焙炒处理对燕麦甜醅品质及功能因子含量的影响

麻宸睿，王新宇，桂颖， 张琇，曹晓虹，韩立宏，2*

1(国家民委发酵酿造工程生物技术重点实验室(北方民族大学)，宁夏 银川,750021) 2(宁夏瑞春杂粮股份有限公司，宁夏 固原，756000)

燕麦(AvenasativaL.) 属禾本科早熟禾亚科燕麦属，是一种耐旱、耐寒、耐贫瘠、喜阴凉的一年生作物，为我国西部贫困山区的特色优势农业资源。燕麦是全价营养谷物，1997年美国FDA认定燕麦为功能性食物，富含平衡全面的必需氨基酸、维生素、矿物质及膳食纤维，其中含有的生物活性成分β-葡聚糖、皂苷和亚油酸具有降低胆固醇、调节血糖和肝脂肪组织代谢等生理功能，总酚、黄酮类物质具有抗氧化、延缓衰老等功效[1]。近几年来，国内外在燕麦的功能特性、食品开发等方面开展的研究日益增多[2-4]。

甜醅是我国西北地区，特别是青海、甘肃、宁夏、陕西等地的民间小吃，广泛受到当地汉、回、藏等多民族消费者的青睐。它是以燕麦为原料，借助甜酒曲经固态发酵工艺制作而成，醅粒饱满如果肉，醅汁甘甜似糖水，气味香甜如醇酒，堪称我国地方传统特色饮食文化的精髓。但是，目前为止，市场还很少见工业化的燕麦甜醅产品，只是有一些关于燕麦甜醅制作工艺优化[5]及甜醅发酵过程中理化指标及活性成分变化的零星报道[6-7]。焙炒处理是改善谷物质地、风味和营养价值的有效手段[8]，已有研究显示，燕麦经过焙炒可以增强风味、降低脂肪酶活性，进而提高产品稳定性[9]。民间传统燕麦甜醅制作中也常有焙炒燕麦的工序。但是关于焙炒处理对燕麦甜醅品质及其功能因子影响的研究，目前国内外还未见相关报道。

本论文在前期研究工作的基础上，以改进的传统工艺制作甜醅样品，系统研究焙炒工艺对甜培破碎率、质地、感官品质，及其功能因子含量的影响，为高品质甜醅制品的产业化提供技术指导，也为其他燕麦制品的研发及品质改善提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

燕麦米，宁夏瑞春杂粮股份有限公司提供(2017年产于宁夏六盘山区)；甜酒曲，安琪酵母股份有限公司；β-葡聚糖测定试剂盒(megazyme β-glucan assay kits)，爱尔兰Megazyme公司；没食子酸标准品、芦丁标准品、Folin-Ciocalteu试剂：Sigma Chemical Co, St.Louis, MO；其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

TMS-CONSOLE物性仪，美国FTC公司产品；LC-20AD型高效液相色谱仪(RID-10A示差检测器)，日本岛津公司；TECAN M200全波段酶标仪，TECAN公司；LGJ-10S真空冷冻干燥机，河南兄弟仪器设备有限公司；CY-550筒式烘炒机，南京腾阳干燥设备厂；KQ-5200E型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；HJ-500高速中药粉碎机，山东东营弘玖制药机械有限公司；DHP-9160恒温培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；电饭煲，苏泊尔公司。

1.3 实验方法

1.3.1 甜醅样品的制作

甜醅制作工艺如下：精选燕麦米，180 ℃(实际温度160～180 ℃之间)和12 r/min转速条件下在筒式烘炒机分别焙炒0、3、6、9、12 min。然后清洗干净，加入适量水浸泡4 h(每个处理之间保持料液比一致)，置于电饭锅中精煮档蒸煮50 min，出锅，凉至室温，0.6%安琪甜酒曲接种拌匀，32 ℃恒温培养60 h，即为成品。部分成品25 ℃条件下放置30 min后进行质地、感官及破碎率实验；部分成品真空冷冻干燥后用于功能因子含量的测定。

1.3.2 破碎率的计算

将甜醅样品中的整醅粒与破碎醅粒分离、干燥、称重。破碎率按公式(1)计算。

(1)

