发芽糙米苦瓜复合营养粉的研制

姜梦诗， 李 印， 夏金林， 郭元新* (.安徽科技学院 食品工程学院，安徽 凤阳 3300；.安徽盛农农业集团有限公司，安徽 当涂 4300)

糙米与普通大米相比，维生素、矿物质及膳食纤维含量更丰富。研究表明，食用糙米有利于控制食量，具有改善高血脂、促进新陈代谢，加强机体抗氧化等功效[1-2]，近年来受到消费者的青睐，具有广阔开发前景[3-5]。糙米虽然营养丰富，但含有植酸等抗营养因子，其营养价值还有待改善。研究表明，发芽处理可将糙米中的抗营养成分进行有效降低甚至消除。通过控制发芽条件，发芽糙米中的γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)和阿片肽等功能性物质能更大限度地富集[6-9]，特别是富集的GABA具有降低血压、减肥等多种功效。因此，发芽糙米食品的开发有很大的潜在价值，引起了广泛的关注[10-11]。

苦瓜中富含可降低血糖、调节血脂、促进食欲等作用的生物活性成分。苦瓜的新鲜汁液，含有良好的降血糖作用的苦瓜苷和类似胰岛素的物质，苦瓜中的苦瓜素能减少脂肪和多糖的摄入量，是糖尿病患者的理想食品。随着人们对苦瓜营养价值的认识，喜欢食用苦瓜的人愈来愈多，但苦瓜的苦味物质却让消费者望而却步。将苦瓜处理后改变原有苦瓜的苦涩味，可进一步提高其食用价值[12]。

将发芽糙米粉、苦瓜粉和辅料混合、干燥后，可制成营养丰富、食用方便，且具有一定营养保健功能的复合营养谷物粉，迎合了人们注重营养、保健、回归自然的消费观念，是降糖效果良好的辅助食品，具有广阔的发展前景，极大的方便了高血糖、肥胖患者和相关的消费人群。本研究以发芽糙米和苦瓜为原料，研制出复合粉的最佳工艺，为工业的生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

糙米(南粳46号)，新鲜的苦瓜(市售)，水溶性大豆多糖(Soluble soybean polysaccharides,SSPS，西安惠邦生物工程有限公司)，麦芽糊精、木糖醇、β-环糊精均为食品级。

1.2 仪器设备

LHP-160型智能恒温恒湿培养箱，上海三发科学仪器有限公司；RHP-600型高速多功能粉碎机，浙江荣浩工贸有限公司；OA-10型远红外线烘箱，广州冶金机械厂；GZX-9076MBE型数显鼓风干燥箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂； DGG-9240B电热鼓风干燥箱，上海三发科学仪器有限公司。

1.3 工艺流程及操作要点

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

(1)糙米粉的制备:糙米用体积分数1%的次氯酸钠溶液浸泡15 min，用去离子水冲洗3次，在30℃条件下浸泡10 h(每间隔4 h换1次水)，在30℃培养箱中发芽24 h，然后变温到-10℃放置2 h，取出后放入烘箱中烘烤熟化，用多功能粉碎机将发芽糙米粉碎至试验设定目数待用[13-14]。

(2)苦瓜粉的制备：取新鲜苦瓜，去掉两头和籽粒，洗净后切片，用组织捣碎机打浆，加入3%的β-环糊精搅拌混匀，然后在40 MPa的压力下进行均质。随后在进料温度140℃，进料频率16 r/min，物料温度45℃的条件下喷雾干燥成苦瓜粉。

(3)复合营养粉的配比：将原料粉、辅料粉分别过80～100目筛，固定发芽糙米粉与苦瓜粉比为5∶2(按100%计)，加入4%的SSPS，20%木糖醇，10%麦芽糊精，混合均匀。

(4)干燥：将已经充分混合的复合营养粉置于瓷盘，放入烘箱中，在50℃条件下烘8 h，使其彻底干燥。

1.4 测定指标

1.4.1 产品结块率的测定 精确称取10 g样品放入100 mL烧杯中，加入90℃的热水100 mL，充分搅拌10 min，取20目筛网，对营养粉溶液进行过滤，用清水冲洗结块物，放入干燥箱中烘至恒重，带筛网称重[15]。

结块率(%) =(结块物的重量/营养粉干重)×100%

1.4.2 产品持水率的测定 准确称取3 g样品置入称量好的离心管中，加入20 mL蒸馏水，放入80℃恒温水浴锅中，充分震荡20 min以后，以6 000 r/min的转速下离心15 min，倾去上清液后，称重[16]。

持水率(%)=(倾去上清液后的重量/样品的重量)×100%

1.4.3 产品感官评价 由10名经过感官评价培训的品尝者对不同工艺条件下生产的发芽糙米苦瓜复合营养粉进行感官评价，就其气味、色泽、组织形态和口感等指标进行评判，给出一个综合评分，感官评定标准见下表1。综合所有的评分，取其平均值(满分100分)作为评价依据。

表1 感官评分表Table 1 Sensory assessment

2 结果与分析

2.1 发芽糙米烘烤温度及时间的确定

表2 烘烤的温度和时间对复合粉的影响Table 2 Effect of baking temperature and time on composite powder

不同的烘烤温度和时间对发芽糙米感官品质的影响见表2。当烘烤温度越高，时间越长，发芽糙米香味越浓郁，颜色越黄，磨粉也比较容易，但是温度过高，时间过长，会出现烤糊现象，使得粉末色泽为焦黄色，出现焦苦味，综合考虑，选择烘烤温度为140℃，烘烤时间为40 min为稳健性好的工艺操作条件。

