CN115669854A - 一种高加工品质高营养玉米粉及其高效工业化制粉方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种高加工品质高营养玉米粉及其高效工业化制粉方法和应用。本发明属于玉米粉加工领域。本发明的目的是为了解决现有玉米粉制粉工艺效率低、营养成分单一且不足以及加工品质差，因此，不适合工业化生产的技术问题。本发明的方法：先将玉米籽粒脱皮、脱胚，然后加水进行脉冲电场处理；再将保加利亚乳杆菌、毕赤酵母菌和枯草芽孢杆菌分别培养后混合得到复合发酵液；随后将其添加到混合液中，在磁场辅助下浸泡；最后经湿磨、高压微射流均质处理、超声喷雾干燥，得到高加工品质高营养玉米粉。本发明通过特定工艺处理技术的有机结合，大幅提高玉米制粉效率的同时还大幅提高了玉米粉的加工品质和营养，可应用于低添加剂或零添加剂玉米食品的生产。
Description
技术领域
本发明属于玉米粉加工领域，具体涉及一种高加工品质高营养玉米粉及其高效工业化制粉方法和应用。
背景技术
玉米是世界上重要的粮食作物，产量居谷类作物首位，世界许多国家以玉米为主食，在非洲、拉丁美洲玉米则几乎是人体能量的所有来源。玉米作为我国第一大粮食作物，玉米籽粒营养丰富，主要成分是淀粉、蛋白质和脂肪，淀粉含量占籽粒重量的70％左右，蛋白质含量占10％左右，其中醇溶蛋白为主要的蛋白质成分，此外还含有纤维素、糖、矿物质和维生素等营养成分，具有美容、明目、预防冠心病和高血压等作用。然而，目前玉米食品产业存在面团成型难、加工品质差、口感粗糙、易老化等问题，主要是由于玉米粉中淀粉与蛋白质以独特的相互作用结合在一起，在食品熟制过程中限制了淀粉糊化，因此影响了玉米食品的加工和食用品质，不利于玉米用作食品原料的开发和利用。
在玉米食品产品开发中，研磨制粉是玉米籽粒进行食品精深加工的基础，也是至关重要的前处理环节。目前，玉米制粉方式主要有干法、半干法和湿法3种方式，不同的加工方式对其加工效果具有重要影响。干法制备的玉米粉具有良好的吸水特性，但加工品质较差、口感粗糙、易老化；采用湿法制备的玉米粉中损伤淀粉更少，加工特性和食用品质更佳；玉米湿法制粉所需的加工时间长，通常需要浸泡36-48h左右，严重降低了制粉效率，增加了生产成本。而半干法制备的玉米粉品质则介于干法和湿法之间。然而，
发酵法浸泡主要是通过筛选菌种，制备发酵液浸泡玉米籽粒。发酵液中含有多种生物酶系，包括各种蛋白酶和纤维素酶等。这些酶的协同作用能够有效的破坏细胞壁和蛋白质-淀粉间的化学键，极大的提高了生产效率和加工品质。该法绿色、高效且较商业酶价格低，是一种非常有发展前景的生产工艺。但发酵法浸泡工艺条件和过程较为复杂，在生产中不易控制，且单菌属微生物发酵通常不能同时满足营养和加工性能的需求和改善，因此该法并未广泛用于玉米制粉生产工业，并且，目前应用于玉米制粉中的工艺一般包括酶解处理与超高压处理、超声处理、均质处理等辅助处理相结合等，然而现有玉米制粉工艺存在工艺与玉米品质及营养成分之间影响关系不明晰，各工艺各有优劣等不足，因此，亟待开发一种加工品质、营养成分、加工效率兼优的工业化制粉工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有玉米粉制粉工艺效率低、营养成分单一且不足以及加工品质差，因此，不适合工业化生产的技术问题，而提供了一种高加工品质高营养玉米粉及其高效工业化制粉方法和应用。
本发明的目的之一在于提供一种高加工品质高营养玉米粉的高效工业化制粉方法，所述方法按以下步骤进行：
步骤1：将玉米籽粒脱皮、脱胚得到玉米糁，然后加水进行脉冲电场处理，得到混合液；
