熟化工艺对燕麦传统食品营养及加工品质的影响

张 燕 胡新中，2 师俊玲 任长忠

(西北农林科技大学食品科学与工程学院1，杨凌 712100)

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院2，西安 710062)

(吉林白城市农业科学院3，白城 137000)

在世界八大粮食作物中，燕麦总产量居第6位，已成为人们生活中不可或缺的营养健康食品［1］。我国栽培的燕麦以裸粒型为主，占燕麦种植的90%以上，常称为裸燕麦，又称为莜麦，富含蛋白质、β－葡聚糖和脂肪，其营养价值在谷类作物中居首位［2－3］。自1963年以来，国内外许多研究都证明燕麦β－葡聚糖具有降低胆固醇、调节血糖和调节肝脂肪组织代谢等生理功能［4－8］。国内市场的燕麦产品与欧美国家的燕麦片这一早餐谷物不同，以传统手工制作为主，规模有限，属于传统风味小吃［9］，如燕麦面条、燕麦窝窝、燕麦饺饺、燕麦鱼鱼、燕麦洞洞等制品［10］。燕麦传统食品加工中伴随着“三熟”过程，常被称为“三熟”食品。“三熟”即:燕麦制粉前炒熟籽粒，和面时烫熟燕麦粉，加工成食品食用时蒸熟或煮熟。

“三熟”工艺是燕麦产区居民在2000多年的燕麦食用过程中摸索出的燕麦传统食品加工方法，如三熟中一熟不到，就会影响食用品质［11－12］。其中炒熟第一是为了产生焦香味;第二，燕麦籽粒硬度低，脂肪受热易黏附在筛孔上，容易堵塞磨粉机和筛网，需要进行炒熟以提高燕麦的出粉率;第三，燕麦中富含的脂肪氧化酶会使脂肪在贮存过程中氧化酸败而使口感劣变，因此炒熟灭酶能延长燕麦粉贮藏时间［13］。烫熟是为了形成面团，便于加工。由于燕麦粉不含湿面筋，与小麦粉相比，燕麦的清蛋白、醇溶蛋白含量低，球蛋白含量较高，不能像小麦粉一样形成面团，燕麦面团成型需要用热水烫面使淀粉糊化，通过淀粉颗粒间的黏结性形成面团。蒸熟是为了使淀粉糊化，保持形状，赋予较好口感。燕麦窝窝是典型的传统“三熟”食品，传统的做法是在莜面经开水烫面和好面后，取一小块放在表面光滑的瓷砖上，用手推搓成片，卷成卷状，放于笼屉上，多个卷连在一起成蜂窝状，故称燕麦窝窝［11］。

燕麦窝窝因其造型美、风味好和营养丰富的特点已经从燕麦传统饮食地区的农家小院走向大众餐桌和高档餐厅。燕麦窝窝的产业化需求更加凸显，而“三熟”工艺对燕麦窝窝理化特性和营养组分具体影响的研究还未见报道。本研究对燕麦窝窝经“三熟”工艺加工后，其营养指标(如蛋白质、脂肪、β－葡聚糖等营养物质含量)、流变学特性(如总淀粉含量、直链淀粉含量、峰值黏度、回生值)以及白度、过氧化氢酶活性、热量等指标进行检测分析，研究“三熟”工艺对燕麦窝窝加工和营养品质的影响，为工业化生产适合中国人口味和饮食习惯的燕麦传统食品提供理论参考，对推进传统燕麦食品市场化，燕麦产品多元化，燕麦食品主食化具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料、试剂及仪器

1.1.1 试验材料

燕麦籽粒:裸燕麦(Avena Nuda)，由河北省张家口农科院提供，燕麦籽粒分为炒制和未炒制，分别磨粉备用。本试验所用为燕麦全粉。

1.1.2 主要试剂

β－葡聚糖、总淀粉、直/支链淀粉试剂盒:爱尔兰Megazyme公司;无水乙醚、30%过氧化氢等其他试剂均为分析纯。

1.1.3 主要仪器

8032600布拉本德黏度糊化仪(Brabender Micro Visco－Amylo－Graph):德国 Brabender OHG Duisburg公司;HR－15氧弹式热量计:长沙长兴高教仪器有限公司;Cintra6紫外可见分光光度计:澳大利亚科学仪器设备有限公司;KJELTEC2100凯氏自动定氮仪:瑞典富斯－特卡脱公司;莜面窝窝机(图1):河北省万全县建福机械厂。

