劉皖驕 - 劉 勇 張衛(wèi)華 - 楊劍婷 -

(安徽科技學(xué)院，安徽 滁州 233100)

2016年，農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)開發(fā)的指導(dǎo)意見》開啟了中國馬鈴薯主食化戰(zhàn)略新篇章[1]。目前已研發(fā)出適合中國居民飲食習(xí)慣的中式馬鈴薯主食產(chǎn)品如饅頭、面條等[2-5]。截至2017年底，中國60歲及以上老年人口已達(dá)2.41億人，占總?cè)丝诘?7.3%(國際標(biāo)準(zhǔn)占比為7%)。預(yù)計到2050年前后，老年人口占比將達(dá)34.9%[6]。人口老齡化已成為不可忽視的社會問題，中老年人的健康也越來越引起人們的關(guān)注。

隨著年齡的增長，中老年人代謝功能逐漸下降，消化功能逐漸衰退，神經(jīng)系統(tǒng)功能不斷退化，骨骼形態(tài)也發(fā)生改變，心腦血管疾病發(fā)病率提高[7-9]。根據(jù)中國中老年人膳食指南，綜合疾病的需求，中老年人應(yīng)提高優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的攝入量，并適當(dāng)攝入粗糧有利于中老年人強(qiáng)身健體[10]。由于米粉具有營養(yǎng)、方便、易消化等特點，近幾年來廣受中老年人的歡迎，為改變目前市場上米粉種類單一的現(xiàn)狀，越來越多的米粉生產(chǎn)商開始嘗試添加五谷雜糧及營養(yǎng)素[11-12]，但添加物過于單一，無法滿足中老年人的營養(yǎng)需求[13]；過于復(fù)雜，增加中老年人的胃腸道負(fù)擔(dān)[14-15]，而關(guān)于馬鈴薯應(yīng)用于中老年米粉產(chǎn)品中的研究應(yīng)用鮮見報道[16-17]。試驗擬研究一種滿足中老年人營養(yǎng)需求的、符合國家馬鈴薯主食化大趨勢的、添加大豆、綠豆、玉米的馬鈴薯復(fù)合米粉，旨在為中老年人提供更加符合其生理特征的馬鈴薯復(fù)合米粉。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

粳米：安徽盛農(nóng)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司；

馬鈴薯(晉薯2號)、綠豆、大豆、小米：市售；

堿性蛋白酶：20萬 U/g，濟(jì)南龍源生物公司；

豬胰酶：10 U/mg，上海凱爾生物科技有限公司；

淀粉葡萄糖苷酶：10 U/mg，上海麥克林生物科技有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

噴霧制粒包衣機(jī)：YC-1000型，上海雅程儀器設(shè)備有限公司；

數(shù)顯黏度計：NDJ-5S型，上海橫平儀器儀表廠；

小型高速粉碎機(jī)：RT-02A型，北京開創(chuàng)同和科技發(fā)展有限公司；

均質(zhì)機(jī)：D-500型，上海珂淮儀器有限公司；

高速組織搗碎機(jī)：DS-1型，上海精科實業(yè)有限公司；

電磁攪拌機(jī)：HS-12型，寧波市鄞州群安實驗儀器有限公司；

超聲波提取機(jī)：VOSHIN-D650UE型，無錫沃信儀器制造有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 馬鈴薯復(fù)合米粉的工藝制備 根據(jù)楊冬彥等[18]的方法稍作修改，以煮制為熟化方式再經(jīng)噴霧干燥制備馬鈴薯復(fù)合米粉。稱取500 g粳米去除雜質(zhì)，淘洗，浸泡30 min后轉(zhuǎn)入60 ℃烘箱中干燥至恒重備用；馬鈴薯洗凈、削皮，切成3 mm薄片，經(jīng)護(hù)色、燙漂[19]后轉(zhuǎn)入60 ℃烘箱中干燥至恒重備用；稱取250 g大豆去除雜質(zhì)，洗凈于60 ℃烘箱中烘1 h，倒入炒鍋，電磁爐功率1 000 W,炒制15 min，晾涼備用；綠豆和小米洗凈浸泡后于沸水中燙漂5 min，其余前處理方式同粳米。根據(jù)不同的試驗方案，將樣品混合打粉過80目篩，按料液比1∶20(g/mL)加入蒸餾水煮沸后再煮制5 min，使用高速組織搗碎機(jī)搗碎20 min后在進(jìn)樣溫度170 ℃，進(jìn)料流量480 mL/h條件下進(jìn)行噴霧干燥，得成品馬鈴薯復(fù)合米粉。

