炒制对燕麦粉营养及加工特性的影响

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目前在燕麦加工中存在熟制程度不同、有半生粉等问题，影响到燕麦制品的加工品质及燕麦粉的贮藏品质。但一直没有对燕麦籽粒在加工过程中营养、物理和化学性质的变化机制，以及如何利用这些机制来开发新产品进行系统的研究。基于此，“内蒙古农业大学”对将燕麦粉进行不同程度的炒制，研究炒制程度对燕麦粉营养、理化性质以及对燕麦面团质构特性的影响，旨在为燕麦粉加工工艺的改善和指导燕麦企业生产提供一定的理论依据。滋味检测仪器：TS-5000Z型电子舌： 日 本INSENT公司 不同炒制程度对燕麦粉滋味的影响不同炒制程度燕麦粉滋味雷达图见图1，不同程度炒制程度燕麦粉各滋味指标的差异性分析见表3。雷达图可以客观、具体地反映不同品种之间的味道差异。由图1可知，不同炒制程度的燕麦粉中，咸味>鲜味>苦味>涩味>酸味，其中咸味最明显，酸味最弱，且酸味和涩味均为负值。一般认为燕麦粉中苦味明显，但其为后苦味，燕麦进入口腔后与唾液充分混合后方可感受到苦味。不同炒制程度燕麦粉之间整体滋味存在差异，由表3可知，经过炒制后半熟粉和熟粉酸味和涩味明显增加，造成这样的差异，可能与燕麦粉中脂肪或脂肪酸参与热反应和氧化有关；炒制后半熟粉的苦味增加；丰富性是鲜味的回味，主要反映了鲜味的持久性、延续性，即感官对氨基酸、核酸类物质的反应，经过炒制后燕麦粉鲜味和咸味明显降低。其中咸味、鲜味、涩味、苦味和酸味差异较显著，生燕麦粉的咸味和鲜味明显高于炒制燕麦粉。日本INSENT味觉分析系统（电子舌），智能味觉分析系统采用了同人舌头味觉细胞工作原理相类似的人工脂膜传感器技术，可以客观数字化的评价食品或药品等样品的苦味、涩味、酸味、咸味、鲜味、甜味等基本味觉感官指标，同时还可以分析苦的回味、涩的回味和鲜的回味(丰富度)。这是一款可以同人类味觉感官相匹配的仪器，对于食品、药品等产品质量控制、新品研发、投诉处理、产品打假等各种对味觉评估有要求的场合，是一款有效工具！   食品科技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY粮食与油脂出缝品2022年 第47卷 第10期 炒制对燕麦粉营养及加工特性的影响 王佩瑶，张美莉 (内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特010018) 摘要：：将燕麦粉按照炒制程度分为生粉、半熟粉和熟粉，参照国标确定了其营养成分和理化性质，并研究了炒制程度对燕麦面团的影响。结果表明：随着炒制程度的加深，燕麦粉蛋白质、β-葡聚糖含量显著升高(P<0.05)，脂肪含量升高但差异不显著，燕麦淀粉含量在炒制后显著下降(P<0.05)，水分含量下降但不显著(P>0.05)；燕麦粉的色泽逐渐加深，滋味存在差异；燕麦粉的糊化度在炒制处理后显著增加，峰值黏度、崩解值、回生值和最终黏度随着炒制时间的增加而逐渐降低；在相同的加水量和水温下，燕麦面团的硬度、弹性和黏聚性逐渐增大。研究表明炒熟的燕麦粉性能最优，面团质构特性最佳。 关键词：燕麦；炒制程度；理化性质；质构特性 中图分类号：： TS 211.43 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2022)10-0191-06 DOI：10.13684/j.cnki.spkj.2022.10.026 Effects of Frying on Nutrition and Processing Characteristics of OatFlour WANG Peiyao， ZHANG Meili (College of Food Science and Engineering， Inner Mongolia Agricultural University， Hohhot010018， China) Abstract： Oat flour was divided into raw flour， semi-cooked flour and cooked flour according to fryingdegrees. The nutritional composition and physicochemical properties of oat