图1 莜面窝窝机

1.2 试验方法

1.2.1 样品处理

采用传统滚筒式炒锅炒熟。燕麦籽粒水洗后跺成堆，静置8 h后入锅炒制，燕麦籽粒表面温度达到150℃时，保持15 min出锅，待温度降至20℃时收集于塑料袋中。炒熟和未炒熟的燕麦籽粒样品分别粉碎过60目筛后，装袋，冰箱冷藏保存备用。

1.2.2 燕麦窝窝制作

炒熟燕麦粉和未炒熟燕麦粉均一部分用常温水和面，另一部分用98℃以上的开水和面。和面时，炒熟燕麦粉加水量为粉的85%，未炒熟燕麦粉加水量为粉的45%。将4种不同处理的面团分别制成圆柱状，放入莜面窝窝机面桶②中，连接好装置，摇动手轮④，成型好的燕麦窝窝①从面桶上端被压出，用切断钢丝⑥切断后取下，再分别分为蒸熟和未蒸熟处理，蒸制8 min左右制成成品(图1)。最终样品共有10个(图2)，分别为炒熟燕麦粉(T)，未炒熟燕麦粉(U)，炒、烫、蒸样品(TBS)，炒、烫、未蒸样品(TBN)，炒、未烫、蒸样品(TRS)，炒、未烫、未蒸样品(TRN)，未炒、烫、蒸样品(UBS)，未炒、烫、未蒸样品(UBN)，未炒、未烫、蒸样品(URS)，未炒、未烫、未蒸样品(URN)。均置于38℃恒温干燥箱中烘干24 h，再磨粉备用。

1.2.3 营养指标测定

含水量测定参照GB/T 5009.3—2003;蛋白质含量测定参照GB/T 5511—2008;总脂肪含量测定参照GB/T 5009.6—2003;β－葡聚糖含量测定参照AACC 32－23;热量测定用HR－15氧弹式热量计。

1.2.4 流变学特性测定

总淀粉含量测定参照AACC 76－13。

直/支链淀粉含量测定参照AACC 61－03。

磨粉后的样品采用布拉本德微型黏度糊化仪(Brabender Micro－Amylo Viscograph)测定其糊化特性。黏度测定方法和测定参数:先称量样品，后量取蒸馏水(根据样品水分含量查表计算)，快速搅匀后开始测样。从温度升至30℃时开始计时，以7.5℃/min的升温速度至93℃，保温5 min，然后以相同的速度降温至50℃，保持1 min，转子转速250 r/min。

1.2.5 过氧化酶活性及白度测定

燕麦过氧化酶定量测定参照AACC 22－80。

白度测定:将制备好而没有烘干的燕麦窝窝面卷剪开，平铺在桌面上，用色彩色差计测得燕麦面片的 L、a、b 值。

1.2.6 燕麦窝窝感官评价

由于未蒸熟的样品粘牙，无法食用，不适宜用于感官评价，因此，取4个经过蒸熟的燕麦窝窝样品进行感官评价，分别为炒、烫、蒸样品(TBS)，炒、未烫、蒸样品(TRS)，未炒、烫、蒸样品(UBS)，未炒、未烫、蒸样品(URS)。选9人对其香气(5分)、外观(5分)、滋味(5分)、黏弹性(5分)进行评分，总分20分，结果取其平均值。

1.2.7 数据处理

数据用DPS软件进行显著性分析和方差分析。

表1 不同处理对燕麦窝窝营养指标的影响

2 结果与分析

2.1 “三熟”处理对燕麦窝窝营养指标的影响

如表1所示，经过炒熟的样品，粗蛋白含量降低，粗脂肪含量升高，β－葡聚糖含量显著降低，热量降低;烫熟对蛋白质含量、粗脂肪含量和热量没有显著影响，使样品β－葡聚糖含量有所升高;经过蒸熟的样品，蛋白质含量和热量没有显著变化，粗脂肪含量升高，β－葡聚糖含量有所升高。

