富含低级磷酸肌醇的大豆胚芽食品生产技术研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

大豆是我国主要的植物性蛋白食物资源，营养丰富，除三大营养素外还含有多种矿物质和维生素，氨基酸种类齐全，但大豆同时还含有许多抗营养因子，如植酸、胀气因子、脂肪氧化酶和胰蛋白酶抑制剂等。其中，大豆中植酸(盐)含量高达17.9mg/g干重。植酸存在有碍营养素的吸收，会导致身体的不适和豆制食品感官上的缺陷，所以在加强大豆资源开发利用的同时，应该重视抗营养因子去除的研究。植酸(phytic acid)又名肌醇六磷酸，在降解时会产生肌醇和低磷酸肌醇(ip1～ip5)。低磷酸肌醇在动植物体内发挥着不同的生理功能，其中三磷酸肌醇(ip3)在动植物体内具有重要生理功能，有很大的医药价值。研究表明^[1]，发芽是提高植物籽实中植酸酶活性的有效途径。植物种子中存在的植酸酶在干燥状态下没有活性,只有当种子吸水后开始发芽时期，植酸酶才被激活并水解以植酸形式存在于种子中的磷化合物,释放出无机磷供作物生长。bau^[2]测的发芽5天后,植酸减少17%,发芽9天后快速下降,12天后减少5%。大豆发芽后不仅克服了胰蛋白酶抑制因子、植酸以及凝集素等不利于人体消化吸收的因素，而且水溶性维生素、大豆异黄酮、γ-氨基丁酸等有益成分增加，营养价值得到改善，并形成了新型的风味和口感，是营养丰富健康的绿色食品。本文即利用富含低级磷酸肌醇的大豆胚芽来进行食品生产技术研究。

近年来,许多国家(主要是美国和日本)除了对大豆进行食品、保健、添加剂等方面研究开发外,还对大豆在化工、环保、军事、医药等方面的应用技术进行了研究。如美国密苏里大学用大豆粉制造聚氨酯、日本一研究机构研制出用豆油制造燃料油、美国密苏里大学与美国国防部共同开发食用油制作烟雾剂、伊利诺斯大学的研究人员正致力于提高大豆食品抗癌能力的研究，他们己从大豆中鉴定出一种具有保护生物细胞免遭致癌因子分割的物质"这项研究成果将为美国大豆产品的开发提供一个全新的市场领域。

对大豆中低级磷酸肌醇的富集并利用于食品鲜见报道。本实验利用发芽法对大豆中的植酸进行降解。生物种子在适应的条件下萌发,进行着一系列强烈的生命活动,同时进行着物质的合成,分解和转换,增强了物质的生命活性。面包是世界流行的主食产品，随着人们健康意识的不断提高，向面包中添加膳食纤维以改善其营养价值的做法越来越受到人们的欢迎^[3]。豆腐渣富含膳食纤维、优质蛋白等天然营养成分，且其资源丰富，成本价廉，是开发富含膳食纤维食品的优选原材料。用豆腐渣替代部分面粉加工主食产品，是对豆腐渣进行开发利用的有效途径。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标

1、通过发芽及柠檬酸、cacl₂溶液联合喷淋获得富含低级磷酸肌醇的大豆胚芽。

2、大豆胚芽烘干后过筛获得不同目数的豆粉。

3. 研究的方法与方案

实验方法

1、大豆清洗之后置于30℃下浸泡8h，在柠檬酸及氯化钙溶液联合喷淋4d，测定每天大豆胚芽中各关键指标的变化。之后取出大豆胚芽进行干燥打粉。

2、准确称取各种原辅料搅拌均匀，加入活化后的酵母、和水，用搅拌机中档速度搅拌至面团光滑即可。将面团于28℃、75％湿度下醒发40 min，取出整形、搓圆。然后经中间松弛10min后，在37 ℃、85%湿度下醒发至面胚膨起2倍左右，置于烤箱中烤至面包表皮呈金黄色即可（面火温度160℃，底火温度180℃）。

