小米速溶粉加工工艺条件的筛选

韩雍，汪慧，宋曦（陇东学院农林科技学院，甘肃庆阳745000）

小米速溶粉加工工艺条件的筛选

韩雍，汪慧，宋曦
（陇东学院农林科技学院，甘肃庆阳745000）

摘要：以什社小米为原料制作速溶小米粉。通过单因素试验分析细度、脱脂处理和酶处理对速溶小米粉速溶性的影响，并依此设计L9（34）正交试验，进一步明确各因素对小米速溶特性的影响情况以及各速溶指标间的相关性。结果表明：小米粉的细度、超声脱脂处理、酶处理均对小米粉的速溶性有影响，其中小米粉细度对润湿性、溶解度和结块率3个速溶指标影响较大，细度为80目时可提高米粉润湿性、分散性和降低结块率，但对米粉溶解度有削弱趋势。超声脱脂强度较高时（75%）可促进米粉的润湿性、分散性和降低结块率，但对米粉溶解度影响不明显。酶处理（2g/100g）对米粉溶解度有促进作用，但对其他3个指标影响较弱于细度处理和超声脱脂处理。速溶指标之间相关性明显。

关键词：小米；速溶粉；工艺优化；正交试验

小米，又名谷子，是世界上重要的粮食作物[1]，具有悠久的栽种历史[2]，在我国北方广泛种植，是主粮的重要补充作物[3]，因其营养丰富，一向受到人们的喜爱。小米具有优异的蛋白品质[4]，含有8种人体必需氨基酸[5]；小米的淀粉含量高（约70%），是一种能量食物[6]。小米VB1的含量位居所有粮食之首，每100克含量达0.12mg，除此之外它还含有其他丰富的维生素和无机盐，其具有防治消化不良，防止反胃、呕吐的功效，滋阴养血的功效[7]。中医认为，小米味甘咸，有清热解渴、健胃除湿、和胃安眠等功效[8]。由于经济的发展和人们生活水平的提高，城乡居民粮食消费结构中，粗粮比重大幅度下降[9]，由于食物过于精细、单调，同时加上动物脂肪增多等原因，使我国高血压、心血管病、糖尿病等疾病在中老年人中发病率不断上升，小米保健功效得到人们的广泛共识，是缓解城市“富贵病”的可行途径之一[10]，以其优异的营养功能开发保健食品已成为必然趋势。小米具有防病抗癌等作用[11]，因此小米保健食品的开发利用具有广阔前景[12]。试验以陇东特有的什社小米为原料，以小米速溶粉产品设计为根本目标，研究米粉速溶工艺控制因素，使其最大限度保持“原生态”营养价值的同时，具备方便食用的特性。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

1.1.1材料

小米：甘肃省庆阳市西峰区什社乡；糖化酶（酶活力≥104 U/g）：上海倍卓公司；乙醚（分析纯）：上海海纳公司。

1.1.2仪器

T25高压匀质机：德国克鲁格斯公司；DHG-9070A电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏公司；KQ3200DE数控超声机：河南兄弟仪器公司；万能高速粉碎机：广州大祥公司。

1.2方法

1.2.1工艺设计

1.2.1.1加工工艺

原料→预处理→粉碎（20目）→脱脂→糊化（加水调浆，煮沸持续15 min）→酶处理→灭酶→干燥→粉碎→过筛→产品

1.2.1.2操作要点

1）原料处理：除去杂物和缺损的颗粒，清除杂质，粉碎，过20目筛，备用。

2）脱脂：米粉∶乙醚=1∶3（g/mL），温度15℃，超声处理20 min，并依此料液比冲洗2次。

3）糊化：以料液比=1∶4（g/mL）调浆，煮沸，持续15 min。

4）酶处理：在糊化的脱脂米粉中添加糖化酶进行水解，调整酶添加量、酶解温度、pH和搅拌频率，使米粉充分水解。

5）灭酶：将酶处理后的米粉糊煮沸5 min，然后冷却至室温。

6）均质：将小米稠状液体加入均质机，均质转速为8 000 r/min，处理3 min。

7）干燥：将均质后的小米置于烘干机，在95℃下进行干燥。

8）磨粉：对干燥后的块状小米粉碎，分别用60、80、100、120、140目筛子过筛，备用。

1.2.2试验设计

在单因素试验的基础上，根据各因素对小米粉速溶特性的影响，确定米粉细度、超声脱脂强度和酶使用量3个主要因素作为本试验中的工艺条件控制点，并选择相应的水平，建立L9（34）正交试验表，见表1。

