CN104721652A - 乳酸菌发酵大麦粉及其制备方法与用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种乳酸菌发酵大麦粉及其制备方法与用途，属于食品生物技术领域；通过乳酸菌对大麦发酵，实现营养物质的生物转化，制备乳酸菌发酵大麦粉；该产品可作为抑制肥胖及改善胰岛素抵抗功能的食品或食品原料；本发明所获得的乳酸菌发酵大麦粉中β-葡聚糖含量、总酚含量都显著高于未发酵大麦，具有维持体重、减少体脂肪产生的效果。

Description

乳酸菌发酵大麦粉及其制备方法与用途

技术领域

本发明属于食品生物技术领域，尤其是乳酸菌发酵大麦粉及其制备方法与用途。

背景技术

我国经济发展和生活水平的不断提高，促使人们正在从温饱型向健康型转变，而由于转变过程中营养平衡的失控，使得以营养型肥胖为代表的代谢综合征成为了影响人类健康最主要的非传染性慢性疾病之一。据不完全统计，在过去的二十年里，大约32％的美国人、25％的欧洲和拉丁美洲成年人已经患有该慢性病，而目前作为发展中国家的中国，该现象也日益突出，人数现已超过30％。因此，如何控制代谢综合征的发生就必然成为广大科技工作者研究的热点，而其中肥胖和胰岛素抵抗是代谢综合征的基础，对于肥胖和胰岛素抵抗的预防及干预已成为重中之重。目前，减肥和改善胰岛素抵抗的药物普遍具有一定的毒副作用，因此，寻找天然安全产物以预防和治疗肥胖，改善胰岛素抵抗，具有更大的意义和需求。

大麦营养丰富，具有高蛋白、高膳食纤维、低脂肪、低糖等特点。近年来，我国大麦的主要用途是啤酒酿造和饲料工业，仅有10％左右的大麦用于食用，利用率十分低下。已有研究表明，大麦含有丰富的β-葡聚糖、黄酮、多酚类化合物、大麦芽碱等多种活性成分，具有抗氧化、抗衰老、降血糖、降血脂等功能。但是，目前国内外关于微生物转化大麦提高其营养功能的研究国内外却鲜见报道。

目前关于大麦发酵的研究，日本专利WO2007034958公开了一种脱壳大麦的乙醇提取物、碱提取物和发酵产物的制备方法，其活性成分具有抑制血管生成的作用，并未研究其对肥胖及预防肥胖的影响。

文章Effects of Fermented Barley on Lipid and Carnitine Profiles in C57BL/6J Mice(发酵大麦对C57BL/6J小鼠脂质和肉毒碱的影响)，Food Science and Biotechnolog，2012，21(2)：323-329，将酵母菌发酵大麦粉作为膳食营养补充剂，发现其可以减少肥胖小鼠血清中胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白的含量，同时，可以增加血清中总肉毒碱的含量，但其对肥胖小鼠体重和血清中甘油三脂的影响并不显著。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种乳酸菌发酵大麦粉及其制备方法与用途，通过采用乳酸菌对大麦发酵，得到乳酸菌发酵大麦粉，本发明所获得的乳酸菌发酵大麦粉中β-葡聚糖含量以及多酚含量都显著高于未发酵大麦，具有维持体重、减少体脂肪产生的效果。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种乳酸菌发酵大麦粉，其特征在于，包括如下组分：蛋白、总糖、总酚、总膳食纤维、β-葡聚糖，所述乳酸菌发酵大麦粉中各组分含量为：

每100g乳酸菌发酵大麦粉中含有蛋白14.88±0.48g、总糖70.6±5.00g、总酚0.351±0.005g、总膳食纤维15.23±0.15g、β-葡聚糖6.58±0.04g。

未发酵大麦粉中各组分含量为：每100g未发酵大麦粉中含有蛋白13.93±0.03g、总糖80.5±9.84g、总酚0.236±0.005g、总膳食纤维15.51±0.37g、β-葡聚糖5.16±0.15g。

