燕麦麸皮的产品开发.doc

食品工艺学燕麦麸皮产品的开发 化工学院生物2010 佟玉杰董晓菊 2013.05.01第一章 燕麦简介3第二章 燕麦及燕麦麸皮的成分4第三章 燕麦麸皮的产品开发及其前景4一 保健品4（1）-葡聚糖4二 护肤品5（1） 生物活性肽5三 食品6（1）麸皮面粉和糊粉层面粉6（2）搅拌型燕麦麸酸奶6（3）燕麦麸油7（4）燕麦麸营养粉7第四章 燕麦麸皮前景8第五章 参考文献8燕麦麸皮产品的开发摘要：燕麦是起源于我国的古老栽培作物之一。属于禾本科燕麦族燕麦属，主要分布在北半球温带地区。燕麦有极高的的营养价值，是谷物中最好的全价营养食品。作为加工副产物的燕麦麸皮, 其营养成分也相当丰富。能够帮助延缓细胞的衰老，消除疲劳。能够进一步研制出保健品，护肤品，食品等，供人们补充营养。关键词： -葡聚糖 燕麦麸皮 生物活性肽 酶水解工艺 麸皮面粉 维生素B1、B2 叶酸 燕麦麸酸奶 燕麦麸油Summary：Oats are one of the ancient cultivated crops originated in China. Belongs to a family of grass oats Avena, mainly in the temperate regions of the Northern Hemisphere. Oats have a high nutritional value, is the best in the cereals nutritious food full price. Oat bran processing byproducts, its nutrients are abundant. Can help slow down the aging of cells and eliminate fatigue. Can be further developed health care products, skin care products, food, nutritional supplement for people.Keyword：-glucan oat bran bioactive peptide enzyme hydrolysis of wheat bran flour vitamin B1, B2 Folic acid the oat bran Yogurt oat bran oil第一章 燕麦简介燕麦是起源于我国的古老栽培作物之一，在植物学的分类系统中属于禾本科燕麦族燕麦属。燕麦一般分为带麸稃（壳）型和裸粒型两大类。燕麦主要分布在北半球温带地区。早在 3000 多年前，我国劳动人民就已经开始种植燕麦，但燕麦播种面积很小。世界燕麦产量较高的国家有波兰、德国、俄罗斯、加拿大、美国、瑞典等。国外主要种植皮燕麦，我国以裸燕麦为主，其次是皮燕麦。裸燕麦的别名颇多，在我国华北地区称为莜（yu）麦；西北地区称为玉麦；西南地区称为燕麦，有时也称莜（yu）麦； 东北 地区称为铃铛麦。第二章 燕麦及燕麦麸皮的成分燕麦有极高的的营养价值，在蛋白质、脂肪、维生素、纤维素、矿物元素等五大营养素的指标中位居我国食用的九种粮食作物（小麦、水稻、谷子、玉米、大麦、荞麦、高粱、黄米、燕麦）之首。燕麦是谷物中最好的全价营养食品。有关专家提出燕麦将成为继稻米、 小麦之后的第三主粮。