flour were determinedaccording to national standard， and the effects of frying degrees on oat dough were studied. The resultsshowed as follows： With the deepening of frying， the contents of protein and β-glucan in oat flour weresignificantly increased (P<0.05)， but the fat content was not significanty increased； the content of starchin oat flour was significantly decreased (P<0.05)， but the water content was not significantly decreased(P>0.05). The color of oat flour gradually deepened and the taste was different. The gelatinization degreeof oat flour increased significantly after frying， while the peak viscosity， disintegration value， setback andfinal viscosity decreased gradually with the increase of frying time. At the same amount of water and watertemperature， the hardness， elasticity and cohesion of oat dough gradually increased. The results showedthat the cooked oat flour had the best properties and the best dough texture. Key words： oat； frying degree； physical and chemical properties； texture characteristics 收稿日期：2022-03-19 *道信作者 基金项目：内蒙古重大专项(2021SZD0017)：内蒙古科技计划重点项目(2020GG0064)。 作者简介：王佩瑶(1996一)，女，河北吴桥人，硕士研究生，研究方向为植物资源开发及利用。 0引言 燕麦属于禾本科植物，在中国主要种植裸粒型。近年来，随着健康意识的提高，燕麦作为一种健康食品逐渐被大众所接受。燕麦营养丰富，蛋白质含量在谷物中居于首位，为15%~20%；脂肪主要是不饱和脂肪酸，含量为3.7%~7.8%，其在调节血液脂质及人体免疫功能方面发挥着重要作用；：β-葡聚糖含量为3.2%~5.7%，具有免疫调节和抗肿瘤特性。燕麦也是维生素、微量元素和生物活性化合物的良好来源。 传统的燕麦食品加工有“三熟”之称，即制粉前将籽粒炒熟，和面时用开水烫熟，蒸熟。张燕对“三熟”工艺对传统燕麦食品的理化特性和营养成分影响进行了研究，发现炒熟对燕麦食品的理化指标、加工特性以及食品风味影响最明显，而烫熟对燕麦食品影响最小。朱传锴“对燕麦粉炒制过程的研究结果表明，随着炒制程度的加深，燕麦粉的糊化度逐渐增加，峰值黏度逐渐下降。宁更哲研究表明，传统炒制过程会影响燕麦的脂肪含量，但不会影响粗蛋白和粗纤维含量，炒制工艺降低了燕麦全粉的起始糊化温度，提高了其热糊稳定性和冷糊凝沉性。张政发现经过熟化炒制处理不仅会影响燕麦籽粒的出粉率，还会影响燕麦粉的品质。闫希瑜对燕麦进行不同程度的深加工，发现炒制燕麦粉的理化及营养指标最好，灭酶彻底，淀粉糊化完全，适合制作传统蒸煮类燕麦食品。 目前在燕麦加工中存在熟制程度不同、有半生粉等问题，影响到燕麦制品的加工品质及燕麦粉的贮藏品质。但一直没有对燕麦籽粒在加工过程中营养、物理和化学性质的变化机制，以及如何利用这些机制来开发新产品进行系统的研究。基于此，本文对将燕麦粉进行不同程度的炒制，研究炒制程度对燕麦粉营养、理化性质以及对燕麦面团质构特性的影响，旨在为燕麦粉加工工艺的改善和指导燕麦企业生产提供一定的理论依据。 