小麥胚芽糊加工工藝探討

王家良,許暉,鄧源喜,懷軍,王梅

1(蚌埠學(xué)院 生物與食品工程系，安徽 蚌埠，233010) 2(安徽雁湖面粉有限公司，安徽 蚌埠，233426)

小麥胚芽糊加工工藝探討

王家良1*,許暉1,鄧源喜1,懷軍2,王梅2

1(蚌埠學(xué)院 生物與食品工程系，安徽 蚌埠，233010) 2(安徽雁湖面粉有限公司，安徽 蚌埠，233426)

采用噴霧干燥法研究小麥胚芽糊制備工藝。先將小麥胚芽在沸騰干燥床上80℃干燥25min，利用氣流粉碎機(jī)粉碎至100～120目，0.4%蔗糖脂肪酸酯(HLB>10)為乳化劑，3 000 r/min轉(zhuǎn)速分散1.5 min進(jìn)行乳化分散。結(jié)果表明：單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)確定適宜壁材組合為，黃原膠與麥芽糊精的質(zhì)量比=0.3∶40、配成液體濃度40%、小麥胚芽粉∶壁材(質(zhì)量比)=1∶4、噴霧干燥進(jìn)料速度10 mL/min，進(jìn)風(fēng)溫度130 ℃，出風(fēng)溫度75 ℃，制作成小麥胚芽糊在30 ℃下放置7 d，其過氧化值為3.48 meq/kg，感官分值為90。

小麥胚芽；糊；蔗糖脂肪酸酯；噴霧干燥；加工工藝

小麥胚芽為加工小麥粉的副產(chǎn)品，只占麥粒干重2 %左右，但小麥的主要營養(yǎng)成分都集中在胚芽中。據(jù)報(bào)道[1]，小麥胚芽蛋白質(zhì)含量約30 %、脂肪含量約10 %，其中蛋白質(zhì)含有8種人體必需氨基酸，其中賴氨酸含量占18.5%，遠(yuǎn)高于米面制品[2]；脂肪中亞油酸含量占60%，其中80%為多不飽和脂肪酸 ，而亞油酸也是人體最重要的一種必需脂肪酸[3-4]。另外，小麥胚芽還含有豐富的維生素及鈣、鉀、鎂、鐵、鋅、硒、磷、錳、銅等多種微量元素。因此，小麥胚芽是一種極為珍貴的天然食品營養(yǎng)資源，它對人體健康的作用已越來越得到研究人員的關(guān)注[5-6]。然而，由于麥胚中含有活性較高的脂肪水解酶、脂肪氧化酶、過氧化物酶等多種酶類，能夠較快將胚芽脂肪分解成脂肪酸，導(dǎo)致胚芽變質(zhì)，失去其食用價(jià)值[7-8]。

本研究擬采用干燥工藝對胚芽滅酶，除去小麥胚芽的部分水分，將粉碎后的胚芽進(jìn)行包埋[9-11]，先考察小麥胚芽粒度、胚芽粉與壁材比、進(jìn)料速度、進(jìn)出口風(fēng)溫等單因素對胚芽糊的感官指標(biāo)和過氧化值影響，再采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化小麥胚芽糊加工工藝參數(shù)，以期制作成保質(zhì)期長、易于沖調(diào)、易消化吸收、營養(yǎng)豐富、口味純正濃厚的小麥胚芽糊產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料

小麥胚芽購置于安徽雁湖面粉有限公司，黃原膠、麥芽糊精、蔗糖脂肪酸酯均為食用級。

1.1.2 設(shè)備

FA1004電子分析天平，上海精密儀器儀表有限公司；FJ-12型實(shí)驗(yàn)室沸騰干燥機(jī)，蘇州國郎設(shè)備制造有限公司；YQ50-1實(shí)驗(yàn)室專用小型氣流粉碎機(jī)，上海賽山粉體機(jī)械制造有限公司；數(shù)顯式NDJ-5S旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，杭州衡元儀器設(shè)備有限公司；SP-1500實(shí)驗(yàn)型噴霧干燥機(jī)，上海順儀實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；高速攪拌機(jī)，上海東華均質(zhì)機(jī)廠；BDM130多功能生物顯微鏡，重慶奧特光學(xué)儀器有限公司等。

