一种高多酚低GI的小米粥的制备方法

本发明涉及功能性食品领域，尤其是涉及一种高多酚低gi的小米粥的制备方法。

背景技术：

1、小米含有大量营养，对人体有许多健康益处。小米除了含有蛋白质、淀粉等重要营养物质外，还含有很多活性物质，比如多酚。植物多酚是一类具有酚羟基结构的次生代谢产物，具有多种生理功能，对人体健康起着积极的作用。国内外大量研究表明，多酚具有很强的抗氧化活性的同时，也具有一定的抗癌作用和抑菌作用。在医疗领域中，植物多酚还可以作为一种纯天然的生物活性物质，安全有效地运用到血糖控制或糖尿病治疗。因此提高植物多酚的含量成为很多学者的研究课题，多种方法已经被证实可以用于富集和释放多酚，其中谷物自身发芽和添加微生物进行发酵的效果较为显著且安全高效。

2、发芽是指结构完整且保持活性的种子在适宜的外界条件下逐渐解除休眠后自身产生一系列代谢活动及发生相应形变的过程。在谷物发芽过程中，呼吸作用逐渐增强，新陈代谢活动不断提高，生物合成途径相关酶被激活，然后酚类化合物会随着代谢活动发生了一系列复杂的反应。通过氧化的戊糖磷酸途径、糖酵解途径和莽草酸途径，发芽谷物可以产生芳香族氨基酸，如苯丙氨酸，并经苯丙烷途径转化为大量酚酸。

3、而微生物发酵是食品加工过程的重要手段。在发酵过程中，为了利用细胞外的大分子，微生物将在细胞内合成的各类酶系释放到其所在的基质，通过胞外酶对基质大分子降解提供其生命活动必要的碳源和氮源等。发酵还会激活一些内源酯酶，这些内源酯酶会将构成细胞壁成分且与结合酚类物质紧密相连的纤维素、脂蛋白等分解，这会释放细胞壁中的酚类化合物。与此同时，谷物中的其他营养成分也开始分解与合成，营养成分含量与结构的改变，导致相关的理化性质和加工品质也随之改变，可以增加γ-氨基丁酸、蛋白质等物质的含量，降低淀粉的含量等。发酵过程中微生物的细胞内合成的各类酶系释放到其所在的基质，提高多酚的生物可及性。其中淀粉含量和结构的改变对小米的消化特性或其他理化性质的影响最大。

4、小米的淀粉含量高，约占整体质量的70％以上，而且与其他谷物相比，小米的优势是餐后血糖生成缓慢，消化率较低，使得小米的gi(血糖生成指数)也较低。有研究发现，在体外动物实验中，添加小米的饲料能显著改变糖尿病大鼠血糖代谢，调控大鼠体内gi。而发芽发酵不仅会提高小米多酚的含量，也会影响小米中淀粉的含量、组分及结构。经发酵后的小米，其淀粉含量明显降低，并且直链淀粉比例以及淀粉的微观结构会有明显改变。

5、目前国内外关于低gi食品和高多酚食品的制备研究较少，并且市面上没有低gi高多酚小米粥商品销售，以我国特色谷物小米为原料，采用发芽联合发酵的方法制备小米，研究其应用特性，对推动我国小米等谷物的深加工的发展有积极的意义，还可以充分开发和利用我国丰富的小米资源，提高小米精深加工产品的附加值。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了提供一种高多酚低gi的小米粥的制备方法。本发明通过采用发芽联合发酵制备的小米，与现有的发芽和发酵技术相比，本发明通过采用发芽方式激活生物合成途径相关酶，同时控制发芽时间，可兼顾工业化大批量生产，然后采用发酵的方式，筛选了可以以植物为发酵基底的植物乳杆菌，分解淀粉，释放和转化多酚，使多酚含量进一步增加，淀粉含量和消化率进一步降低，本发明通过发芽与发酵相配合提高抗性淀粉的比例，并且有效降低了小米粥的gi值。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种高多酚低gi的小米粥的制备方法，具体步骤如下所示：

