应用生物技术开发婴幼儿全谷粒营养食品

郑燕丹，袁凤娟，巫志强，郑立冰（.揭阳职业技术学院，广东揭阳5000；.广东东泰乳业有限公司，广东揭阳5000）

应用生物技术开发婴幼儿全谷粒营养食品

郑燕丹1，袁凤娟2，巫志强2，郑立冰2
（1.揭阳职业技术学院，广东揭阳522000；2.广东东泰乳业有限公司，广东揭阳522000）

摘要：在大量研究开发生产婴幼儿米粉等辅助食品的团队和设备基础上，应用生物技术手段酶解工艺开发新一代婴幼儿全谷粒营养食品。采用无辐射处理的新鲜籼米全粒米，在粉碎、糊化工艺基础上，中温α-淀粉酶酶解5 min后，滚筒干燥筒体温度调节为117℃～122℃，蒸汽介质为0.45 MPa～0.5 MPa，料液流速为8.6 L/min，转速为2 r/min～6 r/min，得到的产品白色近透明片状，干燥松散，有独特谷香味。对产品进行营养成分和质量标准的检测，各项标准均满足婴幼儿谷类辅食食品的要求。

关键词：婴幼儿；全谷粒；营养食品；酶解

全谷粒是指稻谷脱去颖壳后的米粒（颖果），包括有果皮、种皮、糊粉层、胚乳和胚等结构，也就是通常所说的糙米。与精白米相比较，全谷粒除了含有糖类、蛋白质、脂肪等营养物质外，还含有更多的矿物质元素如钙、铁、磷、镁以及B族，同时含有丰富的膳食纤维，营养价值更高。

母乳喂养和合理的辅食添加是保证我国下一代营养需求和健康成长的两个重要举措。在婴儿出生的前6个月内，实行纯母乳喂养。而在6个月以后，应合理的添加辅食。目前的状况是由于我国家长科学喂养知识不足，使得我国婴儿在6个月以后体重增长与发达国家相比较差距较大。卫生部制定的《婴幼儿喂养策略》强调要及时合理的添加辅助食品。

辅助食品有时亦称为断乳食品。《中国居民膳食指南》指出6个月龄以上婴幼儿应该注重食物的多样化。该《指南》同时将婴幼儿糙米饭列为最佳护脑食品。

近年来我国迅速开展全谷粒（糙米）食物的研究与开发，各种全谷粒产品进入市场，如发芽糙米、营养速食糙米粉、糙米全谷物早餐食品[2]。但绝大多数是针对成人的产品，而专门为婴幼儿作为辅食的全谷物食品的研究和产品开发生产还很少。本文的研究通过应用生物技术手段充分利用糙米中的营养物质，改善针对6个月以上婴幼儿谷类食品营养品质。

1　婴幼儿全谷粒营养食品工艺条件的研究

1.1工艺流程

1.2主要材料和设备

1.2.1材料

原料采用无辐射处理的新鲜全粒米，品种为籼米。淀粉酶为中温α-淀粉酶，江苏锐阳生物科技有限公司。

1.2.2主要设备

摇摆式粉碎机：广东雷迈机械设备有限公司；辊筒干燥机（Y0505）：东台市食品机械厂；SHIMADZ气相色谱仪（GC-2010）、ICP电感藕合等离子体发生光谱仪（ICPE-9000）：日本岛津制作所；GZX-9140MBE数显鼓风干燥箱（GZX-9140MBE）：上海博迅实业有限公司医疗设备厂；立式自动电热压力蒸汽灭菌器（LDZX-40BI）：上海申安医疗器械厂；紫外可见分光光度计（UV 9100 B）：北京莱伯泰科技仪器有限公司；霉菌培养箱（MJ-250-I）：上海一恒科技有限公司；精密电子天平（JJ1000）：苏州常熟市双杰测试仪器厂；双人单面净化工作台（SW-CJ-2FD）：苏州净化设备有限公司；SHIMADZ高效液相色谱仪（RF-20A LC-20AT）、荧光分光光度计（RF-5310PC）：日本岛津；液相-质谱联用仪（LCMS-8030）：日本岛津；酶标仪（MULTISKAN MK3）：赛默飞世尔科技；原子吸收光谱仪（AA900T）：铂金埃尔默仪器有限公司。

