小米速溶粉加工工藝條件的篩選

韓雍，汪慧，宋曦（隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院，甘肅慶陽745000）

小米速溶粉加工工藝條件的篩選

韓雍，汪慧，宋曦
（隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院，甘肅慶陽745000）

摘要：以什社小米為原料制作速溶小米粉。通過單因素試驗分析細(xì)度、脫脂處理和酶處理對速溶小米粉速溶性的影響，并依此設(shè)計L9（34）正交試驗，進(jìn)一步明確各因素對小米速溶特性的影響情況以及各速溶指標(biāo)間的相關(guān)性。結(jié)果表明：小米粉的細(xì)度、超聲脫脂處理、酶處理均對小米粉的速溶性有影響，其中小米粉細(xì)度對潤濕性、溶解度和結(jié)塊率3個速溶指標(biāo)影響較大，細(xì)度為80目時可提高米粉潤濕性、分散性和降低結(jié)塊率，但對米粉溶解度有削弱趨勢。超聲脫脂強(qiáng)度較高時（75%）可促進(jìn)米粉的潤濕性、分散性和降低結(jié)塊率，但對米粉溶解度影響不明顯。酶處理（2g/100g）對米粉溶解度有促進(jìn)作用，但對其他3個指標(biāo)影響較弱于細(xì)度處理和超聲脫脂處理。速溶指標(biāo)之間相關(guān)性明顯。

關(guān)鍵詞：小米；速溶粉；工藝優(yōu)化；正交試驗

小米，又名谷子，是世界上重要的糧食作物[1]，具有悠久的栽種歷史[2]，在我國北方廣泛種植，是主糧的重要補(bǔ)充作物[3]，因其營養(yǎng)豐富，一向受到人們的喜愛。小米具有優(yōu)異的蛋白品質(zhì)[4]，含有8種人體必需氨基酸[5]；小米的淀粉含量高（約70%），是一種能量食物[6]。小米VB1的含量位居所有糧食之首，每100克含量達(dá)0.12mg，除此之外它還含有其他豐富的維生素和無機(jī)鹽，其具有防治消化不良，防止反胃、嘔吐的功效，滋陰養(yǎng)血的功效[7]。中醫(yī)認(rèn)為，小米味甘咸，有清熱解渴、健胃除濕、和胃安眠等功效[8]。由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，城鄉(xiāng)居民糧食消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，粗糧比重大幅度下降[9]，由于食物過于精細(xì)、單調(diào)，同時加上動物脂肪增多等原因，使我國高血壓、心血管病、糖尿病等疾病在中老年人中發(fā)病率不斷上升，小米保健功效得到人們的廣泛共識，是緩解城市“富貴病”的可行途徑之一[10]，以其優(yōu)異的營養(yǎng)功能開發(fā)保健食品已成為必然趨勢。小米具有防病抗癌等作用[11]，因此小米保健食品的開發(fā)利用具有廣闊前景[12]。試驗以隴東特有的什社小米為原料，以小米速溶粉產(chǎn)品設(shè)計為根本目標(biāo)，研究米粉速溶工藝控制因素，使其最大限度保持“原生態(tài)”營養(yǎng)價值的同時，具備方便食用的特性。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

1.1.1材料

小米：甘肅省慶陽市西峰區(qū)什社鄉(xiāng)；糖化酶（酶活力≥104 U/g）：上海倍卓公司；乙醚（分析純）：上海海納公司。

1.1.2儀器

T25高壓勻質(zhì)機(jī)：德國克魯格斯公司；DHG-9070A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海精宏公司；KQ3200DE數(shù)控超聲機(jī)：河南兄弟儀器公司；萬能高速粉碎機(jī)：廣州大祥公司。

1.2方法

1.2.1工藝設(shè)計

1.2.1.1加工工藝

原料→預(yù)處理→粉碎（20目）→脫脂→糊化（加水調(diào)漿，煮沸持續(xù)15 min）→酶處理→滅酶→干燥→粉碎→過篩→產(chǎn)品

1.2.1.2操作要點(diǎn)

