藜麥萌發(fā)過程中營養(yǎng)物質(zhì)變化規(guī)律及藜麥芽乳制漿工藝研究

胡 潔,陳樹俊,龐震鵬,劉曉娟,徐曉霞,儀 鑫,石 玥,李 樂

(山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山西太原 030006)

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藜麥萌發(fā)過程中營養(yǎng)物質(zhì)變化規(guī)律及藜麥芽乳制漿工藝研究

胡 潔,陳樹俊*,龐震鵬,劉曉娟,徐曉霞,儀 鑫,石 玥,李 樂

(山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山西太原 030006)

為進(jìn)一步開發(fā)利用藜麥芽類產(chǎn)品,以藜麥為原料,經(jīng)一定條件萌發(fā),分別測定藜麥萌發(fā)后蛋白質(zhì)、粗脂肪、淀粉、還原糖含量、α-淀粉酶、β-淀粉酶活性、維生素B1、B2含量、多酚、黃酮以及γ-氨基丁酸(GABA)含量的變化規(guī)律,并確定最佳萌發(fā)時(shí)間。在單因素的基礎(chǔ)上采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化,以原料利用率和多酚提取率的綜合水平值作為評(píng)價(jià)指標(biāo),探尋藜麥芽乳最佳磨漿工藝。結(jié)果表明,最佳萌發(fā)時(shí)間為第3 d,磨漿溫度為60 ℃,磨漿時(shí)間為3 min,磨漿液料比為6∶1 mL/g,磨漿pH為6.5時(shí)工藝最佳。此條件下原料利用率達(dá)到70.91%,多酚提取率為79.79%,綜合水平值為77.13%。

藜麥,萌發(fā),營養(yǎng)物質(zhì),變化規(guī)律,磨漿工藝

藜麥(ChenopodiumquinoaWilld.)是一種原產(chǎn)于印第安地區(qū)的植物,藜屬藜科,因其性質(zhì)作用與常見谷物小麥、水稻等相似而被稱作“假谷物”[1-2]。藜麥的歷史可以追溯到5000年前,印第安人稱之為“糧食之母”[3]。我國于上世紀(jì)80年代引入藜麥,直到近幾年才引起關(guān)注[4],雖然藜麥不被人們所熟知,但由于其營養(yǎng)價(jià)值極其豐富,受到越來越多人的關(guān)注。據(jù)報(bào)道,藜麥蛋白質(zhì)含量高達(dá)12%～23%,且富含人體生長所需的必需氨基酸[5],特別是賴氨酸,含量達(dá)到5.1%～6.4%,高于水稻、小麥和玉米等一般谷物[6]。藜麥還含有豐富的維生素和礦物質(zhì)(30.0 g/kg),其中鈣、鐵、鉀、錳等遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)谷物[7]。另外,藜麥富含多種植物化學(xué)物質(zhì),如多酚(3.75±0.05 mg/g)、花青素(120.4±7.2 mg/100 g)[8]、黃酮(3.861 mg/g)[9]和皂苷(20%～30%)[10]等,這些物質(zhì)具有抗氧化、抗衰老的功能,同時(shí)能夠預(yù)防治療多種疾病。因而藜麥被稱為是“超級(jí)谷物”、“營養(yǎng)黃金”,聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)認(rèn)為,藜麥?zhǔn)俏ㄒ灰环N單體植物即可滿足人體基本營養(yǎng)需求的食物,并正式推薦藜麥為最適宜人類的完美的全營養(yǎng)食品[11]。

