皮燕麥片和裸燕麥片的化學(xué)組分及流變學(xué)特性比較

車(chē)甜甜 鄭建梅 胡新中

(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，楊凌 712100)(陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院2，西安 710062)

燕麥(Avena L.)，禾本科燕麥屬一年生草本植物，是古老的飼草、飼料及糧食作物，在世界谷物生產(chǎn)中居于第6位［1］，因其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高，是藥食同源食品，具有降低膽固醇，預(yù)防糖尿病、結(jié)腸癌和心血管疾病［2］，減肥等功效［3－4］，已成為人們生活中不可或缺的營(yíng)養(yǎng)保健食品。燕麥的品種類(lèi)型一般按其外稃性狀分為帶稃型和裸粒型兩大類(lèi)。世界主要栽培品種為帶稃型的普通燕麥(A.sativa L.)，又稱(chēng)皮燕麥;而我國(guó)則以無(wú)稃的裸燕麥(A.nuda L.)品種為主［5－6］。

燕麥經(jīng)過(guò)加工制成麥片，使其食用更加方便，口感也得到改善，且?guī)缀醣Ａ袅搜帑溨械乃袪I(yíng)養(yǎng)成分，成為深受歡迎的全谷物食品［7］。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上出售的“麥片”種類(lèi)很多。有用大麥生產(chǎn)的大“麥片”，有小麥生產(chǎn)的小“麥片”，有用各種糧谷粉或淀粉生產(chǎn)的速溶“麥片”等。燕麥片、大麥片、小麥片都屬于“早餐谷物”類(lèi)。與燕麥片一樣，大麥片和小麥片經(jīng)煮沸數(shù)分鐘也成稀粥，但是從營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健效果來(lái)說(shuō)就有很大不同。大麥和小麥中蛋白質(zhì)含量和氨基酸比例不如燕麥，尤其缺少賴(lài)氨酸和色氨酸，營(yíng)養(yǎng)效價(jià)低于燕麥;至于保健作用，大麥和小麥中的亞油酸及可溶性食物纖維遠(yuǎn)低于燕麥，因而，這些麥片也就不具備燕麥的降脂作用。速溶麥片(即食麥片或麥精片)是由一些糧食粉漿經(jīng)滾筒干燥成薄片狀，粗粉碎后加入一些奶粉、糖、香料混合而成。實(shí)質(zhì)上是一種飲品，口感不錯(cuò)，食用方便，但營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功效不能與燕麥片相提并論［8］。所以消費(fèi)者在選擇燕麥片時(shí)一定要注意商品外包裝介紹。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)燕麥片的研究主要集中在營(yíng)養(yǎng)特性、加工工藝、貯藏期等方面，對(duì)于流變學(xué)特性的研究集中在燕麥粉方面［8］。測(cè)定食品物料流變學(xué)特性，可以控制產(chǎn)品的質(zhì)量，鑒別成品的優(yōu)劣，預(yù)測(cè)食品口感，還可以為工藝和設(shè)備的設(shè)計(jì)提供參數(shù)，可以說(shuō)研究流變學(xué)特性已成為目前食品研究和生產(chǎn)中必不可少的研究方向，而關(guān)于皮燕麥片和裸燕麥片的流變學(xué)特性分析鮮見(jiàn)報(bào)道。

本研究以國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上銷(xiāo)售的42種皮燕麥片和15種裸燕麥片為試驗(yàn)材料，分別測(cè)定其蛋白質(zhì)、脂肪、灰分、β－葡聚糖以及熱量，并進(jìn)行流變學(xué)特性分析，對(duì)皮燕麥片和裸燕麥片進(jìn)行系統(tǒng)分析比較，為燕麥片加工和廣大消費(fèi)者選購(gòu)優(yōu)質(zhì)燕麥片提供參考信息，為燕麥的深入研究和利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

收集國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上共57種燕麥片，其中皮燕麥片42個(gè)品種，分別是美國(guó)8個(gè)、加拿大6個(gè)、丹麥5個(gè)、新西蘭8個(gè)、瑞典8個(gè)、英國(guó)7個(gè);中國(guó)市場(chǎng)上裸燕麥片15個(gè)品種。樣品均集中采購(gòu)于2011年4月，所有樣品均在保質(zhì)期內(nèi)，購(gòu)買(mǎi)前包裝完整。樣品磨粉后，過(guò)60目篩，置于4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 主要試劑與儀器