1材料与方法 1.1试验材料 燕麦籽粒：北京西贝餐饮集团股份有限公司：β-葡聚糖试剂盒(Megazyme K-BGLU)； 其他化学试剂均为分析纯。 1.2仪器与设备 TA.XT plus质构仪：超技仪器有限公司；K9860全自动凯氏定氮仪：海能仪器公司； SZC-C型脂肪测定仪：上海纤检仪器有限公司； HK-08多功能粉碎机：广州市旭朗机械设备有限公司；HH-6数显恒温水浴锅：国华电器有限公司：HWS-160恒温恒湿培养箱：上海安亭科学仪器有限公司：FDV-E淀粉糊化黏度测量仪：上海尼润智能科技有限公司；：TS-5000Z型电子舌：日本INSENT公司，配备5种基本味(酸、甜、苦、咸、鲜)和涩味的评价系统。 1.3试验方法 1.3.1 样品处理 燕麦籽粒清洗、润麦，静置14h后，，一部分燕麦籽粒在室温下晾干后磨粉，过60目筛记为“生粉”；一部分入锅分别炒制7 min和15 min， 燕麦籽粒表面温度达到100℃时，保持15 min出锅，待温度降至20℃时盛出，磨粉，过60目筛，记为“半熟粉”和“熟粉”。磨粉后装袋，4℃冰箱冷藏保存备用。 1.3.2 营养成分的测定方法才水分测定：参照GB5009.3—2016；蛋白质测定：参照GB 5009.5一2016；脂肪测定：参照GB 5009.6—2016；淀粉测定：参照GB 5009.9一2016。 1.3.3 不同炒制程度燕麦粉色泽的测定 采用色差仪对不同炒制程度燕麦粉的色泽进行测定。取适量燕麦粉倒入测试皿，保持表面平整，盖紧测试皿，进行测定，记录不同炒制程度燕麦粉的L值、a值和b值。 1.3.4 不同炒制程度燕麦粉电子舌味觉分析在10 g样品中加入100mL去离子水， 以4000 r/min的速度离心10 min， 提取上清液进行测定。测试溶液：味觉标准溶液组成，KCl溶液2.2365 g和酒石酸0.045 g；阴极洗涤溶液组成：水500mL+乙醇300 mL+HCl 8.3 mL定容至1000 mL；阳极洗涤溶液组成： KCl 7.46 g+500 mL水+300 mL乙醇+0.56g KOH， 定容至1000 mL。 1.3.5 燕麦粉糊化度的测定参照陈诚的方法并稍加改进，测量样品0.05 g加入蒸馏水24.5 mL，滴入0.5 mL 10 mol/L KOH溶液，磁力搅拌5 min后，于4500 r/min离心10 min。将0.2mL上清液吸于比色管中，加入0.2 mL 0.2 mol/L HCl进行中和，接着加入15 mL蒸馏水，最后加入0.2mL预先配置好的碘液，，于600 nm下测定吸光度A。 将0.05 g样品加入23.75 mL蒸馏水中，滴入 1.25 mL 10 mol/L KOH溶液，磁力搅拌5 min， 于4500 r/min离心10 min。将0.2mL上清液吸于比色管中，加入0.2 mL 0.2 mol/L HCl进行中和，继续加人15mL蒸馏水，最后加人0.2mL预先配置好的碘液，，于600 nm下测定吸光度A。 1.3.6 燕麦粉糊化特性的测定 参照张晶等的方法，用快速黏度测定仪测定。 1.3.7面团的制备分别称取生燕麦粉、半熟燕麦粉及熟燕麦粉各20g， 置于不锈钢面盆中，添加质量分数为60%的凉水(20℃)制作面团，手工和面10 min， 室温醒发30 min， 测定面团质构特性。 1.3.8 面团质构特性测定方法 将面团制作成长2 cm、宽1.5 cm、高1.5cm的长方体面团，进行质 构特性测试(Texture profile analysis， TPA)， 选择硬度、弹性和黏聚性3个物理变量。面团TPA测试设定参数为：选择P36探头，应变为50%，探头测前、测中和测后速度都为1.5 mm/s， 2次测定时间间隔为5 s。 1.4数据处理 采用Origin对数据进行整理并作图， SPSS进行差异性分析。 2结果与分析 2.1不同炒制程度对燕麦粉营养成分的影响 不同炒制程度的燕麦粉各营养成分测定结果见表1。 由表l可知，水分含量逐渐下降，说明炒制程 表11：不同炒制程度燕麦粉营养成分 样品 水分/% 蛋白质/%干基 脂肪/%干基淀粉/%干基 β-葡聚糖/%干基 生粉 10.37±0.12* 10.83±0.11 7.57±0.09 75.22±0.01* 1.80±0.85 半熟粉9.47±0.44 11.89±0.05h 7.98±0.0462.10±0.09 2.26±0.06 熟粉 8.71±0.49h 12.91±0.06° 8.64±0.1243.85±0.01 5.13±0.09 注：同一列不同字母代表差异显著(P<0.05)。