種子發(fā)芽是高等植物生命活動(dòng)最強(qiáng)烈的一個(gè)時(shí)期,谷物種子在發(fā)芽過程中,會(huì)產(chǎn)生一系列生理生化變化,一些營養(yǎng)成分如蛋白質(zhì)、淀粉會(huì)被分解從而減少[12],γ-氨基丁酸、酚類物質(zhì)的含量將會(huì)提高[13],營養(yǎng)物質(zhì)的變化會(huì)使得谷物的原料利用率及消化率得到提高。因此,研究發(fā)芽藜麥的一些性質(zhì)特征將有重大實(shí)際意義。目前,國內(nèi)外對(duì)于藜麥的研究僅僅集中在對(duì)其種子生物特性及功能特性的研究上,關(guān)于藜麥萌發(fā)的研究甚少,本實(shí)驗(yàn)通過探索藜麥萌發(fā)過程中營養(yǎng)物質(zhì)變化規(guī)律,為進(jìn)一步研究藜麥芽類產(chǎn)品提供理論依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。據(jù)報(bào)道[14],藜麥在食品中的應(yīng)用相對(duì)較少,主要是藜麥研磨成粉做成各種主食及糕點(diǎn),小吃、飲料如藜麥南瓜八寶粥、藜麥蘋果汁等,藜麥芽類產(chǎn)品仍然是一個(gè)空缺。因此,通過本實(shí)驗(yàn)的初步研究,旨在為研制一種營養(yǎng)豐富、口感俱佳的藜麥芽乳提供前期理論基礎(chǔ),為藜麥芽產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

藜麥 山西稼祺農(nóng)業(yè)科技有限公司;維生素B1、維生素B2標(biāo)準(zhǔn)品、GABA標(biāo)準(zhǔn)品 北京索萊寶科技有限公司;Folin-Ciocalteu試劑、沒食子酸、乙醇等均為分析純。

磨粉機(jī) 永康市小寶電器有限公司;DHG-9240A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;JA1203N型精密電子天平 上海良平儀器儀表有限公司;UV-2800型紫外分光光度計(jì) 美國尤尼柯儀器有限公司;TDL-5型臺(tái)式離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;HRHS24 Haier電熱恒溫水浴鍋 青島海爾醫(yī)用低溫科技有限公司;JYL-c010料理機(jī) 九陽股份有限公司;FA25高剪切分散乳化機(jī) 上海弗魯克流體機(jī)械制造有限公司;雷磁PHS25型pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 藜麥萌發(fā)及芽粉制備 在前期預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,確定藜麥萌發(fā)條件。將新鮮藜麥挑揀、除雜后,清洗浸泡2 h,用蒸餾水反復(fù)沖洗干凈后平鋪于濾紙上,置于22 ℃培養(yǎng)箱中發(fā)芽,發(fā)芽過程中每8 h用蒸餾水淋洗一次,每隔24 h取樣,連續(xù)發(fā)芽5 d,所有樣品取樣后于-20 ℃下冷凍干燥保存直至分析。分析時(shí)將藜麥芽置于恒溫干燥箱中40～50 ℃下干燥12 h,用粉碎機(jī)粉碎得到藜麥芽粉,干燥條件下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 常規(guī)成分測定 蛋白質(zhì)測定方法:GB/T5009.5-2010《食品中蛋白質(zhì)的測定-凱氏定氮法》(N系數(shù)為6.25,以干基計(jì));粗脂肪測定方法:GB/T5512-2008《糧食中粗脂肪含量測定-索氏抽提法》;淀粉測定方法:GB/T5009.9-2008《食品中淀粉的測定-酸水解法》,還原糖測定方法:GB/T5009.7-2008《食品中還原糖的測定-直接滴定法》。

1.2.3 其他成分測定α-淀粉酶活性、β-淀粉酶活性測定:參見文獻(xiàn)[15-16];維生素B1、B2含量測定:參見文獻(xiàn)[17];多酚含量測定:參見文獻(xiàn)[18];黃酮含量測定:參見文獻(xiàn)[19];γ-氨基丁酸(GABA)含量測定:參見文獻(xiàn)[20]。

1.2.4 藜麥芽的磨漿工藝 將萌發(fā)好的藜麥芽揉搓去皮并用蒸餾水洗凈,在一定磨漿溫度、磨漿時(shí)間、磨漿液料比、磨漿pH下用攪拌機(jī)磨碎,過30目篩網(wǎng)后再用紗布過濾去除殘?jiān)?得到黎麥芽汁。