1.2 小麥胚芽糊的制備

1.2.1 工藝流程

小麥胚芽 → 干燥滅酶 → 粉碎 → 過篩 →分散 → 噴霧干燥 → 小麥胚芽糊

1.2.2 操作要點(diǎn)

1.2.2.1 干燥和滅酶

由于小麥胚芽的水分較高，據(jù)資料[12]，其含水量在14%～15%，而小麥胚芽粉碎時，比較適宜的水分應(yīng)<5%，由于小麥胚芽中含含有多種酶類，而且酶活很高，易于變質(zhì)，本研究采用沸騰干燥法進(jìn)行干燥，在滅酶的同時除去小麥胚芽的部分水分，使其便于下一步粉碎處理。采用80 ℃沸騰干燥小麥胚芽，干燥25 min 后小麥胚芽顆粒水分僅為4.8%，同時實(shí)現(xiàn)滅酶的目的。

1.2.2.2 粉碎

干燥后的小麥胚芽在氣流粉碎機(jī)中工作壓力1.0 MPa，分級機(jī)轉(zhuǎn)速2 400 r/min，空氣耗量3 m3/min下粉碎，烘干，所得的胚芽粉分別過篩，控制目數(shù)范圍為60～160 目。

1.2.2.3 分散

由于小麥胚芽粉碎后的顆粒度較小及含有油脂，小顆粒由于表面張力的作用易聚集為大顆粒而導(dǎo)致分層，而噴霧液進(jìn)行噴霧干燥前要有一定的穩(wěn)定性，因此，應(yīng)采用乳化劑在小顆粒表面形成雙電層，阻止顆粒的由于聚集而沉降[13]。分散后的胚芽液有2 h可以進(jìn)行下一步噴霧干燥，加上噴霧干燥所需的時間，噴霧液保持3 h的穩(wěn)定性即可。

取一定體積冷水，邊攪拌邊加入0.4%蔗糖脂肪酸酯(HLB值>10)、0.2%黃原膠和40%麥芽糊精，待分散后加熱，使其充分溶解，冷卻至室溫，然后邊攪拌邊加入小麥胚芽粉，最后用高速分散機(jī)3 000 r/min分散1.5 min。噴霧液的分層時間已達(dá)3 h以上，可以滿足加工要求。

1.2.2.4 噴霧干燥

將上述分散后胚芽液進(jìn)行噴霧干燥,即可制成小麥胚芽粉。

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 水分的測定

參照GB5009.3—2010食品中水分的測定，采用卡爾·費(fèi)休法測定。

1.3.2 過氧化值測定

胚芽油提?。合确Q取5 g左右小麥胚芽糊，用濾紙包裹，置于索氏提取器中，用石油醚 在60 ℃下提取5 h，再移置旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至無有機(jī)溶劑，稱量計(jì)算胚芽油量。

胚芽油過氧化值測定參照GB/T 5538—2005 動植物油脂過氧化值測定。

1.3.3 黏度的測定

采用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)法測定黏度。

1.3.4 感官評定

由10名食品專業(yè)教師和10名企業(yè)職工組成感官評定小組，分別從外觀、溶解性、狀態(tài)和滋味等4方面進(jìn)行評定打分，試驗(yàn)結(jié)果取其加權(quán)值。具體評定細(xì)則見表1。

1.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在前期預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，可知影響小麥胚芽糊制備主要因素有小麥胚芽粒度、胚芽粉與壁材比、進(jìn)料速度、進(jìn)出口風(fēng)溫等。為考察這幾個因素對胚芽糊感官指標(biāo)和過氧化值影響，先考察前述單個主要影響因素對胚芽糊的過氧化值和感官指標(biāo)影響，然后再采用4因素3水平正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化小麥胚芽糊加工工藝參數(shù)。

表1 小麥胚芽糊感官評價(jià)細(xì)則

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用Origin 8.5和SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行處理，各組間均數(shù)差異性比較采用的是One-Way ANOVA方法，P﹤0.05則認(rèn)為差異顯著。結(jié)果以平均值表示，每個處理重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 壁材的選擇及配比

