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        發(fā)芽高粱重組營養(yǎng)片的制備

        2015-12-20 06:28:58易翠平李夢婷長沙理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院健康谷物制品研究所湖南長沙410114
        食品與機(jī)械 2015年5期

        李 艷 易翠平 李夢婷 楊 陽(長沙理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院健康谷物制品研究所,湖南 長沙 410114)

        近年來,學(xué)者們研究了發(fā)芽[1-3]、發(fā) 酵[2]、浸 泡[1]、擠壓[4]等不同方法以改善高粱的品質(zhì),擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。已有的研究[5-7]表明:發(fā)芽可以使高粱氨基酸總含量和維生素B1含量升高,單寧含量降低、澀味減淡,可以在新型高粱食品、食品配料及功能保健食品方面進(jìn)一步應(yīng)用,非洲也一直有將其作為嬰兒斷奶食品的傳統(tǒng)[7]。因此,發(fā)芽是提高高粱營養(yǎng)品質(zhì)和食用品質(zhì)的有效途徑。

        籽粒莧(又名千穗谷)是莧科莧屬(Amaranthus hypochondriacus L.)一年生糧、飼、菜兼用型,高蛋白、高膳食纖維的小品種谷物,其蛋白質(zhì)含量高于一般谷物,質(zhì)量超過大豆,與牛奶接近。籽粒莧的氨基酸組成比例合理,且富含賴氨酸[8]。近年來的研究[9]發(fā)現(xiàn),擠壓工藝可以降低籽粒莧的總酚、植酸和抗氧化性,增加其中的可溶性膳食纖維含量,亦有提高其品質(zhì)的作用。大米是中國最重要的糧食作物,2014年中國大米的年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了2.06億t[10],占中國糧食總產(chǎn)量的40%,居世界首位。然而長期以來,中國大米加工僅處于一種滿足人們口糧需求的初級加工狀態(tài),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一,綜合利用水平低。綜上,高粱、籽粒莧和大米單獨(dú)作為食品應(yīng)用均有自身的優(yōu)缺點(diǎn),但三者在蛋白質(zhì)含量和氨基酸組分的構(gòu)成上可以形成營養(yǎng)互補(bǔ);高粱和籽粒莧中都含有單寧,而大米口感細(xì)膩,可以彌補(bǔ)口感上的不足。

        因此,本研究擬采用這3種谷物制備重組營養(yǎng)片,旨在開發(fā)一種富含蛋白質(zhì)和膳食纖維的新型雜糧制品,為推動雜糧產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供新的途徑。

        1 材料與方法

        1.1 材料與儀器

        紅高粱、白高粱、籽粒莧、秈米:市售,以上3種糧食分別磨粉,過80目篩,備用;

        電子天平:CP114型,奧豪斯儀器(上海)有限公司;

        電熱恒溫培養(yǎng)箱:78-1型,上海百典儀器設(shè)備有限公司;

        智能型雙螺桿擠壓機(jī):FMHE36型,湖南富馬科食品工程技術(shù)有限公司;

        膳食纖維測定儀:CFS6-GDE型,意大利VELP公司;

        冷凍切片機(jī):CM1950型,德國Leica公司;

        顯微鏡:Leica DM4000BLED型,德國Leica公司。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 制備工藝流程

        發(fā)芽高粱、籽粒莧、秈米除雜、清洗→磨粉(80目)→按比例混勻→調(diào)質(zhì)至水分含量約為18%→螺桿擠壓成型(螺桿轉(zhuǎn)速為160~200r/min,模頭溫度為70~100℃,模頭壓力為3~8MPa,機(jī)筒內(nèi)溫度分布為65~75,140~180,30~50℃)→流化風(fēng)干(45~55℃烘干至營養(yǎng)片含水量達(dá)到20%~22%)→輥筒壓片(壓片機(jī)的輥間距為0.2mm)→烘干(60~80℃烘干至營養(yǎng)片含水量為3%~6%)→稱量→包裝→產(chǎn)品

        1.2.2 發(fā)芽高粱的制備 高粱籽粒經(jīng)除雜、自來水清洗、浸種6~8h、NaClO消毒后,在濕度為80%的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi),30℃靜置培養(yǎng)14h左右,至芽長0.5~1.0mm左右取出,低溫干燥,粉碎備用[5,6]。

        1.2.3 重組營養(yǎng)片配方設(shè)計(jì)

        (1)以蛋白質(zhì)和膳食纖維含量等食品營養(yǎng)成分作為指標(biāo)。

        (2)建立數(shù)學(xué)模型,使?fàn)I養(yǎng)片的蛋白質(zhì)和膳食纖維組成符合目標(biāo)需求。

        (3)采用計(jì)算機(jī)軟件 Mathematica 8.0處理數(shù)學(xué)模型(1)~(4),優(yōu)化后得到重組營養(yǎng)片配方。

        式中:

        M1、M2、M3——分別指試驗(yàn)原料的蛋白質(zhì)含量,%;

        P1、P2、P3——分別指試驗(yàn)原料的膳食纖維含量,%;

        A1、A2、A3——試驗(yàn)樣品的感官評定值;

        a1、a2、a3——試驗(yàn)樣品的保脆性。

        (4)按1.2.1制備重組營養(yǎng)片并測定相關(guān)指標(biāo)。

        1.2.4 感官評定 由5位有經(jīng)驗(yàn)的感官檢驗(yàn)人員,根據(jù)營養(yǎng)片的色澤、風(fēng)味、口感等指標(biāo)對試驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行評定(表1)。

        1.2.5 膳食纖維含量的測定 按 GB 5009.88—2008《食品中膳食纖維的測定》進(jìn)行。

        1.2.6 粗蛋白質(zhì)的測定 按GB 5009.5—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》進(jìn)行。

