脱皮制粉对黑、白青稞粉营养卫生品质及加工特性的影响

2023-03-06李婧谭迎奥景明菊王树林韩舜愈

食品研究与开发 2023年5期

李婧，谭迎奥，景明菊，王树林*，韩舜愈*

（1.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃兰州 730070；2.青海大学农牧学院，青海西宁 810016）

青稞（Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.）是我国青藏高原地区最主要的农作物，属于禾本科小麦族大麦属大麦的变种之一[1]。青稞按其棱数可分为二棱裸大麦、四棱裸大麦和六棱裸大麦[2]；按其颜色来分，常见的有黑老鸦青稞（呈黑色）、白浪散青稞（呈浅黄白色）、瓦蓝青稞（呈墨绿色）和肚里黄青稞（呈浅黄色）4种[3]。研究发现，不同地区、不同粒色青稞品种的营养成分含量及组成有所差异。青海青稞普遍具有高蛋白质（12.34%）、高 β-葡聚糖（5.09%）、高脂肪（1.91%）的优势，其中黑色品种青稞的蛋白质、直链淀粉和纤维含量较高，脂肪含量较低，白色品种青稞总淀粉含量较低[4]。青藏高原人民自古种植和食用青稞，但因青稞蛋白特性（不能形成面筋）限制了其单独作为食品原料的使用范围[5]。青海省是我国青稞的第二大主产区，但青稞深加工的研究和发展却相对滞后，青稞制粉存在产品品质差、营养损失大等问题[6]。近年来，国内对青稞粉产品的研究大多是在面粉中添加部分青稞粉或青稞全粉制作馒头、面条、饼干、面包等食品[7-10]。而在国外研究中，通过石磨制粉工艺制备具有不同营养素和生物活性化合物的功能性裸大麦粉，并将其加入到烘焙产品中以提高功能和健康特性，或利用裸大麦的全粉或麸皮开发青稞产品[11-12]。此外，青稞麸皮作为青稞脱皮的副产品也可以被单独开发利用[13]。在小麦的脱皮制粉过程中，脱皮可以改善小麦粉的品质，其作用主要表现在降低农药残留的污染、降低细菌数以及致毒毒素含量、强化小麦粉营养等3个方面[14]。但是目前青稞脱皮制粉对青稞粉加工特性影响的研究较少。本文以黑、白青稞为原料，研究脱皮制粉对黑、白青稞粉主要营养成分、卫生质量、糊化特性和面团粉质特性的影响，以期能够为青稞高端产品的开发与生产提供依据，提升青稞精深加工的应用价值。

1 材料与方法

1.1 试剂与材料

黑青稞、白青稞：青海新丁香粮油有限公司；β-葡聚糖标准品（纯度99%）：北京索莱宝科技有限公司；没食子酸标准品（纯度98%）：北京奥博星生物技术有限责任公司；淀粉试剂盒：北京智微科技有限公司；福林酚试剂：上海展云化工有限公司；乙醇、无水乙醇（均为分析纯）：天津市富宇精细化工有限公司；无水乙酸钠、冰乙酸、浓硫酸、苯酚、钨酸钠、铁氰化钾、无水碳酸钠、淀粉-碘化钾、硫代硫酸钠、氯化钾、氢氧化钠（均为分析纯）：天津市河东区红岩试剂厂；硫酸锌、碘化钾、四硼酸钠、石油醚（均为分析纯）：天津市百世化工有限公司。

1.2 主要仪器与设备

TM05试验用碾米机：佐竹机械（苏州）有限公司；UV-1780型紫外-可见分光光度计：岛津仪器（苏州）有限公司；H/T16MM型台式高速离心机：湖南赫西仪器装备有限公司；LC-20/40D 3C液相色谱系统：岛津企业管理（中国）有限公司；1906032白度计：上海昕瑞仪器仪表有限公司；RVA快速黏度仪：瑞典Perten公司；FZD-300粉质仪：广州瑞丰实验设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 青稞粉的制备

将青稞籽粒清洗除杂后浸麦调质，放入碾米机对其进行脱皮处理，得到脱皮率为0%、5%、10%、15%和20%的籽粒，干燥磨粉后过80目筛备用。

用万能粉碎机对青稞麸皮进行粗粉碎，过80目筛得到青稞麸皮粉。

1.3.2 青稞粉主要营养及活性成分的测定

蛋白质含量参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法测定；淀粉含量采用淀粉试剂盒进行测定。

青稞β-葡聚糖采用苯酚-硫酸法进行测定。标准曲线方程为y=11.199 0x+0.416 1，R2=0.991 1。其中y表示吸光度，x表示葡萄糖浓度（mg/mL）。

