技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，特别涉及一种等离子体处理改善发芽糙米品质的方法。
背景技术
大米是我国的传统主食，其在国民膳食中的地位举足轻重。长期以来，精白米占据了我国主食消费的主导地位，然而，精白米虽然口感好、容易消化，但由于其在加工过程中碾去了糠层和胚芽，失去了诸多有益人体健康的营养成分，如矿物质、维生素和膳食纤维等。糙米是指稻谷经除杂、砻谷后将米糠层和胚芽共同保留下来的全谷米粒，含有比精白米更丰富的矿物质、维生素和膳食纤维等，能够提供较精米更为全面的营养。
发芽糙米是糙米经过一定条件发芽而得到的一种“活性米”，其所含有的营养成分与糙米相比更为丰富。糙米在发芽过程中，其粗纤维层被酶解软化，外皮变得柔软，部分蛋白质分解为氨基酸，使食物的感官性能和风味得以改善。并且，发芽糙米在保留了维生素、矿物质和膳食纤维等营养成分的同时，更产生了多种促进人体健康和预防疾病的成分，如γ-氨基丁酸、多酚、谷维素和阿魏酸等。但是，发芽糙米尚存在以下不足：(1)由于发芽糙米的皮层和芽的存在，糙米的外围被一层粗纤维组织包裹，密度极高，使人体难以消化吸收；(2)发芽糙米含有较多的植酸盐和纤维素，而在一般的蒸煮条件下，纤维素和半纤维素不易煮烂，使得咀嚼有粗渣感，使得发芽糙米的广泛应用受到一定的局限；(3)糙米米糠层可限制糙米种子对水分的吸收和热量的传递，进而使得糙米发芽工艺耗时较长，耗能较大，不利于其工业化的生产需求。因此，如何进一步提高发芽糙米的品质是影响发芽糙米高效生产与推广的最关键因素。
目前，针对发芽糙米蒸煮品质的改良方法主要有焙烤法、酶处理法等方法，而这些方法存在处理时间长、工序复杂、成本较高等问题，难以实现商业化。此外，也可用挤压膨化法或超声处理改善发芽糙米的吸水率及口感的方法，但挤压膨化方法其对发芽糙米中有益人体健康的营养成分损伤较大，且单独超声处理对糙米表面纤维素层的侵蚀或破坏能力有限，通常需要协同外源酶、柠檬酸等共同作用其表面皮层，改善发芽糙米产品的适口性、加工性、消化性等品质。
等离子体技术作为一种物性表面改性手段，主要是利用等离子体的高能粒子和活性组分与受试物表面发生作用，侵蚀物体表面进而改变其形态及结构，能够有效破坏糙米的纤维素结构，有利于提高糙米的吸水率及內源酶活性，从而大幅度改善发芽糙米的蒸煮、感官及营养性能。特别地，等离子处理过程中产生的活性基团、高能粒子极易与细菌、霉菌等微生物发生化学反应，能够降低发芽糙米产品中微生物的含量。
发明内容
为了克服现有方法的缺点与不足，本发明的目的是提供一种等离子体处理改善发芽糙米品质的方法。该方法是以稻谷为原料，经除杂、砻谷后，挑选颗粒饱满、无霉变腐败的糙米；然后，采用等离子体处理糙米，不仅可以蚀刻其表面皮层，还可激活其内部酶的活性；最后，进行糙米发芽处理，改善其吸水性能，缩短蒸煮时间，提高其蒸煮品质和适口性。所制得的发芽糙米不仅富含γ-氨基丁酸、多酚、谷维素和阿魏酸等功能因子，还可降低糙米表面的微生物活性，增强发芽糙米的储藏性能。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种等离子体处理改善发芽糙米品质的方法，步骤如下：
(1)预备处理：将稻谷进行除杂、砻谷后，挑选出颗粒饱满、无霉变腐败的糙米；
(2)等离子体处理：将步骤(1)所得的糙米放入等离子体设备反应器中，以空气为放电气源，调整设备参数对糙米进行放电处理；
(3)将经步骤(2)处理后的糙米置于4℃的去离子水中，浸泡24h后，置于恒温恒湿培养箱中进行发芽培养，培养12-48h，得发芽糙米；
(4)将经步骤(3)得到的发芽糙米经清洗后在热风条件下干燥，得品质改良的发芽糙米。
所述步骤(1)中，所使用的稻谷原料为粳稻、籼稻或糯稻。
所述步骤(2)中放电处理的输入功率为60-100W，输入电流为1.2A，放电时间为20-60min。
所述步骤(2)中等离子体的放电类型为介质阻挡放电。