        1.2.7 營養(yǎng)片的顯微結(jié)構(gòu) 雜糧重組營養(yǎng)片用沸水浸泡15min,料水比為1∶2(m∶V),取出在-16℃冷凍切片機(jī)中低溫恒冷,切片成2μm厚,Lugol’s碘染色0.5min,顯微鏡觀察,圖片用LAS V 4.1軟件處理。

        表1 高粱重組營養(yǎng)片感官評價(jià)表(總分100)Table 1 Sensory evolution of reconstitute sorghum flake

        2 結(jié)果與分析

        2.1 重組營養(yǎng)片原料的蛋白質(zhì)和膳食纖維組成

        重組營養(yǎng)片原料的蛋白質(zhì)與膳食纖維含量見表2。由表2可知,發(fā)芽紅高粱和發(fā)芽白高粱作為全谷物食品,膳食纖維含量維持在較高水平;蛋白質(zhì)含量則以籽粒莧為最高;秈米的蛋白質(zhì)和膳食纖維含量均較低。3種原料從蛋白質(zhì)和膳食纖維含量看來可以互補(bǔ)。

        表2 高粱重組營養(yǎng)片原料的蛋白質(zhì)與膳食纖維含量表Table 2 The protein and dietary fiber of raw material in reconstitute sorghum flake %

        2.2 發(fā)芽高粱重組營養(yǎng)片配方設(shè)計(jì)

        發(fā)芽高粱重組營養(yǎng)片作為一種高蛋白質(zhì)和高膳食纖維食品,一般要求產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量≥8%,膳食纖維含量≥5%。因此,本試驗(yàn)采用 Mathematica 8.0軟件,建立數(shù)學(xué)模型并計(jì)算出6種配方,測定其蛋白質(zhì)和膳食纖維含量,結(jié)果見表3。

        表3 高粱重組營養(yǎng)片的配方及營養(yǎng)組成Table 3 The formula and nutrition component of reconstitute sorghum flake %

        由表3可知,實(shí)測6種雜糧重組營養(yǎng)片配方A~F的蛋白質(zhì)含量≥8%,膳食纖維含量≥5%,均符合建議的營養(yǎng)需求。

        2.3 雜糧重組營養(yǎng)片的感官評定

        將A~F 6種配方的雜糧重組營養(yǎng)片根據(jù)表1進(jìn)行感官評定,結(jié)果表明配方F、A的口感最好,其余依次為E、D、B、C(圖1)。說明以發(fā)芽白高粱為原料的D、E、F營養(yǎng)片配方得分普遍高于以發(fā)芽紅高粱為原料的A、B、C,因?yàn)榘赘吡恢械膯螌幒繕O顯著低于紅高粱,發(fā)芽后兩種高粱的單寧以及由單寧產(chǎn)生的澀味亦有差距,說明單寧含量是影響重組營養(yǎng)片感官品質(zhì)的主要因素。此外,感官評價(jià)的得分亦隨著膳食纖維含量的升高而降低,說明膳食纖維的含量對重組營養(yǎng)片的感官評價(jià)影響較大。

        圖1 高粱重組營養(yǎng)片的感官評價(jià)結(jié)果Figure 1 The result of sensory evolution on reconstitute sorghum flake

        2.4 雜糧重組營養(yǎng)片的顯微結(jié)構(gòu)

        選取A、F 2種感官評價(jià)分值最高的高粱重組營養(yǎng)片用沸水浸泡15min后冷凍切片,顯微鏡下觀察,結(jié)果見圖2。由圖2可知:在營養(yǎng)片中蛋白質(zhì)和纖維素一起聚集成團(tuán),分散在淀粉糊中,這可能是構(gòu)成營養(yǎng)片保脆性的主要原因。

        圖2 高粱重組營養(yǎng)片的顯微結(jié)構(gòu)圖Figure 2 The microscopic structure of reconstitute sorghum flake

        2.5 營養(yǎng)片的感官與理化指標(biāo)

        制備好的高粱重組營養(yǎng)片外觀呈疏松片狀,褐色,特有的膨化食品香味(表4)。營養(yǎng)片的理化指標(biāo)如水分、蛋白質(zhì)、膳食纖維、總砷、鉛等各項(xiàng)指標(biāo)均符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的營養(yǎng)和衛(wèi)生要求(表5)。

        表4 高粱重組營養(yǎng)片的感官指標(biāo)Table 4 Sensory index of reconstitute sorghum flake

        表5 高粱重組營養(yǎng)片的理化指標(biāo)Table 5 Physical and chemical index of reconstitute sorghum flake

        3 結(jié)論

        本研究首先將高粱發(fā)芽,改善其食用品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)后,再與籽粒莧和秈米按配比以螺桿擠壓的方式制備新型雜糧重組營養(yǎng)片食品。經(jīng) Mathematica 8.0軟件建立數(shù)學(xué)模型,以蛋白質(zhì)和膳食纖維為指標(biāo),優(yōu)化計(jì)算并進(jìn)行感官評定后發(fā)現(xiàn)配方一:發(fā)芽紅高粱17.3%、籽粒莧18.1%、秈米64.6%,經(jīng)擠壓加工后重組營養(yǎng)片的蛋白質(zhì)和膳食纖維含量可達(dá)8.8%,7.3%;配方二:發(fā)芽白高粱22.2%、籽粒莧22.2%、秈米55.6%,擠壓加工后重組營養(yǎng)片的蛋白質(zhì)和膳食纖維含量可達(dá)9.5%,6.6%;產(chǎn)品口感較好,是一種較為理想的沖調(diào)型高膳食纖維谷物制品。但這種產(chǎn)品是否因膳食纖維含量高而具有顯著的降脂減肥、改善便秘等功能,尚需進(jìn)一步研究。

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