湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目申报表.docx

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1、湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目申报表项目名称：湿热与乳酸菌发酵联用技术改善大米粉性质及粉条品质的研究学校名称湖南农业大学东方科技学院学生姓名学号专业性别入学年份张娟食品科学与工程女2015张雨歆食品科学与工程女2015唐丽食品科学与工程女2015陆敏婕食品质量与安全女2016张晴食品科学与工程女2016指导教师廖卢艳职称高级实验师项目所属一级学科食品科学与工程项目科类（理科/文科）理科学生曾经参与彳参与了用目湿热处理研科研的情况羽南农业大学东方科技学院大学生研究性学习和创新性实验计划项攵善米粉粉条品质的研究（编号：DFCXY201636）指导教师承担科研课题情况1.2011年10月

2、2013年12月，大米抗氧化肽制备及其抗氧化活性的评价，湖南农业大学青年科学基金项目（UQNO2）,主持，已结题。2.2012年12月2015年12月，采用喷雾干燥法制备粉末油脂的技术研究,湖南省大学生创新性实验计划项目（DFCXS201202）,主持，已结题。3.2014年6月一2016年6月，乳酸菌发酵改善红薯粉丝品质的机理研究,湖南农业大学东方科技学院院青年项目（14QNZI0）,主持，结题。4.2014年9月一2016年9月，枯草芽抱杆菌发酵米渣制备抗氧化肽的研究，湖南省教育厅科学研究项目（14C0566）,主持，结题。5.2017年1月一2018年12月，发酵米制品生产中重金属消减技

3、术研究，长沙市重大专项子项（K-21）,主持，在研。6.2017年12月2023年12月，米面主食产业化共性关键技术研究与示范，长沙市科技计划项目（kq）,在研，参加（第二）。项目研究和实验的目的、内容和要解决的主要问题1项目研究的目的我国是米面主食的生产和消费大国。根据国家粮食局的统计，以米粉、挂面、方便面、方便米饭、方便粥和馒头为代表的米面主食的产品产量，2014年达2143万吨，较2010年的1047万吨增长104.7%,其中米粉的产量由2010年的51万吨到2014年的86万吨，可以看出其发展势头很好。但是，当前主食产业整体发展水平仍较落后，除速冻主食产品和馒头、面条等主食产品加工企业

4、外，加工主体仍以小作坊为主，产品覆盖面窄，品牌知名度低，产品结构也不合理。在米制主食产品加工领域，稻米加工等初加工企业所占比重较大，米制方便食品等产品较少。主要是还存在一些制约米食产业化的技术瓶颈问题还没有突破,这些问题集中表现在产品质量不稳定、保质期短、设备开发不足、标准不健全以及质量安全保障体系尚不完备等方面。目前很多的科研工作者集中在研究米面主食产品保质保鲜、营养保持与品质提升、质量控制、工艺改进等方面的共性关键技术。结合课题组前期采用物理和生物技术手段改善米粉粉条品质的研究结果，发现在采用物理改性技术湿热处理米粉能够有效的改善米粉的蒸煮品质，乳酸菌发酵米粉能有效地改善米粉的质构和蒸煮品

5、质。相关的研究结论已经投稿了2篇核心期刊论文。本课题基于前期研究基础上进一步致力于研究改善米粉粉条品质的方法，通过查阅相关资料发现有研究者已经将湿热技术和发酵技术两者相结合应用在谷物原料及相关产品品质改善效果上。因此，本课题的研究目的主要是将湿热处理技术与乳酸菌发酵技术联用作用于大米然后通过分析作用大米粉前后的大米粉的理化特性、颗粒结构、糊化特性、流变特性、凝胶特性以及粉条的蒸煮品质、质构品质、感官品质的影响及变化规律，初步了解联用技术改善粉条品质的作用机制；同时，寻找一种绿色、安全、有效的改善米粉粉条品质的方法，为米粉粉条专用粉的开发提供理论基础和技术支撑。2.项目研究的内容2.1 研究主要

