CN115590151A - 一种真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法，属于糙米加工技术领域。本发明所提供的强化发芽糙米钙营养富集效果的方法是在糙米催芽营养强化过程中加入两次真空浸渍处理，以达到强化营养富集量的效果，具体包括以下步骤：对糙米依次进行一次营养强化、一次真空浸渍、再次营养强化、再次真空浸渍和三次营养强化。本发明的富集方法解决了现有营养强化方式中营养强化速率低、富集量小、成效差的问题，且本发明制备得到的富钙营养强化发芽糙米发芽率能达到96.42％，发芽糙米中钙含量能达到原糙米的近7倍。
Description
技术领域
本发明属于糙米加工技术领域，具体涉及一种真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法。
背景技术
糙米是稻谷去壳后仍保留皮层、糊粉层和胚芽等外层组织的全谷粒米。因其加工过程没有去除富含营养的米糠层，所以糙米的营养成分大大超过精白米。但糙米口感粗糙，质地较硬，不宜作为日常主食，而糙米催芽后，外部米糠层中纤维软化、植酸水解，使得糙米的蒸煮特性和口感得以改善。发芽过程中其内部含有的营养素也被激活，更易于人体吸收，还产生了肌醇六磷酸盐和γ-氨基丁酸等促进人体健康和防治疾病的有益物质。因此，发芽糙米是具有多种营养功效的新型健康主食。
因体内营养不平衡或缺乏某种必需维生素和矿物质而导致的“隐性饥饿”已成为人们所关注的公共健康问题。人体缺乏必需营养元素可能造成多种疾病，适当补充并保持人体中营养元素的正常水平是医疗和食品保健的重要举措。根据人群营养调查结果显示，膳食营养素中钙摄入不足是人们普遍存在的健康问题。钙在机体内对各种生理活动起着重要作用，是骨骼和牙齿的重要组成元素，也是维持细胞正常生存和功能、神经传导的重要调节物质，参与人体新陈代谢，影响体内多种酶活性，因此，人类需要每天摄入足量的钙元素，才能维持人体正常运转。
生物营养强化是减轻人体钙营养匮乏，改善公共健康的新方法。目前，对糙米进行营养强化的研究仅仅停留在简单的浸泡、喷淋等催芽方式，营养强化速率低、富集量小、成效差。
发明内容
为解决现有技术中营养强化速率低、富集量小、成效差、等问题，本发明提供一种在糙米催芽过程中，进行钙营养强化，并利用真空浸渍技术强化糙米富钙效果的方法，糙米可将无机钙经生物转化为人体易吸收的有机活性钙，在日常饮食中即可补充钙元素，无需额外补充钙营养剂，从源头上解决钙元素摄入不足的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法，包括以下步骤：对糙米依次进行一次营养强化、一次真空浸渍、再次营养强化、再次真空浸渍和三次营养强化。
进一步地，所述一次营养强化前还包括对糙米进行预处理的步骤，具体为：除去糙米中的杂质以及发霉、未脱壳、成熟度差的糙米，并将挑选后的糙米用水冲洗，洗去糙米表面的糠粉以及灰尘。
进一步地，对糙米进行一次营养强化前将糙米装入催芽网袋中，装袋量为袋容量的70％以内。
进一步地，所述一次营养强化、再次营养强化和三次营养强化的步骤为将糙米置于催芽营养溶液中，在氧气条件下恒温营养强化。
更进一步地，所述催芽营养溶液为CaCl2溶液，浓度为100～150mg/L；所述氧气以2.0～3.0m3/h的曝气强度通入；所述恒温温度为30～32℃；所述营养强化时间为14～16h。
更进一步地，所述CaCl2溶液的最佳添加浓度为150mg/L。
进一步地，所述真空浸渍的负压强度为-0.06～-0.10MPa，真空浸渍处理时间为3～4h。
更进一步地，所述真空浸渍的最佳负压强度为-0.08MPa。
本发明还提供一种上述的真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法得到的高钙发芽糙米。
进一步地，所述高钙发芽糙米的钙含量为581～776mg/kg。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过营养强化浸种软化糙米米糠层，加速营养组分向胚乳和子叶中的渗透；通过曝气增氧催芽方式，给予糙米萌发需要的足够氧气，使糙米发芽更高效，营养物质渗透更均匀；通过真空浸渍技术，利用液体在真空、低温环境下容易汽化蒸发的特性和压力渗透的原理，加速营养组分向糙米内部渗透，提高营养组分在发芽糙米内的积累水平。本发明通过以上三种技术联合使用，解决现有营养强化方式营养强化速率低、富集量小、成效差等问题。本发明得到的富钙营养强化发芽糙米，发芽率能达到96.42％，发芽糙米中钙含量能达到原糙米的近7倍。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明以下实施例一种真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法，包括以下步骤：对糙米依次进行一次营养强化、一次真空浸渍、再次营养强化、再次真空浸渍和三次营养强化。
