分級糌粑粉的理化性質(zhì)及風味特性研究

彭錫鈺 郭順堂 呂 瑩 劉靜媛

青稞，俗稱裸大麥，分布在西藏、青海、甘肅等4 200米以上的高寒地區(qū)，含有18種氨基酸和12種微量元素，具有高蛋白質(zhì)、低脂肪、高β-葡聚糖的特點[1-3]。將青稞麥粒炒熟、磨細而成的炒面即為糌粑，將糌粑拌和酥油茶食用，是藏族牧民傳統(tǒng)主食之一[4]。糌粑營養(yǎng)豐富、適口性好、具有降血脂、提高免疫力等保健作用[5-6]。

青稞籽粒由皮層、胚和胚乳三部分組成，皮層主要含有纖維素和半纖維素，胚乳的主要成分是淀粉[7]。傳統(tǒng)糌粑加工分為帶皮和脫皮兩種加工方式，除口感和外觀上的差異外，其營養(yǎng)和風味也不同。相關(guān)研究表明帶皮糌粑的營養(yǎng)成分為蛋白質(zhì)含量10.23%，脂肪3.99%，纖維素1.20%，總糖6.88%[8]。而脫皮糌粑的蛋白質(zhì)含量為9.08%，脂肪1.8%，粗纖維1.06%，且脫皮糌粑感官上潔白、細膩、口感好[9]。熱處理過程中，不飽和脂肪酸氧化分解生成的醛類和酮類等小分子物質(zhì)及蛋白質(zhì)和還原糖發(fā)生的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物是風味物質(zhì)的主要來源[10-12]。青稞籽粒的皮層和胚含有較多脂肪和蛋白質(zhì)。這兩種物質(zhì)在炒制的過程中發(fā)生的變化可能是帶皮和脫皮糌粑風味差異的主要原因。因此，本試驗選取西藏地區(qū)帶皮熟青稞，經(jīng)分層碾磨后，分別收集由外層到內(nèi)層的糌粑粉，考察其理化性質(zhì)、糊化特性及香氣特征的差異，分析分級糌粑粉之間的差異性和相關(guān)性，為糌粑的加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

熟制青稞：西藏康桑農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展有限公司。

生青稞(藏青2 000)：西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學院。

β-葡聚糖試劑盒：Megazyme公司；乙醇等其他化學試劑均為分析純；水為去離子水。

1.2 儀器與設(shè)備

氣相色譜檢測儀GC-2014：日本島津公司；Sniffer 9000型嗅探儀：埃沙朗Brechbühler SA公司；SPME手柄：美國Supelco公司；固相微萃取頭:美國Supelco公司；RTX-WAX石英毛細管柱(30 m×0.25 mm, 0.25μm )：美國Restek Corporation公司；EWK-100恒溫水浴鍋：日本Edobori Nishiku公司；浩邁HM-3200鮮米機：哈爾濱浩邁農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司；電子天平ME3002E/02：梅特勒-托利多儀器有限公司；DHR-1流變儀：美國TA公司；WFJ2100型可見分光光度計：尤尼柯(上海)儀器有限公司；PHS-3C pH計：鎮(zhèn)江市華成電子器材有限公司；FW80型高速萬能粉碎機：天津市泰斯特儀器有限公司。

1.3 樣品制備

取熟青稞500 g，放入鮮米機分層研磨，按時間收集，每道碾磨時間10 s，連續(xù)8次收集由外層至內(nèi)層的糌粑粉，分別命名為分級粉Ⅰ-Ⅷ，剩余籽粒粉碎后為分級粉Ⅸ，共研磨10批。為了減少組間差距，將每批得到的分級粉混勻，過40目篩。

1.4 理化指標

粗纖維含量的測定:GB/T 5009.10—2010；淀粉含量的測定：GB 5009.9—2008；蛋白質(zhì)含量的測定：GB 5009.5—2016；脂肪含量的測定：GB 5009.5—2016；灰分含量的測定:GB /T 5009.3—2003 。

1.5 β-葡聚糖測定

參考β-葡聚糖試劑盒方法。

1.6 黏度測定

稱取1 g樣品，加5 mL去離子水，攪拌均勻。取適量樣品放在流變儀的測定平臺上，選取直徑為25 mm 的錐板模具和黏度測試程序，啟動儀器，刮去多余樣品，加蓋防水分揮發(fā)。黏度測試程序：初始溫度為25 ℃；終止溫度為95 ℃；升溫5 ℃/min；剪切速率為10 s-1。

1.7 氣相色譜

風味物質(zhì)萃?。悍Q取1 g樣品于15 mL頂空樣品瓶中，加入5 mL水均勻混合后密封，在70 ℃水浴下平衡20 min，然后插入萃取頭，距離液面0.5-1 cm處，萃取40 min，再拔出萃取頭，插入氣相色譜檢測儀中解析9 min。

