朱云輝,晏 暉,段元鋒,郭元新

(安徽科技學院食品藥品學院,安徽鳳陽 233100)

發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉的研制

朱云輝,晏 暉,段元鋒,郭元新*

(安徽科技學院食品藥品學院,安徽鳳陽 233100)

為豐富苦蕎食品的種類,以發(fā)芽苦蕎粉和花生蛋白粉為主要原料,添加水溶性大豆多糖(SSPS)及其它輔料,研制發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉。通過感官評價方法,結合結塊率、保水力等物性指標,采用單因素實驗確定烘烤溫度和時間、苦蕎粉細度及各原輔料的添加比例,并在該基礎上通過正交實驗確定了最佳配比。結果表明,制備發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉的最佳條件為:發(fā)芽苦蕎粉在130 ℃下烘烤45 min,發(fā)芽苦蕎粉粒徑大小在80～100目;原輔料最佳配比為:發(fā)芽苦蕎粉37.48%,花生蛋白粉9.37%,SSPS 3%,奶粉25%,木糖醇25%,β環(huán)糊精0.15%。在此條件下,發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉風味好,營養(yǎng)高,GABA含量高達24.62 mg/100 g DW,具有廣泛的開發(fā)價值。

發(fā)芽苦蕎,花生蛋白,營養(yǎng)粉,正交實驗

苦蕎(FagopyrumTataricum)又稱韃靼蕎麥,是我國重要的小宗糧食作物,廣泛分布在我國的西南和西北地區(qū)?？嗍w營養(yǎng)豐富,富含蛋白質、維生素、礦物質及多酚類物質,尤其含有其它禾谷類作物沒有的蘆丁等黃酮類物質。傳統(tǒng)醫(yī)學和現代醫(yī)學均證實苦蕎具有降血糖、降血脂、降血壓等功效。作為食藥兩用的糧食珍品,苦蕎日益受到人們的青睞,具有廣闊的開發(fā)前景[1-3]?？嗍w雖然營養(yǎng)豐富,但含有蛋白酶抑制劑等抗營養(yǎng)因子,其營養(yǎng)價值還有待改善[4]。研究表明,發(fā)芽處理可有效降低或消除苦蕎中的抗營養(yǎng)成分,通過控制發(fā)芽條件還能更大限度地富集γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)和黃酮等功能性物質[4-7]。因此,發(fā)芽苦蕎食品的開發(fā)研究引起了廣泛的關注[8-11]。

花生蛋白粉一般由脫脂或部分脫脂的餅粕作為原料直接制備,或以花生仁為原料直接生產全脂花生粉或采用水劑法同時分離出油脂和蛋白,屬于花生蛋白的粗制品[12]?；ㄉ鞍追鄹缓?種氨基酸組成的蛋白質,屬完全蛋白[13],與大豆蛋白相比,其更易消化且含有更少的抗營養(yǎng)因子[14],可作為富含蛋白質的輔料添加到其它食品中,提高食品的營養(yǎng)價值。

本研究通過將低氧聯合鹽脅迫處理的發(fā)芽苦蕎粉與花生蛋白粉有機結合起來,添加一些有益的配料,研制出口感細膩、營養(yǎng)豐富的新型復合營養(yǎng)粉,能夠滿足不同人群的需求,豐富了苦蕎即食產品的品種,深化了苦蕎產業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

苦蕎(榆6-21) 內蒙古自治區(qū)烏蘭察布市,購買后置于-20 ℃冰箱貯存?zhèn)溆?花生蛋白粉 由市售的脫脂花生粕粉碎過80～100目篩制得;水溶性大豆多糖(SSPS)、奶粉、木糖醇、β-環(huán)糊精等 均為市售食品級;GABA標品(純度≥99.9%) 美國Sigma公司;檸檬酸、檸檬酸鈉及NaCl等其它化學試劑 均為分析純。

LHP-160型智能恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上海三發(fā)科學儀器有限公司;RHP-600型高速多功能粉碎機浙江榮浩工貿有限公司;OA-10型遠紅外線烘箱 廣州冶金機械廠;GZX-9076MBE型數顯鼓風干燥箱 上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠;LZB-3型空氣流量計 江蘇余姚工業(yè)自動化儀表廠;Agilent 1200液相色譜儀 安捷倫公司。