1.2.5 單因素實(shí)驗(yàn) 選擇磨漿初始條件為磨漿溫度60 ℃、時(shí)間2 min、液料比6∶1 mL/g和pH6,固定其中三個(gè)因素條件,考慮剩下因素的變化情況,即分別選取磨漿溫度(40、50、60、70、80、90 ℃)、磨漿時(shí)間(1、2、3、4、5、6 min)、磨漿液料比(4∶1、6∶1、8∶1、10∶1、12∶1、14∶1 mL/g)、磨漿pH(5、5.5、6、6.5、7、7.5)四個(gè)因素進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn),考察其原料利用率和多酚提取率的影響,其中二者計(jì)算公式為:

原料利用率(%)=(原料質(zhì)量-殘?jiān)|(zhì)量)/原料質(zhì)量×100

多酚提取率(%)=P1/P2×100

式中:P1為藜麥芽汁中多酚含量(mg/g);P2為藜麥芽原料中多酚含量(mg/g)。

1.2.6 正交實(shí)驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以磨漿溫度、磨漿時(shí)間、磨漿液料比、磨漿pH為考察因素,設(shè)計(jì)四因素三水平正交實(shí)驗(yàn),根據(jù)每個(gè)因素變化范圍及每個(gè)因素所取水平設(shè)置因素水平表見表1,以原料利用率和多酚提取率的綜合水平值作為指標(biāo),確定最佳磨漿工藝條件。其中:

綜合水平數(shù)值=原料利用率值×30%+多酚提取率值×70%

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

Table 1 Orthogonal factor level table

水平因素A磨漿溫度(℃)B磨漿時(shí)間(min)C磨漿料液比(mL/g)D磨漿pH16024∶1627036∶16538048∶17

1.3 數(shù)據(jù)分析處理

本實(shí)驗(yàn)采用Excel、Origin 6.0與mintab 3軟件分析數(shù)據(jù)作圖,每組數(shù)據(jù)均采用3次重復(fù)實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)用平均值±SD值來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 藜麥種子主要營養(yǎng)物質(zhì)

由表2可知,藜麥營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富,其中以淀粉為主,含量63.01 g/100 g,蛋白質(zhì)、多酚等含量也很高,尤其蛋白質(zhì),達(dá)到17.09 g/100 g,多酚含量達(dá)到3.31 mg/g,研究表明,藜麥多酚具有抗氧化、抗衰老、抗癌等多種功效,是一種天然抗氧化物質(zhì)[21]。所以研究藜麥上述物質(zhì)在萌發(fā)過程中的含量變化,尤其多酚含量,根據(jù)其變化規(guī)律選擇最佳取材時(shí)間,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供良好數(shù)據(jù)支持,研制出一款營養(yǎng)豐富的功能飲品。

表2 藜麥種子的主要營養(yǎng)物質(zhì)

Table 2 Major nutrients of quinoa seed

蛋白質(zhì)(g/100g)粗脂肪(g/100g)淀粉(g/100g)還原糖(g/100g)水分(g/100g)多酚(mg/g)黃酮(mg/g)1709±005654±0046301±017744±008930±015331±004099±001

2.2 藜麥芽中營養(yǎng)物質(zhì)變化規(guī)律

2.2.1 蛋白質(zhì)含量變化 由圖1可知,藜麥萌發(fā)過程中,蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,均比種子中高,在第4 d達(dá)到峰值,含量為20.97 g/100 g。在萌發(fā)過程中,含氮量相對(duì)增加、生長發(fā)育需要消耗供能物質(zhì)導(dǎo)致總干基質(zhì)量的減少,都會(huì)使蛋白質(zhì)含量增加,另外分解的氨基酸等物質(zhì)運(yùn)送到新芽中也會(huì)合成新的蛋白質(zhì),從而增加蛋白質(zhì)的含量[22],從未萌發(fā)時(shí)的17.09 g/100 g增長至第4 d的20.97 g/100 g。第4 d之后開始下降至19.84 g/100 g,可能是由于萌發(fā)過程中種子吸水后一些結(jié)合的蛋白質(zhì)從結(jié)合體上脫落下來,同時(shí)細(xì)胞進(jìn)行分化也需要大量消耗蛋白質(zhì),所以導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量下降[23-24]。