色譜條件：采用RTX-WAX石英毛細管柱；FID檢測器；升溫程序：柱始溫40 ℃，保持3 min；以4 ℃/min 程序升溫至180 ℃，保持5 min；再以20 ℃/min升溫至250 ℃，保持5 min；進樣口溫度250 ℃；載氣(99.999%N2)流量1.17 mL/min；分流比50∶1。

嗅探條件：傳輸線溫度250 ℃，流速20～25mL/min。

1.8 感官分析

感官評價試驗基本操作流程為稱取樣品5 g，加1.5 mL水，揉合均勻，均分5份。請5位經(jīng)過系統(tǒng)培訓的人員(男性2名，女性3名；年齡為18～25歲；職業(yè)為學生)進行感官評分。最后統(tǒng)計評定結(jié)果，參考即食糌粑感官評價[4]的評價方法，確定分級粉感官評價標準如表1所示。

表1 分級粉感官評價標準

1.9 數(shù)據(jù)分析

所有的實驗結(jié)果均以平均數(shù)±標準差(Means±SD)表示(n=2)，以方差分析ANOVA及S-K-N(S)來檢測平均值之間的差異，以P﹤0.05為差異顯著，統(tǒng)計分析使用SPSS 18. 0統(tǒng)計分析軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 分級糌粑粉理化性質(zhì)分析

由表2可知，本實驗選取的糌粑全粉蛋白質(zhì)含量為11.83%，脂肪1.59%，粗纖維1.87%，淀粉74.29%，灰分1.6%。研究表明，西藏地區(qū)糌粑粉的蛋白質(zhì)含量為8.0%～11.0%，脂肪1.60%～2.60%；粗纖維0.95%～2.25 %[9]，本研究獲得的結(jié)果在該范圍之內(nèi)。由表2也可以看出，隨著碾磨時間的延長，分級粉粗纖維、脂肪、蛋白質(zhì)和灰分含量降低，淀粉含量增加。分級粉Ⅰ-Ⅲ的粗纖維、蛋白質(zhì)、脂肪和灰分有較大幅度的降低，淀粉有較大幅度增加，分級粉Ⅳ-Ⅷ增減幅度開始減緩。對比分級粉Ⅸ，分級粉Ⅰ的粗纖維含量約為其6倍；脂肪及灰分約2倍；蛋白質(zhì)約1.4倍；而淀粉含量下降約20%，具有顯著性差異(P<0.05)。青稞籽粒是由外皮層包被的糊粉層、淀粉化的胚乳和胚組成，其中外皮層主要由纖維素和半纖維素組成[7]。隨著碾磨程度由外至內(nèi)，皮層部分減少，胚乳部分增加。本試驗制得分級粉Ⅰ-Ⅲ的纖維含量高，分級粉Ⅳ-Ⅸ的淀粉含量高，與此規(guī)律相吻合。

β-葡聚糖是青稞籽粒胚乳和糊粉層細胞壁的主要成分，糊粉層細胞壁含約26%的β-葡聚糖，胚乳細胞壁約含75%的β-葡聚糖，為線性非淀粉多糖[13]。研究表明西藏青稞β-葡聚糖含量在3.66%～8.62%[9]。由圖1可以看出，糌粑全粉β-葡聚糖含量3.57%，分級粉β-葡聚糖含量為1.90%～4.43%。隨著碾磨程度由外至內(nèi)變化，分級粉Ⅸ的β-葡聚糖含量約為分級粉Ⅰ的2倍，存在顯著性差異(P<0.05)。張峰[14]將生青稞籽粒磨粉后分成麩皮和谷粉兩部分，經(jīng)測定β-葡聚糖在麩皮中含量較高(5.78%)，而在谷粉中含量較低(2.21%)，得出β-葡聚糖含量在生青稞籽粒中由外向內(nèi)呈現(xiàn)降低趨勢。而本研究與此結(jié)論相反，即熟青稞的β-葡聚糖含量由外層至內(nèi)層遞增，原因可能是由于β-葡聚糖在加熱過程中吸熱，損失自由水和結(jié)合水，進而發(fā)生碳鏈結(jié)構(gòu)的熱分解，造成質(zhì)量損失。董磊[15]研究表明，在200 ℃左右，谷粉層β-葡聚糖和麩皮β-葡聚糖的質(zhì)量損失分別為41%和34%；當溫度達到350 ℃后，隨著溫度的升高，多糖進一步熱分解及氧化發(fā)生質(zhì)量損失。本試驗選取的是熟青稞，生青稞籽粒在炒制中過程中處于高溫加熱環(huán)境，β-葡聚糖發(fā)生質(zhì)量損失。麩皮直接接觸炒制工具，受熱更多，熱分解及質(zhì)量損失更快，導致麩皮中β-葡聚糖銳減，而谷粉中β-葡聚糖受到影響較少，從而導致麩皮和谷粉中β-葡聚糖含量逆變，呈現(xiàn)出越接近熟青稞籽粒內(nèi)部β-葡聚糖含量越高的現(xiàn)象。