6、内容（1）以单一的湿热处理和乳酸菌发酵处理的大米粉为对照组，研究先湿热处理后发酵以及先发酵后湿热处理的大米粉的理化特性（淀粉、蛋白质、脂肪、直链淀粉含量、溶解度、膨胀率、持水性、持油性）的变化；（2）以单一的湿热处理和乳酸菌发酵处理的大米粉为对照组，研究先湿热处理后发酵以及先发酵后湿热处理的大米粉的颗粒结构、糊化特性、流变特性、凝胶特性的变化；（3）以单一的湿热处理和乳酸菌发酵处理的大米粉为对照组，研究先湿热处理后发酵以及先发酵后湿热处理的大米粉粉条的蒸煮品质、质构品质、感官品质的变化。2.2研究的方法2.2.1发酵大米粉的制备（1）对乳酸菌进行活化处理，首先将其接种至灭菌的MRS肉汤，37C

7、下恒温培养24h,传代两次进行活化。然后在无菌条件下，制备一系列稀释梯度的植物乳杆菌菌液，用移液枪接种至灭菌的MRS琼脂平板上。37恒温培养24k采用稀释平板计数对菌落计数，稀释至浓度达到1OCFU/m1即可。（2）将大米于粉碎机中进行制粉，然后过40目筛，得到原料大米粉，准确称量IOOg的大米粉放入装有500m1的无菌水的三角瓶中，将菌悬液接种至大米浆液中，接种量为3%,将三角瓶置于37恒温培养箱中静置发酵，自然发酵样品不接种。待发酵完成后，收集发酵液至棕色瓶中保藏，大米粉用去离子水洗四次，再转入离心管中，加入3倍的水于离心机中脱去多余的水分（3000r,5min）脱水后的大米粉置于40热风

8、干燥箱中干燥至恒重，所得样品标记后贮藏于4冰箱中备用。2.2.2湿热处理大米粉的制备大米粉使用前先用105C恒重法测定米粉的水分含量后，取50g米粉置于大培养皿中，经过计算加入一定量的水使其与米粉融合，分别调节水分含量为30%后用塑料薄膜密封室温下平衡一夜，使水分平衡。再将放置一夜的米粉放入烘箱105C反应时间2h。冷却后取出于40下干燥，用粉碎机粉碎过100目筛所得样品标记后贮藏于4冰箱中备用。2.2.3发酵与湿热联用技术制备大米粉(1)先湿热后发酵大米粉制备准确称量IOOg的经过湿热处理且过了40目筛的大米粉放入装有500m1的无菌水的三角瓶中，将菌悬液接种至大米浆液中，接种量为3乐将三角

9、瓶置于37恒温培养箱中静置发酵，自然发酵样品不接种。待发酵完成后，收集发酵液至棕色瓶中保藏，大米粉用去离子水洗四次，再转入离心管中，加入3倍的水于离心机中脱去多余的水分(3000r,5min)脱水后的大米粉置于45热风干燥箱中干燥至恒重，所得样品标记后贮藏于4冰箱中备用。(2)先发酵后湿热大米粉制备准确称量IOOg的经过乳酸菌发酵的大米粉使用前先用105C恒重法测定米粉的水分含量后，取50g米粉置于大培养皿中，经过计算加入一定量的水使其与米粉融合，分别调节水分含量为30%后用塑料薄膜密封室温下平衡一夜，使水分平衡。再将放置一夜的米粉放入烘箱105反应时间2h。冷却后取出于40下干燥，用粉碎机粉

10、碎过100目筛所得样品标记后贮藏于4冰箱中备用。2.2.4大米粉粉质特性及粉条品质的测定(1)糊化特性采用快速黏度分析仪进行糊化特性的测定，测前根据大米粉的水分含量，校正试验的样品用量和加水量。按校正用量准确称取大米粉和蒸储水倒入样品铝筒中，然后用搅拌器桨叶在试样中上下快速搅动10次，使试样分散，注意尽量不要把样品溅在筒壁上，最后将铝筒放入RVA分析仪中进行测定。模式设定为升温一降温循环，加热程序设置如下：50C下保温Imin,4min内升温至95C并保温5.5min,4min内冷却至50并保温4min,在起始IOS内旋转桨叶的转速设为960rmin,后恒定160r/min至结束。(2)流变特

11、性1)流变样品制备：称取7g大米粉，配置成质量浓度为7g/100m1的米糊，然后置于95水浴锅中，加热糊化30min,完全糊化后将其取出，冷却至室温待用。2)静态流变特性：取适量米糊倒在转子正下方流变仪测试平台上，刮去平板外多余的米糊，盖上盖板。选择平板模具，直径为40mm。程序设定为稳态模式,设置测试参数如下，间隙：1mm,温度：25,剪切速率由10100ST递增。启动流变仪，测定不同米糊表观黏度和剪切应力随剪切速率的变化曲线。3）触变性测定：放样方法与静态流变特性测定的步骤相同。设置测试参数如下，间隙：1mm,温度:25,测定样品表观黏度随剪切速率从10100S-I递增（上行线），再从10