1.3主要工艺条件的确定

1.3.1粉碎工艺

全粒米经人工筛选去除无胚粒、异色粒、未成熟粒和沙粒等杂质，经高速粉碎机粉碎后过160目筛得到糙米全粉。

1.3.2糊化工艺

淀粉加水调浆加热后会发生糊化，即原淀粉颗粒结构被破坏，微晶束熔解的过程[3]。据文献[4]，由于糙米粉中脂肪含量高于精米粉，脂肪与淀粉形成复合物，糙米粉中更多的蛋白质和微量元素也可以抑制淀粉颗粒吸水膨胀，因此糙米粉糊化温度比精米粉要高，较难以糊化。对上述得到的全粒米全粉，加入约70℃的热水搅拌均匀进行糊化，加入热水的比例为1 kg糙米全粉：2.5 L水。

1.3.3酶解工艺，添加剂的加入

由于婴儿的胰腺功能要等到18个月才充分发展起来，因此体内低浓度的胰а-淀粉酶对可消化的淀粉具有抵抗性，对淀粉的吸收率是很低的。本研究中全粒米营养谷类食品利用生物酶解技术，降低了直链淀粉的比例，增加婴幼儿对葡萄糖和能量的利用率。

同时利用生物酶解技术，催化淀粉降解产生小分子二糖和寡糖的作用，进一步提高大米淀粉的糊化度。可使淀粉的糊化度达到100%，更利于婴幼儿胃肠的吸收[5]。

本研究中所用到的α-淀粉酶（EC 3.2.1.1）是以淀粉为底物的淀粉内切水解酶，从分子内部切开α-1，4-糖苷键使淀粉分子量迅速降低，水解产物包括葡萄糖、麦芽糖、糊精和一系列含有α-1，6-糖苷键的低聚糖。

酶解工艺中必须控制好酶解程度。酶解时间过长，液浆过稀，不易下一步的滚筒干燥工艺。酶解时间不足，则影响婴幼儿对能量的吸收和产品的溶解度。本研究中利用中温α-淀粉酶（酶活为15.58 U/g）进行酶解，酶解工艺为温度60℃，酶解时间为5 min，添加量为0.035%，即100 g糙米粉加入0.035 g淀粉酶。酶解时间一到，立即进行灭酶。

酶解结束上滚筒干燥前，补充加入适量芝麻油、低聚果糖、磷脂，搅拌均匀。

1.3.4滚筒干燥工艺

滚筒干燥又称转鼓干燥，物料在内部加热的高温滚筒表面铺布成薄膜，随着转动干燥达到所要求的湿含量其干燥得到的产品具有较高的糊化度和良好的复水性，特别适合糊状化婴儿食品的开发[6]。

在滚筒干燥过程中，滚筒表面温度、物料在滚筒表面停留时间和料膜厚度等都影响产品的质量。经多次试验，滚筒筒体温度调节为117℃～122℃，蒸汽介质为0.45 MPa～0.5 MPa，料液流速为8.6 L/min，为转速2 r/min～6 r/min，得到的产品成片性好，复水性也好。

2　婴幼儿全谷粒营养食品的营养特性和质量标准

2.1感官指标

产品外观白色近透明片状，干燥松散，均匀无结块。具有全谷粒米粉特别的香味，无不良异味。以适量的温开水冲调，经充分搅拌呈润滑的糊状，有轻微甜味。

2.2营养成分测定

产品的各项理化指标的检验结果和检验标准如表1所示，各项指标单项评价均为合格。

表1　婴幼儿全谷粒营养食品的营养成分Table 1　The nutritional composition of whole grains infant cereal

