本發(fā)明涉及一種木薯全細(xì)胞粉制備及其主糧替代方法，屬于特膳食品開發(fā)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、木薯，為大戟科木薯屬植物，是世界三大薯類作物之一，被譽(yù)為“淀粉之王”、“地下糧倉”。木薯是一種重要的食用經(jīng)濟(jì)作物，因耐干旱、耐貧瘠的特點(diǎn)而在亞洲、非洲和拉丁美洲等地區(qū)作為主糧作物廣泛種植，而在我國木薯被定義為非糧能源作物，主要種植于廣西、廣東、海南和云南等地。隨著耕地面積不斷減少、水資源日益短缺、氣候環(huán)境異常等問題，利用木薯等非傳統(tǒng)糧食作物資源，能分化對傳統(tǒng)主糧的消費(fèi)需求，可在一定程度上改變糧食供求形勢，對解決糧食安全問題具有重要戰(zhàn)略意義。

2、全細(xì)胞是植物組織的最小單元，木薯塊莖組織由多個(gè)薄壁細(xì)胞組成，其中薄壁細(xì)胞通過富含果膠的中間薄層粘連在一起，大量營養(yǎng)素(淀粉，蛋白、脂質(zhì)、微量元素)被細(xì)胞壁所包圍。細(xì)胞壁是由具有剛性的、桿狀的纖維素和具有粘性的果膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，基于該特點(diǎn)，細(xì)胞壁可作為天然的物理屏障能過避免加工過程中營養(yǎng)組分的流失，同時(shí)可抵抗胃腸內(nèi)消化酶作用于胞內(nèi)淀粉，從而降低食物餐后血糖反應(yīng)。此外，細(xì)胞壁中天然的膳食纖維可調(diào)節(jié)腸道菌群，對人體健康發(fā)揮有益作用。

3、木薯淀粉粘度大，易于粘結(jié)，在加工過程能耗大，產(chǎn)品穩(wěn)定性差，且血糖生成指數(shù)相對較高。因此，從食味品質(zhì)和營養(yǎng)健康角度出發(fā)，以營養(yǎng)豐富的木薯全細(xì)胞粉為原料，開發(fā)緩升糖且食味品質(zhì)高的特膳重組米，可作為減重或糖代謝異常人群代餐食品、持續(xù)供能類食品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種木薯全細(xì)胞粉、強(qiáng)化木薯全細(xì)胞粉和重組米的制備方法。本發(fā)明利用果膠酶酶解細(xì)胞之間粘結(jié)的中間薄層，制備單個(gè)完整的木薯全細(xì)胞，同時(shí)通過ca2+溶液浸漬細(xì)胞提高細(xì)胞壁多糖組分間結(jié)合能力，強(qiáng)化細(xì)胞壁，再以此為主要原料，通過擠壓技術(shù)制備得到一種木薯全細(xì)胞粉重組米。本發(fā)明的制備方法所得到的木薯全細(xì)胞完整且分離效率高，制備得到的重組米飯有效改善了木薯淀粉的高黏度特性，且具有較高的抗消化能力。

2、本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種木薯全細(xì)胞粉，所述木薯全細(xì)胞粉的制備方法包括：

3、(1)木薯全細(xì)胞分離：使用果膠酶酶解液酶解木薯塊，木薯塊與果膠酶酶解液的料液比(kg：l)為1：8～10，制備得到酶解分離后的木薯樣品；

4、(2)全細(xì)胞篩分：篩分酶解分離后木薯樣品，收集得到粒徑為50～250μm的木薯全細(xì)胞粉。

5、若無特殊說明，本技術(shù)中得料液比單位均為kg：l；w/v均為kg/l。

6、在一種實(shí)施方式中，木薯塊由木薯去皮清洗、切塊(3mm×3mm)，料液比1:(5～7)浸泡20～24h制備得到。

7、在一種實(shí)施方式中，步驟(1)中酶解條件為45～50℃酶解1～2h；可選地，酶解在80～100r/min的攪拌條件下進(jìn)行，50℃反應(yīng)1.5h。

8、在一種實(shí)施方式中，步驟(1)中果膠酶酶解液的制備方法為：

9、將果膠酶溶解于檸檬酸緩沖液中，使果膠酶的終濃度為0.5～5u/ml；加入3～5％w/v的抗壞血酸，45～50℃活化0.5～1h，制備得到果膠酶酶解液；可選地，50℃活化0.5h。

