慢消化态全谷物食品、其加工方法及应用
阅读说明：本技术 慢消化态全谷物食品、其加工方法及应用 (Slowly digestible whole grain food, and processing method and application thereof ) 是由 缪铭 周晓 张涛 杨晓东 陈龙 王雷 李赟高 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种慢消化态全谷物食品、其加工方法及应用,属于现代食品加工技术领域。本发明以全谷物为原料,通过组分调质辅助挤出成型技术制备得到慢消化态全谷物食品。本发明方法具有操作步骤简便、加工工艺可控、生产成本低等优点,所制备产品富含高比例慢消化淀粉营养片段和有益的健康功效,可满足消费者的品质化需求。(The invention discloses a slowly digestible whole grain food, a processing method and application thereof, and belongs to the technical field of modern food processing. The slowly digestible whole grain food is prepared by taking whole grains as raw materials and adopting a component conditioning auxiliary extrusion molding technology. The method has the advantages of simple and convenient operation steps, controllable processing technology, low production cost and the like, and the prepared product is rich in high-proportion slowly digestible starch nutrition fragments and has beneficial health effect, and can meet the quality requirements of consumers.)
技术领域
本发明涉及一种慢消化态全谷物食品、其加工方法及应用，属于现代食品加工技术领域。
背景技术
随着国民经济的高速发展，人民生活水平显著提高，但与膳食相关的糖代谢异常及代谢综合症患病率也呈现一种持续增加的势态。国际糖尿病联盟发布了最新的全球糖尿病地图，我国糖尿病患者人数全球排名第一，总人数约为1.2亿人，占全球糖尿病患者总人数的四分之一。而且我国也是老年糖尿病人数最多的国家。糖尿病对健康的威胁已经成为现代社会的突出问题。我国居民日常主食是米面制品，但是米面制品的生理活性与营养价值偏低，容易引发糖尿病等慢性病及代谢综合症发生。我国政府发布了健康中国2030战略，通过膳食营养干预提高全民健康水平。
淀粉是谷物食品的最主要成分，也是机体代谢能量最主要来源，其中慢消化淀粉营养片段具有持续缓释能量，维持餐后血糖稳态的优势，欧盟食品安全局提出慢消化淀粉健康效应值是大于40％。当前，我国普通谷类食物中主要是易消化淀粉，摄食后快速释放葡萄糖，容易导致胰岛素抵抗、能量平衡紊乱等代谢综合症。因此，亟需开发一种慢消化态全谷物食品的加工方法，以解决上述问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种慢消化态全谷物食品的加工方法，该方法具有工艺简单、过程可控、绿色环保、加工成本低等特点。本发明公开的慢消化态全谷物食品产品富含慢消化淀粉，具有维持餐后血糖稳态等健康功效，可作为功能食品、特医食品、营养代餐等新型健康食品产品。
本发明的第一目的在于提供一种慢消化态全谷物食品的加工方法，以全谷物为原料，通过组分调质辅助挤出成型技术制备得到慢消化态全谷物食品，主要包括以下步骤：
(1)将全谷物颗粒粉碎至120-500目，然后按质量计将谷物粉末和适量水混合均匀，并调节至水分含量为10-35wt％；
(2)以挤出机为加工单元，设置物料混匀、捏合、成型三段套筒的温度分别为60-90℃、105-150℃、80-100℃，螺杆转速80-200r/min，单位机械能耗150-300kJ/kg，随后螺杆式模头按照通用米面食品成型工艺即可制得慢消化态全谷物食品。
作为本发明的一种实施方式，所述全谷物包括糙米、小麦、燕麦、高粱、苔麸、小米、籽粒苋、薏仁、藜麦、荞麦、御谷、青稞、玉米中的一种或者多种，其中淀粉含量40-70％、蛋白质含量10-20％。
作为本发明的一种实施方式，所述挤出机为双螺杆挤出机，螺杆长径比为20-60:1。
作为本发明的一种实施方式，所述慢消化态全谷物食品中慢消化淀粉片段占淀粉总量比例超过40％，无定形结构占谷物食品总结构比例大于85％，GI指数低于55。
作为本发明的一种实施方式，所述通用米面食品成型工艺包括面条、重组米、方便粥和膨化食品成型工艺中的一种或者多种的组合。
作为本发明的一种实施方式，所述通用米面食品成型工艺为美国谷物化学家国际协会出版的《Principles of Cereal Science and Technology》中的米面食品成型工艺。
本发明的第二目的在于提供由前述加工方法制得的慢消化淀粉片段超过40％，无定形结构比例大于85％的慢消化态全谷物食品。
本发明的第三目的在于提供前述慢消化态全谷物食品在功能食品、特医食品和营养代餐领域中的应用。
本发明有以下有益效果：
(1)本发明的原料采用国内市场上普通销售的粮谷作物，原料来源广、不受产地和季节的限制，易于工业化生产。