步骤2：将保加利亚乳杆菌、毕赤酵母菌和枯草芽孢杆菌分别接种到已灭菌的MRS发酵培养基、YPD发酵培养基和LB发酵培养基中培养，然后将得到的三种发酵液按2:1:2的体积比混合得到复合发酵液；
步骤3：向混合液中添加复合发酵液，然后在磁场辅助下浸泡1-3h，脱离磁场继续浸泡3-5h，得到玉米糁溶液；
步骤4：将玉米糁溶液进行湿磨得到粗玉米浆，然后进行高压微射流均质处理，再进行超声喷雾干燥，得到高加工品质高营养玉米粉。
进一步限定，步骤1中料液比为1：3。
进一步限定，步骤1中脉冲电场处理的工艺参数为：电场强度为30-40kV/cm，脉冲频率为260-300Hz，处理时间为4-8min。
进一步限定，步骤2中培养条件为：在37℃下振荡培养24h。
进一步限定，步骤3中复合发酵液的添加量为混合液质量的15-25％。
进一步限定，步骤3中磁场强度为0.1-0.5T。
进一步限定，步骤4中高压微射流均质处理的压力为110-130MPa，时间为4-6min。
进一步限定，步骤4中超声喷雾干燥的参数为：超声功率为6-10W，超声频率为50-70kHz，进风温度为95-115℃，出风温度为70-90℃，进料量为10-20mL/min。
本发明的目的之二在于提供一种按上述方法制得的高加工品质高营养玉米粉。
本发明的目的之三在于提供一种按上述方法制得的高加工品质高营养玉米粉的应用，它用于制备低添加剂或零添加剂的玉米食品。
本发明与现有技术相比具有的显著效果：
本发明通过特定工艺处理技术的有机结合，大幅提高玉米制粉效率的同时还大幅提高了玉米粉的加工品质和营养，为高品质玉米粉的开发和利用以及玉米食品的精准设计与产业化应用提供理论依据和技术支撑，具体优点如下：
1)本发明将微生物发酵技术与脉冲电场和磁场处理等工艺的组合用于玉米湿法制粉工艺中，显著缩短了制粉时间，提高了制粉效率。同时，采用高压微射流均质和超声喷雾干燥技术对湿磨后的玉米浆进行处理，有效改善了湿法玉米粉的加工品质。
2)本发明通过脉冲电场处理能够快速破坏玉米籽粒细胞壁，促进玉米吸收溶胀，使蛋白质的非共价键或淀粉多尺度结构发生改变，从而使磁场辅助下发酵过程中的酶分子侧链的取向分布和稳定酶分子结构的次级键获得充分改变，与此同时，通过优化磁场辅助工艺中的磁场强度和磁化时间显著提高酶活性中心的暴露程度以及酶与底物的结合速率。
3)磁场辅助浸泡能够促使多菌种复合发酵所产生的蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶等复合酶系能够进一步破坏玉米籽粒细胞壁，同时进一步断裂玉米中蛋白质与淀粉之间的作用力，破坏了蛋白质-淀粉复合结构，极大的促进了蛋白质与淀粉的分离，使得磁场作用下的酶促反应速率进一步提高，继而显著缩短了整体制粉效率。
4)玉米浸泡结束后采用胶体磨进行湿磨，将得到的玉米浆进行高压微射流均质和超声喷雾干燥处理，进一步降低玉米粉的粒度，使玉米粉质地更加均匀细腻，改善了玉米粉的理化性质和加工品质，同时缩短了制粉时间，提高了干燥效率。
5)本发明的制粉工艺将传统湿法制粉工艺的浸泡时间由36h缩短至7h左右，显著提高了玉米制粉效率，具有绿色安全、生产时间短及成本低等特点，同时改善了玉米粉的糊化、流变和抗老化特性以及营养特性，采用该玉米粉制备的面团具有良好的加工品质，可应用于低添加剂或零添加剂玉米面条、玉米馒头等玉米主食产品的研发和生产。
附图说明
图1为直链淀粉标准曲线；
图2为测定可溶性糖含量的葡萄糖标准曲线；
图3为测定还原糖含量的葡萄糖标准曲线；
图4为对比例1-5以及实施例1制得的玉米粉的糊化曲线；
图5为对比例1-5以及实施例1制得的玉米粉的储能模量G'随角频率变化流变曲线；