总酚含量参考Singleton等[15]的Folin-Ciocalteu法并作修改。标准曲线方程为y=0.011 9x+0.0878，R2=0.998 7。其中y表示吸光度，x表示没食子酸标准溶液浓度（mg/mL）。总酚含量的计算公式如下。

式中：W为多酚含量，mg/g；c为多酚质量浓度，mg/mL；v为提取液体积，mL；n为稀释倍数；M为样品质量，g。

1.3.3 青稞粉卫生指标的测定

灰分参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》中的灼烧质量法进行测定；霉菌参照GB 4789.16—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验常见产毒霉菌的形态学鉴定》和GB 4789.15—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数》进行测定；黄曲霉毒素B1参照GB 5009.22—2016《食品安全国家标准食品中黄曲霉毒素B族和G族的测定》的高效液相色谱-柱前衍生法进行测定。

1.3.4 青稞粉破损淀粉含量的测定

参照GB/T 9826—2008《粮油检验小麦粉破损淀粉测定α-淀粉酶法》进行。

1.3.5 青稞粉感官及粉质特性的测定

采用白度计测定青稞粉白度；参照GB/T 24853—2010《小麦、黑麦及其粉类和淀粉糊化特性测定快速粘度仪法》，采用黏度仪测定青稞粉糊化特性；参照GB/T 14614—2019《粮油检验小麦粉面团流变学特性测试粉质仪法》，采用粉质仪测定青稞粉粉质特性。

1.4 数据分析

使用Excel 2020、SPSS 20软件进行数据统计分析，每组试验均平行测定3次，试验结果以平均值±标准差表示，且精确到小数点后两位。

2 结果与讨论

2.1 脱皮程度对青稞粉营养成分的影响

脱皮程度对青稞粉营养成分含量的影响见表1。

表1 脱皮制粉对黑、白青稞粉营养成分含量的影响Table 1 Effect of dehulling on the nutritional composition of black and white barley flour

由表1可知，随着脱皮率的增加，黑、白青稞粉中蛋白质含量总体呈下降趋势，这是由于青稞籽粒中蛋白质主要分布在表层[16]；黑青稞粉的蛋白质含量从未脱皮的12.70%下降到10.90%（脱皮率为20%），脱皮率10%的白青稞粉蛋白质含量最低，为8.45%。黑、白青稞粉总酚含量随脱皮程度增加呈现下降趋势，黑青稞粉总酚含量下降明显，脱皮率20%时总酚含量仅为1.66 mg/g，白青稞在脱皮程度较低时（脱皮率0%～10%）总酚含量无显著变化（P＞0.05），当脱皮率为20%时，含量下降了1.85 mg/g，这是因为相同品种青稞中，多酚含量在青稞籽粒中由外向内呈现逐渐递减的趋势[16]。2种青稞粉的β-葡聚糖含量呈先上升后平缓下降的趋势，这是因为随着脱皮率的增加，青稞籽粒的糊粉层及部分胚乳混入青稞粉中，而青稞中β-葡聚糖主要分布于青稞籽粒胚乳细胞壁和糊粉层细胞壁[16]；淀粉含量均有增加，因为淀粉在籽粒内部含量较高[16]，这与张龑等[17]的研究结果一致。

2.2 脱皮程度对青稞粉卫生质量的影响

脱皮程度对青稞粉卫生质量的影响见表2。

表2 脱皮制粉对黑、白青稞粉卫生质量的影响Table 2 Effect of dehulling on the hygienic quality of black and white barley flour

由表2可知，2种青稞粉均未检出黄曲霉毒素B1，但霉菌含量总体呈先下降后上升趋势，可能是由于部分青稞籽粒表面的霉菌经过磨粉机的辊压后混入到粉中，从而造成交叉污染和残留或润麦工序不当导致霉菌大量繁殖[18]。随着脱皮程度的增加，脱皮青稞粉灰分含量明显下降，脱皮率为20%时，黑、白青稞粉灰分含量最低，分别为1.10%和0.88%，这是由于灰分主要来自于青稞表面附着的灰尘以及青稞的皮层和糊粉层[16]，因此，适度脱皮有助于减少青稞粉灰分和来源于表皮的污染物含量。