12、010ST递减（下行线）过程中的变化。4）线性粘弹区间的确定：取米糊放入流变仪测定平台，选用择直径为40mm的平板模具和动态测试程序，启动流变仪，设置间隙为Imm,刮去平板外多余的米糊，加上盖板。恒定温度为25,固定振荡频率为1Hz,测定损耗模量G随振荡应变的变化，损耗模量G一恒定的振荡应变区即为样品糊的线性粘弹区间。5）频率扫描：放样方法同上，温度恒定为25,固定2%的振荡应变，在线性黏弹区间内对样品进行频率扫描，振荡频率从01100Hz递增。测定频率扫描过程中米粉糊储存模量5和损耗模量G一的变化。（3）电镜扫描将不同改性处理后淀粉样品置于105烘箱中干燥45h,在红外灯下用导电胶将样品固定

13、在样品台上，然后喷金，将处理后的样品保存于干燥器中。将待测样品置于扫描电子显微镜中观察，拍摄具有代表性的淀粉颗粒形貌。（4）米粉制作及粉条品质测定1）参照廖卢艳的方法加以改进，取3.0g按131处理获得发酵大米原料粉加20m1水在沸水中糊化，再加入25g发酵大米粉和适量的蒸储水分别调制成含水率为45%的粉团，将粉团倒入直径为20Cm的圆形烤盘中摊平静置5min。然后放入装有沸水的蒸锅中蒸5min后迅速放入冷水中1min后立即取出。4存放17h,揭皮切成宽度为ICm的粉条，40C干燥成品。2）质构特性的测定取米粉置于沸水中煮制3min,冷却至室温，取3根米粉等间距放在P/36探头的测试台上进行T

14、PA测试，程序参数设置如下：测试前速度2mms,测试速度ImnVs,回程速度5mms,停留时间5s,变形量50%。每个样品重复测量8次，结果取平均值。3.解决的主要问题探索湿热处理技术与乳酸菌发酵技术联用作用于大米然后通过分析作用大米粉前后的大米粉的理化特性、颗粒结构、糊化特性、流变特性、凝胶特性以及粉条的蒸煮品质、质构品质、感官品质的影响及变化规律，寻找一种绿色、安全、有效的改善米粉粉条品质的方法，为米粉粉条专用粉的开发提供理论基础和技术支撑。国内外研究现状和发展动态1、湿热处理在食品加工领域的研究现状湿热改性(heat-moisturetreatment,HMT)是一种物理改性淀粉的方法，

15、它指淀粉水分含量较低情况下，在高于糊化温度条件下处理淀粉的方式。相对于化学改性方法，此种方法成本较低而且免除了使用化学试剂改性产生的副产物对环境造成的污染。湿热改性方法可以在淀粉颗粒结构不被破坏的情况下达到改善淀粉特定功能特性的目的。目前，湿热改性技术应用也越来越普遍，淀粉的组成、来源及直链淀粉与支链淀粉的比例以及淀粉链长在淀粉颗粒内非结晶区和结晶区分布情况等因素都是影响湿热改性的程度的主要因素。随着当前的市场趋向要求食品生产者利用更加天然的食品成份，作为一种绿色安全、简单操作的物理改性方法湿热变性技术将会越来越受到大家的关注，特别是在食品生产上的应用。湿热改性淀粉在食品工业生产中有着重要的作用，特别是其良好的热稳定性主要是在罐头和冷冻食品上应用非常广泛，同时，湿热技术改性淀粉后使淀粉颗粒膨胀下降、直链淀粉浸出、热量增加以及剪切稳定性增强等特性有利于粉条的加工。在食品中我们将淀粉看作是一种营养来源，一种增稠剂、稳定剂、组织形成剂或加工助剂，作为一种食品成分，淀粉已经不仅仅局限于原淀粉的形式，它还作为最大的消费行业之一的水解产品甜味剂而销售。同时，由于淀粉良好的增稠和成胶特征，使其成为一种非常好的用于制造不同特性食品的配料。但是，由于比较差的热学、剪切、酸稳定性和较高的老化程度和速度，使原淀粉并不能广泛应用于食品工业当