技术领域
[0001] 本
发明属于农产品深加工技术领域，具体涉及一种菜用大豆发芽制备工艺及其食用原料制备工艺。
背景技术
[0002] 菜用大豆是一种特用大豆(Glycine Max L Merr)，是指在R6(鼓粒盛期)至R7(初熟期)生育期间采青作为食用的大豆。菜用大豆富含营养优越的
蛋白质和多种游离
氨基酸及其维生素，较易被人体吸收利用，对调节人们膳食结构和改善营养状况具有重要作用。因为营养价值高，食用口感好，是当今被公认的安全保健食品，深受国内外广大消费者的喜爱。中国是主要的毛豆出口国占世界的52％。特别是目前受国外转基因大豆的冲击，种植普通大豆效益明显下降，而种植菜用大豆的经济效益一般比普通大豆高2-3倍，若加工出口，经济效益更大，可明显提高农民经济收入，促进农村经济发展。菜用大豆与普通大豆主要区别是：粒大，品质优越。通过我们的研究菜用大豆的品质好坏主要由含糖量决定，其中主要由
蔗糖解决的，为此提高菜用大豆籽粒蔗糖含量才能改善其品质，而品质的好坏直接影响市场的消费量。现有菜用大豆籽粒蔗糖含量一般为4％～5％左右。
[0003] 在浸泡发芽过程中，内源性酶被生产或激活，
淀粉及蛋白质等主要大分子成分发生降解，产生一些次生
代谢物，如γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid，GABA)和酚
醛物质，使营养价值得到大大提升。菜用大豆经发芽处理后，多种功能性成分也显著增加，与糙米相比，种类更多，含量更丰富，其中最主要成分有GABA、γ-谷维素、谷胱甘肽、六
磷酸肌醇、膳食
纤维等。菜用大豆经发芽后总淀粉和直链淀粉含量明显降低，氨基酸总量显著提高，GABA含量明显增加。研究发现发芽菜用大豆具有的降血脂和降血压功效与其富含的生理活性成分，如GABA，膳食纤维，γ-谷维素及其它抗
氧化成分有关。菜用大豆发芽后增加了不溶性但可被
水解的酚类成分，有利于减少癌症的发病率。除此之外，菜用大豆还具有降低心
血管疾病发生率、改善记忆、
预防老年痴呆症、调节情绪等功效。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种菜用大豆发芽制备工艺。
[0005] 本发明的目的还在于提供一种菜用大豆发芽食用原料的制备工艺。
[0006] 本发明的目的是这样实现的：
[0007] 一种菜用大豆发芽制备工艺，通过如下步骤发芽制得发芽菜用大豆：
[0008] (1.1)将菜用大豆用浓度为3.5％的
次氯酸钠溶液浸泡45min进行消毒；
[0009] (1.2)用去离子水冲洗三次沥干；
[0010] (1.3)将菜用大豆在7℃条件下处理3.5h，25℃回温20min后，在35℃、40kHz、功率45％超声处理20min后用35℃第一
营养液浸泡4h；所述的第一营养液条件为：2mmol/L的Ca2+浓度，pH6；
[0011] (1.4)在发芽机内第二营养液35℃条件下对菜用大豆发芽3-7D，每隔12h更换一次第二营养液，至菜用大豆胚芽在5-7mm时发芽结束；所述的第二营养液为：2.5mM Ca2+，pH值自然；
[0012] (1.5)将发芽菜用大豆取出后，用蒸馏水冲洗三次沥干，
冷冻干燥至水分含量小于30％，得到发芽菜用大豆成品，在7℃条件储藏。
[0013] 所述的第一营养液和第二营养溶液中添加有
碳酸锂、碳酸钠、碳酸
钾、碳酸铍、碳酸镁、碳酸
钙、碳酸锶、碳酸钡和氨基碳酸盐中至少一种物质，碳酸氢根离子浓度为0.02-0.35mol/l；通过基准测量法得到的发芽菜用大豆的谷氨酸含量为1500-1700mg/kg，得到的发芽菜用大豆的GABA含量提高到发芽前的菜用大豆的3-5倍；含量为400-950mg/kg。
[0014] 在(1.4)中，每8h喷浓度为200mM的NaCl溶液在发芽菜用大豆上，同时低氧通气胁迫处理，通气量为2L/min，平均溶氧浓度为7.5mg/L，GABA含量为700-1200mg/kg。
