杂粮馒头的营养价值：对此FMD、MD及WFD进行比容和质构的分析、总淀粉含量、蛋白质含量、蛋白质体外消化率、膳食纤维含量的测定和感官评价。
所述的面团酸化能力为：发酵24h后面团pH＝3.95，乳酸和乙酸含量分别达到24.85mg/mL、8.98mg/mL，面团在发酵前10h内迅速酸化，随后逐渐平缓，在20h时达到稳定。
所述的OBG含量与RS含量变化为：相比MD，FMD中的OBG含量下降32.56％，RS含量上升32.56％。
所述的面团微观结构变化为：相比MD，FMD中的蛋白质和淀粉相互作用更明显，FMD中的面筋网络结构更加紧密，间隙区域明显减少，经过乳酸菌发酵后豆类蛋白部分降解，“醇溶蛋白-豆类蛋白-谷麦蛋白”大颗粒蛋白复合体相比于比DM明显减少。
所述的面团中游离氨基酸变化为：发酵24h后，游离氨基酸总量达到203.08mg/100g，是MD游离氨基酸总和的1.46倍，而且必需氨基酸占总游离氨基酸比重也明显升高，从MD的17.86％提高到FMD的30.68％，其中在MD和WFD中赖氨酸含量都极低，经过乳酸菌发酵后FMD中的赖氨酸含量分别是MD和WFD的5.43倍和9.36倍。
所述的比容变化为：相比于未发酵杂粮馒头，发酵后的杂粮馒头的比容显著提高，且接近于白面馒头。
所述的质构变化为：相比于未发酵的杂粮馒头，发酵后的杂粮馒头硬度和咀嚼性显著降低，但是发酵前后的杂粮馒头的弹性、粘聚性及回复性无显著差异。
所述的营养评价为：发酵前后杂粮馒头膳食纤维含量均高于6％，蛋白质含量分别达到40.35％和38.38％，属于高纤维高蛋白食品，酸面团杂粮馒头具有更高的体外蛋白消化率。相比未经过乳酸菌发酵的杂粮馒头，酸面团馒头感官评价总评分显著高于未发酵的杂粮馒头，酸面团馒头整体可接受度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1为杂粮酸面团发酵过程中pH、可滴定酸度(Total titratable acid，TTA)及有机酸的变化；
图2为发酵前后面团中OBG和RS含量的变化；
图3为不同面团激光共聚焦微观结构图；
图4为不同面团中游离氨基酸含量。
附表说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附表作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附表仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附表获得其他的附表；
表1为馒头配方；
表2为馒头感官评分表；
表3为馒头的比容和质构分析；
表4为馒头的总淀粉、蛋白质、膳食纤维含量及体外蛋白消化率；
表5为馒头感官评价结果。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施例进行详细描述。
一种经乳酸菌发酵制备杂粮馒头的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)发酵杂粮面团(fermented multigrain dough，FMD)的制备：将直投式发酵剂RP80和YO-PROX-700(普尔斯(天津)国际贸易有限公司)按照1:1的比例混合，以0.15％的接种量接种至杂粮粉基质(豌豆粉与莜麦粉的添加量均为16.00％，谷朊粉添加量为22.86％，燕麦β-葡聚糖(Oatmealβ-glucan，OBG)添加量为2.29％)水分添加量为42.85％，使用和面机将面团揉制光滑，于37℃发酵24h，即得发酵杂粮面团。