本发明还包括一种乳酸菌发酵大麦粉的制备方法，其特征在于，包括对大麦脱壳、磨粉，过60～140目筛，得过筛大麦粉，向所述过筛大麦粉中加入蒸馏水、乳酸菌，混合均匀，在20～40℃下发酵12～56h得到发酵物，将所述发酵物进行热风干燥、喷雾干燥或冷冻干燥得乳酸菌发酵大麦粉；

所述过筛大麦粉与蒸馏水的质量为1：(5～15)；

所述乳酸菌活菌数为1×10⁸～1×10¹⁰CFU/mL。

进一步，所述乳酸菌为植物乳杆菌、短乳杆菌、干酪乳杆菌。

在上述方案中，所述过筛大麦粉与蒸馏水的质量为1：7，所述乳酸菌活菌数为1×10⁹CFU/mL。

在上述方案中，所述发酵的温度为30～35℃，发酵时间为24～48h。

本发明还包括将乳酸菌发酵大麦粉作为抑制肥胖及改善胰岛素抵抗功能的食品。

本发明还包括将乳酸菌发酵大麦粉作为抑制肥胖及改善胰岛素抵抗功能的食品原料。

在微生物发酵期间，利用微生物分泌的酶可以修饰谷物成分，从而影响其结构、生物活性以及生物利用率等；而利用乳酸菌发酵谷物，可以增加可溶性膳食纤维和总酚等营养成分的含量。

本发明的有益效果：

(1)本发明所述的乳酸菌发酵大麦粉中β-葡聚糖含量、总酚含量都显著高于未发酵大麦，可维持体重，减少体脂肪的大量产生。

(2)本发明所述的乳酸菌发酵大麦粉的制备方法，方法简单，成本低，适于产业化应用。

(3)本发明所述的乳酸菌发酵大麦粉可以制成主食食品、休闲食品或功能保健品，如挂面、湿面、馒头、面包、香肠、饼干、饮料等，也可以加入到食品中且无特别的比例要求，具有预防或干预肥胖及改善糖脂代谢紊乱的功能。

附图说明

图1为本发明所述4组SD大鼠体重变化情况。

图2为本发明所述4组SD大鼠体脂肪变化情况。

图3为本发明所述4组SD大鼠喂食14周前后口服耐糖量的变化情况。

图4为本发明所述4组SD大鼠血清胰岛素变化情况。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

1.乳酸菌发酵大麦粉的制备

选取新鲜脱壳大麦，磨粉，过60～140目筛，向大麦粉中加入5～15倍质量的蒸馏水，优选7倍质量的蒸馏水，按1×10⁷接种活化至对数后期(活菌数达到1×10⁸～1×10¹⁰CFU/mL，优选1×10⁹CFU/mL)的Lactobacillus plantarum dy-1，搅拌5min，20～40℃，优选30℃下发酵12～56h，优选24h，得到发酵物，将发酵物进行热风干燥、喷雾干燥或冷冻干燥，优选冷冻干燥即得乳酸菌发酵大麦粉(LFB)。

2.实验动物及饲养条件

清洁级健康SD大鼠48只，5～6周龄，180～200g左右，雄性，购于江苏大学实验动物中心，试验过程符合江苏省实验动物管理委员会和国家实验动物福利保护的规定，大鼠饲养于江苏大学实验动物中心动物房：室温(25±2)℃，相对湿度(55±5)％，12h/12h光照，自由获取食物和饮水。

3.实验方法

在SD大鼠适应环境1周后，将48只SD雄性大鼠按平均体重随机分成4组：第一组为对照组(NC)，饲喂基础饲料；第二组为高脂饮食组(HFD)，饲喂高脂饲料(73％基础饲料、12％猪油、10％白砂糖以及5％蛋黄粉)；第三组为LFB组，饲喂含3％LFB的高脂饲料(3％LFB、70％基础饲料、12％猪油、10％白砂糖以及5％蛋黄粉)；第四组为未发酵大麦(RB)组，饲喂含3％RB的高脂饲料(3％RB、70％基础饲料、12％猪油、10％白砂糖以及5％蛋黄粉)；其中高脂饲料由课题组自制：按比例加入猪油、白砂糖和蛋黄粉，混合均匀后切条烘干。