图6为对比例1-5以及实施例1制得的玉米粉的损耗模量G”随角频率变化流变曲线；
图7为采用对比例1-5以及实施例1制得的玉米粉-小麦混合面团的质构特性柱形图；
图8为采用对比例1-5以及实施例1制得的玉米粉-小麦混合面团的拉伸特性柱形图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
下述实施例中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。
本发明下述实施例中所用保加利亚乳杆菌、毕赤酵母菌和枯草芽孢杆菌均为市售产品。
实施例1：本实施例的一种高加工品质高营养玉米粉的高效工业化制粉方法按以下步骤进行：
步骤1：
首先，将玉米籽粒清理、筛选后进行脱皮、脱胚得到玉米糁；
然后，以料液比为1:3加水，随后进行脉冲电场处理，电场强度为35kV/cm，脉冲频率为280Hz，处理时间为6min，得到混合液；
步骤2：
首先，将保加利亚乳杆菌接种到已灭菌的MRS发酵培养基中，接种量为培养基质量的2％，在37℃下振荡培养24h，得到发酵液A；
然后，将毕赤酵母菌接种到已灭菌的YPD发酵培养基中，接种量为培养基质量的2％，在37℃下振荡培养24h，得到发酵液B；
接着，将枯草芽孢杆菌接种到已灭菌的LB发酵培养基中，接种量为培养基质量的2％，在37℃下振荡培养24h，得到发酵液C；
最后，将发酵液A、发酵液B和发酵液C按2:1:2的体积比混合，得到复合发酵液；
步骤3：
首先，向步骤1得到的混合液中添加占混合液质量的20％的复合发酵液；
然后，在0.3T磁场辅助下浸泡2h，脱离磁场继续浸泡5h，得到玉米糁溶液；
步骤4：
首先，将玉米糁溶液放入胶体磨中进行湿磨得到粗玉米浆；
然后，将玉米粗浆在120MPa下高压微射流均质处理5min，得到玉米细浆；
最后，在超声功率为8W、超声频率为60kHz、进风温度为105℃、出风温度为80℃、进料量为15mL/min条件下对细玉米浆进行超声喷雾干燥，干燥后过100目筛，得到高加工品质高营养玉米粉。
实施例2：本实施例的一种高加工品质高营养玉米粉的高效工业化制粉方法按以下步骤进行：
步骤1：
首先，将玉米籽粒清理、筛选后进行脱皮、脱胚得到玉米糁；
然后，以料液比为1:3加水，随后进行脉冲电场处理，电场强度为30kV/cm，脉冲频率为290Hz，处理时间为5min，得到混合液；
步骤2：
首先，将保加利亚乳杆菌接种到已灭菌的MRS发酵培养基中，接种量为培养基质量的2％，在37℃下振荡培养24h，得到发酵液A；
然后，将毕赤酵母菌接种到已灭菌的YPD发酵培养基中，接种量为培养基质量的2％，在37℃下振荡培养24h，得到发酵液B；
接着，将枯草芽孢杆菌接种到已灭菌的LB发酵培养基中，接种量为培养基质量的2％，在37℃下振荡培养24h，得到发酵液C；
最后，将发酵液A、发酵液B和发酵液C按2:1:2的体积比混合，得到复合发酵液；
步骤3：
首先，向步骤1得到的混合液中添加占混合液质量的20％的复合发酵液；
然后，在0.2T磁场辅助下浸泡2.5h，脱离磁场继续浸泡5h，得到玉米糁溶液；
步骤4：
首先，将玉米糁溶液放入胶体磨中进行湿磨得到粗玉米浆；
然后，将玉米粗浆在120MPa下高压微射流均质处理5min，得到玉米细浆；
最后，在超声功率为7W、超声频率为65kHz、进风温度为100℃、出风温度为85℃、进料量为10mL/min条件下对细玉米浆进行超声喷雾干燥，干燥后过100目筛，得到高加工品质高营养玉米粉。
实施例3：本实施例的一种高加工品质高营养玉米粉的高效工业化制粉方法按以下步骤进行：
步骤1：
首先，将玉米籽粒清理、筛选后进行脱皮、脱胚得到玉米糁；