式中：Y，破碎率，%；m，碎米甜醅干燥后的质量，g；M，试样干燥后的总质量，g。

1.3.3 质的测定

参考王晓彬等[10]的方法，采用质构仪进行测定。选用P/36R柱状探头。运行模式：TPA模式。具体参数设置：触发力5 g，测试前速度3 mm/s，测试速度1.5 mm/s，测试后速度2 mm/s，压缩程度40%，2次压缩间隔时间5 s。每次测试时，在制备好的甜醅样品中间层的不同部位随机取3粒完整的醅粒对称放置在质构仪的载物台上进行测定，醅粒之间保持一定的间隔。每个处理平行制备3个样品，每个样品做6次平行，最终结果用平均值±标准差表示。

1.3.4 感官品质评价

甜醅的感官评定试验根据GB/T 13662—2008[11]中的瓶酒方法，并结合相关文献中米酒的评定方法[12]及甜醅的评价标准[5]，对甜培产品从外观、口感、香气、质地4个方面进行品评，具体的评分标准见表1。

表1 甜醅感官评定标准Table 1 Sensory evaluation criteria of sweet fermented oat

1.3.5 甜醅功效成分测定

1.3.5.1 β-葡聚糖含量测定

采用直接测定法[13-14]。

1.3.5.2 总酚含量测定

采用folin-ciocalteu(FC)比色法[15]。取不同浓度的没食子酸标准溶液或甜醅提取液于10 mL比色管中，依次加入1.0 mL 0.2 mol/L的FC试剂和2 mL质量分数为15%的Na2CO3溶液，用去离子水定容至10 mL，混合充分后室温放置1 h，在760 nm波长下测定吸光度。以没食子酸质量浓度为横坐标(x，μg/mL)；以吸光度为纵坐标(y)绘制标准曲线，测定回归方程为：y=0.011x+0.016，R2=0.998 7。

1.3.5.3 总黄酮含量测定

采用NaNO2-Al(NO3)3比色法[16]。回归方程为y=0.001 9x+0.009 7，R2=0.999 8。

1.4 数据处理

除质地和感官评价实验外，其他实验均重复3次,取平均值，以平均值±SD表示。显著性分析(P<0.05)采用SPSS 17.0软件，作图采用Origin 8.5软件。

2 结果与讨论

2.1 焙炒处理对燕麦甜醅破碎率的影响

破碎率是影响甜醅感官品质和商品价值的重要指标。醅粒完整度越高，甜醅的感官品质越好，商品价值越高。不同时间的焙炒处理对燕麦甜醅破碎率的影响结果如图1所示。从图1可以看出，燕麦米经过焙炒处理可显著降低(P<0.05)甜醅产品的破碎率。当焙炒时间为6 min左右时，甜醅产品的破碎率达到最低；烘焙时间超过9 min之后随着焙烤时间继续增加，甜醅破碎率没有显著变化。已有研究表明，高温烘焙可导致燕麦籽粒内脂-蛋白质之间结合减弱，油脂会渗透到淀粉颗粒内部，与直链淀粉分子形成复合物，这样相当于油脂成膜覆盖在淀粉颗粒的表面上，从而增加淀粉颗粒的疏水性，显著降低淀粉颗粒的水和性和膨胀度[17-19]。淀粉颗粒的水和性和膨胀度降低，燕麦籽粒的耐煮度增大，同等湿热处理条件下，燕麦籽粒的破碎趋势相对减弱。因此，燕麦籽粒经过焙炒处理可显著降低甜醅产品的破碎率。

图1 不同焙炒时间对燕麦甜醅破碎率的影响Fig.1 Effect of different roasting time on the broken rate of sweet fermented oat注：不同小写字母表示差异显著(P<0.05),下同。

