干燥方式对蒸煮预熟化薏米品质及营养成分的影响

党 娟， 秦礼康

(1.六盘水市水城区农业农村局， 贵州 水城 553600； 2.贵州大学 酿酒与食品工程学院， 贵州 贵阳 550025)

0 引言

【研究意义】薏米(Coixlacryma-jobiL.)是集营养、医疗、保健于一体的食药兼用小宗杂粮作物，其营养价值高，近年来倍受消费者青睐，市场潜力极大。但糙薏米颗粒结构致密、质地较为坚硬，淀粉难以糊化，在生产加工中不易煮熟，食用时加工不便，限制了薏米的食用及食品加工利用。因此，探究干燥方式对预熟化薏米蒸煮品质及营养成分的影响，对薏米的食用与开发利用具有重要意义。【前人研究进展】刘霞等[1-2]研究了不同干燥方式对黑毛豆仁和莲子品质影响，其中冷冻干燥能保持产品内部水分平衡，不影响产品色泽和产品品质。郭晓燕等[3]比较薏米与其他谷物的蒸煮品质发现，薏米的蒸煮时间较长，直接蒸煮时间需要100 min以上。陈元军等[4]研究表明，与原料薏米相比，不同预熟化方式制得预熟化薏米的脂肪与蛋白质含量提高，预熟化后薏米的弹性、胶黏性和咀嚼性均明显提升，薏米品质明显改善。孙军涛等[5]研究表明，预熟化薏米的弹性、胶黏性和咀嚼性均明显升高。党娟等[6-7]研究表明，萌芽贵州小白壳薏米的营养价值较原料薏米营养价值高。【研究切入点】贵州是薏米核心产区，薏米饼干、薏米粉、薏米酒、薏米面条和薏米小食等已有较多研究报道，鲜见萌芽贵州小白壳薏米用于开发经济便捷快食薏米新产品的研究报道。【拟解决关键问题】采用萌发贵州小白壳薏米进行蒸煮，探明不同干燥方式对蒸煮预熟化薏米品质及营养成分的影响，以期为贵州薏米的食用及食品开发利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 薏米 糙薏米(即原料薏米，下同)为贵州小白壳薏米，由贵州鑫龙食品开发有限公司提供。

1.1.2 主要试剂 乙酸，天津市科密欧化学试剂有限公司；水合茚三酮，国药集团化学试剂有限公司；抗坏血酸，天津市科密欧化学试剂有限公司；3,5-二硝基水杨酸(化学纯)，国药集团化学试剂有限公司；硫酸(优纯级)，国药集团化学试剂有限公司；硝酸(优纯级)，国药集团化学试剂有限公司；高氯酸(优纯级)，成都市科隆化学品有限公司。

1.1.3 仪器设备 TU-1810型紫外-可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；TGI6-WS台式高速离心机，上海卢湘仪离心机仪器有限公司；BS110S分析天平，北京赛多利斯天平有限公司；FD-1A-50冷冻干燥机，北京博医康实验仪器有限公司；DZF-6050真空干燥箱，上海奇欣科技科学仪器有限公司；101-1电热鼓风干燥箱，北京科伟永兴有限公司；LC-20AT高效液相色谱仪，日本岛津仪器有限公司；WSC-S测色色差计，上海精科实业有限公司。

1.2 方法

1.2.1 预熟化薏米的生产工艺 萌芽糙薏米→清洗→汽蒸(温度121℃、压力0.1 Mpa、时间20 min)→摊凉→摆盘→干燥→成品→品质分析。

1.2.2 干燥方式 在前人研究的基础上，采用自然干燥、冷冻干燥、真空干燥和热风干燥4种不同干燥方式将相同质量的糙薏米干燥至含水率为12%～14%，分析比较其复水特性、色泽、硬度和基本成分。自然干燥：干燥时间60 h、室温20℃；冷冻干燥：预冷温度-28℃、升华干燥时间48 h、解析干燥温度-38℃、真空度43.0～48.0 Pa；真空干燥：干燥时间12 h、干燥温度35℃、真空度0.06～0.07 Pa；热风干燥：干燥时间24 h、干燥温度50℃；干燥结束出料后及时密封，以防止产品吸潮。