然后，以料液比为1:3加水，随后进行脉冲电场处理，电场强度为40kV/cm，脉冲频率为27Hz，处理时间为7min，得到混合液；
步骤2：
首先，将保加利亚乳杆菌接种到已灭菌的MRS发酵培养基中，接种量为培养基质量的2％，在37℃下振荡培养24h，得到发酵液A；
然后，将毕赤酵母菌接种到已灭菌的YPD发酵培养基中，接种量为培养基质量的2％，在37℃下振荡培养24h，得到发酵液B；
接着，将枯草芽孢杆菌接种到已灭菌的LB发酵培养基中，接种量为培养基质量的2％，在37℃下振荡培养24h，得到发酵液C；
最后，将发酵液A、发酵液B和发酵液C按2:1:2的体积比混合，得到复合发酵液；
步骤3：
首先，向步骤1得到的混合液中添加占混合液质量的20％的复合发酵液；
然后，在0.4T磁场辅助下浸泡1.5h，脱离磁场继续浸泡5h，得到玉米糁溶液；
步骤4：
首先，将玉米糁溶液放入胶体磨中进行湿磨得到粗玉米浆；
然后，将玉米粗浆在120MPa下高压微射流均质处理5min，得到玉米细浆；
最后，在超声功率为9W、超声频率为55kHz、进风温度为110℃、出风温度为75℃、进料量为20mL/min条件下对细玉米浆进行超声喷雾干燥，干燥后过100目筛，得到高加工品质高营养玉米粉。
对比例1：采用湿磨法制备玉米粉。将经过筛选的玉米籽粒放入烧杯中并加入蒸馏水，玉米与蒸馏水的质量比为1:3，浸泡36h后放入胶体磨中进行研磨，将研磨后所得的玉米浆进行过滤以去除大部分水分得到湿玉米粉，放入干燥箱中在40℃条件下烘干后过100目筛，得到湿法玉米粉。
对比例2：本对比例与实施例1的区别在于：步骤2中只采用保加利亚乳杆菌发酵液进行浸泡。其他步骤及参数与实施例相同。
对比例3：本对比例与实施例1的区别在于：步骤2中只采用毕赤酵母菌发酵液进行浸泡。其他步骤及参数与实施例相同。
对比例4：本对比例与实施例1的区别在于：步骤2中只采用枯草芽孢杆菌发酵液进行浸泡。其他步骤及参数与实施例相同。
对比例5：本对比例的玉米粉制备工艺步骤如下：
步骤1：
首先，将玉米籽粒清理、筛选后进行脱皮、脱胚得到玉米糁；
然后，以料液比为1:3加水，在0.3T磁场辅助下浸泡2h，脱离磁场继续浸泡5h，得到玉米糁溶液；
步骤2：
首先，将保加利亚乳杆菌接种到已灭菌的MRS发酵培养基中，接种量为培养基质量的2％，在37℃下振荡培养24h，得到发酵液A；
然后，将毕赤酵母菌接种到已灭菌的YPD发酵培养基中，接种量为培养基质量的2％，在37℃下振荡培养24h，得到发酵液B；
接着，将枯草芽孢杆菌接种到已灭菌的LB发酵培养基中，接种量为培养基质量的2％，在37℃下振荡培养24h，得到发酵液C；
最后，将发酵液A、发酵液B和发酵液C按2:1:2的体积比混合，得到复合发酵液；
步骤3：
首先，向步骤1得到的混合液中添加占混合液质量的20％的复合发酵液；
然后，进行脉冲电场处理，电场强度为35kV/cm，脉冲频率为280Hz，处理时间为6min，得到发酵混合液；
步骤4：
首先，将发酵混合液放入胶体磨中进行湿磨得到粗玉米浆；
然后，将玉米粗浆在120MPa下高压微射流均质处理5min，得到玉米细浆；
最后，在超声功率为8W、超声频率为60kHz、进风温度为105℃、出风温度为80℃、进料量为15mL/min条件下对细玉米浆进行超声喷雾干燥，干燥后过100目筛，得到玉米粉。
检测试验：
(一)试验方法
1.玉米粉糊化特性测定
将3.5g玉米粉样品和25mL蒸馏水加入到快速粘度分析仪(RVA)的铝盒中，先校准旋转桨，然后将样品与水用旋转桨充分搅拌后，安装在RVA测定仪上测试。样品在50℃下保持1min，然后以4℃/min的速度升温至95℃，在95℃保持5min，再以相同的速率降至50℃并保持5min，形成玉米糊并分析样品的糊化特性。