1.2 工藝流程

苦蕎的選種和清理去雜→浸泡→發(fā)芽(低氧聯合鹽脅迫)→烘箱干燥→去殼、粉碎過篩→烘箱烘烤→原輔料混合(配方篩選與優(yōu)化)→成品包裝

1.3 操作要點

1.3.1 清理去雜 取80 g左右的苦蕎種子,經篩選剔除土塊、石頭等雜質,除去不飽滿、種殼破裂、霉變的種子,用自來水清洗干凈。

1.3.2 浸泡 用體積分數1%的次氯酸鈉浸泡15 min消毒后,用去離子水清洗3次,稍晾干后置于30 ℃水浴中浸泡4 h。

1.3.3 發(fā)芽處理 采用先在普通的培養(yǎng)箱內正常培養(yǎng)、再置于通氣的培養(yǎng)液內低氧脅迫培養(yǎng)的方式。具體操作如下:在消毒后的育苗盤內鋪上雙層紗布,澆透水后鋪上一層已浸泡后的苦蕎種子,密度以不見紗布、不重疊為宜,于30 ℃恒溫箱中暗培養(yǎng)2 d,每8 h左右噴灑去離子水一次,以保持其濕潤,注意要使苗盤內濕潤不積水。然后,將發(fā)芽苦蕎置于帶蓋的培養(yǎng)瓶中,加入pH為4.2的緩沖液(10 mmol/L的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液、10 mmol/L的NaCl及3 mmol/L的CaCl2)。培養(yǎng)液中通入適量空氣,通氣量為1.0 L/min左右,由空氣流量計控制,培養(yǎng)溫度為31.3 ℃,在此條件下繼續(xù)培養(yǎng)2 d。

1.3.4 消毒烘干 待苦蕎萌發(fā)完成,用清水洗凈,然后用濃度2%～4%的H2O2溶液浸泡、消毒15 min,再經純水淋洗干凈后,瀝干水份,將其放于鼓風干燥箱中在70～80 ℃下干燥10～12 h。

1.3.5 去殼、粉碎過篩 將干燥后的發(fā)芽苦蕎進行去殼,然后粉碎至實驗設定目數待用。

1.3.6 烘烤 將發(fā)芽苦蕎粉用遠紅外烤箱按照實驗設定的烘烤溫度和時間進行烘烤,烘烤過程中定時觀察,防止烤糊。

1.3.7 輔料的準備 將木糖醇粉碎過80目篩,待用。將花生蛋白粉于100 ℃烘箱內烘烤10 min左右,待用。

1.3.8 混勻 按照實驗設計將各種原輔料粉充分攪拌,混合均勻,保證營養(yǎng)和口感達到最佳狀態(tài)。

1.4 單因素實驗

1.4.1 烘烤溫度和時間的確定 將100～120目的發(fā)芽苦蕎粉放在烤箱中采用不同的溫度和時間組合進行烘烤:分別在100、130和160 ℃下烘烤15、30、45 min,將實驗制得的9組產品進行感官評價,確定最佳的烘烤參數。

1.4.2 發(fā)芽苦蕎粉粒徑大小 分別將原料粉碎至不同的粒徑大小(20～40、40～60、60～80、80～100、100～120、120～140目),烘烤后與花生蛋白粉按4∶1的配比,以發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉按100%計,再輔以3%的SSPS、20%的奶粉、20%的木糖醇和0.15%的β-環(huán)糊精,混合均勻并沖調,對其結塊率進行測定,結合感官評價,選取合適的苦蕎顆粒大小。

1.4.3 發(fā)芽苦蕎粉與花生蛋白粉復合配比 在預實驗的基礎上,將烘烤后的發(fā)芽苦蕎粉與花生蛋白粉分別按5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2的比例混合,以發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉按100%計,再輔以3%的SSPS、20%的奶粉、20%的木糖醇和0.15%的β-環(huán)糊精,混合均勻并沖調,對其保水力進行測定,結合感官評價,選取較佳的復合配比。

1.4.4 SSPS添加量的確定 在預實驗的基礎上,分別選取SSPS的添加量為1%、2%、3%、4%和5%,固定發(fā)芽苦蕎粉和花生蛋白粉的比例為4∶1,奶粉添加比例為20%,木糖醇添加比例為20%,β-環(huán)糊精的添加比例為0.15%,制成復合粉并沖調后,通過感官評定確定最佳的SSPS添加量。