圖1 藜麥萌發(fā)過程中蛋白質(zhì)含量Fig.1 Protein contents during germination of quinoa

2.2.2 粗脂肪含量變化 如圖2所示,藜麥萌發(fā)期間粗脂肪含量總體呈下降的趨勢,未萌發(fā)的藜麥中粗脂肪含量為6.54 g/100 g,而在萌發(fā)5 d后,減少至5.30 g/100 g。原因是藜麥萌發(fā)過程中存在于細(xì)胞質(zhì)脂質(zhì)體中的脂肪被脂肪酶水解、利用,一部分作為能源供給生長需要,一部分參與萌發(fā)過程中物質(zhì)的生成。許多研究也表明,在種子萌發(fā)中脂肪逐漸減少,碳水化合物增加,從代謝途徑來講這是由于脂肪首先被脂肪水解酶水解成甘油和脂肪酸,脂肪酸進(jìn)行β-氧化,再通過糖酵解的逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為蔗糖,輸送到生長部位,甘油迅速磷酸化轉(zhuǎn)化成丙酮酸,進(jìn)入三羧酸循環(huán)[25]。

圖2 藜麥萌發(fā)過程中粗脂肪含量Fig.2 Crude fat contents during germination of quinoa

2.2.3 淀粉和還原糖含量變化 由圖3可知,隨著萌發(fā)時(shí)間的延長,淀粉含量呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢,經(jīng) 5 d 發(fā)芽后其含量從63.01 g/100 g減少至46.78 g/100 g,出現(xiàn)這種變化的原因可解釋為:在藜麥發(fā)芽過程中藜麥胚乳中貯藏的淀粉從不溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鉅顟B(tài),并在各種水解酶的作用下被分解、利用,以及其旺盛的呼吸代謝,消耗了部分糖類從而使淀粉下降。另外由于種子吸水導(dǎo)致干物質(zhì)減少也是淀粉含量下降的原因之一。

圖3 藜麥萌發(fā)過程中淀粉和還原糖含量Fig.3 Starch and reducing sugar contents during germination of quinoa

萌發(fā)是酶促反應(yīng)的啟動(dòng)過程,在萌發(fā)過程中,藜麥中還原糖含量呈上升趨勢,未萌發(fā)藜麥中,還原糖含量為7.44 g/100 g,在萌發(fā)后,各時(shí)期還原糖含量與未萌發(fā)時(shí)相比均顯著增加,最高達(dá)10.91 g/100 g。藜麥萌發(fā)時(shí)淀粉酶被激活,會(huì)不同程度地作用于淀粉骨架結(jié)構(gòu),將淀粉轉(zhuǎn)化成分子量由大到小的各種糊精,最后形成麥芽糖,再由α-葡萄糖苷酶將麥芽糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖[26],因此導(dǎo)致還原糖含量增加。

2.2.4α-淀粉酶活性、β-淀粉酶活性變化 藜麥淀粉酶活力主要在發(fā)芽階段形成,主要是α-淀粉酶和β-淀粉酶。α-淀粉酶隨機(jī)水解淀粉的α-1,4-糖苷鍵,作為淀粉分解的起始酶而起主要作用,其水解產(chǎn)物為麥芽糖、麥芽三糖、糊精等還原糖,β-淀粉酶水解非還原端的第二個(gè)α-1,4-糖苷鍵,水解產(chǎn)物為麥芽糖,并能使一部分糊精糖化,這也是還原糖增加的原因之一。藜麥發(fā)芽過程中α-淀粉酶與β-淀粉酶均發(fā)生變化,由圖4可以看出藜麥萌發(fā)的第0～2 d,β-淀粉酶活力逐漸增加,從2.451 mg/(g·min)增加至5.877 mg/(g·min),而α-淀粉酶活力相對(duì)下降,從4.680 mg/(g·min)減少至3.637 mg/(g·min),是由于二者作用點(diǎn)不同,合成速度有明顯區(qū)別。隨著萌發(fā)時(shí)間的延長,種子內(nèi)的淀粉消耗,β-淀粉酶活力呈現(xiàn)下降趨勢,從第2 d的5.877 mg/(g·min)減少至0.189 mg/(g·min),而α-淀粉酶活力從第3 d到第5 d變化進(jìn)入一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),這說明在這段時(shí)間α-淀粉酶起主要作用,并且在第3 d達(dá)到最大值為5.240 mg/(g·min)。