2.3污染物指标

三聚氰胺、铅、砷、硝酸盐、亚硝酸盐、黄曲霉毒素污染物指标检验结果如表2所示，各污染物未检出或在许可范围内。

表2　污染物指标检验结果Table 2　The pollutant index of lily-bean nutrition powder

2.4微生物指标

细菌总数（cfu/g）≤720，大肠菌群（cfu/g）≤10，沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、阪崎肠杆菌未检出。细菌总数按照GB 4789.2-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》进行检验。大肠菌群检验按照GB 4789.3-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》检验方法。沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、阪崎肠杆菌的检验分别按照GB 4789.4-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验沙门氏菌检验》、GB 4789.10-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验金黄色葡萄球菌检验》、GB 4789.40-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验阪崎肠杆菌检验》检验方法。

3　小结

本文主要研究了婴幼儿全谷粒营养食品的生产工艺流程，通过试验手段确定制作婴幼儿全谷粒营养食品的最优工艺参数为：全粒米经高速粉碎机粉碎后过160目筛得到糙米全粉，加入2.5倍的70℃的热水搅拌均匀进行糊化。中温α-淀粉酶酶解温度60℃，酶解时间为5 min，添加量为0.035%。滚筒干燥筒体温度调节为117℃～122℃，蒸汽介质为0.45MPa～0.5MPa，料液流速为8.6 L/min，为转速2 r/min～6 r/min。

最后从感官评价、营养成分、污染物指标、微生物指标四个方面对婴幼儿全谷粒营养食品的质量进行了评价，结果显示根据最优工艺参数生产的婴幼儿全谷粒营养食品满足质量要求。本研究所得的产品可用于婴幼儿直接作为辅食，也可配合配方奶粉进行冲调。

参考文献：

[1]王小平.糙米、胚芽米、精白米中多种矿质元素和B族维生素含量的比较研究[J].广东微量元素科学,2009,16(12):50-55

[2] 安红周,杨波涛,李扬盛等.糙米全谷物食品研究现状与发展[J].粮食与油脂,2013,26(2):40-43

[3]胡强,孟岳成.淀粉糊化和回生的研究[J].食品研究与开发,2004, 25(5):63-65

[4]于巍,周坚,徐群英,等.糙米与精米的营养价值与质构特性比较研究[J].食品科学,2010,31(9):95-98

[5]Nirmala M,Muralikrishna G.In vitro digestibility studies of cereal flours and starches using purified finger millet(Eleusine coracana, ragi,Indaf-15)amylases[J].Carbohydrate Polymers,2003,3(52):275-283

[6]何贤用.辊滚筒干燥机在速溶营养米粉行业的应用[J].食品工业, 2005,26(5):12-13

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.016

收稿日期：2014-06-14

基金项目：广东省揭阳市产业技术研究与开发资金计划项目（201321）

作者简介：郑燕丹（1982—），女（汉），讲师，研究生，研究方向：生物技术。

Exploitation of Infant Whole Grain Cereals by Biotechnology

ZHENG Yan-dan1，YUAN Feng-juan2，WU Zhi-qiang2，ZHENG Li-bing2
（1.Jieyang Vocational and Technical College，Jieyang 522000，Guangdong，China；2.Guangdong Dongtai Dairy Products CO.，Ltd.，Jieyang 522000，Guangdong，China）

Abstract：On the basis of researching and manufacturing kinds of infant rice cereals，we focused on the exploiting of infant whole grain cereals in this research.The raw materials，whole grains，was fresh and with nonradiative.After the process of shattering and gelatinization，we added α-amylase to enzymolysis for 5 minutes. Then in the roller drying process，the barrel temperature was 117℃-122℃.Steam pressure was 0.45 MPa-0.5 MPa.Velocity of flow was 8.6 L/min.And the barrel rotation rate was 2 r/min-6 r/min.Product was white flake，nearly transparent，with special grain spiciness.We also checked the nutritional ingredient and quality standard of the product.All index was satisfy for the requirements of infant cereals.

Key words：infant；whole grains；nutrition food；enzymolysis