(2)发酵杂粮面团性质的测定：对FMD进行pH及可滴定酸测定、有机酸的测定，并与杂粮面团(multigrain dough，MD)及小麦粉面团(Wheat flour dough，WFD)OBG含量、抗性淀粉(Resistant Starch，RS)含量、激光共聚焦显微观察和游离氨基酸含量的测定做对比。(3)杂粮馒头的制作：主料与辅料的准备与称重→原料调粉均匀→杂粮面粉其中一组使用发酵剂发酵(37℃、24h)后三种原料中均加入0.5％的安琪酵母溶液混合均匀→一次发酵(37℃、30min)→分割搓圆→二次发酵(37℃)至体积1.5～2倍大小→冷水上锅蒸25min。(4)测定杂粮馒头的营养价值：对此FMD、MD及WFD进行比容和质构的分析、总淀粉含量、蛋白质含量、蛋白质体外消化率、膳食纤维含量的测定和感官评价。
所述的面团酸化能力为：发酵24h后面团pH＝3.95，乳酸和乙酸含量分别达到24.85mg/mL、8.98mg/mL，面团在发酵前10h内迅速酸化，随后逐渐平缓，在20h时达到稳定。
所述的OBG含量与RS含量变化为：相比MD，FMD中的OBG含量下降32.56％，RS含量上升32.56％。
所述的面团微观结构变化为：相比MD，FMD中的蛋白质和淀粉相互作用更明显，FMD中的面筋网络结构更加紧密，间隙区域明显减少，经过乳酸菌发酵后豆类蛋白部分降解，“醇溶蛋白-豆类蛋白-谷麦蛋白”大颗粒蛋白复合体相比于比DM明显减少。
所述的面团中游离氨基酸变化为：发酵24h后，FMD中游离氨基酸总量达到203.08mg/100g，是MD游离氨基酸总和的1.46倍，而且必需氨基酸占总游离氨基酸比重也明显升高，从MD的17.86％提高到FMD的30.68％，其中在MD和WFD中赖氨酸含量都极低，经过乳酸菌发酵后FMD中的赖氨酸含量分别是MD和WFD的5.43倍和9.36倍。
所述的比容变化为：相比于未发酵杂粮馒头，发酵后的杂粮馒头的比容显著提高，且接近于白面馒头，硬度和咀嚼性显著降低，但是发酵前后的杂粮馒头的弹性、粘聚性及回复性无显著差异。
所述的营养评价为：发酵前后杂粮馒头膳食纤维含量均高于6％，蛋白质含量分别达到40.35％和38.38％，属于高纤维高蛋白食品，酸面团杂粮馒头具有更高的体外蛋白消化率。相比未经过乳酸菌发酵的杂粮馒头，酸面团馒头感官评价总评分显著高于未发酵的杂粮馒头，酸面团馒头整体可接受度更高。
实施1
分别取10g不同发酵时间(0、4、8、12、16、20、24h)的酸面团放入锥形瓶中，加入90mL去离子水，磁力搅拌30min，静置10min，测定pH。用0.1mol/L的NaOH滴定至pH达到8.6，消耗的NaOH的毫升数即为总可滴定酸度。
另取5g酸面团样品与20mL 0.01mol/L KH2PO4混匀，10000r/min离心5min，上清液过0.22μm有机系滤膜待测。色谱柱：Aqueous C18(4.6mm×250mm，5μm)；流动相：10mmol/LKH2PO4(用磷酸调节pH至2.6)；柱温：30℃；流速：1.0mL/min；进样量：20μL；紫外检测波长：210nm。分别配置浓度为0.25、0.5、0.75、1.00、1.25mg/mL的乳酸及乙酸标准液，在同一色谱条件下测定后以出峰面积为纵轴、标样浓度为横轴绘制标准曲线，通过标曲计算样品中的乳酸及乙酸含量。结论为：发酵24h后面团pH＝3.95，乳酸和乙酸含量分别达到24.85mg/mL、8.98mg/mL，面团在发酵前10h内迅速酸化，随后逐渐平缓，在20h时达到稳定。结果见图1。
实施2