4. 研究创新点

1、在利用富集低级磷酸肌醇的大豆胚芽进行面包生产的研究之前未见报道；

2、优化工艺并应用于实践生产。

5. 研究计划与进展

一、实验组成

1、获得降植酸的大豆胚芽

2、利用降植酸大豆胚芽进行面包的制作

二、实验方案

第一部分 降植酸大豆胚芽的获得

1、材料处理

定量称取大豆，用蒸馏水洗至中性后，以料液比为1:3.6的比例浸泡8h，浸泡温度为30℃，使用0.5mmol/L 柠檬酸溶液 6mmol/L CaCl₂溶液（最优降植酸条件）联合喷淋4d。以蒸馏水培养的大豆为对照处理（CK）。

2、指标测定

2.1 大豆芽长（胚轴 胚根）：采用直尺测量，每30粒发芽大豆为一个样本

2.2 呼吸强度：采用小篮子法

2.3 植酸含量

2.4 植酸酶活性

2.5 可溶性蛋白

2.6 总Fe、Zn、Ca

3、数据统计与分析

各指标重复测定三次，结果以平均值标准偏差（SD）表示。

第二部分 降植酸大豆胚芽面包的制作（近期着手）

1、实验组别处理（以主料250g面包粉计）

CK：CK（加水）

SF：豆粉处理

将发芽2d的大豆胚芽于55℃下烘干后打粉，过100目筛。

按面包粉总量的质量百分数分为添加量1%（1SF），2%，3%(3SF)，4%（4SF），5%（5SF）

2、面包制作基础方法

2.1工艺流程

原料准备→和面→整团发酵（28℃,75%，40min）→分块、称重、搓圆→中间发酵（面团静置松弛8～15min）→压片、整形（压出气体、使面包均匀细致）→最后醒发（30～35℃,80～85%）→烘烤→冷却→成品

2.2配方设计

豆渣面包基础配方为：主要原料由10%的豆渣粉，85%的高筋面粉构成，以主料为基准质量，在此基础上加入的辅助材料质量分数分别为酵母1%，黄油8%，水60%，食盐0.6%，白砂糖12%，奶粉3%，面包改良剂1%。以主料为250g计，则需豆渣粉25g，高筋面粉225g，活性干酵母2.5g，白砂糖30g，奶粉7.5g，盐1.5g，黄油20g，面包改良剂2.5g，水150ml。

2.3面包制作

2.3.1 实验材料

面粉；安琪活性干酵母；黄油；精盐；白砂糖；雀巢奶粉；面包改良剂；

2.3.2 实验器材与设备

搅拌机；电子天平；塑料盒；擀面杖；切刀；

2.3.3 实验方法

准确称取各种原辅料搅拌均匀，加入活化后的酵母、和水，用搅拌机中档速度搅拌至面团光滑即可。将面团于28℃、75％湿度下醒发40 min，取出整形、搓圆。然后经中间松弛10min后，在37 ℃、85%湿度下醒发至面胚膨起2倍左右，置于烤箱中烤至面包表皮呈金黄色即可（面火温度160℃，底火温度180℃）。

3、指标测定

3.1 面包理化性质测定

糊化特性是衡量小麦品质的重要指标，是生淀粉在水中加热至胶束结构全部崩溃，形成单分子，并被水包围而成溶液状态。面制品在加工过程中会发生淀粉糊化现象。糊化特性常以快速粘度分析仪（Rapid Visco Analyser，RVA）特征参数来度量，它可以把淀粉在糊化过程中随温度的变化而表现出的粘度变化情况完整地显现出来，具体体现在糊化过程中峰值粘度（peak viscosity）、谷底粘度（trough viscosity）、破损值（breakdown）、最终粘度（final viscosity）、回生值（setback）、糊化温度（pasting temperature）和峰值时间（peak time）等值的变化。研究表明，淀粉糊化特性与食品的弹性、外观及风味等关系十分密切。