(2)本发明采用组分调质辅助挤出成型技术，能够实现连续化生产，工序简单，易于自动控制。
(3)本发明的慢消化态全谷物食品产品具有防治糖代谢紊乱，进而维系机体健康的功能，可以满足与膳食相关的糖代谢异常及代谢综合症患者等特定人群的饮食要求和特医食品标准要求(GI<55，参见特殊医学用途配方食品通则GB 29922-2013)。本发明的慢消化态全谷物食品产品具有广阔的市场前景，显著的经济和社会效益。
(4)本发明利用我国丰富的全谷物资源开发高营养品质全谷物食品，符合我国健康中国战略发展规划，同时对于现代食品产业高质量发展具有重要意义。
附图说明
图1为实施例1所得慢消化态全谷物食品的13C CP/MAS NMR图谱。
具体实施方式
慢消化淀粉含量测定：参照经典Englyst方法，在模拟体外肠道消化(pH5.2)条件下，将200mg慢消化全谷物食品与10mL混酶溶液(胰α-淀粉酶290U/mL和糖化酶15U/mL)在37℃水浴中以160r/min振荡水解反应20min和120min后，取0.5ml上清液，采用GOD-POD比色法测定葡萄糖含量。
慢消化淀粉含量＝(G120-G20)×0.9/W
其中G20--水解20min后产生的葡萄糖量(mg)；G120--水解120min后产生的葡萄糖量(mg)；W--待测样品量(mg)。
无定形结构测定：参照13C CP/MAS NMR方法。将慢消化态全谷物食品置于4mm MAS探头上进行，扫描次数为2400次以上，循环间隔时间为5s，共振频率150.9MHz，转速10000KHz，接触时间1ms，随后通过分峰拟合计算样品中无定形结构比例。
血糖指数GI测定：依据人体进食50g食物后所引起的餐后血糖应答曲线下面积增幅计算获得，其中血糖浓度采用GOD-POD比色法测定。
下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明所保护的内容不仅仅局限于下面的实例。
实施例1
将全谷物燕麦颗粒(淀粉含量53％、蛋白质含量15％)粉碎至300目，然后按质量计将燕麦粉末和适量水混合均匀，并调节至水分含量为20wt％；以挤出机(螺杆长径比为50:1)为加工单元，设置物料混匀、捏合、成型三段套筒的温度分别为60、120、80℃，螺杆转速100r/min，单位机械能耗170kJ/kg，随后螺杆式模头按照通用面条成型工艺即可制得慢消化态全谷物食品。
经过测定实施例1所得慢消化态全谷物食品中慢消化淀粉片段占淀粉总量比例为56％。实施例1所得慢消化态全谷物食品的13C CP/MAS NMR图谱参见图1。由图1分析可知，无定形结构占谷物食品总结构比例为92％，大量低无序堆积结构导致酶消化速率显著降低，GI指数42。
经过测定未经处理的同一批次的燕麦颗粒按照通用面条成型工艺制得全谷物食品中慢消化淀粉片段占淀粉总量比例为12％，无定形结构占谷物食品总结构比例为69％，GI指数69。
实施例2
将全谷物小麦颗粒(淀粉含量62％、蛋白质含量18％)粉碎至500目，然后按质量计将谷物粉末和适量水混合均匀，并调节至水分含量为15wt％；以挤出机(螺杆长径比为35:1)为加工单元，设置物料混匀、捏合、成型三段套筒的温度分别为70、150、100℃，螺杆转速80r/min，特定机械能耗250kJ/kg，随后螺杆式模头按照通用重组米食品成型工艺即可制得慢消化态全谷物食品。
经过测定慢消化态全谷物食品中慢消化淀粉片段占淀粉总量比例45％，无定形结构占谷物食品总结构比例86％，GI指数48。
经过测定未经处理的同一批次的小麦颗粒按照通用重组米食品成型工艺制得全谷物食品中慢消化淀粉片段占淀粉总量比例为8％，无定形结构占谷物食品总结构比例为76％，GI指数72。
实施例3
将全谷物小米颗粒(淀粉含量42％、蛋白质含量14％)粉碎至150目，然后按质量计将小米粉末和适量水混合均匀，并调节至水分含量为30wt％；以挤出机(螺杆长径比为60:1)为加工单元，设置物料混匀、捏合、成型三段套筒的温度分别为90、120、90℃，螺杆转速140r/min，特定机械能耗150kJ/kg，随后螺杆式模头按照通用方便粥食品成型工艺即可制得慢消化态全谷物食品。
经过测定慢消化态全谷物食品中慢消化淀粉片段占淀粉总量比例51％，无定形结构占谷物食品总结构比例89％，GI指数51。
经过测定未经处理的同一批次的小米颗粒按照通用方便粥食品成型工艺制得全谷物食品中慢消化淀粉片段占淀粉总量比例为14％，无定形结构占谷物食品总结构比例为80％，GI指数68。
由实施例1-3可知，本发明的慢消化态全谷物食品中慢消化淀粉片段占淀粉总量比例均超过40％，无定形结构占谷物食品总结构比例均大于85％，GI指数低于55。由此可见，本发明的慢消化态全谷物食品产品可以满足与膳食相关的糖代谢异常及代谢综合症患者等特定人群的饮食要求和特医食品标准要求(GI<55，参见特殊医学用途配方食品通则GB29922-2013)，具有防治糖代谢紊乱，进而维系机体健康的功能。因此，本发明的慢消化态全谷物食品产品具有广阔的市场前景，显著的经济和社会效益。
此外，本发明的慢消化态全谷物食品的原料采用国内市场上普通销售的粮谷作物，原料来源广、不受产地和季节的限制，易于工业化生产。本发明采用组分调质辅助挤出成型技术，能够实现连续化生产，工序简单，易于自动控制。本发明利用我国丰富的全谷物资源开发高营养品质全谷物食品，符合我国健康中国战略发展规划，同时对于现代食品产业高质量发展具有重要意义。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
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