1.4.5 奶粉添加量的確定 在預實驗的基礎上,分別選取奶粉的添加量為10%、15%、20%、25%和30%,固定發(fā)芽苦蕎粉和花生蛋白粉的比例為4∶1,SSPS的添加量為3%,木糖醇添加比例為20%,β-環(huán)糊精的添加比例為0.15%,制成復合粉并沖調后,通過感官評定確定最佳的奶粉添加量。

1.4.6 木糖醇添加量的確定 在預實驗的基礎上,分別選取木糖醇的添加量為5%、10%、15%、20%、25%和30%,固定發(fā)芽苦蕎粉和花生蛋白粉的比例為4∶1,SSPS的添加量為3%,奶粉的添加比例為20%,β-環(huán)糊精的添加比例為0.15%,制成復合粉并沖調后,通過感官評定確定最佳的木糖醇添加量。

1.4.7β-環(huán)糊精添加量的確定 在預實驗的基礎上,分別選取β-環(huán)糊精的添加量為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%,固定發(fā)芽苦蕎粉和花生蛋白粉的比例為4∶1,SSPS的添加量為3%,奶粉的添加量為20%,木糖醇添加比例為20%,制成復合粉并沖調后,通過感官評定確定最佳的β-環(huán)糊精添加量。

表2 感官評分標準

1. 5 正交實驗設計

為確定發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉的最優(yōu)工藝條件,根據單因素實驗結果,以發(fā)芽苦蕎粉在130 ℃烘烤45 min、發(fā)芽苦蕎粉粒徑大小80～100目、發(fā)芽苦蕎花生蛋白粉的配比4∶1作為復合粉的基本工藝參數,選擇SSPS(A)、奶粉(B)、木糖醇(C)和β-環(huán)糊精(D)4個因素,采用L9(34)正交實驗進行優(yōu)化,按成品的感官指標綜合評分,篩選出最佳配方。其因素水平見下表1。

表1 正交實驗因素與水平表

1. 6 檢驗方法

1.6.1 結塊率的測定 參照許亞翠等的[15]方法并加以調整,精確稱取樣品20 g于小燒杯中,加入80 ℃的熱水80 mL,充分攪拌10 min,然后觀察結塊、分層現象;取20目篩網,對營養(yǎng)粉溶液進行過濾,用清水沖洗結塊物,放入干燥箱中烘至恒重,帶篩網稱重。待烘干后,減去篩網重量即為結塊物的重量,結塊率的計算公式如下:

結塊率(%)=(結塊物的重量/營養(yǎng)粉干重)×100

1.6.2 保水力的測定 參照汝醫(yī)等[16]的方法并加以調整,稱取1 g樣品置入事先稱好的離心管中,加入 25 mL蒸餾水,在25 ℃搖床里振蕩1 h以后,以5000 r/min離心20 min,傾去上清液后稱重,保水力表示每克樣品所吸附的水量。

1.6.3 感官評定 稱取發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉20 g置于透明容器中,先加入少量溫開水攪拌成糊狀,再取一定量80 ℃以上的開水倒入容器中攪拌均勻,3 min后由10名經過感官評價培訓的品嘗者就其氣味、色澤、組織形態(tài)和口感等指標進行評判,給出一個綜合評分,感官評定標準見下表2。在評定時,每品嘗一個樣品后均用清水漱口,休息10～15 min后再品嘗下一個樣品,綜合所有評委的評分,取其平均值作為總評分。

1.6.4 GABA含量的測定 GABA測定采用高效液相色譜HPLC,條件參照Guo等[17]的方法。

1.7 數據統(tǒng)計分析

實驗設3次重復,采用Excel2003軟件計算平均值、標準差及繪圖,利用SPSS(version 16.0,Inc.,Chicago,IL,USA)軟件對數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 烘烤溫度及時間的確定 不同的烘烤溫度和烘烤時間對苦蕎粉感官品質的影響見表3。當溫度控制在130 ℃時,30 min后苦蕎粉即由淡黃色變成黃色,繼續(xù)烘烤15 min,顏色變?yōu)榻瘘S色,且麥香濃郁,再接著烘烤15 min不會出現烤糊現象,工藝操作的穩(wěn)健性好,所以,130 ℃下烘烤45 min為最適條件。