对试验数据进行多因素试验方差分析，可以得到各因子的主效应，即单个因子在不同水平对响应变量产生的影响结果，从而得到表2的数据。可以看出，炒熟对燕麦窝窝蛋白质、脂肪、β－葡聚糖含量以及热量的影响程度最大，而烫熟和蒸熟的影响都很小。

表2 单个因素对营养指标的影响程度分析

2.2 “三熟”处理对燕麦窝窝黏度特性的影响

经过炒熟的样品，总淀粉含量、峰值黏度、回生值均有所升高，直链淀粉含量没有显著变化，起始糊化温度显著降低;烫熟使总淀粉含量有所升高，对样品的直链淀粉含量、起始糊化温度、峰值黏度和回生值没有显著影响;蒸熟也使总淀粉含量有所升高，对样品的直链淀粉含量、起始糊化温度、峰值黏度和回生值没有显著影响(表2，表3)。

2.3 “三熟”处理对燕麦窝窝白度和过氧化酶活性的影响

由表4可知，经过炒熟处理的样品L值降低，过氧化氢酶活性降低;烫熟使样品L值升高，过氧化氢酶活性降低;蒸熟使样品L值降低，过氧化氢酶活性降低。说明炒熟、烫熟和蒸熟都有不同程度灭酶的作用。炒熟和蒸熟对白度有较大的影响，而烫熟对白度影响不大。

表4 不同处理对燕麦窝窝白度和过氧化酶的影响

2.4 燕麦窝窝感官评价结果

因为未蒸熟的样品粘牙，无法食用，不适宜用于感官评价，因此，选取4个经过蒸熟的燕麦窝窝样品进行感官评价。结果表明:经炒熟、烫熟、蒸熟后的燕麦窝窝感官评分最高，炒熟、未烫熟、蒸熟组次之，未炒熟、未烫熟、蒸熟组最低(表5)。经过炒熟处理的燕麦窝窝香味突出，不粘牙，有嚼劲;未经过炒熟处理的香味、外观和黏弹性都欠佳。经过烫熟处理的燕麦窝窝各方面也优于未烫熟组，但差异不显著。

表5 不同处理燕麦窝窝的感官评分

3 讨论

炒熟对燕麦籽粒的微观结构和其理化特性都有不同程度的影响［14－15］。炒熟处理后燕麦籽粒中脂肪含量显著增加，蛋白质含量降低，这可能是因为炒熟后蛋白质分子的二级和三级结构被破坏，而且经过干热处理后复合脂肪被游离出来［16］。食物中组成、结构各异的蛋白质在热加工时，会发生十分复杂的化学变化，包括:美拉德反应、蛋白质的热变性、形成双硫键、蛋白质的聚集、降解等，这些变化会影响食品中的蛋白质含量。其中，美拉德反应在氨基酸与糖类混合加热时发生，使食物表面发生褐色变化，并产生香气。加热能使复合脂肪分离为游离脂肪，从而增加脂肪的含量。油脂在高温条件下，能发生热分解反应，产生挥发性物质，并产生香味，但是在300℃以下，热分解都不明显［17］。有报道指出:蒸煮能增加β－葡聚糖含量，而烘烤降低β－葡聚糖含量［18－19］。另外，食物中酸或者其他成分的存在，可能也会使燕麦β－葡聚糖的分子量发生一些改变［20］，加热会使燕麦 β－葡聚糖的分子质量减小［14］。本研究发现炒熟会严重降低β－葡聚糖含量，炒制使含水量大幅下降，而本试验采用试剂盒的方法测定β－葡聚糖含量，会有一定的影响而导致试验误差。β－葡聚糖含量变化的机理值得进一步深入研究。如果食品中三大产能营养素的含量或绝对量发生了改变，则食品中的热量也会随之发生改变。炒熟后热量降低可能是有一部分脂肪挥发掉所致。