3.1.1 实验材料

面包粉，精良有限公司；

豆粉，取发芽2d的大豆胚芽于55℃下烘干，打粉过100目筛，备用；

豆乳，取发芽2d的大豆胚芽于榨汁机中打浆；

3.1.2 实验仪器与设备

电子天平；打粉机；快速粘度分析仪（RVA）；差示扫描量热仪（DSC）；

3.1.3 实验方法

（1）糊化性质的测定

参照 AACC 76-21，用快速粘度仪进行测定。准确量取 25 mL 水于 RVA 测量筒中，加入样品 3.00 g，用搅拌浆搅拌均匀，使面粉均匀散开后，卡入 RVA 旋转塔，用标准方法 1 测定。测定参数见表 3-1。

表 3-1 标准测定方法 1（STD1）

（2）面包粉糊化和老化性能影响的测定

样品和水以 1：2 比列混合均匀成糊状，准确称量约 10mg 的面包粉糊和含 10%中粒度豆腐渣粉的糊于不锈钢坩埚中，用密封圈密封，以空坩埚作对照，用 DSC 进行测定，扫描温度范围为 40~200 ℃，升温速率为 10 ℃/min。记录其糊化和老化峰的起始温度（T0）、峰值温度（Tp）和终止温度（Tc）及热焓（ΔH）4 个特征参数。

3.1.4 结果与讨论

（1）面包粉糊化性质

表 3-2 添加物对面包粉糊化性质的影响

（2）对面包粉糊化和老化性能的影响

糊化是淀粉在水中受热而吸水膨胀，因分子间和分子内氢键断裂而引起淀粉分子扩散的过程。此过程中伴随的能量变化在 DSC 分析图谱上表现为吸热峰。从峰的形成到结束可以得到糊化的起始温度（To）、峰值温度（Tp）和结束温度（Tc），峰的面积表示糊化所需的热焓（J/g）。可对面包粉的热稳定性进行评价。

表 3-3 豆渣粉对面包粉糊化和老化性能的影响

3.2 面团流变学特性

面团是小麦粉和一定量的水经过适当的揉合形成的，它是焙烤食品制作成型前的重要阶段。面团的质量直接影响最终产品的质量。面团的流变学参数和面粉的品质指标有很好的相关性,在面团的形成过程中,加水量和揉合的方式和时间对面团的品质影响很大。

3.2.1 实验材料

专用面包粉；豆粉，过100目筛；盐

3.2.2 实验设备与器材

电子天平；微型粉质仪；Brabender 拉伸仪。

3.2.3 实验方法

3.2.3.1粉质试验

面团的粉质特性用微型粉质仪测定，参照国标 GB/T 14614-2006。给仪器搅拌钵中加入定量面粉（水分含量14%为基准）置于和面钵中，加入一定量的水，在揉面钵中进行搅拌面团依次经过形成、稳定和弱化三个主要阶段。面团的三个阶段是通过揉面钵内螺旋桨叶所受到的阻力变化来反映的，这种阻力变化由测力计进行检测，通过粉质仪中软件绘制粉质曲线并计算配粉的吸水率、形成时间、稳定时间以及弱化度等指标，以评价面团的质量。

从粉质曲线中可得下列指标：

（1）吸水率

吸水率是指以14%水分为基础,每百克小麦粉在粉质仪中揉和成最大稠度为500粉质单位(Bu)的面团时所需的水量。

（2）面团形成时间

从小麦粉加水开始到粉质曲线达到和保持最大稠度所需要的时间,以分钟(min)表示。在少数情况下粉质曲线出现双峰,以第二个峰值作为面团形成时间。

（3）面团稳定时间

指曲线首次达到500Bu时和离开500Bu时的时间之差，单位以CD表示，主要反映面团的稳定性。稳定时间长说明面团韧性好，面筋强，加工性能好。

（4）衰落值

从面团形成获得的最大稠度时粉质曲线的中线值与面团稠度衰变至10min时的粉质曲线的中线值的差值,称为弱化度,又称衰落值。以Bu表示。指标大表示面筋弱，面团易流变，加工性能差。