圖4 藜麥萌發(fā)過程中α-淀粉酶活性和β-淀粉酶活性Fig.4 α-amylase activity and β-amylase activity during germination of quinoa

2.2.5 維生素B1、B2含量變化 由圖5可以看出,藜麥萌發(fā)過程中維生素B1、B2含量均有所增加,但變化不同,其中維生素B1含量呈現(xiàn)上升的趨勢,由0.43 mg/100 g增長至0.95 mg/100 g,而維生素B2含量先稍微減少而后增加,第3 d達(dá)到最低值0.61 mg/100 g。由于藜麥在發(fā)芽過程中為了維持正常的代謝過程而需要微量的維生素,所以二者作為輔酶均會(huì)增加,其中維生素B2稍有下降可能是由于營養(yǎng)需要的消耗而導(dǎo)致。

圖5 藜麥萌發(fā)過程中維生素B1和維生素B2含量Fig.5 Vitamin B1and vitamin B2 contents during germination of quinoa

2.2.6 多酚含量變化 由圖6可知,在藜麥萌發(fā)過程中,第0～1 d多酚含量稍微增加,第1 d之后呈現(xiàn)先增加后逐漸減少的趨勢,第3 d達(dá)到峰值4.94 mg/g。這與多酚類物質(zhì)經(jīng)過苯丙烷代謝有關(guān),藜麥萌發(fā)時(shí),隨著種子濕度的增加,種皮受到氧化或微生物的浸入而破壞,誘導(dǎo)糖酶分解淀粉,苯丙烷代謝途徑酶被激活,逐步將代謝中間產(chǎn)物(羥基苯乙烯蔗糖酯等)分解轉(zhuǎn)化,進(jìn)而不斷修飾和釋放酚類物質(zhì),從而提高多酚含量[27]。由于隨著發(fā)芽的進(jìn)行,淀粉含量下降,控制酚類代謝途徑的酶類活性下降,另外多酚氧化酶活性的增強(qiáng)使多酚氧化分解這些原因均會(huì)導(dǎo)致多酚含量的減少。

圖6 藜麥萌發(fā)過程中多酚含量Fig.6 Polyphenol contents during germination of quinoa

2.2.7 黃酮含量變化 由圖7可知,藜麥萌發(fā)后黃酮的含量逐漸增加而后減少,第4 d達(dá)到最高值1.29 mg/g。這是因?yàn)槔棼湹拿劝l(fā)過程使藜麥呼吸作用增強(qiáng),同時(shí)也激活了不同的酶類,合成異黃酮的重要酶即苯丙氨酸解氨酶也隨之激活,從而増加了藜麥黃酮含量,第4 d之后開始減少,是由于萌發(fā)時(shí)間增長,旺盛的呼吸作用消耗使黃酮含量下降[28]。

圖7 藜麥萌發(fā)過程中黃酮含量Fig.7 Flavonoids contents during germination of quinoa

2.2.8 GABA含量變化 由圖8可知,藜麥萌發(fā)期間GABA含量逐漸增加,從0 μg/g增加至546.53 μg/g,其原因主要有以下,首先由于發(fā)芽期間蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下開始分解,增加了游離谷氨酸的含量,而谷氨酸是合成GABA的底物,谷氨酸在谷氨酸脫羧酶(GAD)的作用下發(fā)生脫羧的不可逆反應(yīng),使反應(yīng)平衡向合成GABA的方向移動(dòng),從而提高了GABA的含量。另外多胺也是合成GABA的底物,二胺氧化酶(DAO)是GABA合成的一個(gè)關(guān)鍵酶,在藜麥種子萌發(fā)過程中,二胺氧化酶活性顯著增加,在合適的溫度、濕度條件下,GABA合成加速,提高了GABA的含量[29-30]。