10、在一種實(shí)施方式中，所述檸檬酸緩沖液的濃度為0.1m，ph為3.5。

11、在一種實(shí)施方式中，步驟(2)中使用兩層篩網(wǎng)篩分細(xì)胞，第一層篩網(wǎng)孔徑為200～250μm，第二層篩網(wǎng)孔徑為50～75μm，收集第二層篩網(wǎng)上的木薯樣品，得到木薯全細(xì)胞粉。

12、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種強(qiáng)化木薯全細(xì)胞粉，所述強(qiáng)化木薯全細(xì)胞粉的制備方法包括：將任一上述的木薯全細(xì)胞粉置于鈣離子溶液中浸泡15～40min；所述木薯全細(xì)胞粉的濃度為10～15％w/v。

13、在一種實(shí)施方式中，所述鈣離子溶液可以是氯化鈣溶液、檸檬酸鈣、磷酸鈣、碳酸鈣、葡萄糖酸鈣中的一種，ca2+濃度為2％～5％；可選地，浸泡后通過離心制備得到強(qiáng)化木薯全細(xì)胞粉，所述離心脫水的離心轉(zhuǎn)速為5000rpm，離心時(shí)間為10～15min。

14、本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種重組米，制備方法包括：

15、(1)將木薯全細(xì)胞粉、大米蛋白粉、碎米粉按照質(zhì)量比(干基)5～7:0.5～1:3～5混合均勻，得到粉末混合物，加水，使粉末混合物中的水分含量至30％～40％w/w，混合均勻后送入雙螺旋擠壓機(jī)中，制備得到擠壓產(chǎn)物；所述水分含量為擠壓總物料干物質(zhì)的30％～40％w/w；

16、(2)將步驟(1)得到的擠壓產(chǎn)物干燥，制備得到木薯全細(xì)胞粉重組米，所述木薯全細(xì)胞粉重組米中的水分含量≤10％；

17、其中，所述木薯全細(xì)胞粉為任一上述的木薯全細(xì)胞粉或上述的強(qiáng)化木薯全細(xì)胞粉。

18、在一種實(shí)施方式中，步驟(1)中雙螺旋擠壓機(jī)的參數(shù)設(shè)置為：喂料速度為3～5kg/h，螺旋桿轉(zhuǎn)速為80～120r/min，摸頭孔徑為5～7mm，切割刀轉(zhuǎn)速為100～200r/min；雙螺桿擠壓機(jī)的四段溫度分別為45～50℃、55～60℃、60～65℃、70～75℃。

19、在一種實(shí)施方式中，木薯全細(xì)胞粉、大米蛋白粉、大米粉的質(zhì)量比為7:1:3(樣品以干重計(jì)算)，喂料速度為5kg/h，螺旋桿轉(zhuǎn)速為100r/min，摸頭孔徑為4mm，切割刀轉(zhuǎn)速為250r/min，雙螺桿擠壓機(jī)的四段溫度分別為45℃、50℃、60℃、70℃。

20、在一種實(shí)施方式中，干燥條件為90～100℃，干燥10～15min。

21、本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供任一上述的木薯全細(xì)胞粉或上述的強(qiáng)化木薯全細(xì)胞粉或任一上述的重組米在制備產(chǎn)品中的應(yīng)用，所述產(chǎn)品為：添加劑、食品、藥品或保健品。

22、在一種實(shí)施方式中，所述食品為淀粉類食品，包括但不限于淀粉、面包、面條、饅頭、包子、餃子皮、餅干、蛋糕。

23、在一種實(shí)施方式中，所述添加劑包括但不限于增稠劑、乳化劑、穩(wěn)定劑或防腐劑。

24、在一種實(shí)施方式中，所述藥品包括但不限于填充劑、粘結(jié)劑、崩解劑、助流劑或藥物的攜帶載體。

25、在一種實(shí)施方式中，所述保健品包括但不限于抗性淀粉、預(yù)膠化淀粉、慢消化淀粉、改性淀粉。

26、本發(fā)明的第五個(gè)目的是提供一種產(chǎn)品，所述產(chǎn)品含有任一上述的木薯全細(xì)胞粉或上述的強(qiáng)化木薯全細(xì)胞粉或任一上述的重組米中的一種或多種；所述產(chǎn)品為：食品、藥品或保健品。

27、在一種實(shí)施方式中，所述食品為淀粉類食品，包括但不限于淀粉、面包、面條、饅頭、包子、餃子皮、餅干、蛋糕。

28、在一種實(shí)施方式中，所述添加劑包括但不限于增稠劑、乳化劑、穩(wěn)定劑或防腐劑。

29、在一種實(shí)施方式中，所述藥品包括但不限于填充劑、粘結(jié)劑、崩解劑、助流劑或藥物的攜帶載體。

30、在一種實(shí)施方式中，所述保健品包括但不限于抗性淀粉、預(yù)膠化淀粉、慢消化淀粉、改性淀粉。

31、本發(fā)明的第六個(gè)目的是提供一種降低木薯粉類產(chǎn)品黏度的方法，通過制備木薯全細(xì)胞粉降低木薯粉類產(chǎn)品黏度，所述木薯全細(xì)胞粉的制備方法包括：

