【摘 要】
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米糠是大米加工的副产品,富含蛋白质、膳食纤维、矿物质和维生素。我国米糠资源丰富,位居世界前列,但是因为米糠含有高水平的脂氧酶和过氧化物酶,这使其极易发生酸败而难以储存,并且米糠中粗纤维含量高、口感粗糙,而人体内又缺少纤维素酶,因此,无法直接将米糠用作食品原料进行加工使用。为了对米糠进行深度开发以提高其可利用率和经济价值,本文利用生物技术手段（酶解、生物发酵）对碾米后所得到的四层米糠（1#-4#）进
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米糠是大米加工的副产品,富含蛋白质、膳食纤维、矿物质和维生素。我国米糠资源丰富,位居世界前列,但是因为米糠含有高水平的脂氧酶和过氧化物酶,这使其极易发生酸败而难以储存,并且米糠中粗纤维含量高、口感粗糙,而人体内又缺少纤维素酶,因此,无法直接将米糠用作食品原料进行加工使用。为了对米糠进行深度开发以提高其可利用率和经济价值,本文利用生物技术手段（酶解、生物发酵）对碾米后所得到的四层米糠（1#-4#）进行生物改性处理,以提高其可加工性和可食用性,并探究不同处理方式对分层米糠速溶粉品质特性的影响,并开发可食用的高膳食纤维米糠复配粉,具体研究内容如下:（1）以出粉率为指标,采用复合酶解（α-淀粉酶和碱性蛋白酶=1∶1）技术处理四层米糠,通过单因素优化实验确定最佳酶解温度、酶添加量、酶解时间、料液比,选定出粉率最高的工艺参数,米糠1#-4#最佳酶解温度分别为60℃、55℃、55℃、50℃;酶添加量分别为1.0%、1.0%、1.5%、1.5%;酶解时间均为120 min;料液比均为1∶20,最优条件下的出粉率分别达到24.8%、30.0%、33.1%、38.9%。（2）以葡萄糖当量（DE）值和可溶性固形物为评价指标,采用生物发酵（嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌MK20）方式,并通过单因素和正交优化试验确定制备分层米糠速溶粉的最佳接种比例、接种量、发酵时间和发酵温度,研究结果发现米糠1#-4#最佳接种比例分别为1∶2、1∶2、1∶1、1∶1;最佳接种量分别为3%、3%、4%、2%;最佳发酵时间分别为12 h、16 h、16 h、24 h;最佳发酵温度分别为28℃、28℃、28℃、34℃。（3）在上述研究基础上,进一步分析四层米糠（1#-4#）原样、酶解、生物发酵处理的米糠速溶粉的理化特性、粉体特性、微观结构以及抗氧化特性,首先,以功能因子含量（总酚、可溶性膳食纤维）、抗氧化能力(DPPH·清除率、ABTS+·清除率、OH·清除率、O2-清除率、Fe2+螯合率)和粉体特性（持水力、持油力、水溶性、休止角及滑角）为评价指标进行相关性分析。其次,采用主成分分析法（PCA）构建米糠粉品质评价模型。最后,探讨米糠酶解和生物发酵对米糠粉微观结构的影响。通过PCA清楚地揭示所有参数的相关性,M1#较其它组相比,米糠速溶粉品质特性得到明显改善。经酶解和生物发酵的米糠粉峰值温度显著提升,其中酶解峰值温度相对更高,米糠粉的热稳定性得到增强。经过酶解和生物发酵处理后,四层米糠粉的粒径均有不同程度的减小,且米糠粉表面均有不同程度的破坏,组织结构疏松且空隙明显增大,有利于促进活性物质的释放,从而提高了米糠粉抗氧化活性。此外生物发酵处理引起米糠蛋白质分子结构上的官能团发生显著变化,经过酶解和生物发酵处理后,米糠蛋白质分子结构上的α-螺旋消失,酶解导致米糠蛋白质中β-折叠从32.9%下降至29.0%,而生物发酵则促使β-折叠32.9%升高至38.3%,β-转角无明显变化,无规则卷曲分别增至50.0%和32.0%。（4）根据人体适宜摄入量（adequate intake,AI）,采用线性规划法,并依据能量、蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维营养成分含量对原料配比进行精确计算,以制备高膳食纤维米糠代餐粉。在膳食纤维含量不低于总质量13%且价格不得高于6元/份的约束条件下,获得了高膳食纤维分层米糠代餐粉配方,并进一步优化得到五个较好配方,在这些配方中,配方二（米糠1#30 g,米糠2#30 g,米糠3#98.68 g,米糠4#34 g,大豆粉22 g,紫米粉26 g,香菇粉14 g,玉米粉10 g,红薯粉18 g,红枣粉30 g）的膳食纤维含量最高且价格最低,感官评分、水合特性和分散性相对较好,此外,配方二还具有最高的抗氧化能力,因此,综合来看配方二为高膳食纤维分层米糠代餐粉的最佳配方。
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