表3 烘烤的溫度和時間對復合粉的影響

2.1.2 發(fā)芽苦蕎粉粒徑的確定 將不同粒徑的苦蕎粉制成產品后分別進行沖調實驗,其結塊率和感官評分見表4。結塊率隨顆粒粒徑的減小而不斷增加,在粒徑大于100目時,結塊率明顯提高。當粒度目數小于80時,顆粒過大,在沖調過程中結構粗糙,均勻性差,顆粒變軟糊化困難,造成“硬芯”現象,在口感上也比較粗糙,有砂粒感,不夠細膩;當粒徑大于100目時,即粒徑過小,顆粒比表面積過大,水與粉的接觸面會形成一個包裹著干粉的“糊化層”,阻礙水分向內滲透,繼而形成不易分散的結塊,產生“夾心”現象[18]。因此,使苦蕎粉粒徑大小保持在80～100目比較適宜。

表4 粒徑大小對復合粉結塊率及感官品質的影響

2.1.3 發(fā)芽苦蕎粉與花生蛋白粉復合配比的確定 保水力是表示發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉中淀粉與水結合的程度,對復合營養(yǎng)粉制作食品時的商品性、成品的成型性等有重要影響[19]。由圖1可知,當發(fā)芽苦蕎粉與花生蛋白粉的配比為4∶1或5∶1時,其保水力較高,但就口感等感官品質而言,以4∶1配比的復合粉口感更加香甜,而后者則稍帶有苦味。綜合考慮,選取發(fā)芽苦蕎粉與花生蛋白粉的復配比為4∶1。

圖1 發(fā)芽苦蕎粉與花生蛋白粉配比對復合粉保水力和感官品質影響 Fig.1 Effect of ratio for germinated tartary buckwheat flour and peanut protein flour on moisture holding capacity and sensory quality of composite powder

2.1.4 水溶性大豆多糖(SSPS)添加量對復合粉的影響 SSPS對復合營養(yǎng)粉感官得分的影響如圖2所示。發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉的感官評分隨著SSPS含量的增加呈現先增加后減少的趨勢。SSPS是一種結構類似果膠的酸性多糖,由半乳糖醛酸組成的酸性糖主鏈和阿拉伯糖基組成的中性糖側鏈構成,可從大豆子葉和豆渣中獲得[20-21]。SSPS常用來提高乳飲料的穩(wěn)定性和抗結性[21-22],并可作為膳食纖維強化劑添加到產品當中[20]。SSPS添加量為3%時產品感官評分最高,故選擇SSPS添加比例為2%、3%和4%進行下一步的正交實驗。

圖2 SSPS添加量對復合粉的影響Fig.2 Effect of the addition level of SSPS on composite powder

2.1.5 奶粉添加量對復合粉的影響 奶粉添加量對復合營養(yǎng)粉感官得分的影響如圖3所示。從圖3中可以看出,隨著奶粉添加比例的改變,感官評價得分先上升而后下降。當添加奶粉比例為20%時,感官得分最高,之后再增加奶粉后,感官得分緩慢下降。奶粉含量過多,產品吸水能力加強,產品奶香味過于濃郁,奶粉與復合營養(yǎng)粉其它成分不能很好的互溶,沖調后產品過于黏稠,結塊較多,影響口感與沖調性。因此,根據最終評分情況,實驗選擇奶粉添加比例為20%、25%和30%進行正交實驗。

圖3 奶粉添加量對復合粉的影響Fig.3 Effect of the addition level of milk powder on composite powder

2.1.6 木糖醇添加量對復合粉的影響 從圖4中可以看出,感官評價得分先隨著木糖醇添加比例的遞增而呈上升趨勢,當添加比例達到20%時,感官得分最高,當添加比例超過20%時,感官評分開始呈下降趨勢。較少的木糖醇不足以掩蓋苦蕎粉本身帶有的苦味,而添加比例過高又會因為過于甜膩影響口感。因此,根據最終評分情況,實驗選擇木糖醇添加比例為15%、20%和25%進一步進行正交實驗。

圖4 木糖醇添加量對復合營養(yǎng)粉感官品質的影響Fig.4 Effect of the addition level of xylitol on composite powder