所述步骤(2)中等离子体设备反应器中的糙米为20g，需均匀平铺于15cm左右的培养皿中，且距离等离子发生器的高度为20mm。
所述步骤(3)中发芽培养的培养温度为30-35℃，湿度为70-90％。
所述步骤(4)中热风的温度为40-45℃，干燥的时间为20-24h。
本发明的有益效果在于：
1)本发明提供的发芽糙米制备方法，操作简便、经济、无污染，能够提高发芽糙米的吸水率和发芽率，易于实现工业化生产。本发明方法制备的发芽糙米富含γ-氨基丁酸、多酚、谷维素和阿魏酸等功能因子，保健功效更佳。
2)本发明方法制备的发芽糙米蒸煮时间缩短，蒸煮后的质地柔软，口感细腻，更易于消化吸收，通过等离子处理糙米，使糙米的发芽率极大的提高，等离子体处理后糙米中氨基酸含量、γ-氨基酸含量以及抗氧化性成分(多酚、阿魏酸)含量均显著增加，极大地提高了糙米与发芽糙米的营养价值，使其更具有保健功能，同时糙米中膳食膳食纤维含量的减少，也一定程度改善了糙米的蒸煮及适口性。
3)本发明方法在改善糙米食用、营养品质的同时，也起到了抑菌、抗氧化、延长发芽糙米储藏期的作用，糙米经等离子体处理后，其发芽率较普通和超声发芽糙米均有所提高，分别提高了约72％、55％、63％和44％、30％、36％，表明等离子体处理技术可以显著提高糙米的发芽率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1介质阻挡等离子体设备原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种等离子体处理改善发芽糙米品质的方法，包括如下步骤：
(1)将粳稻进行除杂、砻谷后，挑选出颗粒饱满、无霉变腐败的糙米；
(2)将粳糙米放入介质阻挡放电等离子体设备反应器中，放电气源为空气，调整设备参数对粳糙米进行放电处理，其中输入功率为60W，输入电流为1.2A，放电时间为60min；其中，放入等离子体设备反应器中的粳糙米为20g，均匀平铺于15cm左右的培养皿中，且距离等离子发生器的高度为20mm；
(3)将处理过的粳糙米经去离子水于4℃条件下浸泡24h后，放入恒温恒湿培养箱中进行发芽培养，培养温度为30℃，湿度为80％，培养时间为24h，得到发芽粳糙米。
(4)将发芽粳糙米经清洗后在40℃热风条件下干燥24h，然后真空包装。
实施例2
一种等离子体处理改善发芽糙米品质的方法，包括如下步骤：
(1)将粳稻进行除杂、砻谷后，挑选出颗粒饱满、无霉变腐败的糙米；
(2)将粳糙米放入介质阻挡放电等离子体设备反应器中，放电气源为空气，调整设备参数对粳糙米进行放电处理，其中输入功率为100W，输入电流为1.2A，放电时间为40min。其中，放入等离子体设备反应器中的粳糙米为20g，均匀平铺于15cm左右的培养皿中，且距离等离子发生器的高度为20mm；
(3)将处理过的粳糙米经去离子水于4℃条件下浸泡24h后，放入恒温恒湿培养箱中进行发芽培养，培养温度为30℃，湿度为90％，培养时间为24h，得到发芽粳糙米。
(4)将发芽粳糙米经清洗后在45℃热风条件下干燥20h，然后真空包装。
实施例3
一种等离子体处理改善发芽糙米品质的方法，包括如下步骤：
(1)将粳稻进行除杂、砻谷后，挑选出颗粒饱满、无霉变腐败的糙米；
(2)将粳糙米放入介质阻挡放电等离子体设备反应器中，放电气源为空气，调整设备参数对粳糙米进行放电处理，其中输入功率为80W，输入电流为1.2A，放电时间为20min；其中，放入等离子体设备反应器中的籼糙米为20g，均匀平铺于15cm左右的培养皿中，且距离等离子发生器的高度为20mm；
(3)将处理过的粳糙米经去离子水于4℃条件下浸泡24h后，放入恒温恒湿培养箱中进行发芽培养，培养温度为30℃，湿度为70％，培养时间为24h，得到发芽粳糙米。
(4)将发芽粳糙米经清洗后在43℃热风条件下干燥22h，然后真空包装。
检测例
发芽率的测定方法：