热处理会使抗性淀粉的含量下降［21］。本试验测定总淀粉含量采用的AACC 76－13方法，是在加入葡萄糖淀粉酶条件下将淀粉转化为葡萄糖进行测定的，样品中存在的抗性淀粉可能会使总淀粉含量测定结果偏低。因此，炒熟、烫熟或蒸熟后测得的总淀粉含量均升高。高温处理对燕麦粉的黏度特性也会有影响，一定程度的温度处理会降低起始糊化温度，增加黏度。而炒熟和蒸熟处理后燕麦粉的黏度参数有变化，这可能是因为淀粉颗粒发生了改变，并且和淀粉与脂类或蛋白质的相互作用有关［22］。温度的变化会使淀粉颗粒结构发生变化，主要表现在淀粉颗粒的结晶区和淀粉分子间的氢键被破坏，使淀粉分子膨胀，从而导致淀粉颗粒破裂，因此，淀粉变得易糊化，最终导致淀粉起始糊化温度降低。研究表明，高温处理会使淀粉颗粒吸水性和膨胀性增强［23］。高膨胀性的淀粉粒会占据较大的体积，因而挤得紧密，糊化时淀粉颗粒之间相互靠紧，传递了较高的内部摩擦力，峰值黏度就较高。回生值表示面粉糊在逐渐冷却的过程中，淀粉分子之间，尤其是直链淀粉分子之间会发生一些重聚合，重聚合会使黏度值增加。因为炒熟使样品的总淀粉含量升高，因此回生值也有所升高［24］。

燕麦中脂肪酶活力很高，传统炒熟和蒸熟均有灭酶作用，因为过氧化氢酶比脂肪氧化酶更耐热，所以可以作为脂肪酶灭活的指标。燕麦食品的白度与食品中天然色素(如胡萝卜素、叶黄素等)含量有关。脂肪氧化酶是催化某种不饱和脂肪酸的过氧化反应的一种氧化酶，催化剂作用是在含有胡萝卜素的耦合氧化反应中进行，通过氧化作用胡萝卜素变成无色。因此，脂肪氧化酶也是一种酶促漂白剂。过氧化氢酶也是一种酶促漂白剂，由于加工过程降低了酶活性，所以漂白作用下降，导致样品的白度值降低。同时，影响样品白度的因素还有很多，有待进一步研究。本试验的后续试验有关于色素、酶等对面团色泽影响的研究，因此白度值的测定在这里为其他研究提供一些参考信息，不作为主要品质指标。

大量研究表明，淀粉的结构和理化性质直接影响食用品质。淀粉起始糊化温度越低，峰值黏度越高，食品的品质就越好［24］。本试验结果表明，炒熟、烫熟、蒸熟是最佳的燕麦传统食品制作工艺。

4 结论

4.1 经过炒熟的样品，粗蛋白含量降低(P＜0.01)，粗脂肪含量升高，β－葡聚糖含量显著降低(P＜0.01)，热量降低(P ＜0.01);烫熟对蛋白质含量、粗脂肪含量和热量没有显著影响，使样品β－葡聚糖含量有所升高;经过蒸熟的样品，蛋白质含量和热量没有显著变化，粗脂肪含量升高，β－葡聚糖含量有所升高。其中，炒熟对燕麦窝窝蛋白质、脂肪、β－葡聚糖含量以及热量的影响程度最大。

4.2 经过炒熟的样品，总淀粉含量、峰值黏度、回生值均有所升高(P＜0.01)，直链淀粉含量没有显著变化，起始糊化温度显著降低(P＜0.01);烫熟使总淀粉含量有所升高，对样品的直链淀粉含量、起始糊化温度、峰值黏度和回生值没有显著影响;蒸熟也使总淀粉含量有所升高，对样品的直链淀粉含量、起始糊化温度、峰值黏度和回生值没有显著影响。

4.3 经过炒熟处理的样品L值降低，过氧化氢酶活性降低;烫熟使样品L值升高，过氧化氢酶活性降低;蒸熟使样品L值降低，过氧化氢酶活性降低。炒熟和蒸熟的影响较大。

4.4 经炒熟、烫熟、蒸熟后的燕麦窝窝感官评分最高。对比发现，炒熟处理是“三熟”工艺中对燕麦窝窝各方面品质影响最大的处理工序。

［1］胡新中，魏益民，任长忠.燕麦品质与加工［M］.北京:科学出版社，2009

［2］中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所.食物成分表［M］.北京:人民出版社，1991