2.1.7β-環(huán)糊精添加量對復合粉的影響β-環(huán)糊精添加量對復合粉感官品質的影響如圖5所示,β-環(huán)糊精是使用廣泛的增稠劑[22],當β-環(huán)糊精的添加量為0.15%時,感官得分最高,實驗選取β-環(huán)糊精添加比例為0.10%、0.15%和0.20%進行正交實驗。

圖5 β-環(huán)糊精添加量對復合營養(yǎng)粉感官品質的影響Fig.5 Effect of the addition level of β cyclodextrin on composite powder

2.2 正交實驗

在上述單因素實驗的基礎上,以SSPS添加比例(A)、奶粉添加比例(B)、木糖醇添加比例(C)、β-環(huán)糊精添比例(D)作為4個因素,采用L9(34)正交表進行實驗。結果見表5。

表5 正交實驗設計及結果

由表5的極差分析可知,各因素對復合營養(yǎng)粉感官評定得分影響的主次順序為A>B>C>D,即SSPS>奶粉>木糖醇>β-環(huán)糊精,最優(yōu)添加比例為A2B2C3D3,即SSPS添加比例為3%,奶粉添加比例為25%,木糖醇添加比例為25%,β-環(huán)糊精為0.15%。此組合在正交實驗中沒有出現,需進行驗證。根據最優(yōu)配方進行驗證實驗,結果見表6。由驗證實驗得出最優(yōu)組合為A2B2C3D3,即最優(yōu)配方為(以混合后的發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉100%計):發(fā)芽苦蕎粉37.48%,花生蛋白粉9.37%,SSPS 3%,奶粉25%,木糖醇25%,β-環(huán)糊精0.15%。經檢測,發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉的GABA含量為24.62 mg/100 g DW,含量很高。

表6 較優(yōu)方案的驗證實驗

3 結論

本研究表明,發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉的最優(yōu)工藝參數為:將原料粉碎至80～100目,在130 ℃烤箱內烘烤45 min,按發(fā)芽苦蕎粉與花生蛋白粉配比4∶1,SSPS 3%,奶粉25%,木糖醇25%,β-環(huán)糊精0.15%進行組合。制得的發(fā)芽苦蕎花生復合營養(yǎng)粉用熱水沖調后成糊狀,可直接食用,口感細膩、感官俱佳、營養(yǎng)豐富,GABA含量高,具有廣泛的開發(fā)價值。

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Development of composite nutrition powder of germinated tartary buckwheat and peanut protein

ZHU Yun-hui,YAN Hui,DUAN Yuan-feng,GUO Yuan-xin*

(College of Food and Drug,Anhui Science and Technology University,Fengyang 233100,China)

In order to enrich the kinds of tartary buckwheat food,the composite nutrition powder of germinated tartary buckwheat and peanut protein was developed,using germinated tartary buckwheat flour and peanut protein flour as the main raw material,where soluble soybean polysaccharides(SSPS)and other auxiliary material were added.The baking temperature and time,particle size of tartary buckwheat flour and the ratio of raw and supplemental materials were studied by single factor experiments and sensory evaluations,caking rate and moisture holding capacity were evaluated,on the basis of which,the ratio of raw and supplemental materials were optimized by orthogonal design. The results indicated that the optimal formula of composite nutrition powder was obtained:baking parameter of germinated tartary buckwheat flour with temperature 130 ℃ and time 45 min,germinated tartary buckwheat flour with size of 80～100 mesh,the optimal formulation of composite nutrition powder with germinated tartary buckwheat flour,peanut protein flour,SSPS,milk powder,xylitol andβcyclodextrin of 37.48%,9.37%,3%,25%,25% and 0.15%,respectively. The composite nutrition powder had better flavor and high nourishment with 24.62 mg/100 g DW of GABA content for this formula.

germinated tartary buckwheat;peanut protein;nutrition powder;orthogonal design

2015-03-16

朱云輝(1991-)，男，碩士研究生，研究方向：食品功能性成分的富集及品質控制,E-mail:zyh172926966@163.com。

*通訊作者:郭元新(1970-)，男，博士，教授，研究方向：農產品加工及品質控制，E-mail:guoyuanxiner@163.com 。

安徽省自然科學基金項目(1308085MC32)。

TS201.1

B

1002-0306(2015)23-0234-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.23.040