4、(1)制备发芽小米：

5、将糙小米进行清洗、消毒、浸泡，在发芽器中进行发芽，得到发芽小米；

6、(2)制备发芽发酵小米：

7、将步骤(1)中得到的发芽小米高温灭菌，在无菌条件下接入发酵菌种进行密封发酵，得到发芽发酵小米；

8、(3)制备小米粥：

9、将步骤(2)中得到的发芽发酵小米与水混合进行预糊化，再冷冻干燥后得到高多酚低gi的小米粥。

10、进一步地，步骤(1)前设有步骤(0)：预处理糙小米，所述预处理糙小米的方法如下：取整粒谷子先进行除杂、脱壳，再进行过筛处理后得到预处理后的糙小米。

11、进一步地，步骤(1)中，消毒溶液为1％-2％次氯酸钠溶液，优选为1％次氯酸钠溶液，消毒时间为5-8min；

12、浸泡溶液为纯水，浸泡时间为13～18h，优选为15h。

13、进一步地，步骤(1)中，发芽温度为20～30℃，优选为25℃，

14、发芽湿度为90％～100％，优选为95％，

15、发芽时间为30～40h，优选为36h。

16、进一步地，步骤(2)中，灭菌温度为120～130℃，优选为121℃，

17、灭菌时间为10～30min，优选为20min。

18、进一步地，步骤(2)中，发酵菌种为植物乳杆菌，

19、发酵温度30～40℃，优选为37℃，

20、发酵时间20～30h，优选为24h。

21、进一步地，步骤(3)中，所述发芽发酵小米与水的质量比为1:10-1:20，优选为1:15。

22、进一步地，步骤(3)中，所述制备小米粥的方法如下：

23、在步骤(2)中得到的发芽发酵小米中加入水，进行熬煮，再放入冰箱预冻，随后放入冻干机冻干，得到高多酚低gi的小米粥。

24、上述更进一步地，预冻温度为-20℃--80℃，冻干机真空度≤100pa，冻干时间为20-30h，优选为25h。

25、上述更进一步地，将步骤(2)中得到的发芽发酵小米，放入带盖平底锅中，加入预先烧开的生活饮用水，盖上锅盖，在电磁炉上煮沸，取下锅盖，将电磁炉功率调低，继续煮一定时间，期间间歇搅拌几次，防止沸腾溢出，将锅从电磁炉上取下，室温下放置，待温度降至室温，放入冰箱预冻，随后放入冻干机冻干，得到高多酚低gi的小米粥。

26、上述更进一步地，煮沸前电磁炉功率为2000～2100w，优选为2100w，

27、煮沸后电磁炉功率为1300～1400w，优选为1400w，

28、煮沸时间为25-35min，优选为25min。

29、进一步地，步骤(3)之后设有步骤(4)将步骤(3)中得到的高多酚低gi的小米粥进行磨粉、密封。

30、上述更进一步地，步骤(1)中，消毒溶液为1％次氯酸钠溶液，纯水浸泡时间为15h，发芽温度为25℃，发芽湿度为95％，发芽时间为36h；

31、步骤(2)中，灭菌温度为121℃，灭菌时间为20min，发酵温度为37℃，发酵时间为24h；

32、步骤(3)中，所述发芽发酵小米与水的质量比为1:15。

33、本发明的原理如下：

34、发芽经常被用于提高谷物生物活性物质含量或对谷物进行天然改性处理，是一种安全有效的谷物加工手段。通过比较不同发芽条件下多酚的含量，调整好小米发芽适宜的温度和湿度，控制好发芽时间，使小米在发芽过程中呼吸作用逐渐增强，新陈代谢活动不断提高，生物合成途径相关酶被激活，其中的酚类化合物作为氧化的戊糖磷酸途径、糖酵解途径和莽草酸途径等代谢路径的产物或者中间产物出现。另外，发酵会激活小米自身的一些内源酯酶，这些内源酯酶会切断结合酚与细胞壁物质(纤维素、半纤维素、木质素等)的化学键，将其中的结合酚释放出来。发酵过程中微生物的细胞内合成的各类酶系释放到其所在的基质，提高多酚的生物可及性。

35、发芽发酵也是用于处理谷物淀粉的一种改性手段，经过发芽发酵后，小米淀粉的组分、性质以及消化特性也有很大改变。小米的抗性淀粉显著增加，为23.89％，远高于市售小米的16.54％。除此之外，发酵过程中胞外酶均会对淀粉的颗粒结构产生影响。有学者在研究发酵小麦淀粉时发现经过发芽的淀粉颗粒表面会出现明显的侵蚀现象，在扫描电子显微镜下能够观察到许多孔道和褶皱。根据ft-ir结果分析，发芽后小米淀粉官能团的特征吸收峰位置未发生变化，但强度减弱。这就验证了胞外酶和有机酸会破坏淀粉颗粒表面的同时经过孔道进入淀粉颗粒内部，使淀粉内部发生水解，从而破坏了淀粉的有序结构。发芽会改变淀粉颗粒的结晶度，但不会改变其结晶类型。这是因为天然淀粉颗粒中结晶区作用位点少而不易被破坏，发芽产物主要作用于位点较多的无定形区，无定形区被水解后结晶区的比例相对上升，使淀粉颗粒结晶度增加而未改变其结晶类型。并且发芽还增加了结晶区的比例，改变了淀粉分子的链长和聚合度。

36、本发明首先对糙小米进行脱壳处理，脱壳可以去除糙小米中影响人体消化吸收营养物质的植酸等，也可以保留更多的多酚。本发明对于预处理后的糙小米在发芽器种中进行发芽，发芽可以利用小米自身产生的内源酶促进淀粉结构的变化，增加多酚的含量。本发明再通过对高温灭菌后的发芽小米添加植物乳杆菌进行密封发酵，利用植物乳杆菌产生并多种水解酶可以水解淀粉，改变淀粉的组分和含量，同时这些外源酶会促使结合在大分子物质中的多酚释放出来。

37、本发明以糙小米为原料，制备高多酚含量低gi的小米粥，由于多酚具备多种生理功能以及低gi利于控制血糖，有利于小米的综合利用，提高其附加值。本发明利用适碾和发芽发酵处理小米，处理过程中伴随多酚的富集和淀粉组成和结构的改变，发酵过程中的酶在富集多酚同时，也可促进淀粉的变化，制备了优良的小米原料，制得的小米粥中总酚含量为1.51mg gae/g dw，抗性淀粉含量最高为23.89％，远远高于市售小米制成的小米粥中0.48mg gae/g dw的多酚含量和16.54％的抗性淀粉含量。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果如下所示：

39、(1)本发明在发芽发酵法制备高多酚低gi的小米粥的过程中，富集了多酚的同时，增加了抗性淀粉的含量，降低了总消化淀粉的量，降低了gi值。

40、(2)本发明中辅助使用的物理方法为谷子脱壳，对小米进行脱壳未碾有效降低了因过度碾磨对多酚造成的损失，还保证了小米的发芽率。

41、(3)本发明以小米为原料，制备高多酚低gi的小米粥，由于多酚具备多种生理功能以及低gi利于控制血糖，有利于小米的综合利用，提高其附加值。