参照NY/T2006-2011的方法并稍作修改。分别称取FMD与MD的冻干粉末0.01g于2支玻璃试管底部，向试管中添加0.2mL 50％的乙醇溶液，于漩涡混合仪上震荡6s，分散后加入4.0mL的磷酸钠缓冲溶液(20mmol/L、pH 6.5)充分震荡；将试管放入沸水浴中保持1min，漩涡震荡6s后沸水浴中保持2min，继续漩涡震荡处理数秒处理备用；将处理好的样品放置50℃中保温10min，加入0.2mL葡聚糖酶(50U/mL)溶液，震荡6s后50℃水浴60min，在此期间取出试管震荡处理3-4次；水浴后添加5mL乙酸钠缓冲溶液(200mmol/L)，混合均匀，室温冷却10min，离心(3000r/min、10min)，分别取0.1mL上清液至2支试管底部，向其中1支分别添加0.1mL的β-葡萄糖苷酶(2U/mL)；另一支试管添加0.1mL的乙酸钠缓冲溶液(50mmol/L)作为空白。将上述试管在50℃保温10min，用葡萄糖定量试剂盒测定其中葡萄糖含量。计算公式如下：
式中：G为葡萄糖定量试剂盒测定所得葡萄糖含量；94为体积校正因子(9.4mL取0.1mL用于分析)；W为固体样品质量(g)；0.9为葡萄糖转化样品为燕麦β-葡聚糖的脱水转换因子。
参考Muir和任娜梅等人[14-15]的实验方法并稍作修改。取FMD、MD、WFD三种面团冻干粉末，具体操作步骤如下：
1)精确称取100mg干燥磨粉后的样品于试管底部，加入4mL酶混合溶液(包含10mg/mL胰α-淀粉酶和3U/mL淀粉葡萄糖苷酶)，漩涡混匀。
2)水平放置于恒温培养箱中，与运动方向平行，37℃，200r/min处理16h。
3)加入4mL无水乙醇，漩涡混匀，离心(3000r/min、10min)。
4)转移上清液，用2mL 50％工业酒精(含甲醇1％)(Industrial MethylatedSpirits，IMS)悬浮沉淀并离心(3000r/min、10min)，取沉淀并加入6mL 50％的IMS，混匀并离心(3000r/min、10min)，合并上清液，重复此步骤2-3次。
5)在吸水纸上倒置试管，吸干水分
6)向沉淀中加入磁转子和2mL 2mol/L的氢氧化钾，冰水浴搅拌并重悬浮沉淀20min。
7)边搅拌边向混合液中加入8mL醋酸钠缓冲溶液(pH＝3.8)，并立即加入0.1mL淀粉葡萄糖苷酶(3300U/mL)，50℃水浴处理30min，期间间歇混匀。
8)将7)中的混合液直接离心(8000r/min、10min)，用葡萄糖定量试剂盒测定上清液中的葡萄糖含量(G)。换算公式如下：
RS含量(％)＝G×0.9
式中：G为最终测得葡萄糖含量(％)；0.9为换算系数。
结果发现，相比MD，FMD中的OBG含量下降32.56％，RS含量上升32.56％。结果见图2。
实施3
分别取1g FMD、MD、WFD，用冷冻包埋剂处理并固定于冷冻切片机专用托盘，-80℃冷冻1h。将固定好的样品切成15μm的薄片并置于粘附载玻片上，用丙酮为溶剂配置质量分数为0.025％罗丹明B和0.25％的异硫氰酸荧光素，对切片染色1min后用去离子水脱色，盖上盖玻片并用指甲油固定四周，置于激光共聚焦显微镜放大200×观察。结果发现：相比MD，FMD中的蛋白质和淀粉相互作用更明显，FMD中的面筋网络结构更加紧密，间隙区域明显减少，经过乳酸菌发酵后豆类蛋白部分降解，“醇溶蛋白-豆类蛋白-谷麦蛋白”大颗粒蛋白复合体相比于比DM明显减少。结果见图3。
实施4