1.2.2 馬鈴薯和粳米粉配比的確定 將馬鈴薯粉和粳米按質(zhì)量比25∶75，30∶60，35∶45，40∶60，45∶55進(jìn)行配比，并以全粳米粉為對照，按料液比1∶20(g/mL)添加蒸餾水，煮5 min后噴霧干燥，干燥后粉末按料液比1∶10(g/mL)用100 ℃蒸餾水沖泡，立即測定其黏度值，計算黏度比率，并根據(jù)感官評價結(jié)果，優(yōu)選最佳比例。

1.2.3 大豆、綠豆、小米添加量的確定 在確定馬鈴薯復(fù)合米粉比例的基礎(chǔ)上，以0%，5%，10%，15%，20%的大豆添加量；0%，5%，10%，15%，20%的綠豆添加量；0%，5%，10%，15%，20%的小米添加量進(jìn)行單因素試驗，在相同的工藝條件下，按料液比1∶10(g/mL)用100 ℃蒸餾水沖泡，檢測不同大豆、綠豆、小米添加量的馬鈴薯復(fù)合米粉的黏度值，計算黏度比率，并根據(jù)感官評價，優(yōu)選出大豆的最佳添加量。

1.2.4 馬鈴薯復(fù)合米粉最佳配方的混料設(shè)計 在單因素試驗的基礎(chǔ)上，利用DPS 7.05軟件采用極端頂點原理進(jìn)行混料設(shè)計試驗，以大豆、綠豆、小米添加量以及馬鈴薯復(fù)合米粉的添加量為自變量，以黏度值為因變量，確定混料設(shè)計的最佳配方。

1.2.5 馬鈴薯米粉的感官評價 將單因素試驗和混料試驗制得的各米粉按料液比1∶10(g/mL)添加100 ℃蒸餾水沖泡，通過20名經(jīng)感官評價訓(xùn)練的鑒評員對不同的復(fù)合米粉進(jìn)行感官鑒評，評分標(biāo)準(zhǔn)參照表1。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.6 黏度的測定及黏度比率的計算 參照1.2.5的沖泡方法，按不同的料液比將各米粉沖泡完成后，使用NDJ-5S數(shù)顯黏度計分別在轉(zhuǎn)速6，60 r/min下測定其黏度值，按式(1)計算黏度比率。

(1)

式中：

T——黏度比率；

x——低速時黏度表的讀數(shù)，mPa·s；

xmax——高速時黏度表的讀數(shù)，mPa·s。

1.2.7 馬鈴薯復(fù)合米粉的模擬消化試驗 根據(jù)Englyst法[20-21]，用淀粉消化指數(shù)(SDI)表示淀粉體外消化率，并按式(2)計算。

(2)

式中：

SDI——淀粉體外消化率，%；

G——淀粉水解產(chǎn)生的最大葡萄糖含量(以水解后葡萄糖含量計算)，g；

F——理論上淀粉水解成葡萄糖的含量，g。

酶解動力學(xué)：根據(jù)王睿[22]的方法并稍作修改，準(zhǔn)確稱取待測淀粉樣品200 mg于燒瓶中，以市售樣品為對照，加入pH 5.2的0.2 mol/L醋酸鈉緩沖溶液15 mL，配制豬胰α-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶的混酶液，將醋酸鈉緩沖溶液和混酶液同時于37 ℃水浴鍋中預(yù)熱5 min，混合，立即于37 ℃水浴鍋中并以150 r/min振蕩，分別在0，10，20，30，60，90，120，180 min時取樣0.5 mL于離心管中，迅速加入4 mL無水乙醇搖勻，4 000 r/min離心10 min。使用苯酚—硫酸法，按式(3)計算淀粉酶解率。

(3)

式中：

A——酶解率，%；

Gt——淀粉酶酶解t時間后產(chǎn)生的葡萄糖含量，mg。

1.2.8 營養(yǎng)成分的測定

(1)蛋白質(zhì)含量：按GB 5009.5—2016中的凱氏定氮法執(zhí)行。

(2)脂肪含量：按GB 5009.6—2016中的索氏抽提法執(zhí)行。

(3)粗纖維含量：按GB 5009.88—2014中的中性洗滌劑法。

(4)總糖含量：按GB/T 18738—2006執(zhí)行。

(5)VA含量：按GB 5009.82—2016執(zhí)行。

(6)VB1含量：按GB 5009.84—2016執(zhí)行。

(7)VC含量：按GB/T 14754—2010執(zhí)行。

(8)Na含量：按GB 5009.91—2017執(zhí)行。

(9)Ca含量：按GB 5009.92—2016執(zhí)行。

(10)Fe含量：按GB 5009.90—2016執(zhí)行。

(11)Zn含量：按 GB 5009.14—2017執(zhí)行。

1.2.9 數(shù)據(jù)處理 根據(jù)下限約束原理設(shè)計混料試驗，采用DPS 7.05軟件，對試驗結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立回歸模型，確定馬鈴薯復(fù)合米粉的最佳配方。