1）原料處理：除去雜物和缺損的顆粒，清除雜質(zhì)，粉碎，過20目篩，備用。

2）脫脂：米粉∶乙醚=1∶3（g/mL），溫度15℃，超聲處理20 min，并依此料液比沖洗2次。

3）糊化：以料液比=1∶4（g/mL）調(diào)漿，煮沸，持續(xù)15 min。

4）酶處理：在糊化的脫脂米粉中添加糖化酶進(jìn)行水解，調(diào)整酶添加量、酶解溫度、pH和攪拌頻率，使米粉充分水解。

5）滅酶：將酶處理后的米粉糊煮沸5 min，然后冷卻至室溫。

6）均質(zhì)：將小米稠狀液體加入均質(zhì)機(jī)，均質(zhì)轉(zhuǎn)速為8 000 r/min，處理3 min。

7）干燥：將均質(zhì)后的小米置于烘干機(jī)，在95℃下進(jìn)行干燥。

8）磨粉：對干燥后的塊狀小米粉碎，分別用60、80、100、120、140目篩子過篩，備用。

1.2.2試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)各因素對小米粉速溶特性的影響，確定米粉細(xì)度、超聲脫脂強(qiáng)度和酶使用量3個主要因素作為本試驗中的工藝條件控制點(diǎn)，并選擇相應(yīng)的水平，建立L9（34）正交試驗表，見表1。

表1　正交試驗因素與水平Table 1　The factors and levels in orthogonal experiment

1.3速溶指標(biāo)[13]

1.3.1潤濕性[14]

在250mL燒杯中加入25℃的去離子水200mL，稱取0.5g樣品均勻平鋪于水面上，測定從樣品加入至樣品完全沉降所需要的時間（s），時間越短干粉潤濕性越好。

1.3.2分散性[15]

稱取5 g樣品放于100 mL燒杯中，加入25℃的去離子水50 mL，以800 r/min的轉(zhuǎn)速在恒溫磁力攪拌器上攪拌，記錄從攪拌開始到粉塊全部分散所需要的時間（s），時間越短干粉分散性越好。

1.3.3溶解度[16]

精確稱量樣品5.00 g樣品，置于50 mL小燒杯中，加入去離子水30 mL，室溫條件下以磁力攪拌器攪拌30 min，使小米粉充分溶解。將溶液完全轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用去離子水定容，充分搖勻。取10 mL，放入離心管中，3 000 r/min離心10 min，取上清液，轉(zhuǎn)入稱量皿中，在水浴中加熱20 min，然后放入105℃干燥箱中烘干至質(zhì)量恒定。計算溶解度（g/100 g），溶解度越大干粉速溶性越好。

式中：M1為溶有小米粉的干燥稱量皿，g；M0為潔凈稱量皿，g；m為小米粉稱樣量，g；W為小米速溶粉含水率，%。

1.3.4結(jié)塊率

在250 mL燒杯中加入100 mL沸水，再加入10 g小米速溶粉，用轉(zhuǎn)速120 r/min的自動攪拌器攪拌20 s后，將料液過80目篩網(wǎng)，取未通過篩網(wǎng)的結(jié)塊干燥至恒質(zhì)量后稱量，結(jié)塊率為

式中：W為小米速溶粉含水率，%；M為未通過篩網(wǎng)的結(jié)塊干質(zhì)量，g。

結(jié)塊率越小，干粉的分散性越好。

1.4數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)由SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與討論

2.1速溶指標(biāo)結(jié)果

對正交試驗中所生產(chǎn)的9個產(chǎn)品進(jìn)行速溶特性分析，包括潤濕性、分散性、溶解度和結(jié)塊率4個指標(biāo)試驗結(jié)果，如表2所示；各指標(biāo)極差分析，如表3。

2.2速溶小米粉的潤濕性

速溶小米粉的潤濕性方差分析見表4。

由表3可見，在小米速溶粉的潤濕性上，因素影響表現(xiàn)為B>C>A，即超聲脫脂強(qiáng)度影響最大，其次為磨粉細(xì)度和酶用量，細(xì)度為80目，超聲脫脂強(qiáng)度為75%，酶用量為2 g/100 g時獲得最佳潤濕效果。

表2正交試驗結(jié)果Table 2　The results of orthogonal experiment

表3 正交試驗的極差分析Table 3　Range analysis of orthogonal experiment

表4 潤濕性方差分析Table 4　Variance analysis of wettability

由表4知，因素A磨粉細(xì)度對速溶潤濕特性影響達(dá)到顯著水平，因素B超聲脫脂強(qiáng)度和C酶用量對速溶潤濕特性影響不顯著。

2.3速溶小米粉的分散性

速溶小米粉的分散性方差分析見表5。

表5分散性方差分析Table 5　Variance analysis of dispersion

由表3可見，在小米速溶粉的分散性上，因素影響表現(xiàn)為A>B>C，即磨粉細(xì)度影響最大，其次為超聲脫脂強(qiáng)度和酶用量，細(xì)度為80目，超聲脫脂強(qiáng)度為55%，酶用量為1 g/100 g時獲得最佳分散效果。由表5知，各因素對分散特性影響均未達(dá)到顯著水平，在因素選擇和水平設(shè)置上應(yīng)重新考慮。

