一种添加谷朊粉发酵的低GI酸面团及其在全青稞面包中的应用 |
|||||||
| 申请号 | CN202410162758.9 | 申请日 | 2024-02-05 | 公开(公告)号 | CN117859780A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 江南大学; | 发明人 | 李玥; 朱松; 吴玥; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种添加谷朊粉 发酵 的低GI酸面团及其在全青稞面包中的应用，将外源添加谷朊粉的青稞粉作为发酵基质，接种 植物 乳杆菌发酵得到酸面团，研究酸面团中 淀粉 的消化特性、结构特性以及微观结构中淀粉‑蛋白的相互作用，结果显示该酸面团表现出良好的消化特性。将该酸面团应用于全青稞面包的制备中，获得是青稞面包具有良好的口感，优良的比容、孔隙率，更低的GI值，说明该酸面团作为 烘焙 产品配料在实际应用中具备优异的开发潜 力 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种添加谷朊粉发酵的低GI酸面团制备方法，其特征在于：包括， |
||||||
| 说明书全文 | 一种添加谷朊粉发酵的低GI酸面团及其在全青稞面包中的应用 技术领域背景技术[0002] 淀粉是谷物食品中的主要成分，是人体所需能量的重要来源。现代食品工业的快速发展催生了精细的谷物加工方法，使谷物产品中的淀粉能够快速消化。食用含有大量快消化淀粉(RDS)的谷物食品会引起人体血糖的急剧上升，导致机体出现胰岛素抵抗并引发II型糖尿病、心血管疾病等一系列代谢疾病。调节谷物食品血糖生产指数(GI)的重要性在健康食品的开发上日渐凸显。优质谷物的应用是改善谷物食品GI的重要途径。在谷物成分选择方面，青稞因其低GI的营养特性脱颖而出。然而，青稞作为一种杂粮，膳食纤维含量高，适口性较差；同时青稞中缺乏面筋蛋白，无法形成有效的面筋结构，对于面包的成型极为不利。 [0004] 然而，当使用青稞作为酸面团的发酵基质时，无法获得理想的发酵效果。 发明内容[0005] 本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。 [0006] 针对上述问题，本发明目的在于提供一种添加谷朊粉发酵的低GI酸面团制备方法。 [0007] 本发明一方面提供了一种添加谷朊粉发酵的低GI酸面团制备方法，包括，[0008] 将青稞粉与谷朊粉混合，制得混合杂粮面粉； [0009] 将乳酸菌发酵菌剂接种于混合杂粮面粉，加入无菌水混合，制成发酵面团； [0010] 将发酵面团发酵，制得低GI酸面团。 [0011] 作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述青稞粉与谷朊粉的混合质量比例为1～4:1。 [0012] 作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述乳酸菌发酵菌剂为乳酸菌Biolac LYO，来源自丹尼斯克。 [0013] 作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述乳酸菌的接种量为105～108cfu/g面团。 [0014] 作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述混合杂粮面粉与无菌水的混合质量比例为1:1～2。 [0015] 作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述将发酵面团发酵，其中，发酵温度为30～38℃，发酵的时间为16～36h，发酵湿度80％～95％。 [0016] 作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述发酵酸面团，其中，最终发酵至pH＝3.2～4.0。 [0017] 本发明的再一个目的在于提供一种低GI酸面团在制备全青稞面包中的应用，包括， [0018] 将酸面团与青稞粉、谷朊粉、食盐、酵母菌和水放入和面机中搅拌； [0019] 随后加入黄油，搅拌成膜，得面包面团； [0020] 将面包面团进行一次发酵，将发酵好的面团进行分割、搓圆、整形、二次醒发，得面包坯； [0022] 作为本发明所述应用的一种优选方案，其中：以原料质量份数计，所述酸面团为25～100份，所述青稞粉为30～60份，所述谷朊粉为20～40份，所述食盐为1～2份，所述酵母菌为1～2份，所述水为20～70份，所述黄油为10～15份。 [0023] 作为本发明所述应用的一种优选方案，其中：所述一次发酵条件为温度30～35℃，湿度85％，发酵45～60min； [0024] 所述二次发酵条件为温度30～35℃，湿度85％，发酵至面团1.5～2倍大小； [0025] 所述烘烤条件为烤箱上火175℃，下火180℃，烘烤25～30min。 [0026] 本发明有益效果： [0027] (1)本发明选用优质的谷物原料青稞，其具有低GI的营养特性；同时，在本发明的发酵条件下，酸面团降低GI的效果显著；发酵过程中，酸面团中的内源酶被激活，淀粉、蛋白质等大分子被水解，淀粉的短程和长程有序性增加，表现出更强的抗消化性，同时面筋蛋白在水解后表现出与淀粉的相互作用的增加，在消化过程中对淀粉起到了保护作用。 [0028] (2)本发明制备的酸面团应用于全青稞面包中，使面包具有低升糖指数，并且改善了青稞面包适口性差的问题；同时，外源添加的谷朊粉形成连续的面筋网络结构，使得青稞面包表现出良好的比容和孔隙率，提升了青稞面包的品质。 [0030] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中： [0031] 图1为实施例1中不同发酵基质酸面团在发酵过程中pH和TTA的变化。 [0032] 图2为实施例2中不同青稞面团中淀粉的消化特性。 [0033] 图3为实施例4中不同青稞面团激光共聚焦微观结构图。 具体实施方式[0034] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。 [0035] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。 [0036] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。 [0037] 本发明各实施例所使用的乳酸菌Biolac LYO，普通市售产品，来源自丹尼斯克集团。 [0038] 一种外源添加谷朊粉发酵的低GI酸面团制备方法及其在全青稞面包中的应用，其特征在于，该方法包括以下步骤: [0039] (1)发酵青稞酸面团的制备：将乳酸菌按照105～108cfu/g面团的接种量接种至杂粮面粉基质(青稞粉：谷朊粉＝4:1～1:1)中，水分添加量为33％～66％，充分混合，于30‑～38℃发酵16～36h，即得发酵酸面团。 [0040] (2)发酵酸面团性质的测定:对发酵酸面团进行pH及可滴定酸(TTA)的测定﹐对酸面团中淀粉组分、淀粉结构特性进行分析，对酸面团微观结构进行激光共聚焦显微观察。 [0041] (3)全青稞面包的制作：酸面团、杂粮面粉与其余辅料混合→搅拌至成膜→一次发酵(30～35℃、45～60min)→分割搓圆→二次发酵(30～35℃)至体积1.5～2倍大小→烤箱烘烤25～30min。 [0042] (4)测定全青稞面包的品质和营养特性：对面包进行比容、孔隙率的分析、淀粉体外消化分析。 [0043] 实施例1： [0044] 外源谷朊粉的添加对酸面团发酵程度的影响： [0045] 将乳酸菌在37℃的Man Rogosa Sharpe(MRS)肉汤中进行常规繁殖至指数生长期，回收洗涤后备用。 [0046] (1)将青稞粉与蒸馏水以2:3的比例混合制备青稞面团，乳酸菌的接种量为6 10cfu/g面团；在35℃下培养24h，得到发酵青稞酸面团。 [0047] (2)将青稞粉与谷朊粉先以4:1(w/w)比例混合制成混合面粉，再将制得的混合面6 粉与无菌水以2:3(w/v)比例混合制备青稞谷朊粉面团，乳酸菌的接种量为10 cfu/g面团； 在35℃下培养24h，得到发酵青稞谷朊粉酸面团。 [0048] 每4h测量一次酸面团的pH及TTA。将10g酸面团样品与90mL蒸馏水混合，搅拌10min以分散样品，然后测量pH。使用0.1M NaOH将样品滴定至最终pH为8.10。TTA结果表示为滴定10g酸面团样品所需的0.1M NaOH的量(mL)。 [0049] 图1是两种不同发酵基质下发酵过程中pH和TTA的变化，图中可以看出，发酵24h后，两种样品的pH值在3.5～4.0的范围内，该pH有利于激活面团的的内源酶。谷朊粉的添加使得酸面团的TTA显著增加，这说明面团的发酵程度增加。 [0051] 实施例2： [0052] 对制备的青稞酸面团进行淀粉消化特性评价： [0053] 样品包括： [0054] 未发酵青稞粉(Highland barley,HB) [0055] 未发酵青稞谷朊粉混合粉(Highland barley mixed with gluten,HBG)：青稞粉与谷朊粉以4:1比例混合。 [0056] 发酵青稞酸面团(Fermented highland barley,FHB)：青稞粉与蒸馏水以2:3的比6 例混合制备青稞面团，乳酸菌的接种量为10 cfu/g面团；在35℃下培养24h，通过冷冻干燥得到发酵青稞酸面团。 [0057] 发酵青稞酸面团与谷朊粉混合面团(Fermented highland barley and gluten,6 FHB+G)：青稞粉与蒸馏水以2:3的比例混合制备青稞面团，乳酸菌的接种量为10 cfu/g面团；在35℃下培养24h，再将酸面团与谷朊粉以10:1的比例(即青稞粉：谷朊粉＝4:1)混合均匀，通过冷冻干燥得到发酵青稞酸面团与谷朊粉混合面团。 [0058] 发酵青稞谷朊粉酸面团(Fermented highland barley mixed with gluten,FHBG)：青稞粉与谷朊粉以4:1比例混合，再与无菌水以2:3比例混合制备青稞谷朊粉混合面6 团，乳酸菌的接种量为10 cfu/g面团；在35℃下培养24h，通过冷冻干燥得到发酵青稞谷朊粉酸面团。 [0059] 本发明中淀粉消化特性的测定：消化前，将样品在95℃下糊化30min，并在37℃水中保持15min。然后将样品与模拟胃液以1:1(v/v)的比例混合。将样品的pH调节至3.0。样品在37℃下保存2h。将样品与模拟肠液以1:1(v/v)的比例混合。样品在37℃下保存2h。在肠消化阶段的0min、20min和120min取0.2mL消化样品，并与1.8mL乙醇混合以灭活酶。离心(10000r/min，10min)后，收集上清液。最后，使用葡萄糖氧化酶‑过氧化物酶(GOPOD)测定试剂盒测量淀粉水解产生的葡萄糖。快速可消化淀粉(RDS，在20min后水解)、慢速可消化的淀粉(SDS，在20‑120min时水解)和抗性淀粉(RS，在120min后未水解)的含量通过以下方程计算： [0060] RDS(％)＝(G20‑G0)×0.9/S×100； [0061] SDS(％)＝(G120‑G20)×0.9/S×100； [0062] RS(％)＝(1‑RDS‑SDS)×100； [0063] G0、G20和G120是样品在0、20和120min时的葡萄糖质量，mg；S是样品中的总淀粉含量，mg。 [0064] 图2为上述样品的淀粉消化特性的测定结果。从图中可以看出，谷朊粉添加和乳酸菌发酵单独作用均使得面团中RDS含量降低，SDS、RS含量增加，淀粉的抗消化性增加。将发酵后青稞酸面团再与谷朊粉混合，所得混合面团与乳酸菌发酵和谷朊粉添加单独作用的面团相比，RS增加而SDS减少，抗消化性有所增加。而谷朊粉添加后发酵得到的酸面团与其余样品相比RS含量均进一步显著增加，淀粉的抗消化性进一步增强，特别是与发酵后与谷朊粉混合的面团样品相比，表现出更高的RS和SDS含量，说明谷朊粉与乳酸菌发酵具有协同作用。 [0065] 因此，谷朊粉添加与乳酸菌发酵的结合在降低GI方面具有协同作用，谷朊粉添加后发酵得到的酸面团表现出最低的GI。 [0066] 实施例3 [0067] 对制备的青稞酸面团中淀粉的结构特性进行分析。 [0068] 结构特性分析： [0071] 检测结果如表1。 [0072] 表1不同样品的结构特性 [0073] [0074] [0075] 注：同一列中的不同字母表示平均值的显著差异(p<0.05)。 [0076] 从表1中可以看出，无论是未发酵的青稞面团还是发酵后的面团，谷朊粉添加对面团中淀粉的结构特性影响不大，说明面团中淀粉结构性质的改变主要是由乳酸菌发酵导致的。乳酸菌发酵后，酸面团中淀粉的相对结晶度显著提高，这说明乳酸菌发酵使得淀粉的长程有序性增加，这导致了淀粉的低消化性。随着谷朊粉在发酵过程中的添加，酸面团中淀粉的相对结晶度进一步升高的同时，R1047/1022也显著提高，这说明酸面团中淀粉结构的长程和短程有序性均增加。上述结果也表明，谷朊添加促进发酵程度的增加，进而提高淀粉结构有序性，改善淀粉消化特性。 [0077] 综上所述，谷朊粉添加与乳酸菌发酵的结合对淀粉消化的降低具有协同作用。乳酸菌发酵通过改善面团中淀粉的结构有序性来降低GI。谷朊粉添加促进发酵程度增加，淀粉结构的有序性进一步增加，GI进一步降低。 [0078] 实施例4 [0079] 对制备的青稞酸面团中淀粉与蛋白分布情况进行观察。 [0080] 微观结构的观察：使用荧光染料‑罗丹明B(浓度为0.025％w/v)和荧光素异硫氰酸酯(浓度为0.25％w/w)对样品进行染色处理。在样品有效地定位在显微镜载玻片上之前，进行染色90s。用40×物镜观察样品，激发波长分别为561nm和490nm。 [0081] 图3为不同青稞酸面团的激光共聚焦微观结构图，在图3中a中，淀粉结构完整，表面光滑，只有少量内源性蛋白质分散在淀粉颗粒的外部。图3中b所示，添加面筋后，面筋蛋白分布在淀粉周围，对淀粉表面产生一定的包裹作用。实例2结果显示，添加面筋导致淀粉消化率(HBG)降低，这主要是由于添加面筋形成的面筋网络。该网络充当物理屏障，阻碍淀粉消化相关酶对淀粉的作用。如图3中c中的圆圈所示，HBG对淀粉颗粒的外部结构有轻微的破坏。包裹在淀粉颗粒中的HB内源性蛋白被释放。这是由发酵引起的。内源性蛋白质结构也由于水解而变得松散。一些蛋白质与淀粉颗粒的受损部分结合。 [0082] 而图3中d中淀粉表面结合的蛋白与图3c无明显差异，说明面筋蛋白在乳酸菌发酵后别添加到面团中并不能与淀粉产生明显的相互作用。对于FHBG(图3中e)，淀粉颗粒结构的损伤加剧，系统中的蛋白质充分包裹在受损淀粉的表面并与淀粉紧密结合。这可能是发酵和添加谷朊粉结合表现出降消化协同作用的另一原因。面筋的存在促进了发酵。同时，发酵改变了内源蛋白质和面筋蛋白，以促进它们与淀粉的相互作用。这导致在淀粉之外形成了一个特殊的蛋白质保护层。淀粉表面的保护层减少了其与消化酶的接触，随后减少了淀粉的消化。与谷朊粉添加和乳酸菌发酵单独作用相比，在乳酸菌发酵过程中添加谷朊粉显著促进了淀粉与蛋白间的相互作用，更多的蛋白结合到了淀粉表面，对淀粉起到了保护作用。面筋蛋白在发酵过程中受到了被激活的内源蛋白酶水解，蛋白的分子量及结构均发生了改变，更易结合到淀粉表面。当蛋白结合到淀粉表面时，淀粉对于消化酶的抵抗性增加。 [0083] 因此，谷朊粉添加与乳酸菌发酵结合降低GI的协同作用也是由淀粉‑蛋白相互作用增加导致的。 [0084] 实施例5 [0085] 将上述制备得到的发酵青稞谷朊粉酸面团应用于面包产品中。 [0086] 产品配方如表2所示。 [0087] 表2全青稞面包配方 [0088] [0089] 将除黄油以外的原料投入搅拌机中，搅拌中产生粗手套膜后加入黄油，继续搅拌至产生光滑透明的手套膜，得到面包面团。将面包面团置于发酵箱中一次发酵(30～35℃、湿度85％、45～60min)，取出后分割搓圆，再次放入发酵箱中进行二次发酵，发酵至1.5～2倍大小，取出后送人烤箱，上火175℃，下火180℃，烘烤25～30min，得到面包产品。 [0090] 实施例6 [0091] 对上述面包产品进行比容、孔隙率的评价。 [0092] 比容：面包的比容是通过测量面包排出的油菜籽体积(AACC，2003)和已知的面包重量来确定的，以1克产品表示。 [0094] 测试结果如表3。 [0095] 表3面包样品的比容及孔隙率 [0096] [0097] 注：同一列中的不同字母表示平均值的显著差异(p<0.05)。 [0098] 相比于未发酵的青稞面包，发酵后青稞面包的比容、孔隙率显著提高。这些品质的改善与酸面团和谷朊粉的添加有关。此外，随着酸面团添加比例的增加，面包面团中的pH过低导致酵母生长产气受限，青稞面包的比容、孔隙率有所下降，但均优于普通青稞面包。 [0099] 因此，考虑面包品质因素，选择20％的酸面团添加量最优。 [0100] 实施例7 [0101] 对上述面包产品进行淀粉消化特性的评价。 [0102] 淀粉消化特性测定方法参照实施例2，并计算预测血糖指数(eGI)。 [0103] 测试结果如表4。 [0104] 表4面包样品的淀粉消化情况 [0105] [0106] [0107] 注：同一列中的不同字母表示平均值的显著差异(p<0.05)。 [0108] 从表中可以看出，随着面包中酸面团的添加量增加，各青稞面包的淀粉消化率逐渐降低，且均优于未发酵青稞面包。因此，该酸面团在面包中的应用具有显著的改善面包GI的作用。 [0109] 综上，本发明首次采用外源添加谷朊粉的青稞粉作为发酵基质进行乳酸菌发酵，两者在降低GI方面具有协调作用，制备得到的具有较低GI的发酵酸面团，可作为一种制备全青稞面包的新型配料。该酸面团制备的全青稞面包具有良好的品质及良好的消化特性。 [0110] 本发明将谷朊粉外源添加到青稞酸面团的发酵过程中，一方面能够为乳酸菌的生长繁殖提高充足的氮源，提高酸面团的发酵程度，促进酸面团中淀粉结构特性的改善；另一方面，面筋蛋白在酸面团发酵过程中受到内源酶水解，结构发生改变，与淀粉之间的相互作用增加，包裹在淀粉周围，保护淀粉抵御消化酶的攻击，进一步降低GI。此外，应用这种酸面团制备全青稞面包，不仅能够改善青稞面包的适口性问题，外源添加的面筋蛋白还能形成连续的面筋网络结构，提升面包的比容和孔隙率，极大的提升了青稞面包品质。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