32、(1)木薯全細(xì)胞分離：使用果膠酶酶解液酶解木薯塊，木薯塊與果膠酶酶解液的料液比為1：8～10，制備得到酶解分離后的木薯樣品；其中，

33、果膠酶酶解液的制備方法為：將果膠酶溶解于檸檬酸緩沖液中，是果膠酶的終濃度為0.5～5u/ml；加入3～5％w/v的抗壞血酸，45～50℃活化0.5～1h，制備得到果膠酶酶解液；

34、酶解條件為45～50℃酶解1～2h；可選地，酶解在80～100r/min的攪拌條件下進(jìn)行，50℃反應(yīng)1.5h；

35、(2)全細(xì)胞篩分：篩分酶解分離后木薯樣品，收集得到粒徑為50～250μm的木薯全細(xì)胞粉；

36、可選地，使用兩層篩網(wǎng)篩分細(xì)胞，第一層篩網(wǎng)孔徑為200～250μm，第二層篩網(wǎng)孔徑為50～75μm，收集第二層篩網(wǎng)上的木薯樣品，得到木薯全細(xì)胞粉；

37、進(jìn)一步可選地，通過木薯全細(xì)胞粉制備黏度更低的強(qiáng)化木薯全細(xì)胞粉，所述強(qiáng)化木薯全細(xì)胞粉的制備方法為：

38、將木薯全細(xì)胞粉木薯全細(xì)胞粉置于鈣離子溶液中浸泡20～30min，制備得到強(qiáng)化木薯全細(xì)胞粉。

39、在一種實(shí)施方式中，所述鈣離子溶液可以是氯化鈣溶液、檸檬酸鈣、磷酸鈣、碳酸鈣、葡萄糖酸鈣中的一種，ca2+濃度為2％～5％；可選地，浸泡后通過離心制備得到強(qiáng)化木薯全細(xì)胞粉，所述離心脫水的離心轉(zhuǎn)速為5000rpm，離心時(shí)間為10～15min。

40、本發(fā)明的有益效果：

41、本發(fā)明利用果膠酶酶解細(xì)胞之間粘結(jié)的中間薄層，制備單個(gè)完整的木薯全細(xì)胞，同時(shí)通過ca2+溶液浸漬細(xì)胞提高細(xì)胞壁多糖組分間結(jié)合能力，強(qiáng)化細(xì)胞壁，再以此為主要原料，通過擠壓技術(shù)制備得到一種木薯全細(xì)胞粉重組米。本發(fā)明的制備方法所得到的木薯全細(xì)胞完整且分離效率高，制備得到的重組米飯有效改善了木薯淀粉的高黏度特性，且具有較高的抗消化能力。

42、具體的：

43、(1)本發(fā)明通過利用果膠酶分離木薯全細(xì)胞，所制備得到的木薯細(xì)胞具備完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有較高的分離率(70～80％)，是一種高效的木薯細(xì)胞粉制備方法。

44、(2)本發(fā)明所分離的木薯細(xì)胞粉可有效保留了木薯的營養(yǎng)物質(zhì)，且完整細(xì)胞壁的物理屏障作用以及緊密的細(xì)胞基質(zhì)增強(qiáng)了淀粉的抗消化能力，同時(shí)分離的木薯全細(xì)胞粉相比于木薯淀粉其黏度顯著降低，解決了木薯淀粉粘性大，易于粘結(jié)的問題。

45、(3)本發(fā)明所制備的木薯全細(xì)胞粉，利用ca2+強(qiáng)化細(xì)胞壁，增強(qiáng)細(xì)胞壁強(qiáng)度，降低細(xì)胞壁通透性，可提高細(xì)胞壁的抗剪切能力及對淀粉酶的物理屏障作用。

46、(4)本發(fā)明在利用木薯全細(xì)胞粉替代米粉所制備的重組米，具有口感好、色澤鮮亮、富含膳食纖維、營養(yǎng)價(jià)值高以及抗消化的優(yōu)點(diǎn)，且制備方法操作簡單，前后步驟銜接緊密，具有綠色環(huán)保，易于形成產(chǎn)業(yè)化，適于廣泛推廣應(yīng)用，為木薯資源的食用化加工提供了新思路。