惠普軟件高級安全策略師兼著名云安全專家Rafal Los表示，云數(shù)據(jù)存儲供應(yīng)商可以通過持續(xù)的保障措施來增加客戶對其服務(wù)的信任，例如主動安全監(jiān)測，定期發(fā)布安全狀態(tài)報告以及遵守可行的法規(guī)。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯和粳米配比對復(fù)合米粉感官評價及黏度比率的影響

由圖1可知，質(zhì)量比為35∶65的馬鈴薯與米粉配比感官評價最高，在外觀、口感、風(fēng)味上最優(yōu)，質(zhì)地差異較小。由于馬鈴薯中淀粉含量小于粳米中的，米粉中淀粉含量隨馬鈴薯添加量的增多先減小后增加；當(dāng)馬鈴薯添加量為35%時，淀粉含量最小，其沖泡口感最好，既具有馬鈴薯的特殊風(fēng)味也具有粳米的獨有芳香。

圖1 馬鈴薯和粳米配比感官評價圖

由圖2可知，黏度比值隨馬鈴薯與粳米的質(zhì)量比的增加呈先降低后升高的趨勢。由于黏度比值>1表明馬鈴薯復(fù)合米粉是偽塑性流體，復(fù)合米粉沖泡后，淀粉大分子之間相互作用，在低速流動時，大分子之間相互勾黏纏結(jié)；當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)時，由于流層之間剪切應(yīng)力的作用，一些散亂的大分子物質(zhì)順應(yīng)攪拌棒滾動旋轉(zhuǎn)成團(tuán)，相互作用減小，因此，當(dāng)攪拌棒速度增加時，在剪切應(yīng)力的作用下，表觀黏度值減小，黏度比值增加；大分子物質(zhì)含量越高，黏度比值越大。隨著馬鈴薯與粳米配比的增大，淀粉含量先減小后增大，大分子物質(zhì)含量也先減小后增大，黏度比率隨之發(fā)生改變。綜合感官評價的結(jié)果，確定以質(zhì)量比35∶65的馬鈴薯米粉配比為基料，進(jìn)行大豆、綠豆、小米與馬鈴薯復(fù)合米粉的復(fù)配。

圖2 馬鈴薯和粳米配比黏度比率

2.2 大豆添加量對馬鈴薯復(fù)合米粉的感官評價及黏度比率的影響

由圖3可知，當(dāng)大豆添加量為5%時，復(fù)合米粉的感官評分最高，不同大豆添加量的馬鈴薯復(fù)合米粉在口感、外觀、風(fēng)味上差異較大，質(zhì)地差異較小。由圖4可知，黏度比率隨大豆添加量的增加呈下降趨勢，由于大豆中淀粉含量低，隨著添加量的增大，具有黏結(jié)性的大分子物質(zhì)的量減小，黏度比率降低。因此，以5%大豆添加量為最小添加量。

圖3 大豆單因素感官評價

圖4 大豆單因素黏度比率

2.3 綠豆添加量對馬鈴薯復(fù)合米粉的感官評價及黏度比率的影響

由圖5可知，當(dāng)綠豆添加量為10%時，復(fù)合米粉的感官評分最高，不同綠豆添加量的馬鈴薯米粉在質(zhì)地上區(qū)別較小，在口感、外觀、風(fēng)味上有較大區(qū)別。由圖6可知，黏度比率隨綠豆添加量的增加呈先上升后下降再上升趨勢。綠豆的淀粉含量略高于馬鈴薯，綠豆添加量在一定范圍內(nèi)時，米糊中的淀粉含量增大，黏度比率上升；綠豆淀粉含量低于大米淀粉含量，繼續(xù)添加綠豆，稀釋米粉中的淀粉，淀粉含量降低，黏度比率降低；綠豆中含有約40%的支鏈淀粉，綠豆添加量達(dá)到一定值后黏度上升。綜合感官評分，選擇10%的綠豆添加量作為混料設(shè)計的最小添加量。