2.玉米粉流变特性测定
将糊化后的玉米粉样品4℃冷藏过夜形成凝胶，将凝胶放在流变仪平板之间，平板距离1mm，除去多余的凝胶，用矿物油进行密封以防止水分蒸发，然后加上保温套准备测定。设定应变为0.5％，温度为25℃，频率扫描范围为0.1-70Hz，记录储能模量(G′)及损耗模量(G″)随频率的变化。
3.玉米粉老化特性测定
3.1老化热力学测定
称取3mg玉米粉样品，以1:3的比例与蒸馏水混合，密封压盖后于4℃下平衡24h，用差示扫描量热仪(DSC)进行测定。升温范围为30-120℃，升温速率为10℃/min。完成测试后将样品盘在4℃下储存7天，再次进行DSC测量，测量前样品盘于室温下平衡1h，得到初始温度T0、峰值温度Tp、最终温度Tc及老化热焓值ΔH。
3.2老化硬度测定
将糊化后的玉米粉样品置于小型培养皿中，用保鲜膜封口，4℃下冷藏放置7天使样品形成凝胶，将成胶后的样品进行质构的测试。选择TPA测定模式，采用圆柱形金属探头P/0.5。测试条件：测前速率1.0mm/s，测试速率2.0mm/s，测后速率2.0mm/s，测试距离10.0mm，压缩程度为40％，两次压缩间隔为2s，触发力为5g，分析样品的老化硬度(g)。
4.玉米粉营养特性测定
4.1直链淀粉含量测定
采用双波长法测定直链淀粉含量，称取0.1g样品，用适量乙醚脱脂，加10mL0.5mol/L的KOH；将烧杯置于60℃水浴中充分搅拌10min，然后转移到50mL容量瓶中蒸馏水定容，摇匀后静置。取上清液2.5mL于100mL烧杯中，加蒸馏水25mL，以0.1mol/LHCl溶液调pH值至3.5，将溶液全部转移至50mL容量瓶，加0.5mL碘试剂，加蒸馏水至刻度，20℃静置30min。在波长为631nm和480nm处分别测定吸光度，根据直链淀粉标准曲线(y＝0.0141x-0.0072，R2＝0.9970，图1)可求出直链淀粉含量。
4.2可溶性糖含量测定
蒽酮试剂的配制：取760mL比重为1.84的浓硫酸稀释至1000mL，冷却至室温后，加入1g蒽酮使其完全溶解，装入棕色试剂瓶内，于4℃下贮藏即得蒽酮试剂。
取0.01g玉米粉装入离心管中，再加入10mL蒸馏水，拧上盖子，沸水浴加热60min，取出离心管后再加入30mg活性炭混匀，放置30min，过滤后加入3mL无水乙醇，再用蒸馏水定容至15mL。取1mL样品溶液于离心管内，加入5mL蒽酮试剂，密封后沸水浴加热10min，然后冷却至室温，放置20min后测定625nm处的吸光度，根据葡萄糖标准曲线(y＝0.0049x+0.0098，R2＝0.9986，图2)计算可溶性糖含量。
4.3还原糖含量测定
3,5-二硝基水杨酸(DNS)试剂制备：将6.9g结晶重蒸馏酚溶于15.2mL10％的氢氧化钠溶液中，稀释至69mL后加入6.9g亚硫酸氢钠，作为A液；将255g酒石酸钾钠加入300mL10％的氢氧化钠溶液中，再加入880mL1％的DNS溶液，作为B液；将A液、B液混合，得黄色溶液，贮于棕色瓶中备用，常温下放置1周后使用。
取0.1g玉米粉，加入蒸馏水25mL，密封后超声处理20min，放置于室温下1h，摇匀、滤过。取2mL样品，加入2mLDNS试剂，摇匀后90℃水浴加热显色6min，冷却至室温，加水至25mL，摇匀后于540nm波长处测定吸光度。以蒸馏水替代样品作为空白对照组，根据葡萄糖标准曲线(y＝0.9521x+0.0108，R2＝0.9978，图3)计算还原糖含量。
4.4小分子肽和必需氨基酸含量测定