表1　正交试验因素与水平Table 1　The factors and levels in orthogonal experiment

1.3速溶指标[13]

1.3.1润湿性[14]

在250mL烧杯中加入25℃的去离子水200mL，称取0.5g样品均匀平铺于水面上，测定从样品加入至样品完全沉降所需要的时间（s），时间越短干粉润湿性越好。

1.3.2分散性[15]

称取5 g样品放于100 mL烧杯中，加入25℃的去离子水50 mL，以800 r/min的转速在恒温磁力搅拌器上搅拌，记录从搅拌开始到粉块全部分散所需要的时间（s），时间越短干粉分散性越好。

1.3.3溶解度[16]

精确称量样品5.00 g样品，置于50 mL小烧杯中，加入去离子水30 mL，室温条件下以磁力搅拌器搅拌30 min，使小米粉充分溶解。将溶液完全转移至50 mL容量瓶中，用去离子水定容，充分摇匀。取10 mL，放入离心管中，3 000 r/min离心10 min，取上清液，转入称量皿中，在水浴中加热20 min，然后放入105℃干燥箱中烘干至质量恒定。计算溶解度（g/100 g），溶解度越大干粉速溶性越好。

式中：M1为溶有小米粉的干燥称量皿，g；M0为洁净称量皿，g；m为小米粉称样量，g；W为小米速溶粉含水率，%。

1.3.4结块率

在250 mL烧杯中加入100 mL沸水，再加入10 g小米速溶粉，用转速120 r/min的自动搅拌器搅拌20 s后，将料液过80目筛网，取未通过筛网的结块干燥至恒质量后称量，结块率为

式中：W为小米速溶粉含水率，%；M为未通过筛网的结块干质量，g。

结块率越小，干粉的分散性越好。

1.4数据分析

试验数据由SPSS 19.0软件进行统计分析。

2　结果与讨论

2.1速溶指标结果

对正交试验中所生产的9个产品进行速溶特性分析，包括润湿性、分散性、溶解度和结块率4个指标试验结果，如表2所示；各指标极差分析，如表3。

2.2速溶小米粉的润湿性

速溶小米粉的润湿性方差分析见表4。

由表3可见，在小米速溶粉的润湿性上，因素影响表现为B>C>A，即超声脱脂强度影响最大，其次为磨粉细度和酶用量，细度为80目，超声脱脂强度为75%，酶用量为2 g/100 g时获得最佳润湿效果。

表2正交试验结果Table 2　The results of orthogonal experiment

表3 正交试验的极差分析Table 3　Range analysis of orthogonal experiment

表4 润湿性方差分析Table 4　Variance analysis of wettability

由表4知，因素A磨粉细度对速溶润湿特性影响达到显著水平，因素B超声脱脂强度和C酶用量对速溶润湿特性影响不显著。

2.3速溶小米粉的分散性

速溶小米粉的分散性方差分析见表5。

表5分散性方差分析Table 5　Variance analysis of dispersion

由表3可见，在小米速溶粉的分散性上，因素影响表现为A>B>C，即磨粉细度影响最大，其次为超声脱脂强度和酶用量，细度为80目，超声脱脂强度为55%，酶用量为1 g/100 g时获得最佳分散效果。由表5知，各因素对分散特性影响均未达到显著水平，在因素选择和水平设置上应重新考虑。

2.4速溶小米粉的溶解度

速溶小米粉的溶解度方差分析见表6。

表6 溶解度方差分析Table 6　Variance analysis of solubility

由表3可见，在小米速溶粉的溶解度上，因素影响表现为A>C>B，即磨粉细度影响最大，其次为超声脱脂强度和酶用量，细度为120目，超声脱脂强度为75%，酶用量为5 g/100 g时获得最佳溶解效果，说明物料颗粒越小，脱脂越充分，酶解越彻底，对物质的溶解性越好。由表6知，因素A磨粉细度对溶解特性影响达到显著水平，其他因素影响较一般，进一步说明物料颗粒大小对溶解度有很大的影响。

