宋盼盼，張艷紅，溫青云，劉剛，彭鐮心,2，譚茂玲,2*

(1.成都大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，成都 610106；2.成都大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部雜糧加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610106；3.四川省食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)院，成都 611731)

苦蕎(Fagopyrumtataricum)是一種雙子葉蓼科蕎麥屬植物[1]，在我國(guó)種植歷史悠久，主要分布在東北、華北、西北以及西南地區(qū)?？嗍w不僅具有普通糧食的營(yíng)養(yǎng)，其中鎂、鉀、銅、鐵等元素的含量為大米和小麥面粉的2～3倍[2-3]。苦蕎中富含其他雜糧沒(méi)有的蘆丁等多種活性物質(zhì)，能降血壓、降血糖以及預(yù)防心血管、動(dòng)脈硬化等疾病[4]。董岳峰[5]研究在納豆發(fā)酵中添加苦蕎來(lái)改善口感，利用苦蕎中淀粉糖類(lèi)含量高這一優(yōu)勢(shì)。趙嬌嬌等[6]以莜麥粉和苦蕎粉研究一種降糖代餐粉。李謙等[7]在發(fā)酵醬油中添加苦蕎，增加黃酮等含量。王新惠等[8]研究火腿腸產(chǎn)品，以苦蕎粉代替淀粉，研究一款苦蕎復(fù)合火腿腸。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的保健意識(shí)逐漸提高，苦蕎成為人們追求的健康雜糧。苦蕎雖然含有多種有益成分，但它自身卻難脫殼，直接打成粉是目前加工苦蕎的有效方法之一。苦蕎加工過(guò)程中熟化方式有多種，然而不同熟化過(guò)程中苦蕎品質(zhì)變化差異卻鮮有報(bào)道。本文選取川蕎1號(hào)為試驗(yàn)原料，研究了炒制、烘烤、蒸煮、擠壓膨化4種不同熟化方法對(duì)苦蕎基本營(yíng)養(yǎng)成分、氨基酸、蘆丁及槲皮素含量、抗氧化活性以及苦蕎粉水溶性(WSI)、吸水性(WAI)、色澤等品質(zhì)的影響，旨在為苦蕎粉的后期加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

苦蕎：川蕎1號(hào)，成都大學(xué)雜糧加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；甲醇(色譜純)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2′-聯(lián)氮-雙-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)：Sigma公司；3,5二硝基水楊酸、抗壞血酸、磷酸、石油醚、過(guò)硫酸鉀、甲醇、氫氧化鈉、鹽酸等：均為分析純，成都市科隆化學(xué)品有限公司；氨基酸所用的流動(dòng)相：反應(yīng)器清洗液、自動(dòng)進(jìn)樣器清洗劑、鈉鹽試劑、茚三酮、活化劑，均來(lái)自德國(guó)曼默博爾公司。

1.2 儀器與設(shè)備

C21-RT2140美的多功能電磁爐、MG38CB-AA烤箱 廣東美的生活電器制造有限公司；DSE32小型雙螺桿擠壓膨化 濟(jì)南鼎潤(rùn)機(jī)械設(shè)備有限公司；KDN-1000全自動(dòng)定氮儀 上海昕瑞儀器儀表有限公司；CS-220粉末色差儀 寧波經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)凱諾儀器有限公司；SZT-06A脂肪儀 蘇州市天威儀器有限公司；Biotek Synergy HTX多功能微孔板檢測(cè)儀 美國(guó)伯騰儀器有限公司；A200氨基酸自動(dòng)分析儀 德國(guó)曼默博爾公司；UV2600A型紫外分光光度計(jì) 尤尼柯(上海)儀器有限公司；ACQUITY UPLC H-Class超高效液相色譜儀 沃特世科技(上海)有限公司；KQ5200DE型數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；CP224C電子分析天平 上海奧豪斯儀器有限公司；H2050R高速冷凍離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司。

1.3 苦蕎熟化方法

挑選顆粒飽滿的苦蕎，用清水沖洗3遍，直到水干凈，晾干水分，80 ℃烘干。用粉碎機(jī)打粉，制作成苦蕎粉，備用。

1.3.1 炒制

將500 g苦蕎粉放入炒鍋中，用電磁爐加熱(1200 W，12 min)，在加熱過(guò)程中不斷翻炒，使其受熱均勻，直到散發(fā)出苦蕎香味。

1.3.2 烘烤

將500 g苦蕎粉平鋪在錫紙上，厚度≤0.3 cm，放入烤箱中，烤箱提前預(yù)熱(上下火150 ℃，15 min)，再烘烤8 min，取出調(diào)頭，使其所有部位受熱均勻，烤出香味。