下表同。 度对燕麦籽粒的含水量具有显著的影响(P<0.05)。炒制后燕麦籽粒的含水量显著低于未炒制燕麦籽粒的含水量(P<0.05)。随着炒制程度的提升，燕麦粉经历了高温过程，水分急速汽化，水分含量逐渐下降(从10.37%下降至8.71%)。 燕麦粉蛋白质经过不同程度的炒制后有所升高(P<0.05)，炒制后的蛋白含量(12.91%)高于未炒制的蛋白含量(10.83%)。这是因为在炒制过程中，温度升高导致蛋白质发生过度变性和热分解。蛋白质的二级结构是其他高级结构的基础，热处理后的二次结构变化影响其他高级结构，继而影响燕麦蛋白与淀粉和脂肪的结合。龚玉圆等的研究表明，经过100℃热处理后，燕麦球蛋白六聚体和三聚体分解为单体并缩合，形成了新的高分子质量复合物。刘文胜等研究发现，蒸制、烘烤、炒制后燕麦粉的蛋白质含量有所增加，但炒制后燕麦粉的蛋白质含量最高。 燕麦粉的脂肪含量经过炒制处理后有所升高(P<0.05)， 炒制后的脂肪含量(8.64%)高于未炒制的脂肪含量(7.57%)。这可能是干热处理后复合脂肪释放的结果。热处理提高了产油率，在种子内部发现了微小的油滴，蒸炒使这些油滴凝结并从油料中流出“。加热过程中脂肪从与蛋白质和 淀粉的结合状态中脂肪游离出来，可能导致脂肪含量增加。 淀粉含量经过不同程度的炒制后明显下降(P<0.01)， 炒制后的淀粉含量(43.85%)低于未炒制的淀粉含量(75.22%)。这是由于淀粉在炒制过程中通过高温作用被凝胶化和分解，蛋白质被分解成氨基酸，导致与淀粉分解产生的还原糖发生美拉德反应。 β-葡聚糖经过不同程度的炒制后有所升高(P<0.05)， 炒制后的β-葡聚糖含量(5.13%)，高于未炒制的β-葡聚糖含量(1.80%)。可溶性膳食纤维的主要成分为β-葡聚糖，在高压和高温下分子运动增强，促进膳食纤维的溶解，因此其含量增加。刘文胜等表明，燕麦粉β-葡聚糖含量在经过炒制后显著增加，与本文结果一致。 2.2不同炒制程度对燕麦粉色泽的影响 色泽是产品的主要感官品质之一，它影响了产品的可接受程度。不同炒制程度的燕麦粉色泽变化如表2所示。结果表明，燕麦粉在炒制后会变暗、变黄，炒制时间越长，暗黄程度越深。燕麦粉富含蛋白质和淀粉，淀粉中的还原糖发生非酶褐变，不仅改变了燕麦的颜色，还改变了燕麦的风味。燕麦粉的颜色差异也可能取决于水分含量 和研磨方法，水分是影响色泽的重要因素，因此不同炒制程度的燕麦粉色泽存在一定的差异”。 表2不同炒制程度燕麦粉色泽 样品 L值 a值 b值 生粉 75.47±0.05* 2.30 13.27±0.05° 半熟粉 73.17±0.05 3.07±0.05 17.60 熟粉 69.83±0.05 4.27±0.05* 18.23±0.05 2.3不同炒制程度对燕麦粉风味的影响 不同炒制程度燕麦粉风味雷达图见图1，不同程度炒制程度燕麦粉各滋味指标的差异性分析见表3。 图11不同炒制程度燕麦粉风味的雷达图 雷达图可以客观、具体地反映不同品种之间 样品 酸味 苦味 涩味 鲜味 丰富性 咸味 生粉 -33.86±0.12 0.51±0.01-3.29±0.31 5.11±0.26 2.41±0.28 16.47±0.12* 半熟粉-29.87±0.231.19±0.09-2.30±0.52 3.51±0.26 2.03±0.31 15.26±0.02 熟粉 -29.71±0.23* 0.53±0.10-2.97±0.37 3.91±0.19 2.13±0.30 15.05±0.10 的味道差异。由图1可知，不同炒制程度的燕麦粉中，咸味>鲜味>苦味>涩味>酸味，其中咸味最明显，酸味最弱，且酸味和涩味均为负值。，一般认为燕麦粉中苦味明显，但其为后苦味，燕麦进入口腔后与唾液充分混合后方可感受到苦味。不同炒制程度燕麦粉之间整体滋味存在差异，由表3可知，经过炒制后半熟粉和熟粉酸味和涩味明显增加，造成这样的差异，可能与燕麦粉中脂肪或脂肪酸参与热反应和氧化有关4；炒制后半熟粉的苦味增加；丰富性是鲜味的回味，主要反映了鲜味的持久性、延续性，即感官对氨基酸、核酸类物质的反应，经过炒制后燕麦粉鲜味和咸味明显降低。