FW100高速萬(wàn)能粉碎機(jī):天津市泰斯特儀器有限公司;KJELTEC2100凱氏定氮儀:瑞典福斯－特卡脫公司;SZF－06C索氏脂肪儀:浙江托普儀器有限公司;UV－1240分光光度計(jì):蘇州島津公司;GR3500氧彈式熱量計(jì):長(zhǎng)沙長(zhǎng)興高教儀器公司;MVAG803202型微量快速黏度儀:德國(guó)Brabender Gmbh食品儀器公司。

1.3 試驗(yàn)方法

蛋白質(zhì)含量:AACC46－10;脂肪含量:AACC30－10;灰分含量:AACC08－16;β－葡聚糖含量:AACC32－22;β －葡聚糖試劑盒:愛(ài)爾蘭 Megazyme公司［9］。熱量測(cè)定:GR3500氧彈式熱量計(jì)。

流變學(xué)特性測(cè)定:采用布拉本德微量快速黏度儀(MICRO VISCO－AMYLO－GRAPH，簡(jiǎn)稱(chēng)MVAG)測(cè)定。分別測(cè)定燕麥粉的糊化起始溫度、峰值黏度、最終黏度和低谷黏度，并由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)記錄扭矩，繪制黏度曲線圖［10］。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用DPS7.55分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多重比較(選擇Duncan新復(fù)極差法)。2組間均數(shù)顯著性比較采用組間t檢驗(yàn)，顯著性比較采用 P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 皮燕麥片和裸燕麥片的化學(xué)組分比較

由表1可知，裸燕麥片的蛋白質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)(12.89%)高于皮燕麥片(12.47%)，但變化范圍和變異系數(shù)均差異不大，差異也不顯著。本試驗(yàn)的結(jié)果與閆金婷等［11］所測(cè)的純燕麥片的蛋白質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)相近。參試裸燕麥片的脂肪平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)(8.22%)顯著(P＜0.05)高于皮燕麥片(4.83%)，幾乎為皮燕麥片的2倍，裸燕麥片的脂肪含量的最大值和最小值遠(yuǎn)高于皮燕麥片，且變異系數(shù)遠(yuǎn)低于皮燕麥片。皮燕麥片的β－葡聚糖平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)(3.78%)顯著(P＜0.05)高于裸燕麥片(3.22%)。皮燕麥片的β－葡聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的最大值和最小值遠(yuǎn)高于裸燕麥片，且變異系數(shù)遠(yuǎn)低于裸燕麥片。這個(gè)結(jié)果在鄭殿升等［12］所測(cè)定的β－葡聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍(2.0%～7.5%)內(nèi)。皮燕麥片的灰分平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)(1.88%)略高于裸燕麥片(1.83%)，皮燕麥片的灰分變幅均高于裸燕麥片，且變異系數(shù)較小。裸燕麥片的平均熱量值(430.50 kcal·100 g－1)顯著高于皮燕麥片(419.07 kcal·100 g－1)。皮燕麥片和裸燕麥片的熱量值的變化范圍以及變異系數(shù)接近。

表1 皮燕麥片和裸燕麥片的化學(xué)組分比較

裸燕麥片的蛋白質(zhì)含量顯著高于英國(guó)的皮燕麥片，而與美國(guó)、加拿大、新西蘭、瑞典和丹麥地區(qū)的皮燕麥片差異并不明顯。裸燕麥片的脂肪含量顯著高于每個(gè)國(guó)家的皮燕麥片。裸燕麥片的β－葡聚糖含量顯著低于瑞典和丹麥地區(qū)的皮燕麥片，而與美國(guó)、加拿大、新西蘭和英國(guó)地區(qū)的皮燕麥片差異不顯著。裸燕麥片的灰分與各個(gè)國(guó)家的皮燕麥片差異不顯著。裸燕麥片的熱量與各個(gè)國(guó)家的皮燕麥片差異不顯著(表2)。

表2 中國(guó)的裸燕麥片與美國(guó)、加拿大、新西蘭、瑞典、丹麥、英國(guó)的皮燕麥片化學(xué)組分多重比較

從表2結(jié)果可知，不同來(lái)源的燕麥片的蛋白質(zhì)含量差異比較大;燕麥片的脂肪含量主要受皮、裸品種差異的影響較大，裸燕麥片的脂肪含量顯著高于皮燕麥片;燕麥片的灰分含量受地域影響及皮、裸差異影響均較小;燕麥片的β－葡聚糖主要受皮、裸品種差異的影響較大，同時(shí)也受地域影響。燕麥片的熱量主要受到皮、裸品種的影響，受地域影響不大，參試樣品中裸燕麥片的熱量高于皮燕麥片，但不同地區(qū)之間燕麥片的熱量差異不大。