1.2.3 复水品质测定 复水品质主要包括复水时间、复水比和复水口感。

1) 复水时间。称取干燥后的薏米3份，10 g/份，放入200 mL的烧杯中，加入蒸馏水，将其置于60℃水浴锅中，每隔3min取出沥干，用滤纸吸干表面水分，测定其质量，直至质量不再增加为止，记录所需时间，此时间即为干燥薏米的复水时间。

2) 复水比。称取干燥后的薏米，称量记为M0，然后将薏米置于60℃水中，在复水时间后沥水并用滤纸吸干表面水分，称量并记为M1，复水比=M1/M0。

3) 复水后口感。复水后产品的口感滋味，以颗粒口感软糯，味甘回甜为佳。

1.2.4 熟化时间确定 取干燥后糙薏米200 g放入1 000 mL的沸水中，并计时，保持水温95～100℃微沸腾状态下煮制，从5 min后开始每隔5 min取出约20 g，分别放入品评盘中，挑选10名食品专业人员进行评价，按评分标准(表1)进行感官评定，综合评分最高的时间即为薏米的最佳熟化时间[8-9]。

表1 熟化时间感官评价的评分标准

1.2.5 色泽测定 为了更准确地测定干燥后糙薏米的色泽，将其打粉后，采用WSC-S测色色差计测定薏米粉的色差。L*=0表示黑色；L*=100 表示白色；a*值为正表示偏红，为负表示偏绿，值越大表示偏向越严重；b*值为正表示被测物偏黄，为负表示被测物偏蓝。

1.2.6 基本成分测定 水分，采用食品中水分的测定(GB 5009.3-2012)方法进行测定。还原糖，采用3,5-二硝基水杨酸法测定[10]。游离氨基酸，采用水合茚三酮显色法测定[10]。γ-氨基丁酸(GABA)的提取与测定[11-12]，参照文献[9-10]的方法略作改进后测定，即称取过60目筛的薏米粉0.5 g，用蒸馏水定容至5 mL后，振荡提取2 h，过滤后离心。取滤液0.5 mL，加入pH9.0的硼酸缓冲液0.5 mL，5%的重蒸酚溶液1 mL，有效氯为7%的次氯酸钠0.5 mL，充分振荡混匀；沸水浴10 min后，立即冰浴20 min并持续振荡，直至有蓝绿色化合物出现，再加入60%的乙醇1 mL，用酶标仪于 640 nm 波长下测吸光度，通过GABA标准品的浓度及对应吸光值得到标准曲线(取5个标样浓度1 mg/100g、5 mg/100g、10 mg/100g、15 mg/100g、20 mg/100g得到标准曲线方程Y=0.028X+0.0009，X为GABA的浓度，Y为640 nm可见光下的吸光度，R2=0.996 1)计算GABA含量。

1.2.7 氨基酸与脂肪酸的测定

1) 氨基酸。采用2,4-二硝基氟苯柱前衍生气相色谱法测定糙薏米与预熟化薏米中氨基酸含量。样品前处理：酸解-转移和复溶-衍生-中和-上机测定；采用C18柱分离，紫外检测器检测，柱温40℃，检测波长360 nm，进样量10 μL，流速1.5 mL/min，运行时间30 min，流动相为乙腈(A)和乙酸-乙酸钠缓冲液(B)，梯度洗脱0～6.5 min，18%A；6.5～10 min，18%～20%A；10～20 min，20%～34%A；20～23 min，34%～45%A；23～25 min，45%～55%A；25～27 min，55%～18%A；27～30 min，18%A。

2) 脂肪酸。采用水酶法提取糙薏米的薏米油脂，根据《动植物油脂 脂肪酸甲脂的气相色谱分析》 (GB/T 17377-2008)测定糙薏米中脂肪酸含量，结合各种脂肪酸标样的保留时间和峰面积，确定糙薏米与预熟化薏米样品中脂肪酸组成并计算其相对含量。

1.3 数据统计与分析

采用SPSS 19.0对数据进行方差分析和显著性检验，全部试验均3次重复。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式预熟化薏米的复水品质