2.3 脱皮制粉对青稞麸皮粉营养成分和卫生质量的影响

脱皮青稞麸皮的营养成分及卫生指标的测定结果见表3。

表3 脱皮制粉对青稞麸皮粉营养成分和卫生质量的影响Table 3 Effect of dehulling on the nutritional composition and hygienic quality of barley bran flour

由表3可知，黑、白青稞麸皮粉中蛋白质含量较高，分别为17.10%和14.20%，这可能是青稞糊粉层在脱皮过程中进入麸皮所致[16]。黑青稞麸皮中未检出β-葡聚糖，且2种青稞粉中总酚含量较低，在脱皮过程中几乎没有损失。青稞麸皮灰分含量明显高于青稞粉。黑、白青稞麸皮中虽不含有黄曲霉毒素B1，但霉菌含量高达950.00 CFU/g和500.00 CFU/g。由此可见，脱皮处理对去除籽粒表面微生物污染有效果，有利于提升青稞粉的卫生质量。

由以上结果得出，脱皮率为5%的白青稞更适宜加工青稞粉。

2.4 脱皮制粉工艺对白青稞粉淀粉损伤特性和白度的影响

脱皮制粉工艺对白青稞粉淀粉损伤和白度的影响见图1。

图1 脱皮制粉工艺对白青稞粉淀粉损伤特性和白度的影响Fig.1 Effect of dehulling on starch damage characteristics and whiteness of white barley flour

由图1可知，脱皮率为5%的白青稞粉淀粉损伤程度较未脱皮提高了4.10 UCD，这可能与青稞籽粒在加工成粉过程中受到磨粉设备的机械力作用有关，胚乳中的淀粉颗粒会受到不同程度的机械力而破损，从而影响面粉的品质特性[19]，王鹏林等[20]通过对比不同破损淀粉含量的面粉所制馒头的品质发现：破损淀粉含量在20.00 UCD～25.00 UCD时品质最佳。白度是反映青稞粉感官品质的重要指标，脱皮率为5%的白度（57.57%）明显高于未脱皮组（40.13%），因此，可通过适度脱皮来调控青稞粉的产品感官品质。

2.5 脱皮制粉工艺对白青稞粉糊化特性的影响

脱皮制粉工艺对白青稞粉糊化特性的影响见表4。

表4 脱皮制粉对白青稞粉糊化特性的影响Table 4 Effect of peeling and on the pasting characteristics of white barley flour

由表4可知，脱皮率为5%的青稞粉糊化特性指标均高于未脱皮的青稞粉，其中峰值黏度、衰减值和回生值增加较为明显，分别上升了11 857.00、10 648.20、5 629.68 mPa·s，可能与脱皮青稞粉中蛋白质含量较高有关[21]。此外，青稞脱皮制粉工艺除去部分皮层，淀粉含量相对增加，减少了麸皮对糊化体系的影响，因此峰值黏度、谷值黏度和最终黏度均有所增加。

张雪娇[22]通过分析小麦淀粉及流变学特性对饺子皮品质的影响发现，淀粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、回生值和峰值时间与饺子皮感官特性的很多指标呈正相关；Konik等[23]研究分析小麦粉的黏度性状参数与其制成的面条品质参数间的关系发现，高峰黏度和低谷黏度与面条软度呈高度正相关；而Huang等[24]的研究表明，小麦粉的高峰黏度与馒头体积呈正相关。结合已有研究结果及本研究结果，推测5%脱皮率的青稞粉具有较好的加工品质。

2.6 脱皮制粉工艺对青稞粉面团粉质特性的影响

脱皮制粉工艺对青稞粉面团粉质特性的影响见表5。

表5 脱皮制粉对白青稞粉粉质特性的影响Table 5 Effect of peeling and on the powder quality characteristics of white barley flour

由表5可知，脱皮白青稞粉的吸水率比未脱皮青稞粉高6%，这与曾维鹏等[25]的研究结论一致；稳定时间是衡量面粉筋力强度的一个重要指标，稳定时间越长，说明面团的耐搅拌性越强；弱化度表明面团在搅拌过程中的破坏速率即机械搅拌的承受力，也代表面团的强度[26-27]。脱皮后的白青稞面团形成时间增加0.11 min，稳定性时间增加2.6 min，而弱化度降低了12.09 FU，表明脱皮后白青稞粉的面团面筋强度更好、韧性变好、易成型，不会在短时间内因缺水而出现龟裂等现象。