[0015] 一种菜用大豆发芽食用原料的制备工艺，将高含量GABA的发芽菜用大豆作为原料，采用如下步骤进行制作：
[0016] (2.1)调质：
[0017] 准确称取高含量GABA的发芽菜用大豆，放置在密封袋中，根据发芽菜用大豆整体籽粒
含水量加入计算好的水量，密封摇混，使发芽菜用大豆与水充分混合均匀，然后放置于室温下培育1D(1天)，加水量计算公式为：
[0018]
[0019] LW为加水量(ml)；GR为发芽菜用大豆的
质量(g)；G0为发芽菜用大豆水分含量(％)；GF为食用原料的设计水分含量(％)；
[0020] (2.2)磨粉：
[0021] 用旋
风式
粉碎机对调质后的发芽菜用大豆进行粉碎过滤，将发芽菜用
大豆粉于40℃的鼓风干燥箱中干燥至水分含量为7±2％，过100目筛后在2-3℃密封袋中保存。
[0022] 所述的对发芽菜用大豆进行粉碎过程中外加蛋白酶水解软发芽菜用大豆的蛋白，同时外加谷氨酸脱羧酶、标准氨基酸，提高GABA含量。
[0023] 所述的粉碎过滤过程中加入
乙醇，粉碎后通过
滤纸过滤，然后对发芽菜用大豆粉进行干燥；通过控制加入乙醇后的混合物溶液的浓度、
温度、时间条件控制GABA结晶参数，得到富含GABA晶粒的发芽菜用大豆粉。
[0024] 所述的控制加入乙醇后的混合物溶液的浓度、温度、时间条件控制GABA结晶参数包括：
[0025] GABA晶体成核速率为：
[0026]
[0027] A为GABA晶体成核速率(#·ml-1·s-1)，kt为GABA晶体成核速率常数(#·ml-1·s-1)，Mx为GABA晶体悬浮
密度(g·ml-1)，α为悬浮密度指数因子，β为搅拌速度指数因子，ωr为混合物溶液的搅拌速度(r·s-1)，Q为溶液过饱和比，Υ0为GABA晶体成核过
饱和度指数因子，xc为乙醇摩尔分数(mol·mol-1)，Bt为GABA晶体成核自由能(J·mol-1)，Ry为气体常数(J·mol-1·K-1)，T为热
力学温度；
[0028] GABA晶体生长速率为：
[0029]
[0030] B为GABA晶体生长速率(cm·s-1)，ks为GABA晶体生长速率常数(cm·s-1)，Bs为GABA晶体生长自由能(J·mol-1)，Z0为GABA晶体生长过饱和度指数因子；
[0031] GABA晶体结晶粒数为：
[0032]
[0033] n为GABA晶体粒数密度(#·ml-1·cm-1)，V为溶液体积(ml)，l为GABA晶体粒度(μm)，t为GABA结晶时间；
[0034] GABA晶体单一晶粒的质量变化率为：
[0035] dMd＝2.97ρgkvl2dl
[0036] ρg为GABA晶体密度，kv为GABA晶体的体积形状因子。
[0037] 本发明的有益效果在于：
[0038] (1)本发明通过先进的培养手段和培养方法，获得了富含有GABA的发芽菜用大豆。
[0039] (2)本发明通过让保留的发芽菜用大豆生理层与胚芽再通过发芽菜用大豆粉加工工艺，制成的一种具有保健功能的营养发芽菜用大豆食用原料。
附图说明
[0040] 图1为本发明方法示意图；
[0041] 图2为本发明GABA浓度变化曲线；
[0042] 图3为本发明GABA晶体成核速率曲线；
[0043] 图4为本发明GABA晶体生长速率曲线；
[0044] 图5为本发明
微波低温处理模式数据对比图；
[0045] 图6为本发明次氯酸钠溶液效果图。
具体实施方式
[0046] 下面结合附图对本发明做进一步描述。
[0047] 如图1所示，是本发明的方法步骤图，本发明优先选用黄金村生态菜用大豆，运用
生物工艺，采用先进设备将菜用大豆在一定温度、湿度下进行培养，待菜用大豆胚芽萌发到最佳程度，让保留的菜用大豆生理层与胚芽再通过发芽菜用大豆粉加工工艺，制成的一种具有保健功能的营养发芽菜用大豆食用原料，本发明的技术主旨是在生理活性工艺条件下，将菜用大豆的活性激活和释放，并使各种营养成分从结合状态转化为游离态的过程，其易烹调、易吸收，无添加的食品原料。