壁材特性是影響胚芽糊的重要因素。用于胚芽糊的壁材應(yīng)具備較高的水溶性，便于在加工過程中易于進(jìn)料及加工成品后沖調(diào)溶解。麥芽糊精可以形成不同濃度清澈透明的溶液，且黏度較低，但其形成的壁材韌性較低，成膜易開裂。因此，本試驗(yàn)選擇黃原膠和麥芽糊精復(fù)配作為包埋壁材。

在參考前人[14]研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，先將黃原膠與麥芽糊精按不同質(zhì)量比例配成溶液，設(shè)定控制噴霧液40%，蔗糖脂肪酸酯0.4%，再加入小麥胚芽粉(小麥胚芽粉與壁材質(zhì)量比1∶4，胚芽粉粒度100～120 目)，3 000 r/min轉(zhuǎn)速分散時間1.5 min，進(jìn)氣量8 m3/min，進(jìn)料速度9 mL/min，進(jìn)出口風(fēng)溫140/80 ℃下進(jìn)行噴霧干燥后，然后在30 ℃放置7 d，分別測定感官分值和過氧化值(見表2)。

表2 不同壁材組合對產(chǎn)品的過氧化值及感官分值的影響

注：“/”表示由于此條件下無法進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)等原因沒有繼續(xù)測定。

由表2可知，當(dāng)黏度<100 mPa·s時，有利于噴霧干燥順利進(jìn)行。但較低黃原膠量會導(dǎo)致成膜開裂，產(chǎn)品過氧化值升高，胚芽糊沖調(diào)口感厚度不夠，分值較低；較高黃原膠量，黏度過高，進(jìn)料困難，胚芽糊沖調(diào)口感過于稠厚，也會導(dǎo)致分值下降。因此，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇黃原膠∶麥芽糊精(質(zhì)量比)=0.3∶40為宜。

2.1.2 胚芽粉與壁材配比對胚芽糊感官分值和過氧化值的影響

胚芽粉與壁材比例大小直接影響到包埋效果。隨著胚芽粉與壁材比例的增加，則壁材量少，包埋不完整或破裂，胚芽糊因在放置過程中容易接觸氧氣，出現(xiàn)過氧化值增高現(xiàn)象[15]。改變胚芽粉與壁材配比，對胚芽粉進(jìn)行微膠囊化處理，30 ℃下放置7 d，測定感官分值和過氧化值(見表3)。

表3 胚芽粉與壁材配比對產(chǎn)品的過氧化值感官分值的影響

從表3可以看出，當(dāng)胚芽粉∶壁材(質(zhì)量比)=1∶4時，產(chǎn)品感官分值達(dá)到最高值(85分)，此時過氧化值為最小值(3.60 meq/kg)；當(dāng)胚芽粉∶壁材(質(zhì)量比)< 1∶4時，產(chǎn)品感官分值下降，這可能是由于胚芽粉/壁材比不當(dāng)引起胚芽糊產(chǎn)品沖調(diào)后口感過于稠厚，從而導(dǎo)致感官分值下降的緣故。因此，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇胚芽粉∶壁材(質(zhì)量比)=1∶4為宜。

2.1.3 小麥胚芽粒度對胚芽糊感官分值和過氧化值的影響

干燥后小麥胚芽粉碎和過篩，改變小麥胚芽粉粒度，在胚芽粉∶壁材(質(zhì)量比)=1∶4，對胚芽粉進(jìn)行微膠囊化處理，30 ℃下放置7 d，測定感官分值和過氧化值(見表4)。

表4 胚芽粉粒度對產(chǎn)品過氧化值及感官分值的影響

小麥胚芽粉進(jìn)行包埋時，顆粒度過大，容易出現(xiàn)包埋不完全，造成胚芽粉接觸氧氣，過氧化值升高，胚芽粉顆粒度較大，口感粗糙，降低感官分值。顆粒度過小，總表面積增大，壁材量不足，包埋效果下降，過氧化值升高，胚芽即食粉也黏結(jié)，流動性差，感官分值下降。因此，本實(shí)驗(yàn)小麥胚芽粉粒度應(yīng)選擇100～120為宜。