以1:4的料液比将玉米粉与水混合，然后静置30min，以5000r/min离心20min，取上清液，按体积比为1:1的比例加入0.1g/mL的三氯乙酸溶液，然后以5000r/min离心5min，取上清液进行凯氏定氮，以确定可溶性小分子肽含量。此外，采用氨基酸自动分析仪测定玉米粉中必需氨基酸含量。
5.面团质构特性测定
①玉米-小麦混合面团制备：将玉米粉和小麦粉过100目筛，以质量比为4:6的比例混合，用干料混合器搅拌均匀，然后放入和面机中，向混合粉中加入适量的水，室温下进行和面形成面团，将面团用保鲜膜包好静置5min备用。
②将25g面团放入圆柱形模具中，保证每次测定时样品的高度相同，压平面团表面，用保鲜膜包裹，静置5min后进行测定。使用物性分析仪配备的P/36R标准探头及TPA测试程序进行测定。参数的设定如下：测前速度为1mm/s，测试速度为5mm/s，测后速度为5mm/s，应变位移为75％，引发力为5g。
6.面团拉伸特性测定
称取25g面团，置于物性测定仪的拉伸仪测试模具中制备呈面条状的样品，使用物性分析仪配备的A/KIE标准探头测定延伸性。参数的设定如下：测前速度为2mm/s，测试速度为3mm/s，测后速度为10mm/s，应变位移为40mm，引发力为5g。
(二)结果与分析
1.玉米粉糊化特性和流变特性
图4-6为玉米粉的糊化曲线和流变曲线。对于对比例1来说，传统玉米湿磨法制粉所需的浸泡时间长达36h，而对比例2-5和实施例1制备的玉米粉浸泡时间只需要7h左右，显著提高了玉米制粉效率。由图4可知，与对比例1相比，对比例2-4的玉米粉的黏度升高的更早、更快，糊化峰值黏度，最终黏度显著提高，达到峰值黏度的时间更短。而对比例5的玉米粉糊化特性优于对比例2-4，这表明混合菌制备的复合发酵液的浸泡效果和制备的玉米粉品质更好。然而，与所有对比例相比，实施例1的玉米粉具有更高的糊化峰值黏度和最终黏度，表现出最优的糊化特性，这表明改变实施例1中的加工顺序将会影响玉米粉的糊化特性。由图5和6可知，所有玉米粉样品的G′和G″都随着角频率的增加而增大，且G′远大于G″，说明这6种玉米粉都表现出典型的弱凝胶黏弹性行为。与对比例1相比，对比例2-4的玉米粉均具有更高的G′和G″，且对比例5比对比例2-4的玉米粉具有更好的流变性，体现了混合菌复合发酵液的优势。同时，实施例1的玉米粉具有最高的G′和G″，表明实施例1玉米粉具有最强的凝胶结构和黏弹性，表现出最好的流变特性。因此，本发明方法制备玉米粉在显著缩短浸泡时间的同时，有效提高了传统湿法工艺玉米粉的糊化和流变特性，且在脉冲电场处理后进行磁场辅助浸泡的效果最佳。
2.玉米粉老化特性
表1为玉米粉的老化热力学参数和老化硬度。所有玉米粉样品的峰值温度Tp均在50℃左右，其属于支链淀粉老化的解离峰。与对比例1相比，对比例2-4玉米粉的T0、Tp和Tc均显著增加，但ΔH显著降低，且对比例5玉米粉变化更显著，表明融化支链淀粉结晶所需能量减少。ΔH值可以用来反映玉米淀粉颗粒的结晶和无定型区域中双螺旋的取向和堆积能量。实施例1的玉米粉具有最高的T0、Tp和Tc和最低的ΔH，减少了老化过程中的重结晶。此外，与所有对比例相比，实施例1玉米粉具有更低的老化硬度，表明脉冲电场处理后进行磁场辅助复合发酵液浸泡制粉工艺延缓了玉米粉的老化程度，表现出最显著的抗老化特性。
表1玉米粉的老化热力学参数和老化硬度
同一列不同字母表示差异显著(p<0.05)。
3.玉米粉营养特性