[0048] 本发明的区别特征在于通过浸泡消毒、冲洗、二次营养浸润等步骤培养出具有芽胚的发芽菜用大豆，其具体步骤包括：(1.1)将菜用大豆用浓度为3.5％的次氯酸钠溶液浸泡45min进行消毒；
[0049] (1.2)用去离子水冲洗三次沥干；
[0050] (1.3)将菜用大豆在7℃条件下处理3.5h，25℃回温20min后，在35℃、40kHz、功率45％超声处理20min后用35℃第一营养液浸泡4h；所述的第一营养液条件为：2mmol/L的Ca2+浓度，pH6；
[0051] (1.4)在发芽机内第二营养液35℃条件下对菜用大豆发芽3-7D，每隔12h更换一次第二营养液，至菜用大豆胚芽在5-7mm时发芽结束；所述的第二营养液为：2.5mM Ca2+，pH值自然；
[0052] (1.5)将发芽菜用大豆取出后，用蒸馏水冲洗三次沥干，冷冻干燥至水分含量小于30％，得到发芽菜用大豆成品，在7℃条件储藏。
[0053] 首先，本发明首先使用了次氯酸钠对菜用大豆进行浸泡不仅能够给菜用大豆消毒，如图6所示，我们发现随着次氯酸根浓度的进一步增加，发芽菜用大豆中GABA的含量呈现下降趋势，这是因为在浸泡中添加一定浓度的次氯酸根促进了GABA的产生，主要是因为次氯酸根能活化GAD，刺激酶活性，从而促进谷氨酸转化为GABA，达到增加GABA含量的目的。随着次氯酸根浓度的进一步升高，菜用大豆中GABA含量开始下降，这可能是因为次氯酸根浓度过高反而会抑制GAD的活性，从而使得GABA含量下降。此外，本发明首先使用了
超声波和低温培养两种环境压力共同作用的方式对菜用大豆发芽进行影响，如图5所示，该步骤能显著促进GABA富集、加快菜用大豆发芽
进程。
超声波处理在发芽前期对GABA含量有适当增加，在菜用大豆发芽前期超声波对其他种游离氨基酸含量有促进作用；内源性菜用大豆GAD是GA转化成GABA的过程中最主要的酶。然而在发芽菜用大豆中GAD活性较低，通过分析，低温降低了GABA的消耗量，提高了GAD的活性。通过数据显示，该方法可有效富集GABA，通过7-
10℃低温胁迫后有效降低其他酶活性，然后在常温下进行超声波处理，可以有效提高超声波的效果，是本发明的一个显著区别特征。
[0054] 二次营养液的培养，在发芽时，钙离子能够进一步提高GAD活性，促进转化，通过三种方式的培养，GABA含量随着芽体的长成，达到培养巅峰。所述的第一营养液和第二营养溶液中添加有碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铍、碳酸镁、碳酸钙、碳酸锶、碳酸钡和氨基碳酸盐中至少一种物质，碳酸氢根离子浓度为0.019-0.21mol/l；通过基准测量法得到的菜用大豆的谷氨酸含量为1500-1600mg/kg，得到的发芽菜用大豆的GABA含量提高到发芽前的菜用大豆的2.5-4倍；含量为550-1100mg/kg。在(1.4)中，每8h喷浓度为140mM的NaCl溶液在菜用大豆上，同时低氧通气胁迫处理，通气量为1L/min，平均溶氧浓度为6.25mg/L，GABA含量为700-1150mg/kg。
[0055] 本发明菜用大豆在发芽过程中，大量的生物酶被激活和释放，使其经历了一系列复杂化学和生理变化。在内源酶的作用下蛋白质水解为小分子肽和氨基酸，而产物又参与其他分解或合成代谢产生新的小分子物质。菜用大豆在发芽之后，淀粉总量和直链淀粉的含量明显降低，而还原糖含量有显著性的提高，菜用大豆发芽后淀粉总量和直链淀粉含量减少是由α-淀粉酶、β-淀粉酶、脱支酶和α-
葡萄糖苷酶等降解作用造成的，降解为寡糖，如还原糖，部分供给于
种子发芽。发芽后
粗蛋白含量稍有增加，对应总氨基酸含量增加。游离氨基酸含量显著增加。灰分明显增加来源于发芽过程中微量元素增大。
[0056] 进一步的，一种菜用大豆食用原料的制作方法，将高含量GABA的发芽菜用大豆作为原料，采用如下步骤进行制作：