2.4速溶小米粉的溶解度

速溶小米粉的溶解度方差分析見表6。

表6 溶解度方差分析Table 6　Variance analysis of solubility

由表3可見，在小米速溶粉的溶解度上，因素影響表現(xiàn)為A>C>B，即磨粉細(xì)度影響最大，其次為超聲脫脂強(qiáng)度和酶用量，細(xì)度為120目，超聲脫脂強(qiáng)度為75%，酶用量為5 g/100 g時獲得最佳溶解效果，說明物料顆粒越小，脫脂越充分，酶解越徹底，對物質(zhì)的溶解性越好。由表6知，因素A磨粉細(xì)度對溶解特性影響達(dá)到顯著水平，其他因素影響較一般，進(jìn)一步說明物料顆粒大小對溶解度有很大的影響。

2. 5速溶小米粉的結(jié)塊率

速溶小米粉的結(jié)塊率方差分析見表7。

由表3可見，在小米速溶粉的結(jié)塊率表現(xiàn)上，因素影響表現(xiàn)為A>B>C，即磨粉細(xì)度影響最大，其次為超聲脫脂強(qiáng)度和酶用量，細(xì)度為80目，超聲脫脂強(qiáng)度為75%，酶用量為2 g/100 g時結(jié)塊率最低，物料顆粒越小越容易造成結(jié)塊，脫脂充分可以促進(jìn)溶解。由表7知，因素A磨粉細(xì)度對溶解特性影響達(dá)到極顯著水平，其他因素分別達(dá)到顯著影響水平，由此可見對于物料結(jié)塊率而言，試驗所設(shè)計因素水平具有很強(qiáng)針對性。

表7 結(jié)塊率方差分析Table 7　Variance analysis of caking rate

2.6速溶指標(biāo)的相關(guān)性

速溶指標(biāo)的相關(guān)性見表8。

表8 速溶指標(biāo)的相關(guān)性Table 8　Correlation among instant indexes

對小米粉速溶指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，4個速溶指標(biāo)間的相關(guān)性如表8所示，其中潤濕性與溶解度成正顯著相關(guān)，與結(jié)塊率成負(fù)極顯著相關(guān)；溶解度與結(jié)塊率同樣顯示為負(fù)極顯著相關(guān)。

3　結(jié)果與討論

試驗對小米粉經(jīng)細(xì)度處理，酶解處理和脫脂處理制成速溶米粉，所設(shè)計因素對小米粉的潤濕性、分散性、溶解度和結(jié)塊率等4個速溶指標(biāo)均有一定影響，試驗設(shè)計基本合理。小米粉細(xì)度對潤濕性、溶解度和結(jié)塊率3個速溶指標(biāo)影響較大，細(xì)度較大可提高米粉潤濕性、分散性和降低結(jié)塊率，但對米粉溶解度有削弱趨勢。脫脂強(qiáng)度提高可促進(jìn)米粉的潤濕性、分散性和降低結(jié)塊率，但對米粉溶解度影響不明顯。酶處理對米粉溶解度有促進(jìn)作用，但對其他3個指標(biāo)影響較弱于細(xì)度處理和超聲脫脂處理，這對酶的選擇和應(yīng)用需進(jìn)一步試驗，以發(fā)揮酶解作用達(dá)到理想速溶效果。

試驗中，酶選擇的不全面對結(jié)果影響作用不明顯，建議采用多酶復(fù)合體研究酶對小米速溶粉的影響；另外，產(chǎn)品特性評價具有局限，對小米速溶粉的營養(yǎng)特性沒有進(jìn)行評價，什社小米的營養(yǎng)特性沒有得到體現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)工藝優(yōu)化與營養(yǎng)特性合理存在，不追求片面加工效果，既要保證合理的加工工藝，也要體現(xiàn)良好的營養(yǎng)特性，促進(jìn)產(chǎn)品工藝生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]林汝法,柴巖.中國小雜糧[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)出版社,2002:5