1.3.3 蒸煮

將500 g苦蕎粉平鋪在雙層紗布上，放入蒸鍋上，下層放水。放在電磁爐(1000～1500 W，30 min)中，加熱，使其蒸熟。并對(duì)蒸煮后的苦蕎粉進(jìn)行干燥(100 ℃，6 h)，保存，備用。

1.3.4 擠壓膨化

通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)，1 kg苦蕎粉，基本確定苦蕎粉的粉碎目數(shù)為65目，苦蕎粉水分含量為15%，二區(qū)溫度為130 ℃，三區(qū)溫度為140 ℃，主機(jī)變頻為40 Hz，喂料變頻為35 Hz，旋切變頻為35 Hz。

1.4 理化指標(biāo)測(cè)定方法

1.4.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定

粗脂肪含量的測(cè)定參照GB 5009.6-2016，采用索氏抽提法；灰分的測(cè)定參照GB 5009.4-2016；粗蛋白質(zhì)的測(cè)定參照GB/T 6432-1994，采用凱氏定氮法；淀粉的測(cè)定參照GB 5009.9-2016，采用酸水解法。

1.4.2 氨基酸含量的測(cè)定

參照GB 5009.124-2016，采用酸水解法，用氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定。

1.4.3 蘆丁槲皮素含量的測(cè)定

參考彭鐮心等[9]的方法，采用保留時(shí)間定性，外標(biāo)一點(diǎn)法定量。

1.4.4 抗氧化活性的測(cè)定

ABTS自由基清除能力的測(cè)定參考Um M等[10]的方法，DPPH自由基清除能力的測(cè)定參考Zhang Hao 等[11]的方法，以抗壞血酸VC作為陽(yáng)性對(duì)照。

1.4.5 水溶性指數(shù)(WSI)與吸水性指數(shù)(WAI)的測(cè)定

參考冉新炎[12]的方法，取2.00 g樣品(干基，M0)，放入已知重量的50 mL離心管中(M1)，加入35 mL蒸餾水，攪拌，直至樣品完全分散形成懸浮液體系，將離心管放在水浴振蕩器上，振蕩30 min，4000 r/min離心10 min，分離上清液和沉淀物，并將上清液慢慢倒入已恒重過(guò)的稱(chēng)重瓶M2(g)中，烘干稱(chēng)重M3(g)，同時(shí)對(duì)離心管及沉淀物重量M4(g)進(jìn)行稱(chēng)量。計(jì)算公式如下：

式中：WSI為水溶性指數(shù)；WAI為吸水性指數(shù)；M0為樣品質(zhì)量，g;M1為離心管質(zhì)量，g；M2為稱(chēng)量瓶質(zhì)量，g；M3為上清液及稱(chēng)量瓶烘干后質(zhì)量，g；M4為離心管及沉淀物質(zhì)量，g。

1.4.6 色澤的測(cè)定

準(zhǔn)確稱(chēng)取50.00 g樣品，裝入專(zhuān)用測(cè)試容器中，使用粉末色差儀測(cè)定各項(xiàng)色澤參數(shù)L*、a*和 b*值。L*表示亮度；a*表示紅綠色，其數(shù)值越大，表示紅色越深；b*表示黃藍(lán)色，數(shù)值越小，藍(lán)色越深。設(shè)定未熟化的苦蕎粉為基準(zhǔn)物質(zhì)，即未熟化苦蕎粉的色澤參數(shù)為L(zhǎng)0、 a0、b0。色差值根據(jù)GB/T 7921-2008《均勻色空間和色差公式》中的色差公式進(jìn)行計(jì)算。

1.5 數(shù)據(jù)分析

每個(gè)試驗(yàn)至少重復(fù)3次，采用Excel 2013軟件分析整理數(shù)據(jù)，SPSS軟件進(jìn)行顯著性分析，GraphPad Prism軟件作圖。

