本发明属于食品加工领域，涉及粮食加工技术，尤其是一种高氨基酸促消化挤压糙米加工方法。

背景技术：

稻米中大部分营养元素都聚积在外层组织中，在加工过程中有所损失，再加上做饭时反复淘洗，营养价值会进一步流失。糙米是稻谷脱去外保护皮层稻壳后的颖果，内保护皮层完好的稻米籽粒。与精致白米比，糙米中维生素高达12倍，维生素e是10倍,纤维素14倍，烟碱素是3.2倍。但是糙米虽然营养价值较高，但是存在以下技术缺陷：

(1)由于糙米保留了外层(果皮、种皮、珠心保护层)保护组织，使得其农药残留会比精米高出许多，存在食品安全问题；

(2)内保护皮层粗纤维、糠蜡等较多口感较粗，质地紧密，蒸煮时间较长；

(3)糙米的糠层含有植酸，植酸是植物种子中磷的主要储存形式，具有极强的电负性，可以与蛋白质和矿物质形成络合物，为抗营养物质，影响钙铁的吸收，降低其生物利用率。

现有技术中针对糙米的口感问题，大部分的糙米产品只是在配方上改进，没有针对原料本身进行特异性改变；关于糙米在其降低血糖，不易引起血糖升高等功能方面报道较多，但就影响钙铁元素的吸收技术解决方案较少；糙米营养方面主要是扬长避短，以活性成分提取和利用的技术研究为主，而非是取长补短从根本上改变其性能。

通过对现有公开专利文献的检索，发现以下几篇相关公开专利文献：

1、一种糙米杂粮食品，公开号cn107821934a，公开了一种糙米杂粮食品，其由以下成份按重量比配制而成：糙米40-50、玉米30-40、黑芝麻20-30、魔芋10-15、山药10-15、茯苓10-15及调味料1-3；调味料为食盐、白糖、味精中的一种或几种。本发明营养丰富，能促进肠胃的蠕动，帮助消化，增强食欲，促进人体对营养物质的全面消化吸收。改配方并没有解决糙米、玉米等粗粮中植酸含量高影响营养成分吸收的问题。

2、改善糙米口感的方法，公开号cn108094842a，公开了一种改善糙米口感的方法，以糙米作为原料，依次包括以下步骤：对糙米进行清洗、消毒；在消毒处理后糙米中加入无菌水浸泡；将浸泡后糙米沥干水分后放入涂膜液中静置，取出晾干后装盘；将位于盘内的糙米进行循环冻融；将所得糙米干燥至水分含量为11-12.2％后浸入大豆蛋白涂膜液中进行二次浸涂，取出晾干后进行真空包装。本发明采用浸泡+涂膜+反复冻融+二次涂膜的方法改善了糙米的口感，并提高其保质期。该方法使用物理方法改变性能未充分使原料发挥性能。

3、一种健胃糙米饭，公开号cn109247498a，公开了一种健胃糙米饭，其特征在于采用如下原料制备：糙米200-300份、扁豆60-80份、海苔30-40份、火腿30-40份、配菜10-20份、食盐适量、高汤适量、清水适量、桐子油适量。本发明提供的健胃糙米饭，能够充分补充人体所需的微量元素，拥有丰富的膳食纤维，有益于肠胃。本专利申请并未对产品本身的特征及特点进行研究。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高氨基酸促消化挤压糙米加工方法，适应糙米主食化生产，不仅有效解决糙米口感差的问题，且利用具有植酸降解能力的酵母菌发酵糙米，降低米中植酸盐含量，提高糙米营养价值。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种高氨基酸促消化挤压糙米加工方法，包括以下加工工艺：超微粉碎工艺、促消化粒子加工工艺、植酸降解工艺、高氨基颗粒制备工艺及加酶挤压成型工艺，具体方法步骤如下：

步骤一：对原料米进行超微粉碎处理，得到超微粉碎糙米粉；

步骤二：取部分超微粉碎糙米粉进行促消化粒子加工：

⑴利用俄罗斯酸奶发酵粉—5菌型发酵超微粉碎糙米粉；

⑵将含有150份的糙米发酵液加入到乳清蛋白球悬浮液中，并在4℃条件下保持1h后在25℃下，加入edc溶液，放置于4℃下继续反应，得到氨基酸糙米微球，于4℃贮藏备用；

步骤三：植酸降解工艺：筛选具有植酸降解能力的威克汉逊姆酵母和酿酒酵母，另取超微粉碎糙米粉200份，酵子10份，水30份搅拌均匀，35℃下静置2h，加入到液体培养基中，挑取活化后的菌落威克汉逊姆酵母和酿酒酵母按1:1比例接种于100ml发酵液中培养，得到发酵液，过滤干燥后得到植酸降解粉，于4℃备用；

