本研究聚焦于发酵技术领域,特别探讨了一种酵母菌发酵糌粑的多酚抗氧化活性测定技术。通过单因素实验和响应面法的结合,我们优化了酵母菌发酵青稞糌粑的最佳工艺配方。
背景技术
青稞(Hordeum vulgareL.var.nudum Hook f.)属禾本科大麦属作物,因其果皮与颖果分离籽粒裸露,故又称裸大麦,是栽培大麦变种。青稞具有耐寒、耐旱、抗逆性强等特点,主要分布在我国西藏、青海、四川、云南、甘肃5个省份,是藏族人民的主要粮食作物。青稞富含蛋白质、高膳食纤维和多酚类物质,是开发健康食品的重要原料。近年来的研究表明,青稞中富含多种生物活性物质,如γ-氨基丁酸、β-葡聚糖和酚类化合物。其中,酚类化合物因其抗氧化、降血糖、降血脂、预防心血管疾病和抗癌等潜在健康益处而受到广泛关注。但青稞多酚易膳食纤维以共价方式(共价)键合形成不可溶性键合多酚,使其难以被体内释放、吸收,进而影响其生物利用度。同时,青稞中膳食纤维含量高,使其口感较为粗糙。目前,青稞主要用于饲料、酿酒、糌粑等,深加工程度不高,制约了青稞的营养潜力,制约了青稞的进一步利用与发展。
糌粑是以青稞为主要原料,经青稞全籽粒高温炒制粉碎后加入酥油、曲拉、白砂糖加工调制而成的食物,也被称为“青稞炒面”。糌粑具有热量高、易于保存、便于携带及营养丰富等特点,广受消费者喜爱,在缺少瓜果蔬菜的高寒地区的人民通过食用糌粑充饥御寒,可解决人体营养缺乏症。传统上,糌粑的生产多由家庭或小作坊完成,通常为即做即食,难以长期保存。此外,缺乏统一的加工标准也限制了其更广泛的推广和消费。
固态发酵是一种安全高效的加工方法,具有生产成本低、操作简单和环境友好等优点,在发酵过程中,利用微生物代谢的大量水解酶,能够促进不可溶键合多酚的释放,增强可溶性多酚的含量及其生物活性,已被广泛用于谷物的加工处理。同时,发酵过程能够促进糌粑中营养成分分解为更易吸收的小分子营养素,有利于营养成分的吸收,提升其营养价值,并能够改善粗糙的口感。较耐水分活度较低的细菌而言,真菌通常更能在缺少水分的固态基质中生长,从而能更加充分利用基质中的营养物质。酵母菌是一类能将糖发酵成酒精和二氧化碳的真菌,为单细胞生物。酵母菌固态发酵操作较为简单,具有选择性强、环保经济和产物得率高等优点,常用于传统食品的发酵。
一项申请号为CN102258071B的专利,其以雪莲菌(由乳酸菌和酵母菌构成的天然存在的共生菌体系)发酵青稞粉制备了一种发酵青稞饼干,制造出的产品风味口感好,营养价值丰富。如申请号为CN116138392A的专利,公开了一种基于固态发酵提高青稞营养物质和功能成分含量的方法,其采用中国美味蘑菇柴达木变种ZJU-TP-08菌丝体作为发酵菌种对谷物进行固态发酵以丰富其营养物质和提高抗氧化能力,具有非常广泛的应用前景。目前,糌粑加工工艺标准不统一,利用原生酵母菌发酵糌粑配方工艺优化及其多酚抗氧化的测定方法未见报道。本发明提出了一种优化原生酵母菌发酵糌粑的配方工艺及其多酚抗氧化测定方法。首先,通过从青稞中分离的原生酵母菌对糌粑粉进行固态发酵;其次,采用响应面Box-Behnken试验设计对糌粑的加工工艺进行优化;最后,通过DPPH、ABTS·+、FRAP及羟基自由基清除能力等抗氧化活性测定,评估发酵糌粑的抗氧化性能。
综上所述,现有技术存在的问题是:青稞口感比较粗糙,精深加工不足,限制了青稞的开发利用,糌粑加工工艺缺乏统一的标准;青稞及糌粑中不可溶键合多酚难以提取释放,导致多酚生物利用度较低。
解决上述技术问题的难度:在发酵过程中,发酵时间,湿度,菌株接种量对糌粑的口感、色泽和营养成分保影响较大。其次,糌粑中多酚不稳定,在提取过程中易被氧化分解,提取过程需要进行严格的低温避光操作。
解决上述技术问题的意义:通过利用原生酵母菌对糌粑进行固态发酵,并优化原生酵母菌发酵糌粑的工艺配方,可为制定酵母菌发酵糌粑工艺标准提供科学依据;这项技术不仅能有效地将糌粑中的营养成分分解成更易于吸收的小分子营养素,从而提高其营养价值和改善口感,还能促进不可溶性多酚的释放,提高其生物利用度,从而对人体健康产生更积极的影响。这为青稞的精深加工和进一步开发提供了新的思路。
实现思路