4种干燥方法对预熟化薏米的复水比均有显著性影响(F=203.130，F0.05(3,6)=4.07)。自然干燥和真空干燥对预熟化薏米影响较大，复水时间较长，均为1.5 h；复水比低，分别为1.590和1.616，复水后成品易烂，蒸煮口感较差，滋味较淡。热风干燥对预熟化薏米影响最大，复水时间最长，为2.0 h；复水比适中，为1.909，复水后成品口感偏硬，味道浅淡。冷冻干燥的预熟化薏米脱水彻底，干燥后成品表面呈黄色，复水时间最短，为1.0 h；复水比较大，为2.111；复水后口感软糯，有谷物清香，复水效果最好，品质最佳。可能是在冷冻干燥过程中形成冰晶，薏米籽粒内部可减少因水分扩散造成的物质迁移，复水品质较好。

2.2 糙薏米与各干燥方式预熟化薏米的熟化时间

从图1看出，随着熟化时间的增大，4种干燥方式的预熟化薏米感官评分在60 min内呈先升后降趋势，而糙薏米的感官评分在60 min内持续升高，表明薏米未完全煮熟。冷冻干燥处理的预熟化薏米在30 min时感官评分最高，最先煮熟；真空干燥处理的预熟化薏米在35 min时感官评分最高；而自然干燥和热风干燥处理的预熟化薏米在40 min时感官评分最高。

图1 不同干燥方式糙薏米与预熟化薏米的熟化时间

2.3 糙薏米及各干燥方式预熟化薏米的色泽变化

从表2可知，糙薏米及各干燥方式预熟化薏米的亮度值(L*)、红绿值(a*)和黄蓝值(b*)等色泽变化存在差异。L*：糙薏米及各干燥方式预熟化薏米为30.61～62.73，冷冻干燥最高，显著高于糙薏米及其余干燥方式预熟化薏米；真空干燥最低，显著低于糙薏米及其余干燥方式预熟化薏米。a*：糙薏米及各干燥方式预熟化薏米为4.40～8.89，热风干燥最高，显著高于糙薏米及其余干燥方式预熟化薏米；冷冻干燥最低，显著低于除糙薏米外的其余干燥方式预熟化薏米。b*：糙薏米及各干燥方式预熟化薏米为10.80～15.90，热风干燥最高，显著高于糙薏米及除自然干燥外的其余干燥方式预熟化薏米；糙薏米最低，显著低于各干燥方式预熟化薏米。可见，自然干燥、真空干燥和热风干燥的预熟化薏米较糙薏米L*值变小、a*和b*值变大，产品色泽变暗，颜色变黄变红，表面色泽褐变严重，品质变差，可能是因酶促反应和非酶促反应发生褐变所致。

表2 不同干燥方式预熟化薏米的色泽变化

2.4 糙薏米与各干燥方式预熟化薏米各成分的含量

从表3可知，糙薏米与各干燥方式预熟化薏米水分、还原糖、可溶性蛋白、游离氨基酸和γ-氨基丁酸(GABA)含量的变化。水分：糙薏米与各干燥方式预熟化薏米为5.47%～13.77%，糙薏米最高，显著高于各干燥方式预熟化薏米；冷冻干燥最低，显著低于糙薏米及除热风干燥外的其余干燥方式预熟化薏米。还原糖：糙薏米与各干燥方式预熟化薏米为1.21%～14.48%，真空干燥最高，显著高于糙薏米及热风干燥方式预熟化薏米；糙薏米最低，显著低于各干燥方式预熟化薏米。可溶性蛋白：糙薏米与各干燥方式预熟化薏米为0.08%～1.76%，冷冻干燥最高，显著高于糙薏米及其余干燥方式预熟化薏米；糙薏米最低，显著低于各干燥方式预熟化薏米。游离氨基酸：糙薏米与各干燥方式预熟化薏米为0.41%～0.66%，冷冻干燥最高，显著高于糙薏米及自然干燥和热风干燥预熟化薏米；热风干燥的预熟化薏米和糙薏米较低，显著低于其余干燥方式预熟化薏米。GABA：糙薏米与各干燥方式预熟化薏米为18.37～86.06 mg/100g，冷冻干燥最高，显著高于糙薏米及其余干燥方式预熟化薏米；糙薏米最低，显著低于各干燥方式预熟化薏米。表明，冷冻干燥预熟化薏米的营养价值最高。