圖1 糌粑粉β-葡聚糖含量

2.2 分級糌粑粉黏度

由圖2可知，除分級粉Ⅰ和Ⅱ外，其余各分級粉及糌粑全粉黏度趨勢均表現(xiàn)為在25～60 ℃時，隨溫度升高黏度降低；在60～90 ℃內(nèi)，黏度上升；在90 ℃左右黏度達到峰值；90 ℃后，黏度逐漸下降。糌粑粉由炒熟的青稞磨制而成，炒制過程中高溫處理使部分淀粉顆粒破碎、淀粉糊化，室溫下加水后呈現(xiàn)一定的黏性。而當溫度逐漸升高(25～60 ℃)時，分子運動增加，黏度下降。當溫度升高到60 ℃以后，糌粑粉中的淀粉進一步糊化，黏度升高。有研究發(fā)現(xiàn)，青稞淀粉糊化溫度為83～92 ℃[16-17]，這與本研究中糌粑淀粉黏度峰值出現(xiàn)在90 ℃左右相符。對比不同的分級粉黏度，初始及最終黏度有較大差異，呈現(xiàn)出越接近內(nèi)芯的粉，初始及最終黏度越高。研究表明青稞中纖維素及淀粉含量對黏度影響較大[5]。分級粉Ⅰ-Ⅲ的粗纖維含量較高，淀粉含量相對較少(表2)。因此，初始及最終黏度較低，黏度變化幅度也較小；而分級粉Ⅳ-Ⅸ粗纖維含量降低，淀粉含量升高，初始及最終黏度都相應(yīng)增高，黏度變化幅度較大。

另外，青稞中β-葡聚糖溶于水后形成中性黏稠溶液，濃度越高的β-葡聚糖溶液內(nèi)部結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，體系中β-葡聚糖分子數(shù)及發(fā)生相互作用的分子數(shù)相應(yīng)增加，流動性能越差，黏度越高[15]。表2的結(jié)果顯示隨著分級粉由外層向內(nèi)層，β-葡聚糖含量逐漸增加，可能也是導致越接近內(nèi)芯的粉，初始及最終黏度越高的原因。

圖2 糌粑粉黏度

表2 糌粑粉營養(yǎng)成分表/g/100 g

分組粗纖維淀粉蛋白質(zhì)脂肪灰分分級粉Ⅰ6.82±0.13a62.72±1.12d14.44±0.40a3.29±0.01a3.24±0.08a分級粉Ⅱ3.80±0.07b72.52±0.13c11.62±0.17b2.61±0.01b2.08±0.04b分級粉Ⅲ2.78±0.05c73.84±1.12bc10.84±0.18c2.54±0.01c1.76±0.02c分級粉Ⅳ2.75±0.04c74.41±0.95bc10.53±0.21cd2.11±0.01d1.51±0.02d分級粉Ⅴ2.14±0.02d75.51±0.32abc10.52±0.04cd2.07±0.01e1.49±0.03d分級粉Ⅵ1.99±0.09e75.37±0.57abc10.52±0.18cd1.97±0.02f1.51±0.01d分級粉Ⅶ1.81±0.03f76.58±2.03ab10.28±0.25cd1.91±0.01g1.48±0.01d分級粉Ⅷ1.45±0.03g77.12±0.78ab9.93±0.05d1.80±0.02h1.33±0.01e分級粉Ⅸ1.07±0.08h77.77±0.11a10.33±0.27cd1.29±0.01j1.69±0.04c糌粑全粉1.87±0.01ef74.29±0.23bc11.83±0.05b1.59±0.02i1.57±0.04d