2.2 皮燕麥片和裸燕麥片的流變學(xué)特性比較

裸燕麥片的糊化溫度平均值(74.73℃)略高于皮燕麥片(72.33℃)。裸燕麥片和皮燕麥片的糊化溫度變化范圍及變異系數(shù)接近。皮燕麥片的峰值黏度平均值(104.85 cmg)顯著高于裸燕麥片(84.47 cmg)。皮燕麥片的峰值黏度的最大值和最小值均遠(yuǎn)高于裸燕麥片，且變異系數(shù)遠(yuǎn)低于裸燕麥片。皮燕麥片的崩解值平均值(30.15 cmg)顯著高于裸燕麥片(18.99 cmg)。皮燕麥片的崩解值的最大值和最小值均遠(yuǎn)高于裸燕麥片，且變異系數(shù)較小。皮燕麥片的回生值平均值(93.12 cmg)顯著高于裸燕麥片(85.73 cmg)。皮燕麥片的回生值的變化范圍和變異系數(shù)均較裸燕麥片大(表3)。

表3 皮裸燕麥片的流變學(xué)特征參數(shù)的變異

裸燕麥片的糊化溫度顯著高于瑞典、丹麥、英國(guó)的皮燕麥片，而與美國(guó)、加拿大、新西蘭的皮燕麥片差異不顯著。各個(gè)國(guó)家的皮燕麥片的峰值黏度均顯著高于裸燕麥片，但不同地區(qū)之間皮燕麥片的峰值黏度差異不大。各個(gè)國(guó)家的皮燕麥片的崩解值均顯著大于裸燕麥片，其中，瑞典和丹麥的皮燕麥片的崩解值顯著大于美國(guó)、新西蘭和英國(guó)的皮燕麥片。瑞典、丹麥的皮燕麥片的回生值顯著大于裸燕麥片，其他國(guó)家的皮燕麥片的回生值與裸燕麥片差異不顯著(表4)。

皮、裸燕麥片的流變學(xué)特征參數(shù)存在不同程度的變異。燕麥片的糊化溫度受地域影響較大，裸燕麥片的糊化溫度略高于皮燕麥片;燕麥片的峰值黏度只受到皮、裸品種差異的影響，幾乎不受地域環(huán)境影響;燕麥片的崩解值、回生值既受到皮、裸品種差異的影響，又受到地域環(huán)境的影響，皮燕麥片的崩解值和回生值均大于裸燕麥片，不同地區(qū)皮燕麥片的崩解值、回生值各不相同。崩解值大的燕麥片，空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不易破壞，根據(jù)崩解值的大小，可以為消費(fèi)者選擇耐煮或易熟的燕麥片提供試驗(yàn)依據(jù)。

表4 中國(guó)裸燕麥片與美國(guó)、加拿大、新西蘭、瑞典、丹麥、英國(guó)皮燕麥片的流變學(xué)特性比較

3 討論

GB 19640—2005《麥片類(lèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了麥片的原料、感官、理化(水分、總砷、鉛、黃曲霉毒素)、微生物、添加劑等指標(biāo)，沒(méi)有具體的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)和流變學(xué)指標(biāo)的規(guī)定［13］。分析結(jié)果表明，皮燕麥片和裸燕麥片之間的脂肪含量、β－葡聚糖含量、熱量、峰值黏度、崩解值和回生值差異較大。

燕麥中的脂肪含量居于谷類(lèi)作物的首位［14］。燕麥油脂有很重要的營(yíng)養(yǎng)功能特性，其不飽和脂肪酸(亞油酸)比例高，這些必需脂肪酸在人體前列腺合成，在控制心臟平滑肌方面有十分重要的作用［1］，同時(shí)油酸和亞油酸分別作為單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸的代表，還賦予燕麥多種生理功能，如調(diào)節(jié)血脂、調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞功能、調(diào)節(jié)血凝和纖維蛋白溶解性、提高機(jī)體免疫力［15－16］。因此，燕麥亦稱(chēng)得上是營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值優(yōu)良的新型油脂資源。參試裸燕麥片的脂肪含量顯著高于皮燕麥片，且?guī)缀鯙槠ぱ帑溒?倍。與Biel等［17］的皮、裸燕麥籽粒的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為8.36%和4.79%結(jié)果基本一致，且含量之比也幾乎為2∶1。