为加工副产物的燕麦麸皮, 其营养成分也相当丰富, 燕麦麸皮中含量丰富的钙、磷、铁、锌、锰、铬等矿物质和微量元素，对预防骨质疏松有一定作用，可促进伤口愈合，以及防止贫血等。燕麦中丰富的维生素B1、B2维生素E及叶酸等，可以改善血液循环等多种生理功能。燕麦麸皮中还含有多种酶类物质，能够帮助延缓细胞的衰老，消除疲劳。时代杂志评出的十大健康食品中，燕麦名列第五，燕麦麸皮没有燕麦片的高热量，却聚集了它的各种营养成分14。第三章 燕麦麸皮的产品开发及其前景一 保健品（1）-葡聚糖1燕麦中的-葡聚糖是由吡喃型葡萄糖单元通过1-31-4 糖苷键连接而成的非淀粉粘性多糖。经大量的实验证明 燕麦中含有的-葡聚糖是一种重要的生物活性多糖, 许多研究表明, -葡聚糖在调节血糖、降低胆固醇、预防结肠癌、减肥等方面具有显著作用。-葡聚糖是一种重要的功能性膳食纤维3。但直接从燕麦中提取- 葡聚糖经济代价太大 因此采用机械方法分离出含 - 葡聚糖的燕麦麸用于生产 既可降低生产成本 又可提高燕麦麸的利用价值15。燕麦麸- 葡聚糖提取液的制备工艺燕麦麸 粉碎燕麦麸粉 烘干(85 度1.5h) 去脂肪 碱溶液提取二次粗提液 去淀粉 去蛋白质 中空纤维超滤浓缩定容-葡聚糖的精提取液提取的燕麦- 葡聚糖是一种绝对天然的膳食纤维。可用于制作调节血糖、降低胆固醇、预防结肠癌等的保健品或药品。 中国的糖尿病现状已非常严峻，中国糖尿病协会最新的调查发现，中国糖尿病发病率高达9.7%，全国糖尿病人接近一个亿，且发病率呈年轻化。所以，用一种天然药物调节血糖将成为一种大众化趋势。近年来国际上对糖尿病的饮食治疗中，认为增加膳食纤维可延续肠道对碳水化合物的吸收，降低餐后血糖水平的迅速提高，以利于糖尿病的控制6。胆固醇对人体的直接危害就是容易患心脑血管疾病5。如脑血栓、心肌梗死、动脉粥样硬化一类的病。心脑血管疾病是当今世界上威胁全球人类健康和生命的头号杀手，其发病率和死亡率以超过肿瘤性疾病而跃居世界第一。世界心脑血管疾病死亡人数约占死亡人口的30.3%。- 葡聚糖这种膳食纤维可降低人体内胆固醇等脂类的含量，高效吸附人体内的脂肪，促进脂肪的代谢。二 护肤品（1） 生物活性肽生物活性肽的研究领域发展很快，研究证实生物活性肽具有调节细胞生理功能和代谢活动、影响细胞的生长、分裂、分化、增殖和迁移的作用，包括免疫调节作用、抗菌作用、抗肿瘤作用及提高机体免疫力等。到目前为止，研究发现的生物活性多肽有几十种，经常添加到美容护肤品中。燕麦肽酶解工艺流程4Alcalase酶水解工艺在一定料液比的条件下，用lmolL的NaOH溶液调节pH-ll，在Alcalase酶的最适反应温度(55)下，将溶液置于水浴恒温振荡器预处理1h，加入一定量的Alcalase酶，反应一定时间后，在85的恒温水浴锅中灭酶10rain，然后在4000rmin的条件下离心10rain，提取上清液，测量固含物。接着加入底物浓度的1的B葡聚糖酶(Ultraflo XL)，在水浴恒温振荡器中反应30min。再加入底物浓度的1的糖化酶(AMG 300 L)，反应3h。然后再在4000rrain的条件下离心10rain，提取上清液，测量固含物。最后在循环水真空泵中抽滤，得到酶解液。Neutrase酶水解工艺在一定料液比的条件下，用lmolL的NaOH溶液调节pH=ll，在Neutrase酶的最适反应温度(45)下，将溶液置于水浴恒温振荡器预处理1h，加入一定量的Neutrase酶，反应一定时间后，在85的恒温水浴锅中灭酶10min，然后在4000rrain的条件下离心10rain，提取上清液，测量固含物。