［3］张丽萍，翟爱华.燕麦的营养功能特性及综合加工利用［J］.食品与机械，2004，20(2):55 －57

［4］申瑞玲，王志瑞，董吉林，等.燕麦β－葡聚糖对高脂血症大鼠空腹和餐后脂代谢的影响［J］.食品科学，2009，30(1):258－260

［5］Degroot A P，Luyken R，Pikaar N S.Cholesterol－ lowering effect of rolled oats［J］.The Lancet，1963，282(7302):303 －304

［6］FDA(U.S.Food and Drug Administration).Food labeling，health claim.Oats and coronary heart disease.Final rule［Z］.Federal Register，1997，62(15):3584 －3601

［7］Hlebowicz J，Darwiche G，Bjorgell O，et al.Effect of muesli with 4 goat beta－ glucan on postprandial blood glucose，gastric emptying and satiety in healthy subjects:a randomized crossover trial［J］.Journal of the American College of Nutrition，2008，27(4):470 －475

［8］Kelley M J，Thomas J N，Story J A.Modification of spectrum of fecal bile acids in rats by dietary fiber［J］.Federation Proceedings，1981，40:3497

［9］胡新中.燕麦食品加工及功能特性研究进展［J］.麦类作物学报，2005，25(5):122 －124

［10］杨才.有机燕麦生产［M］.北京:中国农业大学出版社，2010

［11］杨才.莜面传统食品的制作［M］.石家庄:河北科学技术出版社，2007

［12］周素梅，申瑞玲.燕麦的营养及其加工利用［M］.北京:化学工业出版社，2009

［13］胡新中，罗勤贵，欧阳昭晖，等.裸燕麦酶活性抑制方法及品质比较［J］.中国粮油学报，2006，21(5):46－50

［14］Hu Xinzhong，Xing Xiaohui，Ren Changzhong.The effects of steaming and roasting treatments on beta－glucan，lipid and starch in the kernels of naked oat［J］.Joural of the Science of Food and Agricultue，2010，90(4):690 －695

［15］曹汝鸽，林钦，任长忠，等.不同灭酶处理对燕麦气味和品质的影响［J］.农业工程学报，2010，26(12):378 －382

［16］甄红敏，栾广中，胡新中，等.灭酶方法对燕麦淀粉和蛋白质体外消化特性的影响［J］.麦类作物学报，2011，31(3):475－479

［17］李国新.谈营养素在加热中的变化［J］.石河子科技，2004，(5):32 －33

［18］Beer M U，Wood P J，Weisz J，et al.Effect of cooking and storage on the amount and molecular weight of(1－＞3)(1－＞4)－beta－D－glucan extracted from oat products by an in vitro digestion system［J］.Cereal Chemistry，1997，74(6):705－709

［19］Kerckhoffs D A J M，Hornstra G，Mensink R P.Cholesterol－lowering effect of β － glucan from oat bran in mildly hypercholesterolemic subjects may decrease when β－glucan is incorporated into bread and cookies［J］.The American Journal of Clinical Nutrition，2003，78(2):221 －227

［20］man P，Hesselman K.Analysis of starch and other main constituents of cereal grains［J］.Swedish Journal of Agricultural Research，1984，14(2):135 －139

［21］赵娜，杨超，田斌强，等.加热时间对大米淀粉特性及抗性淀粉含量的影响［J］.食品科学，2010，31(15):34－38

［22］刘文胜，胡新中，徐超，等.不同灭酶处理对燕麦粉品质的影响［J］.麦类作物学报，2010，30(3):564－567

［23］Olayinka O O，Adebowale K O，Olu －Owolabi B I.Effect of heat－moisture treatment on physicochemical properties of white sorghum starch［J］.Food Hydrocolloids，2008，22:225－230

［24］魏益民，任嘉嘉，张波，等.高温处理燕麦籽粒对面粉粘度特性的影响［J］.农业工程学报，2009，25(5):299－302.