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粗粮营养丰富,其中蛋白质、维生素、矿物质、纤维素等营养成分含量较高且比例合理,具有较强的保健功能,是重要的营养保健食品资源。但由于粗粮口感粗糙,同时含有植酸等抗营养因子,不利于营养物质的消化吸收,限制了粗粮食品市场的发展。利用微生物对粗粮进行发酵可以有效地改变其营养物质化学结构,改善蒸煮品质,增加粗粮适口感,减少其中植酸含量,使大分子蛋白得到降解更易于老年人吸收。本研究使用保加利亚乳杆菌和双歧杆菌混合菌种发酵玉米、小米、黑米、燕麦、高粱、红豆、绿豆七种粗粮,针对老年人的生理特点优化发酵工艺,开发了适合老年人食用的可直接蒸煮的粗粮健康食品。测定比较粗粮发酵前后、蒸煮前后的营养成分、植酸含量、体外蛋白消化率及多酚抗氧化特性变化情况,发酵前后蒸煮品质评价和感官评价。为粗粮的应用开发提供充分的理论基础,具体实验结果如下:(1)以粗粮中可溶性膳食纤维含量(SDF)为响应值,采用响应面法,优化保加利亚乳杆菌和双歧杆菌混合菌种发酵粗粮工艺,确定双歧杆菌和保加利亚乳杆菌混合菌种发酵粗粮最佳工艺参数为:菌种比例0.9,接种量8.4%,发酵时间64h,发酵温度37℃,在此发酵条件下,粗粮中可溶性膳食纤维含量为7.23%。(2)在最优发酵条件下,粗粮中的常规营养成分均有不同程度的变化,其中可溶性膳食纤维、还原糖、维生素B1、维生素B2、维生素B6含量分别提高了2.46倍、0.56倍、0.85倍、0.6倍和1.38倍。经蒸煮后营养物质损失较少,适合老年人直接蒸煮食用。(3)对发酵前后粗粮植酸含量进行测定,结果表明发酵后粗粮植酸含量下降到了3.06mg/g,仅为未发酵粗粮植酸含量的20%;对发酵前后粗粮体外蛋白质消化率进行测定,发酵后粗粮比未发酵粗粮体外蛋白消化率提高了15%。发酵后粗粮经蒸煮,植酸含量继续降低11%。(4)对发酵前后粗粮多酚含量及抗氧化能力进行分析,结果表明,发酵后粗粮比未发酵粗粮多酚含量提高了接近1倍;同时发酵后的粗粮多酚提取物对DPPH自由基的清除率较发酵前更高,当浓度达到30mg/ml时,其对自由基的清除率达到55.53%;多酚提取物浓度相同时发酵粗粮的还原力大于未发酵粗粮,且随着浓度的增加其还原力增大,以吸光度的高低作为衡量样品的还原能力的标准,当粗粮多酚提取物浓度增加到30mg/mL时,发酵与未发酵粗粮吸光值分别为0.39、0.32。(5)将粗粮样品进行蒸煮,对发酵前后蒸煮品质变化进行分析。发酵显著缩短了粗粮蒸煮时间,改善了粗粮咀嚼性、粘性等食用品质。粗粮的溶解度、膨胀度、米汤固形物含量、碱消值得到提高。经发酵粗粮溶解度由3.26%提高到5.69%,提高了75%;膨胀度由9.71g/g提高至12.41g/g,提高了28%;发酵前后粗粮保水力显著提高,未发酵粗粮保水力为1.58g/g,经过发酵提高到2.19g/g,提高了39%;发酵后粗粮米汤pH值降低、米汤固体溶出物较多、对碱液浸泡试验的反应较强,淀粉糊化温度降低,蒸煮后硬度较低,粘性较大。(6)对发酵前后粗粮进行蒸煮,请10位老年人对蒸煮后样品进行感官评定。试验结果表明,发酵后粗粮在风味、滋味及口感、色泽、外观结构以及总得分方面均高于未发酵粗粮。发酵后粗粮经蒸煮后,颗粒较软,口感细腻,易于咀嚼,既有发酵特有的风味,又有谷物的天然香气,适于老年人食用。