各组试验大鼠均连续喂养14周，记录每组大鼠周体重变化。测定口服糖耐量；喂食14周后，次日，采用水合氯醛麻痹，腹主动脉取血，3500rpm离心10min分离血清，-20℃保存，用于血生化和血清炎症因子的测定，解剖大鼠取附睾脂肪和腹部脂肪，用生理盐水漂净、滤干后称重，-80℃保存备用。

口服糖耐量测试(OGTT)方法为对空腹大鼠经口灌胃葡萄糖2g/kg，分别于0、0.5、1、2h时断尾取血，采用强生one-touch Basic血糖仪测定血糖水平。

血清胰岛素含量的测定采用胰岛素ELISA试剂盒进行测定。

血脂水平的测定：大鼠血清中甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)的含量采用全自动生化分析仪测定。

SD大鼠血清炎症因子的测定：分别采用肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素10(IL-10)及白细胞介素1β(IL-1β)Elisa试剂盒，测定SD大鼠血清中的主要炎症因子TNF-α、IL-6、IL-10和IL-1β含量。

4.实验结果

注：各组数据以(平均值±标准偏差)表示，采用SPSS 14.0中ANOVA模块对试验数据进行方差分析，p<0.05认为存在显著性差异。

(1)RB和LFB主要组成成分对比

表1为未发酵大麦粉(RB)和乳酸菌发酵大麦粉(LFB)主要组成成分对比，LFB中总酚、总膳食纤维、β-葡聚糖的含量都高于RB，总糖量低于RB，所以大麦发酵后，降糖降脂功能较未发酵大麦粉有所增强，同时还具有抗氧化、抗衰老、抗癌等功能。

表1大麦粉(RB)和乳酸菌发酵大麦粉(LFB)主要成分含量对比

(2)四组SD大鼠血脂水平变化情况

机体血脂水平异常改变，可导致体内脂质异常蓄积，诱发机体产生高脂血症，严重者可引起动脉粥样硬化、冠心病等的发生，肥胖大鼠出现胰岛素抵抗的同时，还伴随脂代谢紊乱；由表2可看出，与正常对照组相比，HFD组大鼠血清TG(甘油三脂)和TC(总胆固醇)含量显著升高，大鼠血清中HDL(高密度脂蛋白)含量则显著降低，大鼠血清中LDL(低密度脂蛋白)含量并无显著性的差异，这显然与肥胖伴随的高脂血症有关；喂食14周LFB后，与HFD组相比，LFB组大鼠血清中TG和TC含量均显著的降低，大鼠血清中HDL含量显著升高，LFB组大鼠血清LDL含量与HFD组相比没有显著差异。

表2四组SD大鼠血脂水平的测定

注：具有不同的字母标记则认为具有显著差异(p<0.05)。

(3)四组SD大鼠炎症因子的变化情况

近年来的研究表明，肥胖诱发胰岛素抵抗与慢性低度系统炎性密切相关，肥胖机体的炎性因子如白细胞介素(IL-1β、IL-6)、抗炎因子(IL-10)、肿瘤坏死因子(TNF-α)等的分泌增加，表3为四组SD大鼠炎症因子的测定。LFB组的IL-10显著高于HFD、RB，IL-1β、IL-6、TNF-α显著低于HFD、RB，说明LFB具有减少因子、增加抗炎因子的作用。因此，LFB可能通过抑制机体产生IL-1β、IL-6和TNF-α等免疫因子，降低胰岛素抵抗产生。

TNF-α是第一个发现联系肥胖与慢性系统炎症的炎性分子。TNF-a功能的缺陷可以改善肥胖鼠胰岛素敏感性和血糖的平衡。有研究表明，在肥胖者的血清和脂肪组织中，TNF-a，IL-1α和IL-1β炎性因子的表达显著的升高，并且其含量的减少与体重减轻也存在正相关关系。IL-1β和IL-6都是系统胰岛素抵抗的重要炎性标记,血浆中IL-1β与IL-6的浓度同时升高在很大程度上预示着人类2型糖尿病的风险。