2.2 发芽糙米粉粒径的确定

将不同粒径的发芽糙米粉制成产品后分别进行冲调试验，其结块率和感官评分见表3。结块率随颗粒粒径的增大而不断减小。当粒径小于80目时，颗粒过大，在冲调过程中结构粗糙，在口感上有砂粒感；当粒径大于100目时，水分的渗透受到阻碍，形成不易分散的结块。因此，选择发芽糙米粉粒径为80～100目比较适宜。

表3 粒径大小对复合粉结块率及感官品质的影响Table 3 Effect of particle size on caking rate and sensory quality of composite powder

2.3 苦瓜粉制作喷雾干燥条件正交试验

由单因素试验结果可知，当进风温度为140℃，进料频率为16 r/min，物料温度为45℃时，出粉量最多。在此基础上设计正交试验，设计及结果见表4。量取配制的物料1 000 mL，以干燥后得到的粉末量(g)为指标。极差分析表明，各因素对出粉量的影响次序为：A>B>C，即进风温度>进料频率>物料温度。正交分析喷雾干燥的最优组合为A2B3C2，而试验最佳表现为A2B2C3。验证性试验(表5)得到最佳组合为A2B3C2。即最优干燥条件为进风温度为140℃，进料频率控制在17 r/min，物料温度为45℃，此条件下的出粉量为15.48 g。

表4 喷雾干燥条件 L9(34)正交表Table 4 Spray drying conditions L9 (34)orthogonal table

表5 较优方案的验证试验Table 5 The verify experiment of optimum scheme

2.4 原料配比的确定

由图1可知，当发芽糙米粉与苦瓜粉的配比为5∶2时，其持水力为195.6%，感官评分为89.3分，显著高于其它配比。

图1 发芽糙米粉与苦瓜粉粉配比对复合粉持水力和感官品质的影响Fig.1 Effect of the ratio of germinated brown rice flour and bitter melon powder on the water holding capacity and sensory quality of composite powder

2.5 辅料添加正交试验的结果与分析

由单因素试验可知，当SSPS添加量为4%，木糖醇添加量为20%，麦芽糊精添加量为10%，感官得分最高。在此基础上进行L9(34)辅料优化正交试验，试验因素水平及结果见表6。极差分析可知，各因素对复合营养粉感官评定得分影响的主次顺序为B>A>C，即木糖醇>SSPS>麦芽糊精,正交分析的最优组合为A3B2C3，正交试验最佳表现为A3B2C1，需进行验证性试验。由表7得出最优组合为A3B2C3，即最优配方为固定发芽糙米粉与苦瓜粉比5∶2，以发芽糙米苦瓜营养粉按100%计，辅料SSPS 的添加量为5%，木糖醇为20%，麦芽糊精为12%。此时的配方口感协调，甜味适中，产品品质最好，感官评分最高。

表6 正交试验设计及结果Table 6 Arrangement and experimental results of orthogonal array design

表7 较优方案的验证试验Table 7 The verify experiment of optimum scheme

3 结论与讨论

糙米营养丰富，但因口感较粗、质地紧密，蒸煮起来也比较费时，减少了其利用价值。通过发芽处理可改善糙米的营养结构，并可使功能性物质进一步富集。目前有关糙米营养粉类的冲调即食产品开发较多集中在对糙米原料的加工上，以发芽糙米为原料的研究还比较少。本试验提高了糙米的食用性和商用性，改善了营养粉的价值，拓宽了糙米功能性食品的应用途径。

本研究所用的木糖醇是一种甜味剂，具有一定的甜度，食用后不会引起血糖的升高[17]，具有一定的保健功效。但是糖易于吸湿，使得成品容易结块抱团，溶解性下降，严重影响产品的品质。有研究表明麦芽糊精可以作为助干燥剂，起到微胶囊化作用，能减少固体饮料的营养成分的损失，提高溶解性和品质[18]，降低糖的吸湿性。

SSPS作为一种添加剂具有很好的作用。它能够使得产品中发芽糙米粉与苦瓜粉充分的混匀，增加其持水性，抑制淀粉回生，减少冲调后的结块率，即使在冷藏时也不被冻裂，提高了复合粉的抗结性和稳定性，还可增加膳食纤维含量，降低热量。

将苦瓜包埋后喷雾干燥得到的苦瓜粉相比于传统的市售苦瓜粉具有口感新颖，风味独特，富含多种氨基酸与生物活性物质的优势。与其他的干燥方法相比较，喷雾干燥得到的产品均匀度、溶解性较好，纯度高，质量好而且生产过程简化，操作控制简便[12]。

综上所述，研究结果表明，发芽糙米的较优烘烤温度为140℃条件下烘烤40 min，发芽糙米粉碎最佳粒径为80～100目；苦瓜粉的最佳喷雾干燥工艺为进风温度140℃，进料频率控制在17 r/min，物料温度50℃;发芽糙米苦瓜复合营养粉的最佳配方为：以固定发芽糙米粉与苦瓜粉比5∶2，以发芽糙米苦瓜混合粉按100%计，辅料选用20%的木糖醇，12%的麦芽糊精以及5%的SSPS，按此工艺和配方制得的发芽糙米苦瓜复合营养粉产品的质量最好，出粉量高为15.48 g，用适量的温水冲调后，其口感细腻，感官评分最高且GABA含量也较高，为23.32 mg/100 g。

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