β－葡聚糖是燕麥降膽固醇的重要功能物質(zhì)，其含量和特性對(duì)功能特性影響較大。燕麥片生產(chǎn)過(guò)程如壓片、擠壓、蒸煮、烘烤等均會(huì)影響其分子結(jié)構(gòu)、聚合度、分子間作用力、功能特性(溶解性、持水性、黏度)。在加工過(guò)程，β－葡聚糖分子大小(化學(xué)結(jié)構(gòu)和聚合度)、結(jié)構(gòu)(分子間相互作用)、功能特性(黏度，吸水能力和溶解性)發(fā)生改變，進(jìn)而影響燕麥片的感官和物理特性，最終影響對(duì)人體的健康作用［18－20］。參試皮燕麥片的β－葡聚糖含量顯著高于裸燕麥片，這可能是由于地域和環(huán)境不同造成的不同品種燕麥的β－葡聚糖含量不同。

參試皮燕麥片的灰分變幅均高于裸燕麥片，且變異系數(shù)較小。Biel等［17］研究表明皮燕麥籽粒的灰分含量顯著高于裸燕麥籽粒。可能是由于燕麥片加工過(guò)程中皮燕麥灰分損失較裸燕麥更多一些。

在熱量方面，裸燕麥片的平均熱量值顯著高于皮燕麥片。皮燕麥片和裸燕麥片的熱量值的變化范圍以及變異系數(shù)接近。這可能是由于不同品種燕麥的蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比例不同，從而使得單位燕麥片提供的熱量不同。

參試皮燕麥片的糊化溫度較裸燕麥片低，且峰值黏度、崩解值、回生值均顯著高于裸燕麥片。國(guó)內(nèi)外大量研究表明，淀粉的結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)直接影響小麥粉的加工性能和食用品質(zhì)。已有研究表明，淀粉黏度參數(shù)與面條、饅頭和面包等食品加工品質(zhì)呈極顯著相關(guān)，淀粉糊化起始溫度較低、峰值黏度越高，面條的品質(zhì)越好。Konik［21］指出面條的硬度和口感與RVA的峰值黏度、低谷黏度和最終黏度呈極顯著相關(guān)。楊學(xué)舉等［22］認(rèn)為，具有高峰值黏度、較低的低谷黏度的淀粉可增加焙烤面包的體積、紋理結(jié)構(gòu)和適口性。路長(zhǎng)喜等［23］建立的燕麥片質(zhì)量評(píng)價(jià)體系認(rèn)為，品質(zhì)好的燕麥片要求湯汁黏稠度較大，口感潤(rùn)滑、豐滿;燕麥片粥有勁道，不黏牙，口感特別潤(rùn)滑。Hu等［24］研究認(rèn)為因?yàn)橛N目標(biāo)不同，國(guó)外皮燕麥育種以燕麥片為目標(biāo)產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)裸燕麥育種以燕麥粉和面制品為目標(biāo)產(chǎn)品。從燕麥片的口感而言皮燕麥整體稍?xún)?yōu)于裸燕麥片，但裸燕麥片的常溫吸水能力要優(yōu)于皮燕麥片。

4 結(jié)論

通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的42種皮燕麥片和15種裸燕麥片，發(fā)現(xiàn)皮燕麥片和裸燕麥片在化學(xué)組分和流變學(xué)特性方面存在不同程度的差異。裸燕麥片的蛋白質(zhì)含量高于皮燕麥片;裸燕麥片的脂肪含量顯著高于皮燕麥片(P＜0.05)，且?guī)缀鯙槠ぱ帑溒?倍;皮燕麥片的灰分含量高于裸燕麥片;皮燕麥片的β－葡聚糖含量顯著高于裸燕麥片(P＜0.05);裸燕麥片的熱量顯著高于皮燕麥片(P＜0.05);裸燕麥片的糊化溫度高于皮燕麥片;皮燕麥片的峰值黏度、崩解值、回生值均顯著高于裸燕麥片(P＜0.05)。