所述一次营养强化前还包括对糙米进行预处理的步骤，具体为：除去糙米中的杂质以及发霉、未脱壳、成熟度差的糙米，并将挑选后的糙米用水冲洗，洗去糙米表面的糠粉以及灰尘。
对糙米进行一次营养强化前将糙米装入催芽网袋中，装袋量为袋容量的70％以内。
所述催芽网袋为尼龙浸种催芽网袋，通过商购获得。
所述一次营养强化、再次营养强化和三次营养强化的步骤为将糙米置于催芽营养溶液中，在氧气条件下恒温营养强化。
所述催芽营养溶液为CaCl2溶液，浓度为100～150mg/L；所述氧气以2.0～3.0m3/h的曝气强度通入；所述恒温温度为30～32℃；所述营养强化时间为14～16h。
所述真空浸渍的负压强度为-0.06～-0.10MPa，真空浸渍处理时间为3～4h。
实施例1
(1)预处理：除去糙米中的杂质以及发霉、未脱壳、成熟度差的糙米，并将挑选后的糙米用去离子水冲洗，洗去糙米表面的糠粉以及灰尘，之后沥干，得到糙米原料；
(2)装袋：称取5kg步骤(1)得到的糙米原料，装入尼龙浸种催芽网袋中，装袋量为袋容量的50％；
(3)一次营养强化：将步骤(2)糙米催芽网袋在32℃恒温条件下浸泡于浓度为100mg/L的CaCl2溶液中，并用曝气强度为3m3/h的曝气泵增氧，浸泡催芽营养强化16h，得到破胸糙米粒；
(4)一次真空浸渍：将步骤(3)得到的破胸糙米粒在负压强度为-0.06MPa的环境中真空浸渍处理4h；
(5)再次营养强化：将步骤(4)一次真空浸渍处理后的破胸糙米粒在32℃恒温条件下浸泡于浓度为100mg/L的CaCl2溶液中，并用曝气强度为3m3/h的曝气泵增氧，浸泡催芽营养强化16h，得到发芽糙米；
(6)再次真空浸渍：将步骤(5)得到的发芽糙米在负压强度为-0.06MPa的环境中再次真空浸渍处理4h；
(7)三次营养强化：将步骤(6)再次真空浸渍处理后的发芽糙米在32℃恒温条件下浸泡于浓度为100mg/L的CaCl2溶液中，并用曝气强度为3m3/h的曝气泵增氧，浸泡催芽营养强化16h，最后得到富钙发芽糙米。
实施例2
同实施例1，区别在于，步骤(3)、步骤(5)和步骤(7)中所使用的CaCl2溶液的浓度为150mg/L。
实施例3
同实施例1，区别在于，步骤(3)、步骤(5)和步骤(7)中所使用的CaCl2溶液的浓度为200mg/L。
实施例4
同实施例1，区别在于，步骤(4)和步骤(6)中环境的负压强度为-0.08MPa。
实施例5
同实施例4，区别在于，步骤(3)、步骤(5)和步骤(7)中所使用的CaCl2溶液的浓度为150mg/L。
实施例6
同实施例4，区别在于，步骤(3)、步骤(5)和步骤(7)中所使用的CaCl2溶液的浓度为200mg/L。
实施例7
同实施例1，区别在于，步骤(4)和步骤(6)中环境的负压强度为-0.10MPa。
实施例8
同实施例7，区别在于，步骤(3)、步骤(5)和步骤(7)中所使用的CaCl2溶液的浓度为150mg/L。
实施例9
同实施例7，区别在于，步骤(3)、步骤(5)和步骤(7)中所使用的CaCl2溶液的浓度为200mg/L。
对比例1
同实施例8，区别在于，步骤(3)、步骤(5)和步骤(7)中的CaCl2溶液的浓度为0。
对比例2
同实施例8，区别在于，省略步骤(6)、(7)。
对比例3
同实施例8，区别在于，省略步骤(4)和步骤(6)。
对比例4
同实施例8，区别在于，省略步骤(3)、步骤(5)和步骤(7)中的曝气泵增氧。
对比例5
同实施例8，区别在于，在步骤(7)后，增加步骤(8)和步骤(9)；
(8)三次真空浸渍：将步骤(7)得到的发芽糙米在负压强度为-0.10MPa的环境中再次真空浸渍处理4h；
(9)四次营养强化：将步骤(8)三次真空浸渍处理后的发芽糙米在32℃恒温条件下浸泡于浓度为150mg/L的CaCl2溶液中，并用曝气强度为3m3/h的曝气泵增氧，浸泡催芽营养强化16h，得到富钙发芽糙米。
对实施例1预处理后的糙米，以及实施例1-9、对比例1-5制备得到的钙营养富集发芽糙米根据GB 5009.268-2016进行钙含量测定，其测定结果如表1所示：
表1
对实施例1-9以及对比例1-5制备得到的钙营养富集发芽糙米的发芽率进行统计，计算发芽率时把糙米分成三等份，从每一等份中取一勺糙米(约200粒)，发芽糙米数(糙米胚根露出种皮1mm以上即为发芽糙米)与总糙米粒数的比值即为该等份的发芽率，这三份糙米发芽率的平均值即为该试验组的发芽率。其结果如表2所示：
表2
| 组别 | 发芽率(％) |
| 实施例1 | 94.13 |
| 实施例2 | 95.59 |
| 实施例3 | 80.29 |
| 实施例4 | 93.58 |
| 实施例5 | 96.42 |
| 实施例6 | 79.87 |
| 实施例7 | 95.72 |
