藜麦高膳食纤维再制米生产工艺研究

刘静雪 ，李昊睿 ，高婷婷 ，李凤林※， 禚同友 ，谢 天 ，周美辰

（1.吉林农业科技学院食品工程学院，吉林 132101； 2.吉林省酿造技术科技创新中心，吉林 132101；3.农业农村部国家糖料加工技术研发分中心，吉林 132101）

藜麦属于藜科双子叶植物，是可用于深加工的农作物，其营养价值高，呈发展阶段。藜麦麸皮是藜麦加工的副产物，营养成分丰富[1-3]。藜麦中的蛋白质含量高于其他普通农作物，我国在藜麦工业领域愈发加快，藜麦将成为中国的新型主要粮食。藜麦麸皮中的膳食纤维作为藜麦第二大营养成分，其含量为22.2%，符合国标所规定的日常膳食纤维的含量，并且藜麦麸皮中的还原糖和总糖含量远高于藜麦中的还原糖和总糖含量[4-8]。藜麦的主食化和其产品的多样性，使其在各个国家中的需求也会进一步增大。有关学者对藜麦外壳含有的皂甙进行进一步研究，一致认为其具有疏水性，并且对灰霉病的抗性较强[9]。同时，在研究藜麦中的营养成分时，发现藜麦在同等生态环境下在抗病、抗旱、耐盐碱等方面强于其他农作物。藜麦含有大量丰富的营养物质，例如维生素、膳食纤维、人体所需的微量元素等抗氧化成分[10]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

藜麦（天津宝柱农产品有限公司）；藜麦麸皮（天津宝柱农产品有限公司）；玉米粉（黑龙江省和粮农业有限公司）。

TA-XT2i型物性测定仪（英国Stable Miero System公司）；DS32-I型单螺杆挤出机（济南赛信机械有限公司）；MB-45型快速水分测定仪（美国奥豪斯仪器有限公司）；GB-204型分析天平（德国赛多利斯特仪器有限公司）；ZDF-6050型真空干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 藜麦高膳食纤维再制米工艺流程 原料玉米粉、藜麦麸皮粉、藜麦→加水→混合拌料→一段挤出→二段挤出→冷却→藜麦高膳食纤维再制米→包装→成品。

1.2.2 藜麦高膳食纤维再制米单因素试验 一段挤出温度对藜麦高膳食纤维再制米的影响：当藜麦麸皮粉添加量为1%，藜麦粉添加量为10%，一段挤出的温度分别为135、140、145、150、155 ℃，二段挤出温度为90 ℃时进行单因素试验，研究一段挤出温度对藜麦高膳食纤维再制米的影响。

二段挤出温度对藜麦高膳食纤维再制米的影响：当藜麦麸皮粉添加量为1%，一段挤出温度为145 ℃，藜麦粉添加量为10%，二段挤出温度分别为80、85、90、95、100 ℃时进行单因素试验，研究二段挤出温度对藜麦高膳食纤维再制米的影响。

藜麦麸皮粉添加量对藜麦高膳食纤维再制米的影响：当藜麦粉添加量为10%，一段挤出温度为145 ℃、二段挤出温度为90 ℃，藜麦麸皮粉添加量分别为0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.4%时进行单因素试验，研究藜麦麸皮粉添加量对藜麦高膳食纤维再制米的影响。

藜麦粉添加量对藜麦高膳食纤维再制米的影响：当藜麦麸皮粉添加量为1%，一段挤出温度为145 ℃，二段挤出温度为90 ℃，藜麦粉添加量分别为6%、8%、10%、12%、14%时进行单因素试验，研究藜麦粉添加量对藜麦高膳食纤维再制米的影响。

1.2.3 藜麦高膳食纤维再制米工艺参数优化 从单因素试验可以确定一段挤出温度、二段挤出温度、藜麦粉添加量和藜麦麸皮粉添加量4个因素，根据4个因素进而选择3水平，将感官评分作为指标，通过响应面软件进行4因素3水平试验，并且进行数据分析和处理，由此分析最佳工艺参数。试验因素及水平如表1所示。

表1 响应面试验工艺参数

1.2.4 藜麦高膳食纤维再制米的感官评定 藜麦高膳食纤维再制米感官评价按照国标标准，考虑到本产品自身的特点，将二者相结合并且邀请10名专业人士进行感官评分，评分标准如表2所示。

表2 藜麦高膳食纤维再制米感官评分标准

项目 评分标准 分值/分有光泽光泽稍差光泽暗淡饭粒完整，结构紧密大部分结构完整饭粒完整性较差，碎粒明显粘性适宜，不粘牙基本不粘牙8～106～70～58～106～70～511～156～100～511～156～100～5光泽（10分）状态（10分）粘性（15分）软硬度（15分）粘牙或无粘性适中较硬或较软很硬或很软

2 结果与分析

2.1 藜麦高膳食纤维再制米的单因素试验

2.1.1 一段挤出温度对藜麦高膳食纤维再制米的影响 由图1可知，当一段挤出温度为135～145 ℃时，感官评分呈逐渐递增的趋势；当一段挤出温度145～155 ℃时，感官评分呈逐渐递减的趋势。当一段挤出温度达到145 ℃时，其感官评分最高，为96.13分；当一段挤出温度为135 ℃时，其感官评分最低，为83.16分。综上，当一段挤出温度为145 ℃时感官评分最高。