表3四组SD大鼠炎症因子的测定

(4)四组SD大鼠体重和体脂肪含量变化情况

由图1可看出，14周的干预期间，LFB组大鼠的体重明显低于HFD组与RB组，结果表明，乳酸菌发酵大麦粉可以显著地减少大鼠体重的增加。

由图2可看出，与NC组相比，HFD组大鼠体脂肪含量显著增加，LFB组大鼠的体重明显低于HFD组与RB组，结果表明，乳酸菌发酵大麦粉可以显著地减少大鼠体脂肪的增加。

(5)四组SD大鼠喂食14周前后口服耐糖量的变化情况

正常情况下，动物摄取一定的饲料，用于维持体温、促进生长。当过量摄取高脂饲料时，体内能量代谢失衡，过多的能量转变成脂肪和蛋白，造成机体肥胖，在病态生理状态或不良生活方式下，导致胰岛素抵抗或2型糖尿病的发生。

胰岛素抵抗的最初症状就是机体的糖耐量受损，图3为四组SD大鼠喂食14周前后口服耐糖量的变化情况，与HFD组与RB组相比，LFB组大鼠糖耐量已经与正常组大鼠糖耐量相似，维持在相对稳定的水平。

(6)四组SD大鼠血清胰岛素变化情况

胰岛素是具有多种生物学效应的激素，对保持机体营养物质的代谢平衡、维持内环境稳定具有至关重要的作用，图4为本发明所述4组SD大鼠血清胰岛素变化情况，高脂饲料诱导的肥胖大鼠血清胰岛素水平较正常组相比显著上升，出现高胰岛素血症，表明产生了胰岛素抵抗；喂食14周后，与HFD组比较，LFB组大鼠胰岛素含量显著下降；许多文献报道，大麦中的β-葡聚糖消耗率增加可能降低胰岛素抵抗和糖尿病发生。

乳酸菌发酵大麦粉可维持体重，减少体脂肪的大量产生，提高机体自身糖耐量，显著降低高糖高脂大鼠模型的血糖含量；也可能显著改善高脂模型大鼠的脂代谢紊乱，降低血清胆固醇和甘油三脂的含量，增加高密度脂蛋白的含量。

乳酸菌发酵大麦粉可用于预防个和干预糖尿病、冠心病等慢性病的产生，也可用于预防和治疗高血脂和高血糖，尤其是对高血脂的预防和治疗；可改善高胰岛素血症，预防或治疗肥胖诱发的胰岛素抵抗。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种乳酸菌发酵大麦粉，其特征在于，包括如下组分：蛋白、总糖、总酚、总膳食纤维、β-葡聚糖，所述乳酸菌发酵大麦粉中各组分含量为：

每100g乳酸菌发酵大麦粉中含有蛋白14.88±0.48g、总糖70.6±5.00g、总酚0.351±0.005g、总膳食纤维15.23±0.15g、β-葡聚糖6.58±0.04g。

2.一种乳酸菌发酵大麦粉的制备方法，其特征在于，包括对脱壳大麦磨粉，过60～140目筛，得过筛大麦粉，向所述过筛大麦粉中加入蒸馏水、乳酸菌，混合均匀，在20～40℃下发酵12～56h得到发酵物，将所述发酵物进行热风干燥、喷雾干燥或冷冻干燥得乳酸菌发酵大麦粉；

所述过筛大麦粉与蒸馏水的质量比为1：(5～15)；

所述乳酸菌活菌数为1×10⁸～1×10¹⁰CFU/mL。

3.如权利要求2所述的乳酸菌发酵大麦粉的制备方法，其特征在于，所述乳酸菌为植物乳杆菌、短乳杆菌、干酪乳杆菌中的一种或几种。

4.如权利要求2或3所述的乳酸菌发酵大麦粉的制备方法，其特征在于，所述过筛大麦粉与蒸馏水的质量比为1：7，所述乳酸菌活菌数为1×10⁹CFU/mL。

5.如权利要求2所述的乳酸菌发酵大麦粉的制备方法，其特征在于，所述发酵的温度为30～35℃，发酵时间为24～48h。

6.如权利要求1所述的乳酸菌发酵大麦粉作为抑制肥胖及改善胰岛素抵抗功能的食品。

7.如权利要求1所述的乳酸菌发酵大麦粉作为抑制肥胖及改善胰岛素抵抗功能的食品原料。