取1g馒头芯囊的冻干样品，加入25mL 5％(w/v)三氯乙酸超声(80Hz)提取20min，10000r/min离心30min，上清液过0.22μm滤膜。色谱柱：ODS Hypersil(250mm×4.6mm，5μm)；流动相：醋酸钠:甲醇:乙腈＝1:2:2(v:v:v)；流速：0.8mL/min；进样量：20μL；柱温：40℃；紫外检测波长：338nm。结果发现：发酵24h后，FMD中游离氨基酸总量达到203.08mg/100g，是MD游离氨基酸总和的1.46倍，而且必需氨基酸占总游离氨基酸比重也明显升高，从MD的17.86％提高到FMD的30.68％，其中在MD和WFD中赖氨酸含量都极低，经过乳酸菌发酵后FMD中的赖氨酸含量分别是MD和WFD的5.43倍和9.36倍。结果见图4。
实施5
主料与辅料的准备与称重→原料调粉均匀→杂粮面粉其中一组使用发酵剂发酵(37℃、24h)后三种原料中均加入0.5％的安琪酵母溶液混合均匀→一次发酵(37℃、30min)→分割搓圆→二次发酵(37℃)至体积1.5-2倍大小→冷水上锅蒸25min。馒头的配方见表1。
比容：将制成的馒头置于室温冷却1h，采用小米置换法测定馒头的体积。比容计算公式为：比容(mL/g)＝体积/质量。
质构：馒头冷却一小时后，用切片刀将馒头切成厚度为15mm的馒头片，取中间两片，做三个平行样。利用质构仪进行测定，测试条件设定为：探头P/35型，压缩率为50％，两次压缩间隔5s，测前、测间、测后速率均为1mm/s，起点感应力为10g。结果发现：相比于未发酵杂粮馒头，发酵后的杂粮馒头的比容显著提高，且接近于白面馒头，硬度和咀嚼性显著降低，但是发酵前后的杂粮馒头的弹性、粘聚性及回复性无显著差异。结果见表2。
实施6
使用北京索莱宝有限公司的淀粉含量定量试剂盒测定总淀粉含量。
取1g馒头芯囊的冻干样品，加入10mL去离子水，用1mol/L NaOH溶液调节pH至9.5并震荡提取40min，8000r/min离心10min，保留上清液。将沉淀重新悬浮于5mL去离子水并重复提取两次，混合所有上清液。用1mol/L HCl溶液调节上清液pH至4.5，8000r/min离心10min，收集沉淀并悬浮于5mL去离子水，调节pH至7.0即为待测液。采用碧云天BCA蛋白测定试剂盒(增强型)测定待测液中的蛋白质含量。
取1g馒头芯囊的冻干样品，加入15mL 20mg/mL的胃蛋白酶溶液(盐酸调节pH至1.5)37℃振荡2h。用0.2mol/L NaOH将pH调节至7.0，加入15mL 5mg/mL胰蛋白酶溶液，37℃振荡1.5h。加入5mL 10％(w/v)三氯乙酸溶液，混匀静置1h，10000r/min离心15min保留上清液。采用BCA试剂盒测定上清液中的蛋白质含量，计算公式如下：
B(％)＝A×100
式中：B为体外蛋白消化率；A为上清液中的蛋白质含量/样品中的蛋白质含量。
参照GB5009.88-2014进行不同馒头中膳食纤维含量的测定。
馒头制作完成后，挑选10名具有一定感官评定经验的学生(男女比例为1：1)对馒头的质地、口感、外观等进行打分评价，评分标准见表3。结果发现：发酵前后杂粮馒头膳食纤维含量均高于6％，蛋白质含量分别达到40.35％和38.38％，属于高纤维高蛋白食品，酸面团杂粮馒头具有更高的体外蛋白消化率。相比未经过乳酸菌发酵的杂粮馒头，酸面团馒头感官评价总评分显著高于未发酵的杂粮馒头，酸面团馒头整体可接受度更高。结果见表4和表5。
Claims (7)