表3 不同干燥方式预熟化薏米各成分的含量

2.5 糙薏米与各干燥方式预熟化薏米的氨基酸组成及含量

从表4看出，糙薏米和预熟化薏米均含有天冬氨酸、苏氨酸和丝氨酸等17种氨基酸。糙薏米和预熟化薏米17种氨基酸的含量分别为0.10～32.77 mg/g和0.09～38.61 mg/g，均以天冬氨酸和组氨酸的含量较高，分别为25.76 mg/g、28.50 mg/g和32.77 mg/g、38.61 mg/g；其中，预熟化薏米有9种氨基酸含量高于糙薏米。糙薏米和预熟化薏米的必需氨基酸和总氨基酸含量分别为27.21 mg/g、28.45 mg/g和116.20 mg/g、124.09 mg/g，均以预熟化薏米较高。

表4 糙薏米与预熟化薏米的氨基酸组成及含量

2.6 糙薏米与预熟化薏米的脂肪酸组成及含量

从表5可知，糙薏米和预熟化薏米均含有豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸等9种脂肪酸，其含量分别为0.015%～50.208%和0.026%～49.505%，均以油酸含量最高，豆蔻酸含量最低；饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸含量分别为15.918%/14.953%、50.409%/49.710%、33.673%/35.337%和84.082%/85.047%。预熟化薏米的豆蔻酸、硬脂酸、花生酸、棕榈油酸、亚油酸、亚麻酸、多不饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸含量高于糙薏米。

表5 糙薏米与预熟化薏米脂肪酸的组成及相对含量

3 讨论

谷物蒸煮时受湿热、酶和氧化等相互作用，发生淀粉和蛋白质部分降解、淀粉糊化等理化反应，对谷物营养品质有重要作用，且与加热温度和加热时间有关[13]。同时，经水热处理后，微生物被消灭、酶失活，储存时不易霉变、生虫，易于保管[14]。研究结果表明，自然干燥、冷冻干燥、真空干燥和热风干燥预熟化薏米复水后复水比分别为1.590、2.111、1.616和1.909，各干燥方式间差异极显著；冷冻干燥预熟化薏米的复水比最大(2.111)，复水时间最短(1.0 h)，复水后口感软糯，有谷物清香，复水效果最好；在95～100℃微沸腾状态下熟化 30 min时的预熟化薏米感官评分最好，最先煮熟，其口感佳和品质优。色泽是评价谷物干燥产品品质的重要指标之一，与糙薏米相比，4种干燥方式的熟化薏米L*、a*、b*值均有不同程度地变化。冷冻干燥可较好的保持产品的色泽，最大程度地阻止黄度的增加，熟化薏米的 L*值最大，b*值较小，a*值最接近糙薏米，色泽最好。预熟化薏米含有17种氨基酸和9种脂肪酸，17种氨基酸的含量分别为0.09～38.61 mg/g，均以天冬氨酸和组氨酸的含量较高，有9种氨基酸含量高于糙薏米，必需氨基酸和总氨基酸含量(28.45 mg/g和124.09 mg/g)均高于糙薏米(27.21 mg/g和116.20 mg/g)；9种脂肪酸含量为0.026%～49.505%，有6种脂肪酸含量高于糙薏米，以油酸含量最高，豆蔻酸含量最低；饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸含量分别为14.953%、49.710%、35.337%和85.047%，多不饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸含量高于糙薏米。在各种营养成分中，人体组氨酸可由普通的中间代谢产物合成，一直被认为是非必需氨基酸，但深入研究发现，幼龄动物和婴幼儿乃至成年动物或成年人，其体内的组氨酸合成量均不能满足机体生长需要，也需从食物中补充，又称其为半必需氨基酸[15]。天冬氨酸主要用于治疗心脏病、高血压症及肝脏病，具有恢复疲劳的作用，可作为良好的营养增补剂添加于各种功能性饮料[16]。LEWIS等[17]报道，亮氨酸缺乏会导致低血糖症状。不饱和脂肪酸主要来源于膳食油脂，为人体营养与健康所需的脂肪酸之一，对人体一些相应缺乏症和内源性疾病有积极防治作用，在预防炎症、癌症，调节血压、免疫力等方面有一定作用[18-19]。

4 结论

冷冻干燥预熟化薏米的复水比最大(2.111)，复水时间最短(1.0 h)，复水后口感软糯，有谷物清香，复水效果最好；预熟化薏米含有17种氨基酸和9种脂肪酸，必需氨基酸、总氨基酸、6种脂肪酸、多不饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸含量高于糙薏米，可溶性蛋白和游离氨基酸含量增加，食用品质提高。