[2]Jianping Zhang,Houyuan Lu,Wanfa Gu,et al.Early Mixed Farming of Millet and Rice 7800 Years Ago in the Middle Yellow River Region,China[J].PLOS ONE,2012,12(7):1-8

[3] 張超,張暉,李冀新.小米的營養(yǎng)以及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國糧油學(xué)報,2007,22(1):51-55

[4]宋東曉,高德成.小米的營養(yǎng)價值與產(chǎn)品開發(fā)[J].糧食加工,2005 (1):21-24

[5]Fernandez D R,Vanderjagt D J,Millson M,et al.Fatty acid,amino acid and trace mineral composition of Eleusine coracana(pwana)seeds from northern Nigeria[J].Plants Foods for Human Nutrition,2003,58 (3):258-259

[6] 王海濱,夏建新.小米的營養(yǎng)成分及產(chǎn)品研究開發(fā)進(jìn)展[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì),2010,35(4):36-39

[7] 任建軍,徐亞平.小米方便米飯加工工藝研究[J].食品研究與開發(fā),2008,29(2):95-97

[8]張杏琴,田震平.小米綠豆速食粥[J].中國食物與營養(yǎng),2001(1): 34-35

[9]Hegde P S,Chandra T S.ESR spectroscopic study reveals higher free radical quenching potential in kodo millet(Paspalum scrobiculatum)compared to other millets[J].Food Chemistry,2005,92(1): 177-182

[10]余華.小米乳酸飲料的研制[J].成都大學(xué)學(xué)報,1996(6):35-39

[11]K DELOST-LEWIS,K LORENZ,R TRIBELHORN.Puffing Quality of Experimental Varieties of Proso Millets(Panicum miliaceum)[J]. Cereal Chemistry,2014,69(4):359-365

[12]YANG Qing,LI XiaoQiang,ZHOU XinYing,et al.Investigation of the ultrastructural characteristics of foxtail and broomcorn millet duringcarbonizationand its application in archaeobotany[J].Chinese Science Bulletin,2011,56(14):1495-1502

[13]Martin Zarnkow,Alexander Mauch,Werner Back,et al.Proso millet (Panicum miliaceum L.):An Evaluation of the Microstructural Changes in the Endosperm during the Malting Process by Using Scanning-Electron and Confocal Laser Microscopy[J].Journal of the Institute of Brewing,2007,113(4):355-364

[14]Anoma Chandrasekara,Marian Naczk,Fereidoon Shahidi.Effect of processing on the antioxidant activity of millet grains[J].Food Chemistry,2012,59(4):1-9

[15]盧健鳴,巫東堂.小米擠壓膨化加工營養(yǎng)方便粥的工藝研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2002,18(5):123-127

[16]周志華,吳滌塵.溶解溶解度及計算[M].北京:科學(xué)普及出版社, 1987

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.23.024

收稿日期：2014-10-12

基金項目：慶陽市科技支撐項目（KZ2012-70）

作者簡介：韓雍（1980—），男（漢），講師，碩士，從事食品快速分析技術(shù)研究。

Conditions Selection of Instant Millet Powder Processing

HAN Yong，WANG Hui，SONG Xi
（College of Agriculture and Forestry，Longdong University，Qingyang 745000，Gansu，China）

Abstract：The Shishe millet was taken as raw material to process instant millet powder in this experiment.The fineness，ultrasonic degreasing treatment and enzyme treatment were analyzed by single factor analysis to evaluate the impact on instant characteristics of millet powder.Then L9（34）orthogonal experiment was designed to further clarify the factors influence on instant millet powder.The correlation characteristics between the various instant indexes were also analyzed.The results showed that：all the fineness，ultrasonic degreasing treatment，enzyme treatment have obvious impact on the powder.The fineness influence powder wettability，solubility and the caking rate，greater fineness of 80 meshes could improve the wettability，dispersibility and reduce the rate of agglomeration，but there is a tendency to weaken the solubility of powder.The higher intensity （75%）of ultrasonic degreasing treatment could promote wettability，dispersibility and reduce agglomeration rate，but had no obvious effect on the solubility.Enzyme treatment（2 g/100 g）could promote the solubility of powder，but there was a weaker impact on the other three indicators than fineness and ultrasonic degreasing treatment.The experiment showd a significant correlation between the instant indexes.So it achieved the intended purpose of the condition selection.

Key words：millet；instant powder；process optimization；orthogonal experiment