1.一种经乳酸菌发酵制备杂粮馒头的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)发酵杂粮面团(fermented multigrain dough，FMD)的制备：将直投式发酵剂RP80和YO-PROX-700(普尔斯(天津)国际贸易有限公司)按照1:1的比例混合，以0.15％的接种量接种至杂粮粉基质(豌豆粉与莜麦粉的添加量均为16.00％，谷朊粉添加量为22.86％，燕麦β-葡聚糖(Oatmealβ-glucan，OBG)添加量为2.29％)水分添加量为42.85％，使用和面机将面团揉制光滑，于37℃发酵24h，即得发酵杂粮面团。(2)发酵杂粮面团性质的测定：对FMD进行pH及可滴定酸测定、有机酸的测定，并与杂粮面团(multigrain dough，MD)及小麦粉面团(Wheatflour dough，WFD)OBG含量、抗性淀粉(Resistant Starch，RS)含量、激光共聚焦显微观察和游离氨基酸含量的测定做对比。(3)杂粮馒头的制作：主料与辅料的准备与称重→原料调粉均匀→杂粮面粉其中一组使用发酵剂发酵(37℃、24h)后三种原料中均加入0.5％的安琪酵母溶液混合均匀→一次发酵(37℃、30min)→分割搓圆→二次发酵(37℃)至体积1.5～2倍大小→冷水上锅蒸25min。(4)测定杂粮馒头的营养价值：对此FMD、MD及WFD进行比容和质构的分析、总淀粉含量、蛋白质含量、蛋白质体外消化率、膳食纤维含量的测定和感官评价。
2.根据权利要求1所述的一种经乳酸菌发酵制备杂粮馒头的方法，其特征在于，所述的面团酸化能力为：发酵24h后面团pH＝3.95，乳酸和乙酸含量分别达到24.85mg/mL、8.98mg/mL，面团在发酵前10h内迅速酸化，随后逐渐平缓，在20h时达到稳定。
3.根据权利要求1所述的一种经乳酸菌发酵制备杂粮馒头的方法，其特征在于，所述的OBG含量与RS含量变化为：相比MD，FMD中的OBG含量下降32.56％，RS含量上升32.88％。
4.根据权利要求1所述的一种经乳酸菌发酵制备杂粮馒头的方法，其特征在于，所述的面团微观结构变化为：相比MD，FMD中的蛋白质和淀粉相互作用更明显，FMD中的面筋网络结构更加紧密，间隙区域明显减少，经过乳酸菌发酵后豆类蛋白部分降解，“醇溶蛋白-豆类蛋白-谷麦蛋白”大颗粒蛋白复合体相比于比DM明显减少。
5.根据权利要求1所述的一种经乳酸菌发酵制备杂粮馒头的方法，其特征在于，所述的面团中游离氨基酸变化为：发酵24h后，游离氨基酸总量达到203.08mg/100g，是MD游离氨基酸总和的1.46倍，而且必需氨基酸占总游离氨基酸比重也明显升高，从MD的17.86％提高到FMD的30.68％，其中在MD和WFD中赖氨酸含量都极低，经过乳酸菌发酵后FMD中的赖氨酸含量分别是MD和WFD的5.43倍和9.36倍。
6.根据权利要求1所述的一种经乳酸菌发酵制备杂粮馒头的方法，其特征在于，所述的比容和质构变化为：相比于未发酵杂粮馒头，发酵后的杂粮馒头的比容显著提高，且接近于白面馒头、硬度和咀嚼性显著降低，但是发酵前后的杂粮馒头的弹性、粘聚性及回复性无显著差异。
7.根据权利要求1所述的一种经乳酸菌发酵制备杂粮馒头的方法，其特征在于，所述的营养评价为：发酵前后杂粮馒头膳食纤维含量均高于6％，蛋白质含量分别达到40.35％和38.38％，属于高纤维高蛋白食品，酸面团杂粮馒头具有更高的体外蛋白消化率。相比未经过乳酸菌发酵的杂粮馒头，酸面团馒头感官评价总评分显著高于未发酵的杂粮馒头，酸面团馒头整体可接受度更高。
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| CN104206988A (zh) * | 2014-09-26 | 2014-12-17 | 江南大学 | 乳酸菌馒头的加工与常温保鲜方法 |
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