圖8 藜麥萌發(fā)過程中GABA含量Fig.8 GABA contents during germination of quinoa

2.3 藜麥芽磨漿工藝單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

圖9 藜麥芽磨漿溫度(a)、時(shí)間(b)、液料比(c)和pH(d)的影響Fig.9 Effect of temperature(a),time(b),liquid-solid ratio(c)and pH(d)of quinoa malt

通過對(duì)藜麥萌發(fā)過程中營養(yǎng)物質(zhì)變化規(guī)律分析發(fā)現(xiàn),藜麥中營養(yǎng)物質(zhì)會(huì)呈現(xiàn)不同程度變化,萌發(fā)初期還原糖、多酚、黃酮和GABA等生物活性物質(zhì)均不斷增加,隨著萌發(fā)時(shí)間繼續(xù)增加,部分營養(yǎng)物質(zhì)出現(xiàn)減少的趨勢,而且伴隨藜麥芽顏色變深并出現(xiàn)根部,不利于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。所以綜合考慮,藜麥在第3 d營養(yǎng)物質(zhì)含量相對(duì)較高,營養(yǎng)價(jià)值較為豐富,其中尤其多酚含量達(dá)到4.94 mg/g,最終選擇發(fā)芽第3 d為磨漿實(shí)驗(yàn)發(fā)芽時(shí)間。

經(jīng)過對(duì)磨漿溫度、磨漿時(shí)間、磨漿液料比和磨漿pH的單因素實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索,最終結(jié)果見圖9。

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

Table 3 Orthogonal experimental results

實(shí)驗(yàn)號(hào)因素A磨漿溫度B磨漿時(shí)間C磨漿液料比D磨漿pH原料利用率(%)多酚提取率(%)綜合水平值(%)111116657589161212122270887976770931333585467416475421236339631663235223158095891586662312672960536256731326748680267868321378655729637093321676746965318K120305192301874717305K218445199451935020751K318474180491912719168k16768641062495768k26148664864506917k36158601663766389R6206322011149

由圖可以看出,在其他條件一定的情況下,藜麥芽原料利用率隨著磨漿時(shí)間、溫度、液料比的增加而增加,而磨漿pH呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,在pH為6.5時(shí)達(dá)到最大為76.16%。由此可見,長時(shí)間、溫度高、液料比大的條件下都有利于原料的溶出從而提高原料利用率。相同情況下,多酚提取率的變化與原料利用率不同,其中磨漿溫度、時(shí)間和pH均是先增加后減少,分別在60 ℃、2 min、pH7時(shí)達(dá)到最大,多酚提取率增加是由于該條件下有利于多酚的溶出,提高多酚提取率,相反減小是因?yàn)闇囟仍黾?、時(shí)間加長、pH增大會(huì)導(dǎo)致多酚內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞,使多酚含量減少,從而使多酚提取率減小。而磨漿液料比對(duì)原料利用率的影響則是使其一直減少,原因是由于水比例增加,使得藜麥芽汁濃度降低,多酚溶出少含量減少。但綜合考慮各因素,由于是制作一款口感適中、營養(yǎng)平衡的藜麥芽產(chǎn)品,所以選擇以下條件作為正交實(shí)驗(yàn)的最佳水平值范圍:磨漿溫度60～80 ℃;磨漿時(shí)間2～4 min;磨漿液料比4∶1～8∶1 mL/g;磨漿pH6～7。

2.4 藜麥芽磨漿工藝正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取磨漿溫度、磨漿時(shí)間、磨漿液料比和磨漿pH進(jìn)行四因素三水平正交實(shí)驗(yàn),根據(jù)下一步研制藜麥芽乳的實(shí)驗(yàn)要求及實(shí)際需要,同時(shí)考慮原料利用率和多酚提取率的影響,分析綜合水平值。正交設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3。