2. 5速溶小米粉的结块率

速溶小米粉的结块率方差分析见表7。

由表3可见，在小米速溶粉的结块率表现上，因素影响表现为A>B>C，即磨粉细度影响最大，其次为超声脱脂强度和酶用量，细度为80目，超声脱脂强度为75%，酶用量为2 g/100 g时结块率最低，物料颗粒越小越容易造成结块，脱脂充分可以促进溶解。由表7知，因素A磨粉细度对溶解特性影响达到极显著水平，其他因素分别达到显著影响水平，由此可见对于物料结块率而言，试验所设计因素水平具有很强针对性。

表7 结块率方差分析Table 7　Variance analysis of caking rate

2.6速溶指标的相关性

速溶指标的相关性见表8。

表8 速溶指标的相关性Table 8　Correlation among instant indexes

对小米粉速溶指标进行相关性分析，4个速溶指标间的相关性如表8所示，其中润湿性与溶解度成正显著相关，与结块率成负极显著相关；溶解度与结块率同样显示为负极显著相关。

3　结果与讨论

试验对小米粉经细度处理，酶解处理和脱脂处理制成速溶米粉，所设计因素对小米粉的润湿性、分散性、溶解度和结块率等4个速溶指标均有一定影响，试验设计基本合理。小米粉细度对润湿性、溶解度和结块率3个速溶指标影响较大，细度较大可提高米粉润湿性、分散性和降低结块率，但对米粉溶解度有削弱趋势。脱脂强度提高可促进米粉的润湿性、分散性和降低结块率，但对米粉溶解度影响不明显。酶处理对米粉溶解度有促进作用，但对其他3个指标影响较弱于细度处理和超声脱脂处理，这对酶的选择和应用需进一步试验，以发挥酶解作用达到理想速溶效果。

试验中，酶选择的不全面对结果影响作用不明显，建议采用多酶复合体研究酶对小米速溶粉的影响；另外，产品特性评价具有局限，对小米速溶粉的营养特性没有进行评价，什社小米的营养特性没有得到体现。应当加强工艺优化与营养特性合理存在，不追求片面加工效果，既要保证合理的加工工艺，也要体现良好的营养特性，促进产品工艺生产转化。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.23.024

收稿日期：2014-10-12

基金项目：庆阳市科技支撑项目（KZ2012-70）

作者简介：韩雍（1980—），男（汉），讲师，硕士，从事食品快速分析技术研究。

Conditions Selection of Instant Millet Powder Processing

HAN Yong，WANG Hui，SONG Xi
（College of Agriculture and Forestry，Longdong University，Qingyang 745000，Gansu，China）

Abstract：The Shishe millet was taken as raw material to process instant millet powder in this experiment.The fineness，ultrasonic degreasing treatment and enzyme treatment were analyzed by single factor analysis to evaluate the impact on instant characteristics of millet powder.Then L9（34）orthogonal experiment was designed to further clarify the factors influence on instant millet powder.The correlation characteristics between the various instant indexes were also analyzed.The results showed that：all the fineness，ultrasonic degreasing treatment，enzyme treatment have obvious impact on the powder.The fineness influence powder wettability，solubility and the caking rate，greater fineness of 80 meshes could improve the wettability，dispersibility and reduce the rate of agglomeration，but there is a tendency to weaken the solubility of powder.The higher intensity （75%）of ultrasonic degreasing treatment could promote wettability，dispersibility and reduce agglomeration rate，but had no obvious effect on the solubility.Enzyme treatment（2 g/100 g）could promote the solubility of powder，but there was a weaker impact on the other three indicators than fineness and ultrasonic degreasing treatment.The experiment showd a significant correlation between the instant indexes.So it achieved the intended purpose of the condition selection.

Key words：millet；instant powder；process optimization；orthogonal experiment