2 結(jié)果分析

2.1 不同熟化方式對(duì)苦蕎粉基本營(yíng)養(yǎng)成分的影響

炒制、烘烤、蒸煮、擠壓膨化是苦蕎粉常見(jiàn)的4種熟化方式，不同熟化方式的苦蕎粉基本營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。

表1 不同熟化方式的苦蕎粉基本營(yíng)養(yǎng)成分Table 1 The basic nutrients of Tartary buckwheat powder with different ripening methods %

由表1 可知，苦蕎粉經(jīng)過(guò)熟化加工后，營(yíng)養(yǎng)成分均不同程度地下降，可能是因?yàn)槭旎绞綄?duì)于營(yíng)養(yǎng)成分有不同程度的破壞[13]。蒸煮的脂肪含量最高，比未熟化的苦蕎粉下降6.07%，且與未熟化、炒制、擠壓膨化無(wú)顯著性差異(P<0.05)。而烘烤的脂肪含量最低，比未熟化苦蕎粉下降13.73%，與炒制、擠壓膨化無(wú)顯著性差異(P<0.05)。熟化之后的苦蕎粉脂肪含量下降，可能是因?yàn)樵诟邷馗邏合路纸鉃橹舅岷蛦胃术サ木壒? 但也有學(xué)者認(rèn)為脂肪與淀粉、蛋白質(zhì)結(jié)合生成了復(fù)合物, 從而降低了樣品中脂肪的含量[14]。與未熟化的苦蕎粉相比，4種熟化的苦蕎粉灰分含量均下降，可能是因?yàn)樵诩訜徇^(guò)程中有部分揮發(fā)性礦物質(zhì)(如碘、硒等)[15]。4種熟化的苦蕎粉中炒制的淀粉含量最高(70.56%)，與未熟化的無(wú)顯著性差異(P<0.05)，而蒸煮的最低(65.40%)?？赡苁窃诩訜徇^(guò)程中部分淀粉分解為糊精或者還原糖所致[16]，而蒸煮與擠壓膨化不僅是由于加熱分解，還可能是因?yàn)椴糠炙苄缘矸廴苡谒畵p失了。經(jīng)過(guò)熱處理過(guò)的苦蕎粉，蛋白質(zhì)含量均有不同程度降低。經(jīng)過(guò)炒制處理的苦蕎粉的蛋白含量最高為9.93%，比未熟化下降2.36%，與烘烤的無(wú)顯著差異(P<0.05)，蒸煮的最低為9.13%，與擠壓膨化無(wú)顯著差異(P<0.05)。經(jīng)過(guò)炒制和烘烤處理的苦蕎粉蛋白質(zhì)含量沒(méi)有顯著性差異(P<0.05)，并明顯高于蒸煮與擠壓膨化處理過(guò)的苦蕎粉，而蒸煮與擠壓膨化處理過(guò)的苦蕎粉蛋白質(zhì)含量沒(méi)有顯著性差異(P<0.05)。炒制和烘烤熟化方式的苦蕎粉可能是因?yàn)楦邷貙?dǎo)致氨基酸與還原糖發(fā)生反應(yīng)生成揮發(fā)性成分，而蒸煮與擠壓膨化可能不僅產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)，還有部分易溶于水的蛋白損失在水中。

2.2 不同熟化方式對(duì)苦蕎粉氨基酸含量的影響

不同熟化方式的苦蕎粉氨基酸含量見(jiàn)表2。

表2 不同熟化方式的苦蕎粉氨基酸含量Table 2 The content of amino acids of Tartary buckwheat powder with different ripening methods mg/g

由表2可知，未熟化的苦蕎粉蛋白中谷氨酸含量最高，其次是精氨酸和天冬氨酸，與王麗娟[17]的研究結(jié)論一致，其中谷氨酸含量比文獻(xiàn)低，可能是因?yàn)榭嗍w品種以及加工處理方式不同。與未熟化的苦蕎粉相比，經(jīng)過(guò)熟化方式的苦蕎粉總氨基酸含量均顯著下降(P<0.05)，與Carla Motta等的研究結(jié)論一致?？赡苁且?yàn)槭旎^(guò)程需要高溫，發(fā)生美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[18]。而經(jīng)蒸煮處理方式的苦蕎粉總氨基酸含量明顯低于其他3種熟化方式，可能是因?yàn)檎糁笕苡谒蟛糠职被峋哂休^高的水溶性，其含量損失是由于氨基酸溶出導(dǎo)致的。4種熟化方式中，經(jīng)過(guò)炒制工藝的總氨基酸含量保留最高，擠壓膨化次之。