根據(jù)表3可知,影響藜麥芽磨漿工藝的主要因素順序?yàn)?磨漿pH>磨漿時(shí)間>磨漿溫度>磨漿液料比,最佳實(shí)驗(yàn)條件為A1B2C2D2,即磨漿溫度60 ℃,磨漿時(shí)間3 min,磨漿液料比6∶1 mL/g,磨漿pH6.5,以優(yōu)化所得組合進(jìn)行3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),取平均值,結(jié)果表明在最優(yōu)條件下,原料利用率為70.91%,多酚提取率為79.79%,綜合水平值為77.13%。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)測定藜麥萌發(fā)過程中多種營養(yǎng)物質(zhì)的變化規(guī)律,并分析出這些物質(zhì)的基本分布趨勢,蛋白質(zhì)、多酚、黃酮含量以及β-淀粉酶活性均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,達(dá)到最大值分別為20.97 g/100 g、4.94 mg/g、1.29 mg/g、5.877 mg/(g·min);粗脂肪和淀粉含量逐漸減少,分別由開始的6.54 g/100 g減少至5.30 g/100和63.01 g/100 g減少至46.78 g/100 g;還原糖、維生素B1和GABA含量反而一直增加,分別由7.44 g/100 g增長至10.91 g/100 g、0.43 mg/100 g增長至0.95 mg/100 g和0 μg/g增長至546.53 μg/g,在測定指標(biāo)中,只有α-淀粉酶活性和維生素B2含量呈現(xiàn)先略微減少后又增加的趨勢,但是符合萌發(fā)作用趨勢的。通過對(duì)上述營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行綜合分析,最終得出最佳萌發(fā)時(shí)間為第3 d,適合進(jìn)行后續(xù)磨漿實(shí)驗(yàn)。

通過單因素實(shí)驗(yàn),篩選出了藜麥芽磨漿溫度、磨漿時(shí)間、磨漿液料比和磨漿pH四個(gè)因素的最佳水平范圍,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn),確定最佳磨漿工藝為磨漿溫度60 ℃,磨漿時(shí)間3 min,磨漿液料比6∶1 mL/g,磨漿pH6.5,此條件下原料利用率為70.91%,多酚提取率為79.79%,綜合水平值為77.13%。得到的藜麥芽汁色澤、細(xì)膩度俱佳,為后期藜麥芽乳研制提供很好的理論基礎(chǔ)及數(shù)據(jù)支持。

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Study on the nutrients change rules during germination of quinoa and quinoa malted milk pulping process

HU Jie,CHEN Shu-jun*,PANG Zhen-peng,LIU Xiao-juan,XU Xiao-xia,YI Xin,SHI Yue,LI Le

(College of Science,Shanxi University,Taiyuan 030006,China)

Forfurtherdevelopmentandutilizationofquinoamaltproducts,quinoawastakenasrawmaterialtogerminateincertainconditions,changerulesofprotein,crudefat,starch,reducingsugarcontent,α-amylaseactivity,β-amylaseactivity,vitaminB1,B2,polyphenol,flavonoidsandγ-aminobutyricacid(GABA)contentweremeasuredafterquinoagermination,respectively.Theoptimalgerminationtimewasdetermined.Usingcomprehensivelevelvalueofrawmaterialsutilizationrateandpolyphenolextractionrateastheevaluationindex,orthogonalexperimentdesignwasadoptedonthebasisofsinglefactortoexplorequinoamaltedmilkoptimumpulpingprocess.Resultsshowedthatthebestgerminationtimewas3d,andtheoptimumpulpingprocesswastemperatureof60 ℃,pulpingtimeof3min,pulpingliquid-solidratioof6∶1mL/gandpH6.5.Undertheseconditions,therawmaterialsutilizationratereached70.91%,polyphenolextractionratewas79.79%,thecomprehensivelevelvaluewas77.13%.

quinoa;germination;nutrients;changerules;pulpingprocess

2016-04-25

胡潔(1991-)，女，碩士，研究方向：食品新工藝，E-mail：hujie01010215@163.com。

*通訊作者:陳樹俊(1964-)，男，大學(xué)本科，副教授，研究方向：食品新工藝及功能食品，E-mail：chenshujun515@163.com。

TS210.4

A

1002-0306(2016)19-0136-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.19.018