［1］胡新中，魏益民，任長(zhǎng)忠.燕麥品質(zhì)與加工［M］.北京:科學(xué)出版社，2009

［2］FDA(Food and Drug Administration).Food labeling，health claim.Oats and coronary heart disease［Z］.Federal Register，1997，62(15):3584 －3601

［3］申瑞玲，王章存，董吉林，等.燕麥β－葡聚糖對(duì)小鼠結(jié)腸菌群及其功能的影響［J］.營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2006，28(5):430－433

［4］汪海波，劉大川，汪海嬰，等.燕麥β－葡聚糖對(duì)小腸蠕動(dòng)及淀粉酶活性的影響研究［J］.營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2006，28(2):148－151

［5］楊海鵬，孫澤民.中國(guó)燕麥［M］.北京:農(nóng)業(yè)出版社，1989

［6］周素梅，申瑞玲.燕麥的營(yíng)養(yǎng)及其加工利用［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009

［7］路長(zhǎng)喜，周素梅，王岸娜.燕麥的營(yíng)養(yǎng)與加工［J］.糧油加工，2008，(1):89 －92

［8］閆金婷，鄭建梅，劉變芳，等.國(guó)內(nèi)市場(chǎng)純燕麥片及復(fù)合麥片營(yíng)養(yǎng)和微生物指標(biāo)分析［J］.中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2013，28(3):23－28

［9］American Association of Cereal Chemist.AACC International Approved Methods，Methods 08 －16 Ash in Soy Flour，Methods 32－22 beta－Glucan in Oat Fractions and Unsweetened Oat Cereals，Methods 46－10 Crude Protein－Improvedd Kjeldahl Method，Methods 30 － 10.01 Crude Fat in Flour，Bread，and Baked Cereal Products Not Containing Fruit［S］.Minnesota:American Association Cereal Chemistry，2000

［10］姚大年，李保云，梁榮奇，等.小麥品種面粉粘度性狀及其在面條品質(zhì)評(píng)價(jià)中的作用［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，5(3):25 －29

［11］任長(zhǎng)忠，胡躍高，中國(guó)燕麥學(xué)［M］.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2013

［12］鄭殿升，呂耀昌，田長(zhǎng)葉，等.中國(guó)裸燕麥β－葡聚糖含量的鑒定研究［J］.植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2006，7(1):54－58

［13］GB 19640—2005麥片類(lèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［S］

［14］劉影，董利.燕麥的營(yíng)養(yǎng)成分和保健作用［J］.中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2009(3):55－57

［15］ErkkilArja，de Mello Vanessa D F，Risérus Ulf，et al.Dietary fatty acids and cardiovascular disease:an epidemiological approach［J］.Progress in Lipid Research，2008，47(3):172－187

［16］Lefevre M，Kris Etherton P M，Zhao Guixiang，et al.Dietary fatty acids，hemostasis，and cardiovascular disease risk ［J］.Journal of the American Dietetic Association，2004，104(3):410－419;quiz 492

［17］Biel Wioletta，Kazimierz Bobko，Robert Maciorowski.Chemical composition and nutritive value of husked and naked oats grain［J］.Journal of Cereal Science，2009，49(3):413 －418

［18］任長(zhǎng)忠，戈麗娜.燕麥在膳食、醫(yī)療和化妝品方面的應(yīng)用［M］.西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2011

［19］Pomeranz Y.Advances in Cereal Science and Technology［M］.NN:Assoc.Cereal Chemistry，1978:221 －348

［20］Wester F H，Wood P J.Oats:Chemistry and Technology，Second Edition［M］.Mininesota:AACC International，2011

［21］Konik C M.Relationship between Japanese noodle quality and RVA paste viscosity［J］.Cereal Chemical Conference，Melbourne，1992:209 －212

［22］楊學(xué)舉，杜朝，劉廣田.小麥淀粉特性與面包烘烤品質(zhì)的相關(guān)性［J］.中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2005，20(2):12－15

［23］路長(zhǎng)喜，王岸娜，周素梅，等.燕麥片加工品質(zhì)評(píng)價(jià)及其品種相關(guān)性研究［J］.中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2009，24(8):42 －46

［24］Hu X Z，Zheng J M，Li X P，et al.Chemical composition and sensory characteristics of oat flakes:A comparative study of naked oat flakes from China and hulled oat flakes from western countries［J］.Journal of Cereal Science，2014，60(2):297－301.