[0057] (2.1)调质：
[0058] 准确称取高含量GABA的发芽菜用大豆，放置在密封袋中，根据发芽菜用大豆整体籽粒含水量加入计算好的水量，密封摇混，使发芽菜用大豆与水充分混合均匀，然后放置于室温下培育1D(1天)，加水量计算公式为：
[0059]
[0060] LW为加水量(ml)；GR为发芽菜用大豆的质量(g)；G0为发芽菜用大豆水分含量(％)；GF为食用原料的设计水分含量(％)；
[0061] (2.2)磨粉：
[0062] 用旋风式粉碎机对调质后的发芽菜用大豆进行粉碎过滤，将发芽菜用大豆粉于40℃的鼓风干燥箱中干燥至水分含量为7±2％，过100目筛后在2-3℃密封袋中保存。
[0063] 所述的对发芽菜用大豆进行粉碎过程中外加蛋白酶水解软发芽菜用大豆的蛋白，同时外加谷氨酸脱羧酶、标准氨基酸，提高GABA含量。
[0064] 所述的粉碎过滤过程中加入乙醇，粉碎后通过滤纸过滤，然后对发芽菜用大豆粉进行干燥；通过控制加入乙醇后的混合物溶液的浓度、温度、时间条件控制GABA结晶参数，得到富含GABA晶粒的发芽菜用大豆粉。
[0065] 所述的控制加入乙醇后的混合物溶液的浓度、温度、时间条件控制GABA结晶参数包括：
[0066] GABA晶体成核速率为：
[0067]
[0068] A为GABA晶体成核速率(#·ml-1·s-1)，kt为GABA晶体成核速率常数(#·ml-1·s-1)，Mx为GABA晶体悬浮密度(g·ml-1)，α为悬浮密度指数因子，β为搅拌速度指数因子，ωr为混合物溶液的搅拌速度(r·s-1)，Q为溶液过饱和比，Υ0为GABA晶体成核过饱和度指数因-1 -1子，xc为乙醇摩尔分数(mol·mol )，Bt为GABA晶体成核自由能(J·mol )，Ry为气体常数(J·mol-1·K-1)，T为
热力学温度；
[0069] GABA晶体生长速率为：
[0070]
[0071] B为GABA晶体生长速率(cm·s-1)，ks为GABA晶体生长速率常数(cm·s-1)，Bs为GABA晶体生长自由能(J·mol-1)，Z0为GABA晶体生长过饱和度指数因子；
[0072] GABA晶体结晶粒数为：
[0073]
[0074] n为GABA晶体粒数密度(#·ml-1·cm-1)，V为溶液体积(ml)，l为GABA晶体粒度(μm)，t为GABA结晶时间；
[0075] GABA晶体单一晶粒的质量变化率为：
[0076] dMd＝2.97ρgkvl2dl
[0077] ρg为GABA晶体密度，kv为GABA晶体的体积形状因子。
[0078] 溶液结晶是固体溶质从结晶母液中以晶体状态分离的过程。长久以来，结晶广泛应用于
食品加工、医药生产和
冶金化工等领域，本发明提出通过对大豆原料进行乙醇析出的方式进行结晶，同时提出了结晶控制参数，能够通过自行设计获得想要的富含GABA结晶颗粒的菜用大豆发芽食用原料。与
现有技术相比，本发明的一个区别特征在于，在制作菜用大豆发芽食用原料
研磨后就按照本发明的参数进行了结晶，本特征要解决的技术问题是：传统制作米粉等食用原料的方法，用水搅拌米粉后直接进行干燥，容易造成GABA等营养成分的流失。本发明使用乙醇加入到混合溶液中执行结晶操作，使发芽菜用大豆或者食用原料制作领域没有提出过任何启示的，而通过matlab对本发明方法进行析出实验仿真与实验对比后(图2、图3、图4)，我们得出了该种方法应用到本发明这种特殊菜用大豆发芽食用原料中各参数的形式，能够进一步指导后续使用本方法得到不同晶粒的产品。图2-4中单一点为实验数据，曲线为模拟数据，通过最优控制给出了方法的参数控制形式。图2为那么通过此种方法，我们即可得到一种特殊的直接含有GABA晶粒的菜用大豆发芽食用原料，营养价值更高，制作过程只使用了乙醇，可保证环保无污染析出，因此本原料也不含任何其他防腐或添加成分。综上所述，本发明具有效率高、晶体纯度高、污染小和能耗低的优点，是批量生产和小规模纯品制备最方便快捷的方法。