表2为玉米粉中直链淀粉、可溶性糖、还原糖、小分子肽和必需氨基酸含量。与对比例1相比，对比例2-4玉米粉的直链淀粉、可溶性糖、还原糖、小分子肽、色氨酸和赖氨酸含量均显著增加，且对比例5玉米粉变化更显著。相比于单菌发酵液，混合菌制备的复合发酵液中复杂的淀粉酶和蛋白酶酶系更有效的将支链淀粉降解成直链淀粉分子，产生可溶性小分子糖和还原糖；使玉米中的玉米蛋白水解为小分子肽，提高了色氨酸和赖氨酸含量。与所有对比例相比，实施例1玉米粉中具有更高的直链淀粉、可溶性糖、还原糖、小分子肽、色氨酸和赖氨酸含量，这表明采用实施例1的加工顺序对玉米粉的食用品质具有良好的改善作用，使玉米粉中的碳水化合物更易被人体吸收利用，产生的小分子肽具有更强的抗氧化活性和自由基清除能力，提高了玉米粉中必需氨基酸含量，使玉米粉氨基酸组成更加均衡，从而改善了玉米粉的营养特性。
表2玉米粉中直链淀粉、可溶性糖、还原糖、小分子肽和必需氨基酸含量
同一列不同字母表示差异显著(p<0.05)。
4.面团质构特性和拉伸特性
面团的质构特性和拉伸特性能够反映面团的加工性能。图7-8为玉米-小麦混合面团的质构特性和拉伸特性。硬度是指探头在开始触碰样品至压缩到程序设定距离的过程中，致使样品的形状发生改变时所用的力，与样品内部结构的强度成正比；内聚性是指将样品内部拉合在一起使所用的力，反应了样品抵抗外界破坏的能力。由图7可知，对比例1玉米粉形成的面团具有较低的弹性、内聚性和硬度。与对比例1相比，对比例2-4玉米粉面团的弹性、内聚性和硬度有所提高，对比例5的玉米粉面团具有更高的质构参数。与所有对比例相比，实施例1玉米粉形成的面团具有最优的质构特性。抗拉伸强度与面团的筋力和强度有关，反应了面团在拉伸过程中的弹性变化；延伸性与面团的延展性有关，延伸距离越长，面团的延伸性越好，越柔软。由图8可知，与对比例1相比，对比例2-4玉米粉形成的面团显著提高了抗拉伸强度和延伸性，且对比例5的玉米粉面团进一步提高了抗拉伸强度和延伸性。与所有对比例相比，实施例1玉米粉形成的面团具有最大的抗拉伸强度和延伸性，表现出最优的拉伸特性，表明脉冲电场处理后进行磁场辅助复合发酵液浸泡制粉工艺显著改善了玉米粉的质构特性和拉伸特性。因此，本发明制备的玉米粉形成的面团具有良好的加工品质，可应用于低添加剂或零添加剂玉米面条、玉米馒头等玉米主食产品的研发和生产。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且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揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高加工品质高营养玉米粉的高效工业化制粉方法，所述方法按以下步骤进行：
步骤1：将玉米籽粒脱皮、脱胚得到玉米糁，然后加水进行脉冲电场处理，得到混合液；
步骤2：将保加利亚乳杆菌、毕赤酵母菌和枯草芽孢杆菌分别接种到已灭菌的MRS发酵培养基、YPD发酵培养基和LB发酵培养基中培养，然后将得到的三种发酵液按2:1:2的体积比混合得到复合发酵液；
步骤3：向混合液中添加复合发酵液，然后在磁场辅助下浸泡1-3h，脱离磁场继续浸泡3-5h，得到玉米糁溶液；
步骤4：将玉米糁溶液进行湿磨得到粗玉米浆，然后进行高压微射流均质处理，再进行超声喷雾干燥，得到高加工品质高营养玉米粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中料液比为1：3。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中脉冲电场处理的工艺参数为：电场强度为30-40kV/cm，脉冲频率为260-300Hz，处理时间为4-8min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中培养条件为：在37℃下振荡培养24h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中复合发酵液的添加量为混合液质量的15-25％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中磁场强度为0.1-0.5T。