步骤四：高氨基酸颗粒制备工艺

⑴利用谷氨酸棒状杆菌，菌种保藏号为atcc13869，培养种子液并发酵，ph为7.2，温度30℃，培养得到l-缬氨酸菌液；

⑵壳聚糖包裹

①称取壳聚糖和l-缬氨酸菌液，菌液浓度为5-10wt％，溶于100ml2％(v/v)的乳酸中磁力搅拌至完全溶解，加入甘油继续搅拌，超声脱气，静置备用；

②称取3％羧甲基纤维素，溶于100ml去离子水中，60℃水浴下不断搅拌至完全溶解，超声脱气，静置备用；

③以1％冰乙酸溶解并稀释成浓度2.0g/100ml的氯化钙溶液，加入壳聚糖，其浓度为1.0g/100ml，将l-缬氨酸与羧甲基纤维素的混合液用注射器逐滴滴入到壳聚糖溶液中进行成膜反应，过滤收集高氨基酸颗粒；

步骤五：加酶挤压成型工艺

将超微粉碎糙米粉100份、氨基酸糙米微球50份、植酸降解粉200份、高氨基酸颗粒50份混合均匀，加水，制成干基粉，添加干基粉含量1％的外源淀粉酶，挤压成型。

而且，使用高速粉碎机对原料糙米进行粗粉碎，得到的糙米粗粉过120目筛，使用超微粒度粉碎仪对糙米粗粉进行气流粉碎，粉碎频率为40w，粉碎时间为10min，即得到超微粉碎糙米粉。

而且，糙米发酵液制备工艺包括：糙米粉质量150份，蜂蜜10份，食盐1份，水20份配制培养基，将酵母菌，俄罗斯酸奶发酵粉—5菌型，8份加入28℃的生理盐水中，在140r/min下振荡活化30min，然后在培养基中加入菌种活化液进行发酵，在40℃下摇床中140r/min发酵6h。

而且，乳清蛋白球悬浮液制备工艺包括：用去离子水配制蛋白质量分数为8％的乳清蛋白溶液，磁力搅拌1.0h，转谷氨酰胺酶以10u/g添加到8％wpc溶液中，于50℃条件下反应2.5h，于恒温水浴85℃条件下15min，同时进行灭酶和变性处理，冷却至室温后，加入羧甲基壳聚糖，磁力搅拌2h，按甘油与乳清蛋白的质量比1:2加入甘油，磁力搅拌2h，用10ml的移液管准确量取9ml的上述溶液，浇注于90×90mm培养皿中，培养得到乳清蛋白球悬浮液。

而且，筛选具有植酸降解能力的威克汉逊姆酵母和酿酒酵母具体方法包括以下步骤：

⑴菌种发酵

①筛选固体培养基：硫酸镁0.5g，葡萄30g，植酸钙4g，硫酸亚铁0.03g，硝酸铵5g，氯化钾0.5g，硫酸锰0.03g，琼脂20g，氯霉素30mg，蒸馏水1000ml，ph为5.5；

②ypd液体培养基：葡萄糖20g，蛋白胨20g，酵母膏10g，蒸馏水1000ml，ph为7.0；

③液体植酸培养基：葡萄糖30g，植酸钠4g，硝酸铵5g，硫酸锰0.03g，氯化钾0.5g，硫酸亚铁0.03g，硫酸镁0.5g，蒸馏水1000ml，ph为5.5；

⑵将筛选出的有植酸降解能力的威克汉逊姆酵母和酿酒酵母在ypd固体培养基上划线，30℃条件下培养48h，得到长势良好的酵母菌单菌落即为活化。

而且，挤压成型方法包括：将含酶水溶液混入混合粉并搅拌20min，之后置于4℃下平衡10h，挤压试验前2h取出预调湿喂料，置于室温。

而且，各挤压组条件设置参数如下：机筒温度一区80℃、二区110℃、三区100℃，喂料速度40～60g/min，螺杆转速140～180r/min。

而且，使用真空干燥方式对成品米进行真空干燥包装。

而且，干燥条件：真空度0.01mp，温度为35℃，干燥时间3.0h。

本发明的优点和积极效果是：

(1)本发明针对糙米制品适口性差的问题，采用超微粉碎工艺。并选取部分糙米粉，加入微生物菌种进行发酵，使用蛋白膜包裹形成促消化粒子，外膜因高温挤压蛋白变性受损，使得酵素在口腔肠道中开始发挥作用。