接着加入底物浓度的1的B葡聚糖酶(Ultraflo XL)，在水浴恒温振荡器中反应30rain。再加入底物浓度的1的糖化酶(AMG 300 L)，反应3h。然后再在4000rrain的条件下离心10min，提取上清液，测量固含物。最后在循环水真空泵中抽滤，得到酶解液13。Protamex酶水解工艺在一定料液比的条件下，用lmolL的NaOH溶液调节pH=ll，在Protamex酶的最适反应温度(45)下，将溶液置于水浴恒温振荡器预处理1h，加入一定量的Protamex酶，反应一定时间后，在85的恒温水浴锅中灭酶10min，然后在4000rrain的条件下离心10min，提取上清液，测量固含物。接着加入底物浓度的1的B葡聚糖酶(Ultraflo xL)，在水浴恒温振荡器中反应30rain。再加入底物浓度的1的糖化酶(AMG 300 L)，反应3h。然后再在4000rrain的条件下离心10min，提取上清液，测量固含物。最后在循环水真空泵中抽滤，得到酶解液。生物活性肽的研究开发十分迅速，是近几年来食品、药品、化妆品行业中一个研究热点，研究表明：小分子的活性肽，比大分子的蛋白质，游离氨基酸能更好地被人体吸收，而且具有调节免疫力，调节激素，抗氧化，抗疲劳等功效，可以应用在保健食品中；另外，研究发现的生物活性多肽，经常添加到美容护肤品中，起到抗衰老、保湿、美白等功效。三 食品（1）麸皮面粉和糊粉层面粉16燕麦麸粗粉的粉碎及分级 将燕麦麸粗粉过 40目筛 除杂放入气引式粉碎机进行微粉碎（不添加任何抗结剂、研磨剂）手动筛分（麸皮细粉依次通过 60目、 80目、100目和 120目）分样筛进行初步分级, 得到不同粒度范围的燕麦麸细粉。微粉碎可以提高燕麦麸皮总膳食纤维含量, 但对麸皮蛋白质、脂肪 、水分及灰分含量影响 不大; 微粉碎还可以改善燕麦麸皮的物理特性, 在粒度为250 125 m时燕麦麸皮持水力最 强; 在180 150 m时麸皮膨胀力最大; 在150 125 m时麸皮水溶性最佳。可单独用或者将燕麦麸粉碎后加入其他食品或面粉中食品中应用。麸皮面粉和糊粉层面粉的开发，可使制粉厂把麸皮转化为食品用面粉，大幅增加效益；对于国家粮食生产，可增加食品用粉以部分缓解粮食供应紧张情况，可以减少进口粮食。麸皮面粉、糊粉层面粉掺入常规面粉得到的低碳面粉、全麦粉、超全麦粉和高蛋白面粉在我国来讲是新产品，应进行制作食品试验，同时以常规面粉作为比较对象。（a）食品种类：馒头、面包、面条、饼干、煎炸食品。（b）食品评分：按现有方法和标准进行。（c）消化试验：用于全麦粉、超全麦粉和高蛋白面粉制作的食品。（2）搅拌型燕麦麸酸奶7搅拌型燕麦麸酸奶的最佳原料配比及工艺条件为 木糖醇潘加量9.00，燕麦麸添加量1 .20，复台稳定剂PGA)0.10，变性淀粉0.10，CMC-Na 0.05，果胶0 .03：最佳发酵工艺条件为接种量3 .5，发酵温度40，发酵时间4h。如果在酸奶中适量添加食用香精，能够改善产品香味不足的状况。燕衰麸除含丰富的膳食纤维(1 5)外，还含有蛋白质1 7. 3)、硫胺素、核黄素、钙、铁、维生素B等营养物质。其膳食纤维含量中以-葡聚糖最引入注目。中医认为，燕麦昧苦、性干，可治虚汗能预防多种疾病。