2.3 不同熟化方式對(duì)苦蕎粉蘆丁、槲皮素含量的影響

蘆丁和槲皮素是苦蕎中主要的黃酮類(lèi)物質(zhì)，具有提高免疫力、降低膽固醇、降血糖、降血壓、降血脂、預(yù)防心腦血管、防治貧血癥等功能[19]。不同熟化方式的苦蕎粉蘆丁、槲皮素含量見(jiàn)表3和圖1。

表3 不同熟化方式苦蕎粉的蘆丁、槲皮素含量Table 3 The content of rutin and quercetin of Tartary buckwheat powder with different ripening methods mg/g

由表3可知，與未熟化相比，4種熟化方式的蘆丁含量均有不同程度的下降。烘烤熟化方式蘆丁含量最高，槲皮素與未熟化相比無(wú)顯著性差異(P<0.05)，是4種熟化方式中保留蘆丁含量最好的熟化方式。相比較而言，經(jīng)過(guò)蒸煮熟化方式的苦蕎粉，蘆丁含量最低，槲皮素僅次于擠壓膨化，可能是因?yàn)樵谡糁筮^(guò)程中，部分蘆丁遇水在酶的作用下轉(zhuǎn)化為槲皮素，而還有部分蘆丁損失在水中。經(jīng)過(guò)擠壓膨化處理后的苦蕎粉，槲皮素含量最高，蘆丁含量高于蒸煮?？赡苁且?yàn)榭嗍w粉開(kāi)始調(diào)節(jié)水分，部分蘆丁轉(zhuǎn)化為槲皮素，而擠壓膨化是一個(gè)瞬時(shí)的高溫高壓過(guò)程，活性成分相比較蒸煮方式損失較小[20]。

圖1 不同熟化方式的苦蕎粉的蘆丁、槲皮素含量Fig.1 The content of rutin and quercetin of Tartary buckwheat powder with different ripening methods

2.4 不同熟化方式對(duì)苦蕎粉抗氧化活性的影響

由圖2 可知，與未熟化苦蕎粉相比，4種不同熟化方式的苦蕎粉ABTS與DPPH自由基的清除能力均下降，可能是因?yàn)樵谑旎^(guò)程中黃酮類(lèi)物質(zhì)損失，與鐘耕等[21]的研究結(jié)果一致。4種不同熟化方式的苦蕎粉ABTS與DPPH的清除自由基的順序?yàn)椋汉婵?炒制>擠壓膨化>蒸煮。經(jīng)過(guò)炒制和烘烤的苦蕎粉DPPH自由基的清除能力沒(méi)有顯著性差異(P<0.05)，烘烤的ABTS與DPPH自由基的清除能力比蒸煮高175.0%、138.6%，可能是因?yàn)樵谡糁筮^(guò)程中，活性成分溶于水，造成清除自由基能力下降。相比較而言，擠壓膨化熟化方式清除自由基能力高于蒸煮熟化方式，低于烘烤和炒制熟化方式。

圖2 不同熟化方式苦蕎粉的抗氧化活性Fig.2 The antioxidant activity of Tartary buckwheat powder with different ripening methods

2.5 不同熟化方式對(duì)苦蕎粉水溶性指數(shù)(WSI)與吸水性指數(shù)(WAI)的影響

WSI 測(cè)量的是粉末中各種成分釋放出的多種可溶性小分子物質(zhì)。WAI測(cè)量的是粉末中各種大分子成分在過(guò)量水中溶脹后占有的體積。WSI和WAI值越高，越有利于提高粉末在水中的穩(wěn)定性與溶解性。不同熟化方式的苦蕎粉水溶性指數(shù)(WSI)與吸水性指數(shù)(WAI)結(jié)果分析見(jiàn)圖3。

圖3 不同熟化方式苦蕎粉WSI、WAI的測(cè)定結(jié)果Fig.3 The measurement results of WSI and WAI of Tartary buckwheat powder with different ripening methods