| 实施例8 | 94.64 |
| 实施例9 | 80.98 |
| 对比例1 | 85.96 |
| 对比例2 | 85.43 |
| 对比例3 | 93.63 |
| 对比例4 | 84.28 |
| 对比例5 | 95.24 |
试验结果表明，当CaCl2添加浓度为100mg/L和150mg/L时，发芽糙米中钙含量随着浸泡溶液中CaCl2添加量的增加也显著增加，发芽率也明显高于CaCl2添加浓度为0的对比例1，而CaCl2浓度为200mg/L时，发芽受到抑制，糙米发芽率明显降低，致使钙富集量也明显减少。Ca2+作为α-淀粉酶的重要组成成分，在糙米发芽过程中，对保持α-淀粉酶的活性和稳定性起到关键作用，适宜钙离子浓度催芽处理可提高糙米发芽过程中的淀粉酶活力，从而促进其发芽。而当钙离子浓度过高时，大量钙离子形成高渗透压，可能破坏了发芽糙米颗粒内部组织细胞结构，扰乱了细胞内部正常生理代谢，从而抑制其发芽。因此，CaCl2溶液的最佳添加浓度为150mg/L。
从试验结果还可以看出，附加真空浸渍处理可以显著提升发芽糙米中的富钙量。真空浸渍技术是利用液体在真空、低温环境下容易汽化蒸发的特性和压力渗透原理，对浸渍溶液渗透至固体间质过程有明显的促进作用，而且在真空条件下，物料出现膨胀现象，加大了细胞之间的间距，也促使外部营养液更快、更多的渗透至糙米组织细胞内部，加速钙元素向糙米内部渗透，提高钙元素在发芽糙米内的积累水平。而达到一定真空处理强度时，由于生物量的积累使得发芽糙米中钙含量变化不明显，发芽糙米无法吸收利用多余的钙，对钙的富集效率降低。从节能高效方面综合考虑，真空浸渍的最佳处理负压强度为-0.08MPa。而从对比例5结果可以看出，再次增加真空浸渍和营养强化处理，所得发芽糙米中钙含量并没有增加，试验中发现，发芽糙米反而因为处理时间过长而出现米粒断裂，甚至腐烂变质。
从实施例8和对比例4的结果可以看出，糙米催芽过程中的曝气增氧处理，可以显著提高糙米发芽率和钙富集量。糙米发芽必需有足够的氧气，氧气使糙米内部酶活旺盛，胚细胞的有氧呼吸加强，促进组织细胞生物代谢和物质转化，完成发芽过程。曝气增氧处理给糙米萌芽过程提供足够氧气，提高糙米发芽率，促进糙米组织内物质转换，提高发芽糙米钙富集量。
因此，选用适当浓度的CaCl2溶液和附加真空浸渍强化处理以及曝气增氧对发芽糙米进行营养强化，对糙米发芽率和发芽糙米富钙效果有明显促进作用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：对糙米依次进行一次营养强化、一次真空浸渍、再次营养强化、再次真空浸渍和三次营养强化。
2.根据权利要求1所述的真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法，其特征在于，所述一次营养强化前还包括对糙米进行预处理的步骤，具体为：除去糙米中的杂质以及发霉、未脱壳、成熟度差的糙米，并将挑选后的糙米用水冲洗，洗去糙米表面的糠粉以及灰尘。
3.根据权利要求1所述的真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法，其特征在于，对糙米进行一次营养强化前将糙米装入催芽网袋中，装袋量为袋容量的70％以内。
4.根据权利要求1所述的真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法，其特征在于，所述一次营养强化、再次营养强化和三次营养强化的步骤为将糙米置于催芽营养溶液中，在氧气条件下恒温营养强化。
5.根据权利要求4所述的真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法，其特征在于，所述催芽营养溶液为CaCl2溶液，浓度为100～150mg/L；所述氧气以2.0～3.0m3/h的曝气强度通入；所述恒温温度为30～32℃；所述营养强化时间为14～16h。
6.根据权利要求5所述的真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法，其特征在于，所述CaCl2溶液的最佳添加浓度为150mg/L。
7.根据权利要求1所述的真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法，其特征在于，所述真空浸渍的负压强度为-0.06～-0.10MPa，真空浸渍处理时间为3～4h。
8.根据权利要求7所述的真空浸渍强化发芽糙米钙营养富集效果的方法，其特征在于，所述真空浸渍的最佳负压强度为-0.08MPa。
9.一种根据权利要求1～8任一项所述的方法得到的高钙发芽糙米，其特征在于，所述高钙发芽糙米的钙含量为581～776mg/kg。
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