根据实施例1步骤(3)中培养的糙米，计算糙米的发芽率，
膳食纤维含量的测定方法：
糙米及发芽糙米中膳食纤维含量的测定，参照AOAC 991.43方法进行。
总氨基酸含量的测定方法：
糙米及发芽糙米中总氨基酸含量的测定，参照GB/T 5009.124-2016方法进行。
γ-氨基丁酸含量的测定方法：
糙米及发芽糙米中γ-氨基丁酸含量的测定，参照NY/T 2890-2016方法进行。
维生素E含量的测定方法：
糙米及发芽糙米中维生素E含量的测定，参照GB 5009.82-2016方法进行。
多酚与阿魏酸含量的测定方法：
糙米及发芽糙米中多酚含量的测定，参照LS/T 6214-2017方法进行；
糙米及发芽糙米中阿魏酸含量的测定，参照DB64/T 1513-2017方法进行。
发芽糙米的蒸煮特性分析方法：
1)蒸煮时间测定方法：
称取2g洗净的发芽糙米于锥形瓶中，加入20mL蒸馏水后进行蒸煮，记录发芽糙米煮熟的时间。
2)吸水率测定方法：
将蒸煮后的发芽糙米取出，放入滤纸片上，挤压糙米，带水分被滤纸片吸干后，将发芽糙米精确称重，计算其吸水率。
3)质构分析方法：
选取颗粒饱满完整、形态基本一致的发芽糙米饭5粒，通过XT.plus质构仪测定其质构特性。测定条件为：选取TPA模式；压缩变形为样品高度的50％；探头为P/0.5；测试速度为：下压速度1.5mm/s，接触后速度1.0mm/s；下压深度为样品高度的50％。平行测试5次后取平均值。
4)感官评价：
参照GB/T-15682-2008方法，采用标度评分法对发芽糙米饭进行感官评定。评价项目为气味、形态、色泽、粘度、软硬度、滋味和总体接受度，具体评价规则见表1。评定过程，按要求选取10名评定人员组成评定小组对发芽糙米饭进行上述感官指标评定。
表1米饭感官评定指标与评定尺度
等离子体对发芽糙米表面的抑菌性分析：
菌落总数测定方法：参照GB 4789.2-2016进行。
霉菌和酵母计数：参照GB 4789.15-2016
食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定。
食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数。
表2等离子体对发芽糙米表面的抑菌性分析结果
实施例 菌落数log CFU/g 霉菌数log CFU/g 原糙米 4.53 4.78 普通发芽糙米 4.68 4.67 超声发芽糙米 4.58 4.73 实例1 2.24 2.84 实例2 2.86 3.12 实例3 3.17 3.28
检测例中发芽糙米品质分析结果：
表3糙米发芽率分析
项目 普通发芽糙米 超声发芽糙米 实例1 实例2 实例3 发芽率/％ 43.72±2.31 52.16±2.63 75.41±3.14 67.82±3.42 71.24±3.86
由表3可知，糙米经等离子体处理后，其发芽率较普通和超声发芽糙米均有所提高，分别提高了约72％、55％、63％和44％、30％、36％，表明等离子体处理技术可以显著提高糙米的发芽率。
表4等离子体处理后发芽糙米营养成分的差异
由以上数据可以看出，本发明提供的等离子技术方法对糙米的品质具有极大的改善作用，通过等离子处理糙米，使糙米的发芽率极大的提高，等离子体处理后糙米中氨基酸含量、γ-氨基酸含量以及抗氧化性成分(多酚、阿魏酸)含量均显著增加，极大地提高了糙米与发芽糙米的营养价值，使其更具有保健功能，同时糙米中膳食膳食纤维含量的减少，也一定程度改善了糙米的蒸煮及适口性。
表5等离子体发芽糙米质构特性分析结果
表6糙米感官评定结果
表5和表6显示了不同等离子体处理的糙米饭的质构特性及感官评定结果。由所测定蒸煮后糙米的质构特性以及感官评定可以看出，等离子作用改善了发芽糙米的食用品质，使发芽糙米的质地更柔软，外观、口感更佳，更易被人们所接受。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。