由圖3可知，與未熟化苦蕎粉相比，經(jīng)過(guò)炒制的苦蕎粉的WSI和WAI值沒(méi)有顯著性差異(P<0.05)。4種熟化工藝的苦蕎粉WAI和WSI值順序?yàn)椋簲D壓膨化>蒸煮>炒制>烘烤。擠壓膨化苦蕎粉的WSI和WAI值最高，可能是因?yàn)閿D壓膨化工藝使物料的分子結(jié)構(gòu)逐漸伸展開(kāi)來(lái), 暴露出更多的親水基團(tuán)[22], 與水的結(jié)合能力加強(qiáng)[23]。蒸煮的WAI和WSI值比未熟化的苦蕎粉提高98.7%、71.3%。擠壓膨化與蒸煮工藝的WAI和WSI值比炒制和烘烤顯著性提高，可能是因?yàn)閿D壓膨化與蒸煮工藝中與水接觸再烘干打粉，親水基團(tuán)增加，提高了苦蕎粉的吸水性與水溶性。

2.6 不同熟化方式對(duì)苦蕎粉色澤的影響

不同熟化方式對(duì)苦蕎粉色澤的影響見(jiàn)表4。

表4 不同熟化方式苦蕎粉的色澤指標(biāo)

由表4可知，熟化后苦蕎粉的L*值降低，a*值增加，b*值增加，色澤亮度變暗，紅色增加，黃色增加，可能是因?yàn)樵诩訜徇^(guò)程中發(fā)生了美拉德反應(yīng)，加深了苦蕎粉的褐變。熟化后苦蕎粉的△E依次增加的順序?yàn)椋撼粗?烘烤<擠壓膨化<蒸煮，可能是因?yàn)榭嗍w中含有多酚氧化酶，導(dǎo)致酚類(lèi)物質(zhì)可能氧化為鯤類(lèi)物質(zhì)，使其顏色變暗、變褐。蒸煮的L*值最小，△E值最大，可能是因?yàn)檎糁筮^(guò)程中苦蕎粉與水接觸最多，苦蕎中含有蘆丁轉(zhuǎn)化酶，將部分蘆丁酶解為槲皮素，蘆丁為黃綠色物質(zhì)，槲皮素為深綠色物質(zhì)，因而加深了苦蕎粉的顏色[24]。

3 結(jié)論與分析

本文通過(guò)對(duì)比苦蕎粉在不同熟化方式下基本營(yíng)養(yǎng)成分、氨基酸、蘆丁、槲皮素、抗氧化活性、WSI、WAI以及色澤的變化，發(fā)現(xiàn)熟化方式會(huì)不同程度地降低基本營(yíng)養(yǎng)成分、氨基酸等；其中烘烤方式對(duì)蘆丁含量影響最小，抗氧化活性也最強(qiáng)，炒制方式次之；蒸煮及擠壓膨化方式會(huì)顯著降低蘆丁、槲皮素含量(P<0.05)，其中蒸煮的影響最大；擠壓膨化方式提高了苦蕎粉的吸水性和水溶性；而蒸煮方式的色差值變化最大；從本文可以看出，烘烤、炒制這2種熟化方式可以較好地保留蘆丁、槲皮素等活性物質(zhì)，而其中烘烤優(yōu)于炒制，但炒制熟化方式的總氨基酸含量最高。擠壓膨化熟化方式明顯提高了粉末的WSI和WAI，適合沖調(diào)粉等產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，并是槲皮素含量最高的一種熟化方式。以上結(jié)果表明，不同熟化方式對(duì)苦蕎粉品質(zhì)有不同的影響，因此，苦蕎開(kāi)發(fā)過(guò)程中，可根據(jù)目標(biāo)人群有針對(duì)性地選擇苦蕎粉的熟化方式，從而開(kāi)發(fā)差異化苦蕎制品。從活性成分來(lái)看，烘烤和炒制熟化方式比較適合“三高”人群；從感官評(píng)價(jià)來(lái)看，蒸煮和擠壓膨化熟化方式蘆丁含量低，苦味降低，感官評(píng)價(jià)提高，適合普通人群食用；而擠壓膨化熟化方式WAI和WSI顯著提高，適合沖調(diào)粉一類(lèi)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。因此，苦蕎粉熟化方式的選擇，可以根據(jù)自身以及產(chǎn)品的需求考慮，選擇最佳的熟化方式。