圖5 綠豆單因素感官評價

Figure 5 Single-factor sensory evaluation ratio of of mung bean

圖6 綠豆單因素黏度比率

2.4 小米添加量對馬鈴薯復(fù)合米粉的感官評價及黏度比率的影響

由圖7可知，當(dāng)小米添加量為10%時，復(fù)合米粉的感官評分最高，不同小米添加量對米糊的質(zhì)地影響不大，對口感、外觀、風(fēng)味有較大影響。由圖8可知，黏度比率隨小米添加量的增加先下降后上升。小米的淀粉含量較高，且多為支鏈淀粉，支鏈淀粉需在加熱加壓的條件下才溶于水中，并且不可形成凝膠體，因此，隨著小米添加量的增大，直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例呈先下降后上升趨勢，黏度比率隨之發(fā)生改變。當(dāng)小米添加量為2.5%，10%時，黏度比率為1.5，綜合感官評價結(jié)果，選擇10%的小米添加量為最小添加量。

2.5 混料設(shè)計試驗

結(jié)合單因素試驗結(jié)果，以黏度比率為響應(yīng)值，大豆添加量X1、綠豆添加量X2、小米添加量X3、馬鈴薯復(fù)配米粉X4，限定X1≥5%，X2≥10%，X3≥10%，X4≥40%，設(shè)定X1+X2+X3+X4=1，根據(jù)下限約束設(shè)計原理，利用DPS 7.05軟件進(jìn)行混料設(shè)計，設(shè)計各添加物比例及結(jié)果見表2。

圖7 小米單因素感官評價

圖8 小米單因素黏度比率

經(jīng)DPS 7.05軟件擬合混料二次項回歸方程：

(4)

表2 混料設(shè)計優(yōu)化最佳配方結(jié)果

表3 混料設(shè)計擬合方程方差分析表?

2.6 馬鈴薯復(fù)合米粉模擬消化試驗

2.6.1 淀粉體外消化 由圖9可知，馬鈴薯復(fù)合米粉的淀粉體外消化率為82.48%，低于市售某品牌的中老年山藥米粉的(淀粉體外消化率為89.86%)。試驗所制備的復(fù)合米粉中大米的含量約占1/4，小于某市售山藥米粉中的大米添加量，大米淀粉相較于其他淀粉更易消化；且馬鈴薯中具有較多的慢消化淀粉和抗性淀粉，即使經(jīng)過熟化，也達(dá)不到大米淀粉的消化率[23]；該米粉中的支鏈淀粉含量較高，支鏈淀粉的分子量更大，不易消化，導(dǎo)致消化率降低[24]；復(fù)合米粉中雜糧含有較多的膳食纖維，膳食纖維會在胃部與淀粉結(jié)合，延緩淀粉的消化吸收，降低淀粉酶解率。

2.6.2 體外消化動力學(xué) 由圖9可知，某市售山藥米粉的酶解率高于馬鈴薯復(fù)合米粉的，但在淀粉酶解過程中，兩種米粉的酶解曲線趨勢接近。淀粉酶解過程中，酶能通過淀粉表面的孔洞進(jìn)入到淀粉顆粒內(nèi)部，從而加速淀粉顆粒的水解速率，大米淀粉顆粒是不規(guī)則形，表面光滑，粒徑小，比表面積大，更易吸水膨脹，被淀粉酶消化水解[25]。

2.6.3 營養(yǎng)成分 由表4可知，試驗所制備的馬鈴薯復(fù)合米粉的維生素和微量元素的含量基本高于市售米粉的，有利于中老年人補(bǔ)充基本營養(yǎng)；其能量和碳水化合物含量低于市售米粉的，減少該部分?jǐn)z入量有利于降低各類疾病的發(fā)生率；其膳食纖維含量高于市售米粉的，有利于增加腸道蠕動，控制血糖水平[26]。但該米粉的脂肪含量高于市售米粉的，不利于中老年人血液流通，容易動脈硬化。

圖9 兩種淀粉體外酶解動力學(xué)模型曲線

Figure 9 Kinetics curves of enzymatic hydrolysis of two kinds of starch in vitro

表4 兩種米粉的各營養(yǎng)成分含量

3 結(jié)論

馬鈴薯復(fù)配米粉的最佳配方為黃豆12.31%，綠豆20.84%，小米24.36%，馬鈴薯14.88%，大米27.61%，淀粉消化率為82.48%；黏度比值受直鏈淀粉和支鏈淀粉的影響；消化率不僅受不同淀粉種類影響，還會被膳食纖維延緩吸收；該馬鈴薯復(fù)合米粉能量攝入較低，維生素和微量元素含量較高，更貼合中老年人的營養(yǎng)健康需求。該產(chǎn)品擴(kuò)充了馬鈴薯主食產(chǎn)品，但是相較于市售米粉，該復(fù)合米粉的脂肪和鈉含量較高，容易導(dǎo)致高血壓、動脈硬化等慢性疾病的發(fā)生，還需進(jìn)一步研究降低此類成分，使該米粉更加契合中老年人的生理需求。