其中咸味、鲜味、涩味、苦味和酸味差异较显著，生燕麦粉的咸味和鲜味明显高于炒制燕麦粉。 2.4不同炒制程度对燕麦糊化度的影响 由图2可知，随着炒制程度的增加，燕麦粉的糊化度逐渐升高，显著高于未炒制的糊化度(P<0.05)。经过炒制后，半熟粉的糊化度达到58.25%，熟粉的糊化度达到96.33%。在炒制过程中，燕麦淀粉受热，淀粉颗粒部分糊化，淀粉分子随着温度的升高而膨胀分解。随着炒制时间的增加，淀粉分子处于游离状态，因此增加了被酶分解的淀粉分子，结晶颗粒高度膨胀，且该区域的无定形扩张是不稳定的，所以淀粉糊化度可 图2不同炒制程度燕麦粉糊化度的变化 能继续上升图。因此随着炒制程度的增加，燕麦粉糊化度不断提高。 2.5不同炒制程度对燕麦粉糊化特性的影响 由表4可知，经过炒制处理的燕麦粉峰值黏度和崩解值随着炒制时间的增加逐渐下降。其中谷值黏度经过炒制后由452.35 mPa·s下降为367.45mPa-s。糊化过程中淀粉的结构在高温和一定的含水量下，部分淀粉链断裂，随着炒制程度的增加，淀粉颗粒分子内及分子间的氢键被进一步破坏。淀粉需要更多的热量来破坏其结构，以达到糊化过程，这可能导致淀粉黏度的降低。随着炒制温度的升高，燕麦中的淀粉和脂肪可以结合形成淀粉-脂质复合物，通过增加这种附着物的疏水性，可以减少或阻碍淀粉粒子的膨胀，从而减 表4不同炒制程度燕麦粉的糊化特性参数 mPa·S 样品 峰值黏度 谷值黏度 最终黏度 崩解值 回生值 生粉 846.85±96.24* 452.35±72.76" 1618.00±155.56" 394.50±23.471165.65±228.32 半熟粉 643.10±60.10 298.05±18.31* 1146.15±159.45 345.05±41.79mb848.10±141.14 熟粉 629.40±6.65 367.45±1.06 1286.15±370.74 276.95±15.63 918.70±369.68° 少淀粉的黏度。魏益民等的研究表明，油脂可以覆盖在淀粉颗粒的表面，形成了疏水性增加的薄膜，从而更有效抑制淀粉颗粒的水合性和膨胀性，最终导致黏度曲线下降。 2.6不同炒制程度对燕麦面团质构特性的影响 表5不同炒制程度燕麦粉面团的质构特性 样品 硬度 弹性 黏聚性 生粉面团 710.99±66.86 0.13±0.02 0.14±0.03 半熟粉面团10 1012.46±146.170.17±0.01 0.25+0.01 熟粉面团 1550.24±93.66 0.23+0.03 0.31±0.02 硬度、弹性和黏聚性是面团质构特性的重要指标，，可以评价面团的凝聚力和拉伸性，正确反映面团品质。由表5可知，3种不同炒制程度燕麦粉和成的面团，其硬度、弹性和黏聚性逐渐升高，这可能与炒制后燕麦粉中的膳食纤维有关。燕麦粉经过不同程度的炒制，β-葡聚糖浛量的增加对面团的黏弹性有显著影响。汪磊的研究结果表明，在一定的加水量下，燕麦β-葡聚糖具有优异的持水能力，导致分子间的相互作用增加，从而增大了面团的硬度，导致面团变硬，延展性降低。在燕麦炒制初期，燕麦蛋白的三级结构被加热所破坏，肽链开始弯曲折叠，蛋白质结构展开，导致游离巯基的含量升高。随着炒制程度逐渐加深，游离巯基开始氧化形成二硫键，强化了面团内蛋白质的网络结构，增加了面团的内部结合力，增加了面团的黏聚性和弹性2。 3结论 随着炒制程度的加深，燕麦粉蛋白质、β-葡聚糖含量显著升高(P<0.05)，脂肪含量升高但差异不显著，燕麦淀粉含量在炒制后显著下降(P<0.05)，水分含量下降但不显著(P>0.05)。 随着炒制程度的加深，燕麦粉的色泽下降，颜色变暗，变黄；燕麦粉滋味存在差异，咸味>鲜味>苦味>涩味>酸味，其中咸味最明显，酸味最弱，且酸味和涩味均为负值。 经过炒制后，燕麦粉糊化度明显升高，半熟 粉为58.25%，熟粉为96.33%；燕麦粉峰值黏度、崩解值、回生值和最终黏度随着炒制程度的增加逐渐下降，有更好的热稳定性和抗老化性；在相同的加水量和水温下，不同炒制程度燕麦粉面团的硬度、弹性和黏聚性逐渐升高。 经过炒制后的燕麦营养、理化性能最优，面团质构特性最佳。 参考文献： [1]刘婷玉，佟立涛，王丽丽，等.燕麦籽粒不同灭酶方式对燕麦乳稳定性和营养物质的影响[].中国粮油学报，2021，36(10)：22-28. 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