注：肩標不同字母為統(tǒng)計學上差異顯著(P<0.05)。

表3 糌粑粉特征峰面積

注：峰面積/104。

2.3 分級糌粑粉氣相色譜

2.3.1分級糌粑粉總峰面積

氣相色譜圖中總峰面積大小常用于表示風味物質(zhì)的多少。由圖3可知，從外層至內(nèi)層分級粉總峰面積呈現(xiàn)降低趨勢，分級粉Ⅰ-Ⅳ的總峰面積遞減明顯，分級粉Ⅴ-Ⅸ變化不顯著，分級粉Ⅰ與Ⅸ具有顯著性差異(P<0.05)。青稞中的不飽和脂肪酸占脂肪酸總量的60%以上，熱處理過程中醛類、酮類、芳香族化合物和醇類化合物等風味物質(zhì)的形成與不飽和脂肪酸的氧化有關(guān)[18]。同時，炒制過程中發(fā)生的美拉德反應(yīng)也是加工食品產(chǎn)生濃郁芳香風味的主要來源[19-20]。表2中顯示分級粉Ⅰ-Ⅳ的脂肪和蛋白質(zhì)含量較高，所以分級粉Ⅰ-Ⅳ總峰面積較大的原因可能與不飽和脂肪酸氧化分解還及原糖與氨基酸、蛋白質(zhì)之間的美拉德反應(yīng)有關(guān)。隨著碾磨時間的延長，脂肪和蛋白質(zhì)含量遞減，不飽和脂肪酸氧化分解及美拉德反應(yīng)產(chǎn)物減少，風味物質(zhì)也相應(yīng)降低，導致分級粉的風味物質(zhì)減少，呈現(xiàn)出總峰面積降低的趨勢。

圖3 糌粑粉氣相色譜總峰面積

2.3.2 分級糌粑粉特征峰面積

糌粑風味物質(zhì)突出，具有特殊的香味[17]，進一步采用嗅探研究分級糌粑粉的風味，呈現(xiàn)出“糌粑谷味”“干無花果味”“桑葉枯草味”“生青稞谷味”“陳青稞草味”五種具有糌粑特征的風味，在氣相色譜中分別對應(yīng)時間段16～18 min、18～20 min、23～25 min、27～29 min、30～32 min(表3)。隨著碾磨程度由外到內(nèi)，“糌粑谷味”和“生青稞谷味”的峰面積減少，其他的風味峰面積增減不明顯。這說明糌粑風味并不是只在熟青稞皮層，而是廣泛存在于青稞籽粒中。而皮層中呈現(xiàn)這兩類風味物質(zhì)的含量不同可能是造成不同加工方式糌粑粉風味物質(zhì)差異的主要原因。同時，由圖3可以看出，特征峰面積變化符合總峰面積變化趨勢。

2.4 分級糌粑粉感官評價

生產(chǎn)實踐中，依據(jù)糌粑顏色、細度、味道等感官指標形成判斷優(yōu)劣的標準[5,8]。青稞中脂肪、纖維和淀粉含量對色澤和口感等感官指標影響較大[5]。由表4可以看出，總體上分級粉Ⅰ-Ⅲ的外觀和口感評分較低，風味較高；分級粉Ⅵ-Ⅸ外觀和口感評分較高，風味較低。分級粉Ⅰ-Ⅲ的適口性較差，顏色較深；分級粉Ⅳ-Ⅸ的適口性有小幅度的提升，顏色明顯變白。除皮層本身顏色較深外，分級粉顏色由深變淺的原因也可能是高溫炒制過程中蛋白質(zhì)和還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，造成褐變[15]。結(jié)合表2，分級粉Ⅰ-Ⅲ的淀粉較少、粗纖維較多，口感粗糙、適口性差；隨著碾磨程度由外至內(nèi)，纖維含量下降，淀粉增多，質(zhì)地細膩，適口性增加。另外，表5顯示了分級粉的特征風味品質(zhì)，隨著碾磨程度的遞進，炒制香味和青稞獨特香味均減少，分級粉Ⅰ-Ⅳ的青稞獨特風味降低幅度較大，分級粉Ⅴ-Ⅸ無明顯增減。結(jié)合表2、表3和圖3可以看出，分級粉Ⅰ-Ⅲ含有較多脂肪和蛋白質(zhì)，炒制過程發(fā)生的不飽和脂肪酸氧化分解及美拉德反應(yīng)增加了皮層的風味物質(zhì)，使分級粉Ⅰ-Ⅲ的風味更濃郁。感官評價結(jié)果與氣相峰面積變化規(guī)律一致。

表4 糌粑粉感官評價

表5 糌粑粉特征風味感官評價

3 結(jié)論

本研究分析了分級糌粑粉的理化性質(zhì)、糊化特性、風味物質(zhì)及感官評價指標的差異。隨著碾磨時間的延長，由外層至內(nèi)層粗纖維、脂肪、蛋白質(zhì)、灰分含量降低，淀粉和β-葡聚糖含量增加，且有明顯差異；分級粉的初始及最終黏度增大；總峰面積遞減，“糌粑谷味”“生青稞谷味”的峰面積依次降低，其他風味無明顯增減幅度；分級粉Ⅸ外觀和口感品質(zhì)得分最高，分級粉Ⅰ風味品質(zhì)得分最高。生產(chǎn)中可以選用分級粉Ⅰ-Ⅲ提升糌粑風味，分級粉Ⅶ-Ⅸ提高口感及加工品質(zhì)。