图1 一段挤出温度对藜麦高膳食纤维再制米感官评分的影响

2.1.2 二段挤出温度对藜麦高膳食纤维再制米的影响 由图2可知，当二段挤出温度为80～90 ℃时，感官评分呈逐渐递增的趋势；当二段挤出温度为90～100 ℃时，感官评分呈逐渐递减的趋势；当二段挤出温度达到90 ℃时，其感官评分为最佳，为96.13分；当二段挤出温度为100 ℃时，感官评分最低，为86.02分。综上，当温度为90 ℃时感官评分最高。

图2 二段挤出温度对藜麦高膳食纤维再制米感官评分的影响

2.1.3 藜麦麸皮粉添加量对藜麦高膳食纤维再制米的影响 由图3可知，当藜麦麸皮粉添加量为0.6%～1.0%时，感官评分呈逐渐递增的趋势；当藜麦麸皮粉添加量为1.0%～1.4%时，感官评分呈逐渐递减的趋势；当藜麦麸皮粉添加量为1.0%时，其感官评分为最佳，为96.13分；当藜麦麸皮粉添加量为1.4%时，其感官评分为84.22分，感官评分最低。综上，当藜麦麸皮粉添加量为1.0%时感官评分最高。

图3 藜麦麸皮粉添加量对藜麦高膳食纤维再制米感官评分的影响

2.1.4 藜麦粉添加量对藜麦高膳食纤维再制米的影响 由图4可知，当藜麦粉添加量为6%～10%时，感官评分呈逐渐递增的趋势；当藜麦粉添加量为10%～14%时，感官评分呈逐渐递减的趋势；当藜麦粉添加量为10%时，其感官评分为96.84分；当藜麦粉添加量为6%时，其感官评分最低，为85.76分。综上，当藜麦粉添加量为10%时感官评价最高。

图4 各两因素间交互作用响应面及等高线图

图4 藜麦粉添加量对藜麦高膳食纤维再制米感官评分的影响

2.2 响应面试验优化藜麦高膳食纤维再制米感官评分

2.2.1 数学模型的建立与显著性检验 根据单因素结果和响应面原理，选择A藜麦粉添加量、B一段挤出温度、C二段挤出温度、D藜麦麸皮粉添加量4因素，Y感官评分作为评价指标，响应面结果如表3所示。

通过利用响应面软件对数据进行显著性检验、回归拟合以及方差分析，所获得二次方程Y=95.83+ 1.53A+1.49B+1.10C+1.19D－0.65AB－0.88AC－0.77AD－0.78BC-0.72BD－0.82CD－2.01A2－2.06B2－2.41C2－1.92D2。

根据此模型进行显著性检验，方差分析如表4所示，模型的可信度分析如表5所示。由表3和表4的分析得出P<0.0001，从而可以说明响应面极显著，通过应用二次方程对试验结果做出分析，R2=98.42%，实际数值和理论值相互之间误差相对极小，表明实际数值和理论值可以进行很好的拟合，二者之间相关性高，确保数据的真实性。并且从方差分析结果可知，交互项AB差异显著，其余的交互项AC、AD、BC、BD、CD差异极显著；一次项A、B、C、D差异极显著；二次项A2、B2、C2、D2差异极显著。

表3 Box-Behnken中心组合试验设计及结果

表4 回归方程方差分析表

表5 回归模型的可信度分析

2.2.2 各因素交互作用对藜麦高膳食纤维再制米感官评分的影响 响应面曲面图是这些多因素之间相互作用而所形成的三维图形，此三维图形能够反映出每个因素水平间的相互作用情况。通过使其因素不变，另外的因素改变，从而能够形成模型降幂分析，得到每个因素对其结果的影响程度。根据软件对数据结果分析，等高线对结果影响，可根据图形直接观察出来，椭圆形代表因素之间影响显著，圆形代表不显著，根据结果可知，AC之间差异极显著，BD之间差异显著，AB之间差异不显著。

2.2.3 优化藜麦高膳食纤维再制米的工艺参数 对藜麦高膳食纤维再制米的工艺参数进行优化，采用对拟合的回归方程分别进行求一阶偏导数，将其设置为0，得到以下四元一次方程组：

求解得A＝0.557、B＝0.043、C＝0.030、D=0.036，即最佳工艺参数为一段挤出温度145.51 ℃、二段挤出温度90.23 ℃、藜麦粉添加量10.02%、藜麦麸皮粉添加量1.01%，由此配比所制得的藜麦高膳食纤维再制米的感官评分达到了96.11分。为了在现实条件下可以进行正确、便捷的操作，将参数修正为一段挤出温度145 ℃、二段挤出温度90 ℃、藜麦粉添加量10%、藜麦麸皮粉添加量1%。当采用修正后的工艺参数进行3次验证试验，此时感官评分为96.13分。

3 结论

从以上结论可以得出藜麦高膳食纤维再制米最佳的工艺参数为藜麦粉添加量10%、一段挤出温度145 ℃、二段挤出温度90 ℃、藜麦麸皮粉添加量1%。在这样的条件下，藜麦高膳食纤维再制米感官评分为96.13分，所以当藜麦高膳食纤维再制米达到以上数据时口感为最佳，根据试验结果及数据分析表明，符合以上条件的藜麦高膳食纤维再制米具有特有的香气，并且香味浓郁、颜色均匀有光泽、粘性适宜不黏牙，并且藜麦高膳食纤维再制米具有良好的弹性，饭粒完整，几乎没有明显的碎米。