（5）评价值

从曲线随高出开始下降算起10min后的评价计记分,评价计为仪器特制的一种尺子,通该尺量得的评价值大小与面团形成时间、稳定时间和衰落值密切相关。

（2）拉伸试验

参照国标 GB/T 14615-2006。称取样品质量相当于300g水分含量为14%的面包粉，实际称粉质量可通过仪器软件换算（样品的水分含量在 12%左右）。将称好的粉倒入300g和面钵中，加适量的水使面团在搅拌至5 min时的稠度为50020 BU（同时将实际样品质量 2%的氯化钠溶于水中，水要在 25 s 内加完），之后取出面团，平均分成2个150g的面团，置于揉圆器中揉圆，再经过成形器成形后放入 30℃的醒发室中醒发45min、90min、135min后，取出在拉伸台上测面团的拉伸特性，拉伸曲线图和拉伸参数由仪器软件记录。

3.2.4 结果与讨论

（1）添加物对面包面团粉质特性的影响

表 3-4 豆腐渣粉的粒度和添加量对面包粉粉质特性的影响

（2）添加物对面包面团拉伸特性的影响

表 3-5 豆腐渣粉的粒度和添加量对面包面团拉伸特性的影响

3.3 面团质构分析

3.3.1 实验材料

面包专用小麦粉：中粮有限公司（水分含量 12.5%）；活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；白糖、食盐均为市售优级品。

3.3.2 实验器材与设备

搅拌机：美国 Kitchen Aid 有限公司；TA-XT PLUS 物性测定仪：英国 SMS 公司；丰厨醒发箱：广州市白云区石井美天厨具电器厂。

3.3.3 实验方法

将面团制成高4 cm、直径5 cm的圆柱形，采用物性测定仪进行TPA (texture profile analysis) 质构特性测定。选用 P50 探头，测试前、中、后速度分别为2、1、10 mms-1，应变位移40 mm，引发类型为自动，数据采集速率200 pps。

3.3.4 结果与讨论

面团的质构特性对面包品质有重要影响。用豆粉替代部分面包粉后，由于面筋蛋白减少，纤维含量增高，因而会对面团质构产生较大的影响。

3.4 面包面团微观结构

3.4.1 实验材料

面包专用小麦粉：中粮面业鹏泰有限公司。其余配料均为市售优级品。

3.4.2 实验设备与器材

搅拌机：美国 Kitchen Aid 有限公司；醒发箱：广州市白云区石井美天厨具电器厂；电子天平：赛多丽斯 BS 系列电子天平；Quanta200 扫描电子显微镜。

3.4.3 实验方法

按照常规制作面包的方法制作面团生坯，一部分迅速取样在-40℃进行低温冻结，另一部分正常发酵后取样低温冻结，然后分别取未发酵、发酵的冻结面团的中心部分用刀片切成 0.1cm0.1cm0.1cm 的薄片，放入冷冻干燥机进行干燥，干燥后的样品用导电胶黏贴在样品台上，用洗耳球吹去样品表面的杂质立即放入电镜载物腔体内抽至真空，加高压(15kv)，然后分别用由小到大的的放大倍数进行观察、拍照。

3.5 面包品质评价

3.5.1 实验材料

小米；面包

3.5.2 实验设备与器材

电子天平，塑料碗等

3.5.3 实验方法

（1）面包比容测定

面包出炉后,在10min内测定面包体积（称量重量,分别以毫升和克表示）

采用小米置换法测定面包体积：先将一个一定容积的容器装满小米,再将小米倒出,放入面包,然后再倒小米,装满摇实,用直尺将小米刮平,量出未装完的小米体积即为面包体积。

比容=体积/质量。

（2）面包感官评鉴：