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中高压微射流均质处理的压力为110-130MPa，时间为4-6min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中超声喷雾干燥的参数为：超声功率为6-10W，超声频率为50-70kHz，进风温度为95-115℃，出风温度为70-90℃，进料量为10-20mL/min。
9.权利要求1-8任一项所述的方法制得的高加工品质高营养玉米粉。
10.权利要求1-8任一项所述的方法制得的高加工品质高营养玉米粉用于制备低添加剂或零添加剂的玉米食品。
Priority Applications (1)
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| CN202211434177.3A CN115669854A (zh) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | 一种高加工品质高营养玉米粉及其高效工业化制粉方法和应用 |
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| CN202211434177.3A CN115669854A (zh) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | 一种高加工品质高营养玉米粉及其高效工业化制粉方法和应用 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101293966A (zh) * | 2008-06-24 | 2008-10-29 | 华南理工大学 | 一种利用脉冲电场制备非晶颗粒态淀粉的方法 |
| CN106387654A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-02-15 | 吉林农业大学 | 一种抗老化改性玉米粉的制备方法 |
| CN106635934A (zh) * | 2017-03-08 | 2017-05-10 | 中粮生化能源（龙江）有限公司 | 一种嗜热型乳酸杆菌及人工添加该嗜热型乳酸杆菌的玉米浸泡方法 |
| CN113501858A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-15 | 吉林省金鹿药业有限公司 | 电磁裂解技术提取荞麦小分子肽液和肽粉的方法 |
| CN113853871A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-12-31 | 吉林农业大学 | 低频静磁场在提高粮食种芽多酚含量及活性的应用 |
-
2022
- 2022-11-16 CN CN202211434177.3A patent/CN115669854A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 邱红星;张大力;修琳;郑明珠;刘景圣;: "玉米淀粉湿法生产工艺研究", 食品科技, no. 12, pages 138 * |
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