2.1.4 進(jìn)料速度對胚芽糊感官分值和過氧化值的影響

在進(jìn)氣量8 m3/h和小麥胚芽粉100～120目，胚芽粉∶壁材(質(zhì)量比)=1∶4，進(jìn)出口風(fēng)溫140/80 ℃下，改變進(jìn)料速度進(jìn)行噴霧干燥，30 ℃放置7 d，分別測定感官分值和過氧化值(見表5)。

表5 進(jìn)料速度對產(chǎn)品過氧化值和感官分值的影響

由表5看出，進(jìn)料太慢，胚芽粉在噴霧干燥機(jī)中停留時間過長，胚芽粉香氣成分損失過多，胚芽粉過于干燥，沖調(diào)時間較長，造成感官分值下降。過氧化值隨進(jìn)料速度加快逐漸上升，其主要原因在于噴霧干燥進(jìn)行二次高溫滅酶，進(jìn)料太快，蒸發(fā)能力不夠，胚芽粉含有一定水分，導(dǎo)致表面膜破裂，包埋效率下降，干燥效果和產(chǎn)品流動性不好。因此，綜合感官分值和過氧化值兩個指標(biāo)考慮，本實(shí)驗(yàn)進(jìn)料速度應(yīng)選擇10 mL/min為宜。

2.1.2 進(jìn)出風(fēng)溫度對胚芽糊感官分值和過氧化值的影響

在進(jìn)氣量為8 m3/h，小麥胚芽粉為100～120目，胚芽粉∶壁材(質(zhì)量比)=1∶4，進(jìn)料速度10 mL/min時，改變進(jìn)出口風(fēng)溫進(jìn)行噴霧干燥，30 ℃下放置7 d，分別測定感官分值和過氧化值見表6。

進(jìn)風(fēng)溫度過低，噴霧液水分含量較大，噴霧干燥時有粘壁現(xiàn)象，胚芽粉附著在瓶壁上，不易收集。提高進(jìn)風(fēng)溫度，能夠有效地促進(jìn)膜的形成，消除粘壁現(xiàn)象。但溫度過高，膜形成過快，阻止胚芽粉水分的揮發(fā)，造成膜內(nèi)胚芽粉含水量較大，同樣可導(dǎo)致表面膜溶解破裂，產(chǎn)品過氧化值升高。出風(fēng)溫度升高， 可以加快胚芽粉的水分除去，降低胚芽粉含水量，但溫度過高會造成膜過熱而破裂，反而使感官分值下降和過氧化值升高。因此，綜合感官分值和過氧化值2個指標(biāo)考慮，本實(shí)驗(yàn)進(jìn)出風(fēng)溫度應(yīng)選擇130 ℃/75 ℃為宜。

表6 進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度對過氧化值和感官分值的影響

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在上述單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，采用4因素(胚芽粒度、胚芽粉與壁材配比、進(jìn)料速度、進(jìn)出口風(fēng)溫)3水平正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化小麥胚芽糊加工工藝參數(shù)，結(jié)果見表7～表9。

表7 L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果

表8 過氧化值的方差分析

表9 感官分值的方差分析

由極差分析表7可知，影響小麥胚芽粉過氧化值的因子主次順序?yàn)镈>C>A>B,其最佳組合為A2B2C2D2；影響小麥胚芽粉感官分值的因子主次順序?yàn)锽>A=C>D,其最佳組合為A2B2C2D2。由于這前述2個指標(biāo)單獨(dú)分析確定的最優(yōu)條件相一致，因此初步最佳組合確定均為A2B2C2D2，但還要結(jié)合方差分析進(jìn)一步驗(yàn)證和綜合考慮。