现代医学经过大量的临床观宗或动物实验，也证实了燕麦，特别是燕麦麸具有降低胆固醇、降血糖、降低胰岛紊水平，以及抗氧化、预防结肠癌等多种保健功能，特别适合患糖尿病、肥胖病、高血脂、高尿酸血症、血管硬化等人群。在国外，燕麦麸已添加于各种食品以提高人们对膳食纤维的摄取量。（3）燕麦麸油8燕麦麸油提取工艺的优化 超临界C02法萃取燕麦麸油。将燕麦除杂粉碎后过筛，得到麸皮，取粒度为2040目的粉末，在105下于燥2 h使其含水量降到8以下，精确称取处理后的麸皮粉末装于萃取器中，按照超临界萃取装置的操作说明书提取燕麦麸油。麸油萃取率=麸油质量麸皮质量100。正交试验。采用三因素三水平。正交试验，考察萃取压力、萃取温度、萃取时间因素对燕麦麸油萃取率的影响试验因素与水平见表1。燕麦麸油中含有多种有益脂肪酸且含量高，具有降低LDL胆固醇但不降低HDL胆固醇的独特作用，能有效防止动脉硬化，并能与胆固醇结合成酯进而降解为胆酸而排泄，具有预防和治疗心脑血管疾病、延缓人体衰老等功效71。本研究采用超临界C02萃取技术萃取燕麦麸油，所得燕麦麸油金黄透明，具有麦香味。通过正交试验得到优化的工艺条件为萃取压力25 MPa、萃取温度40、萃取时间25h，此时燕麦麸油的萃取率可达8572。通过GCMS分析发现燕麦麸油中总不饱和脂肪酸的含量达85366。其中油酸和亚油酸的含量分别为41175和40，558。（4）燕麦麸营养粉2燕麦麸营养粉生产工艺为改善营养粉的冲调性，分别运用微胶囊技术，限制性酶解技术和复配等手段，就营养粉中影响冲调性的这三大物质进行研究和实验，主要研究结果如下： 营养粉油脂微胶囊包埋实验证明了以乳清蛋白和麦芽糊精为壁材，营养粉油为芯材，通过喷雾干燥的方法制备粉末化油脂的方法是可行的，可以提高油脂在水中的分散性。运用微胶囊技术可以将液态油制成固体粉末油脂，可以使其具有良好的分散性、水溶性和稳定性。因此笔者提出将产品的油脂分离出来，单独进行微胶囊包埋后再与其余部分复配，还原到产品体系中的想法。这样不仅解决了油脂在水中的分散问题，并且最大限度的保留了油脂的芳香和营养。尽管将油脂压榨出来再进行复配会增加产品的成本，但良好的会吸引冲调性更多的消费者，这就脱离了初级处理的低端产品范畴。脱油后的营养粉含有含量很高的蛋白质和淀粉。对蛋白进行酶法水解，可将大分子蛋白质水解成小分子肽类和氨基酸，能改善蛋白分散性，降低粘度；而过度水解，会使埋藏在长肽链结构内部疏水性氨基酸大量暴露而导致产生苦味，这对于食品饮料而言是不可接受的。实际上，蛋白在水解初始阶段并没有苦味，因此对蛋白质进行限制性酶解，控制其水解程度是有必要的。另外，酶解淀粉降低糊化度的方法固然可以提高冲调性，但是淀粉的过度水解却使得体系粘度降低，不能冲调出消费者期待的糊状食品，因此只有对淀粉进行限制性酶解才能达到期望的效果。限制性酶解不仅对提高产品的冲调性很有意义，并且很大程度上降低了酶的用量，资源消耗低，大大节约了成本。最后通过将二者的合理复配，可以研制出冲调性和感官指标俱佳的营养粉成品。燕麦麸营养粉主要成分为糖、脂肪、蛋白质。其中- 葡聚糖含量较高，达到了8.5%，可以开发为功能性食品，燕麦麸膳食纤维主要成分为膳食纤维、糖、蛋白质和脂肪。膳食纤维含量达到了51.76%，可以作为膳食纤维辅料添加到高纤食品中19。第四章 燕麦麸皮前景燕麦麸皮是燕麦的主要副产品，根据研究燕麦麸皮具有很多的营养元素，对于麸皮只作为饲料的做法是一种浪费，将其开发成新的产品、食品、保健品具有巨大前景。对于现