(2)本发明用具有植酸降解能力的酵母菌发酵糙米，降低米中植酸盐含量。选取威克汉逊姆酵母和酿酒酵母混合发酵，植酸降解率在70％左右。

(3)本发明在营养剂中添加产l-缬氨酸菌种，增加有机质含量，l-缬氨酸可用于增强巨噬细胞对耐药菌病原体的吞噬作用，激活信号通路。同时，使用抗高温的壳聚糖进行包裹，形成高氨基颗粒，使营养成分安全到达胃部消化吸收，中途不损失。

(4)本发明采用加酶挤压技术，挤压膨化可有效降解污染粮食中的毒素，酶催化可解决浸泡时间长，蒸煮高能达的问题。选取耐高温α-淀粉酶，设置挤压参数为机筒温度一区80℃、二区110℃、三区100℃，喂料速度40～60g/min，螺杆转速140～180r/min，成品米成形快、颗粒度好，食用品质佳。

(5)本发明设计科学合理，创新将超微粉碎工艺、促消化粒子加工工艺、植酸降解工艺、高氨基颗粒制备工艺及加酶挤压成型工艺融合而制备一种高氨基酸促消化挤压糙米，适应糙米主食化生产，不仅有效解决糙米口感差的问题，且利用具有植酸降解能力的酵母菌发酵糙米，降低米中植酸盐含量，提高糙米营养价值。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种高氨基酸促消化挤压糙米加工方法，包括以下方法步骤：

1.超微粉碎

使用高速粉碎机先对糙米进行粗粉碎，得到的糙米粗粉过120目筛，再使用超微粒度粉碎仪对过筛后的糙米粗粉进行气流粉碎，粉碎频率为40w，粉碎时间为10min，得到糙米粉。

2.促消化粒子加工工艺

①糙米粉发酵

糙米粉质量150份，蜂蜜10份，食盐1份，水20份配制培养基，将酵母菌(俄罗斯酸奶发酵粉—5菌型)8份加入28℃的生理盐水中，在140r/min下振荡活化30min，然后在培养基中加入菌种活化液进行发酵，在40℃下摇床中140r/min发酵6h。

②乳清蛋白膜包被

用去离子水配制蛋白质量分数为8％的乳清蛋白(wpc)溶液，磁力搅拌1.0h，转谷氨酰胺酶以10u/g(以蛋白质量计)添加到8％wpc溶液中，于50℃条件下反应2.5h，于恒温水浴85℃条件下15min，同时进行灭酶和变性处理，冷却至室温后，加入羧甲基壳聚糖(cmc)，磁力搅拌2h，加入甘油(甘油与乳清蛋白的质量比1:2)，磁力搅拌2h，用10ml的移液管准确量取9ml的上述溶液，浇注于培养皿中(90×90mm)，缓慢晃动使培养皿内液面水平，置于恒温恒湿箱中于40℃烘干，备用。

将含有150份糙米发酵液(50mm，ph7.0)加入到球悬浮液(10ml，3.0mg/ml)中，并在4℃条件下保持1h。在25℃下，向上述溶液中再加1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(edc)溶液，以活化微球的羧基基团。然后，放置于4℃下继续反应。反应结束后，通过离心的方式将微球从反应溶液中分离出来，并用10mm磷酸缓冲液(ph7.2)对微球进行清洗，4℃贮藏备用。

gaba(γ-氨基丁酸)含量为196.41μg/ml，淀粉酶活力为3293.58u/g。

3.植酸降解

①菌种发酵

(1)筛选固体培养基：硫酸镁0.5g，葡萄30g，植酸钙4g，硫酸亚铁0.03g，硝酸铵5g，氯化钾0.5g，硫酸锰0.03g，琼脂20g，氯霉素30mg，蒸馏水1000ml，ph为5.5左右。

(2)ypd液体培养基：葡萄糖20g，蛋白胨20g，酵母膏10g，蒸馏水1000ml，ph为7.0左右。

(3)液体植酸培养基：葡萄糖30g，植酸钠4g，硝酸铵5g，硫酸锰0.03g，氯化钾0.5g，硫酸亚铁0.03g，硫酸镁0.5g，蒸馏水1000ml，ph为5.5左右。

将筛选出的有植酸降解能力的威克汉逊姆酵母和酿酒酵母在ypd固体培养基上划线，30℃条件下培养48h，得到长势良好的酵母菌单菌落即为活化。将糙米粉200份，酵子10份，水30份搅拌均匀，35℃下静置2h，加入到液体培养基中。挑取活化后的菌落(威克汉逊姆酵母和酿酒酵母比例为1:1)接种于100ml发酵液体培养基中使用磁力搅拌器搅拌30min，，30℃振荡培养12h得到发酵液。