方差分析的觀點(diǎn)認(rèn)為，選擇最佳工藝水平，只要認(rèn)為對顯著因素進(jìn)行選擇，不顯著因素原則上可以選擇實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)的任一點(diǎn)。由方差分析表8和表9可知，A(胚芽粒度)、B(胚芽粉與壁材配比)、C(進(jìn)料速度)和D(進(jìn)出口風(fēng)溫)等4因素均對小麥胚芽粉的過氧化值和感官分值影響差異極顯著。同時綜合極差分析表7得出結(jié)論考慮，小麥胚芽粉制備工藝參數(shù)的最優(yōu)試驗(yàn)組合條件為:A2B2C2D2。

2.3 小麥胚芽即食粉制作工藝較優(yōu)條件的驗(yàn)證

為進(jìn)一步驗(yàn)證正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本研究采用上述正交實(shí)驗(yàn)最優(yōu)工藝參數(shù)條件下進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)(見表10)。由表10可知，最適工藝條件下小麥胚芽糊感官分值為90過氧化值為3.48 meq/kg，與正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。

表10 驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)檢測，小麥胚芽糊外觀為淺黃色粉末，以60～70 ℃水沖調(diào)，所需時間7～9 s,具有麥芽的獨(dú)特香味，無異味,口感黏稠度適宜。由圖1和圖2顯微結(jié)果可知，小麥胚芽糊包埋均勻、緊密、形狀合格，這與前面測定的感官分值和過氧化值結(jié)果相吻合。

圖1 胚芽糊在1 000倍及400倍下顯微照片F(xiàn)ig.1 Wheat germ paste with the magnification of 1 000 and 400 multiples

3 結(jié)論

(1)以麥芽糊精+黃原膠為壁材，采用噴霧干燥加工小麥胚芽糊是切實(shí)可行的。

(2)小麥胚芽糊加工工藝：小麥胚芽先在80 ℃下熱風(fēng)干燥25 min，磨碎，過篩，控制目數(shù)100～120目，分散于HLB值大于10，0.4%蔗糖脂肪酸酯溶液中，3 000 r/min轉(zhuǎn)速分散處理1.5 min。包埋最佳工藝條件為黃原膠∶麥芽糊精(質(zhì)量比)=0.3∶40、配成液體濃度40%、小麥胚芽粉∶壁材(質(zhì)量比)=1∶4、噴霧干燥條件為進(jìn)料速度10 mL/min，進(jìn)風(fēng)溫度130 ℃，出風(fēng)溫度75 ℃，制成小麥胚芽糊在30 ℃下放置7 d，過氧化值3.48 meq/kg，感官分值為90，產(chǎn)品質(zhì)量上乘。

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Development and processing technology of wheat germ paste

WANG Jia-liang1*, XU Hui1, DENG Yuan-xi1, HUAI Jun2, WANG Mei2

1(Beng Bu College Department of Biology and Food Science Engineering, Bengbu 233010,China)2(Anhui Yan Hu Flour Corporation，Bengbu 233426,China)

This paper studied the processing technology of wheat germ paste by spray-drying. At first, the wheat germ was dried 25min on the boiling and drying bed at 80 ℃, grinding by air jet mill to 100～120 mesh， 0.4% sucrose fatty acid ester (HLB > 10) is emulsifier，emulsifying and dispersing at rotational speed of 3000r/min for 1-2min. The results was optimized by single-factor experiments and the orthogonal experiments. The composition of the proper ratio Xanthan gum to malt dextrine is the 0.3∶40, ratio of wheat gum to wall material is 1∶4, gum liquid concentration is 40%. The optimum spray-drying parameters are as follows: the feed speed 10 mL/min, inlet air temperature 135 ℃ and outlet air temperature 75 ℃. The wheat germ paste was at 30 ℃ for 7 days, the peroxide value of the paste was 3.48 meq/kg and its sensory score was 90.

wheat germ；paste；sucrose fatty acid este；spray-drying；processing technology

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201705024

學(xué)士，教授(本文通訊作者， E-mail： wangjialiang1964@126.com)。

安徽省教育廳自然科學(xué)研究重大項(xiàng)目(KJ2016SD36);安徽省科技廳重點(diǎn)研究與開發(fā)項(xiàng)目(1704a07020097)

2016-04-12，改回日期：2016-10-09