2.2 焙炒处理对燕麦甜醅质地的影响

质地是影响甜醅食用品质的主要特性。从表2可以看出，焙炒处理显著增大了(P<0.05)燕麦甜醅样品的硬度、弹性和咀嚼性。当焙炒时间达到6 min左右时，继续延长时间对甜培产品的硬度和咀嚼性均没有显著影响，而弹性出现下降趋势。这是因为焙炒处理降低了燕麦籽粒的水和性，导致同等湿热条件下，焙炒燕麦籽粒的吸水率降低，籽粒内部淀粉颗粒膨胀崩解度低，最终贡献于甜醅产品硬度增大。经过焙炒处理的甜醅产品的破碎率降低，与对照相比，醅粒籽粒表皮完整度高，弹性显著增大，但是炒制过度，也会造成燕麦籽粒表皮破坏及淀粉部分碳化，甜醅产品的弹性反而下降。咀嚼性是衡量食品质地特性的一个综合指标。经过焙炒处理的甜醅样品颗粒表皮完整度高，内部淀粉颗粒离散程度低，与对照相比，咀嚼性增强。

表2 不同焙炒时间对燕麦甜醅质地的影响Table 2 Effect of different roasting time on the texture ofsweet fermented oat

2.3 焙炒处理对燕麦甜醅感官品质的影响

感官品质是决定食品食用价值的最重要的指标。从图2可以看出，与对照相比，焙炒处理显著改善了(P<0.05)甜醅的感官品质。当焙炒时间为6 min左右时，所得甜醅样品具有燕麦的典型色泽、软硬适中、颗粒饱满、均匀完整、固形物溢出少、没产生黑色孢子、无苦涩味、无明显酸味、无明显酒味、纯正的发酵香味、香甜适口，感官得分最高。

图2 不同焙炒时间对燕麦甜醅感官特性的影响Fig.2 Effect of different roasting time on the sensory quality of sweet fermented oat

2.4 焙炒处理对燕麦甜醅功能成分的影响

2.4.1 焙炒处理对燕麦甜醅β-葡聚糖含量的影响

β-葡聚糖是燕麦及其制品中最重要的功能因子。从图3可以看出，炒制对样品中β-葡聚糖的含量没有产生显著影响(P>0.5)。曾有研究发现，焙炒处理燕麦-小麦混合粉面团体系，会显著降低面团中可溶性β-葡聚糖的含量[20-21]。这是因为小麦粉中的酶在焙烤过程中降解了燕麦β-葡聚糖[22]。

图3 不同焙炒时间对燕麦甜醅β-葡聚糖含量的影响Fig.3 Effect of different roasting time on β-glucan of sweet fermented oat

2.4.2 焙炒处理对燕麦甜醅总酚含量的影响

如图4所示，焙炒过程显著增大了(P<0.05)样品中的总酚含量，但是炒制时间达到6 min后，继续焙炒，甜醅样品中的总酚含量不再发生显著变化。已有研究发现，热处理可显著增加燕麦中的总酚含量，这是因为加热过程引起燕麦细胞成分降解，释放出更多的结合态酚酸，增大了结合态总酚的可提取性[23-24]。

图4 不同焙炒时间对燕麦甜醅总酚含量的影响Fig.4 Effect of different roasting time on total phenols of sweet fermented oat

2.4.3 焙炒处理对燕麦甜醅总黄酮含量的影响

从图5中可以看出，随着焙炒时间的延长，燕麦甜醅中的总黄酮含量呈现下降趋势，炒制6 min左右，甜醅样品中总黄酮含量与对照相比显著下降(P<0.05)。本研究结果与SANDHU等的研究结果一致，这是因为黄酮类物质对热敏感，热处理会对其造成破坏[23, 25]。

图5 不同焙炒时间对燕麦甜醅总黄酮含量的影响Fig.5 Effect of different roasting time on total flavonoids of sweet fermented oat

3 结论

焙炒处理是民间传统燕麦甜醅制作的常用工序，其对燕麦甜醅产品的破碎率、质地、感官品质，以及产品中β-葡聚糖、总酚、总黄酮等功能因子的含量产生不同的影响。焙炒处理显著降低了燕麦甜醅的破碎率，焙炒6 min左右，破碎率相比对照降低50.86%；经炒制处理的甜醅样品的硬度、弹性和咀嚼性显著增大，其感官综合品质也得到了显著改善，焙炒6 min，所得样品的感官综合得分最高；焙炒处理显著增大了燕麦甜醅的总酚含量，降低了总黄酮含量，但对β-葡聚糖含量没有显著影响。由此可见，传统的炒制工序对燕麦甜醅的品质具有显著的提升作用，可用于工业化高品质甜醅产品的制作。