②干燥粉碎

设定干燥温度为50～55℃，干燥终点含水量≤8％，将干燥后粉末粉碎，过120目筛，4℃备用。

4.高氨基颗粒

①谷氨酸棒状杆菌生产l-缬氨酸，菌体保藏号为atcc13869。

(1)所需培养基

lbgb培养基的配制，包括：10g·l-1nacl，5g·l-1酵母浸提物，18.5g·l-1脑心浸液，5g·l-1葡萄糖，10g·l-1蛋白胨，固体培养基加入20g·l-1琼脂粉。

发酵种子培养基：30g·l-1葡萄糖，1g·l-1kh2po4，0.4g·l-1mgso4，10mg·l-1feso4，10mg·l-1mnso4，20g·l-1(nh4)2so4，40g·l-1尿素，60ml·l-1豆粕水解液，0.1g·l-1dl-甲硫氨酸，50μg·l-1生物素，200μg·l-1维生素b1，用2m的naoh溶液调ph为6.3，121℃灭菌20min备用。

发酵培养基：120g·l-1葡萄糖，1g·l-1kh2po4，0.4g·l-1mgso4，10mg·l-1feso4，10mg·l-1mnso4，40g·l-1(nh4)2so4，10ml·l-1豆粕水解液，0.7g·l-1dl-甲硫氨酸，50μg·l-1生物素，300μg·l-1维生素b1，0.25g·l-1l-异亮氨酸。摇瓶发酵需预先加入20g·l-1caco3调节发酵培养时培养基的ph。用2m的naoh溶液调ph为7.2，115℃灭菌15min备用。

(2)培养条件

菌种活化：从菌株冻藏管中蘸取一环菌液于固体lbgb培养基上划线，30℃静置培养活化30h。

种子培养：从活化好的lbgb平板上划取一环新鲜菌落，接种于盛有25ml种子培养基的250ml三角瓶中，30℃、200r·min-1培养16h。

摇瓶发酵：按照初始od562控制为1.0将生长好的种子培养液接入装有50ml发酵培养基的500ml三角瓶中，置30℃摇床培养，转速设定为200r·min-1。每隔12h取样，根据培养基中葡萄糖消耗和产酸情况培养72-96h。

发酵罐培养：菌种活化和种子培养参照摇瓶发酵，将培养好的200ml种子液，接种入装有2l发酵培养基的5l全自动发酵罐中。发酵过程中，通过流加50％的氨水的方式自动控制发酵培养基ph为7.2，通过夹套加热和循环冷却水控制温度为30℃，通过偶联发酵罐搅拌转速(200r·min-1～800r·min-1)和通气量(1.5vvm)的偶联控制溶氧水平保持30％。

②壳聚糖包裹

称取壳聚糖和l-缬氨酸菌液，菌液浓度为5-10wt％，溶于100ml2％(v/v)的乳酸中磁力搅拌至完全溶解，加入甘油继续搅拌，超声脱气，静置备用；称取3％羧甲基纤维素(cmc)，溶于100ml去离子水中，60℃水浴下不断搅拌至完全溶解，超声脱气，静置备用；以1％冰乙酸溶解并稀释成浓度2.0g/100ml的氯化钙溶液，加入壳聚糖，其浓度为1.0g/100ml，将l-缬氨酸与羧甲基纤维素的混合液用注射器逐滴滴入到壳聚糖溶液中进行成膜反应，过滤收集高氨基颗粒微。

5.加酶挤压

将超微粉碎糙米粉100份、植酸降解粉200份、促消化粒子50份、高氨基颗粒50份混合均匀，加一定量的水(含水量为25％)，制成干基粉备用。

加酶挤压的外源淀粉酶添加含量为1％(干基粉)，含酶水溶液均匀地混入粉碎后的原料米(过筛0.5mm)并搅拌20min，保证充分混合后湿喂料无结块。之后置,4℃下平衡10h。挤压试验前2h取出预调湿喂料，置于室温。各挤压组条件设置参数如下：机筒温度一区80℃、二区110℃、三区100℃，喂料速度40～60g/min，螺杆转速140～180r/min。

6.干燥包装

使用真空干燥方式，干燥条件：真空度0.01mp，温度为35℃，干燥时间3.0h。真空干燥条件有利于保持鲜榨米质构紧密均一性。成品米使用pe包装袋，真空包装或者充氮包装，常温贮藏或销售。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。