貯藏時(shí)間和溫度對(duì)燕麥籽粒品質(zhì)及加工特性的影響

李佳原，張晶，張美莉

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010018）

燕麥在我國俗稱莜麥，是一種全球范圍內(nèi)廣泛種植的糧食和飼料作物[1-2]。世界各國的燕麥多以皮燕麥為主，而中國以裸燕麥為主[3]。我國是世界公認(rèn)的裸燕麥的發(fā)源地，到現(xiàn)在為止，裸燕麥在我國已經(jīng)種植了2500 多年，且燕麥屬于我國高寒山區(qū)特有的優(yōu)質(zhì)雜糧之一[4]。燕麥種植面積最大的地區(qū)是內(nèi)蒙古，占全國種植總面積的40%左右[5]。馬德泉、齊雅坤等[6-7]對(duì)我國不同地區(qū)的燕麥進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)裸燕麥和皮燕麥的營養(yǎng)成分都十分豐富。相對(duì)于小麥和稻米，燕麥中的賴氨酸和色氨酸都十分豐富，可以補(bǔ)救因我國膳食結(jié)構(gòu)而引起的“賴氨酸缺乏癥”[8]，軟化血管[9]。燕麥的脂質(zhì)主要分布在燕麥仁中，90 %以上分布在麩皮和胚乳中，而在胚乳中存在的形式主要是油脂滴[10]，并能形成淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物[11]。燕麥中的β-葡聚糖屬于可溶性膳食纖維，是公認(rèn)的降血脂有效成分[12]。

當(dāng)貯藏時(shí)間延長，糧食的酶活性下降，呼吸作用減弱，原生質(zhì)膠體的結(jié)構(gòu)變得疏松，物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，并具有異味，此過程即為糧食的陳化[13]。這種情況無法避免，只能采用一些手段延緩陳化。申軍[14]發(fā)現(xiàn)貯藏溫度會(huì)影響大米的脂肪酸含量；李興軍[15]研究認(rèn)為儲(chǔ)藏時(shí)間的延長會(huì)加速稻谷的陳化；劉英[16]報(bào)道糙米陳化會(huì)影響其直鏈淀粉的含量及脂肪酸值。艾宇薇[17]研究了和面工藝對(duì)面團(tuán)品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)面團(tuán)的水化作用對(duì)面團(tuán)的流變學(xué)性質(zhì)和色澤影響較大；楊玉玲[18]研究認(rèn)為不同加水方式、面粉添加方式及不同的和面設(shè)備均明顯影響面團(tuán)流變特性及面條品質(zhì)；王杰瓊[19]研究燕麥和蕎麥全粉對(duì)面團(tuán)特性及饅頭品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)較高的燕麥和蕎麥全粉替代率稀釋了面筋蛋白，使其面團(tuán)達(dá)不到小麥面團(tuán)的品質(zhì)。關(guān)于陳化后燕麥面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響研究較少。

目前由于燕麥的諸多益處使得其產(chǎn)品受到廣泛的關(guān)注和喜愛。但燕麥儲(chǔ)藏過程中特別容易出現(xiàn)陳化現(xiàn)象，是目前燕麥生產(chǎn)企業(yè)面臨的難題。關(guān)于燕麥籽粒陳化后營養(yǎng)品質(zhì)及面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的變化相關(guān)研究較少，本試驗(yàn)以燕麥籽粒為原料，研究不同貯藏溫度下對(duì)貯藏1年的燕麥籽粒營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響及在不同加水量條件下對(duì)燕麥面團(tuán)特性的影響，以期為燕麥籽粒陳化對(duì)品質(zhì)及加工的影響提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)共收集了燕麥籽粒樣品5 份，均為新采樣（2016年收獲的新燕麥籽粒），并將其分別于4 ℃和室溫下貯藏1年。樣品信息見表1。

表1 燕麥籽粒樣品信息Table 1 Sample information of oat kernels

1.1.2 試劑

十一碳酸甘油三酯標(biāo)準(zhǔn)品、甲醇（色譜純）：SIGMA公司；其它化學(xué)試劑均為分析純或化學(xué)純。

1.1.3 主要設(shè)備

DZF-6020 型真空干燥箱：上海一恒科技有限公司；DL-1-15 型臺(tái)式封閉電爐：天津市泰斯特儀器有限公司；CP224S 型萬分之一電子天平：北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；Carbolite 馬弗爐301 控制器：弗爾德萊馳上海貿(mào)易有限公司；HHS 型數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；K9860 全自動(dòng)凱氏定氮儀、SH220N 石墨消解儀：濟(jì)南海能儀器股份有限公司；JKXZ 恒溫加熱消煮爐：濟(jì)南精密科學(xué)儀器儀表有限公司；FL9720 型福立氣相色譜儀：浙江福立分析儀器有限公司；TA.XTplus 型質(zhì)構(gòu)儀：超技儀器有限公司；HMJ-D3826 型和面機(jī)：廣州小熊電器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品預(yù)處理

2016年收集新燕麥籽粒，清理除雜后密封，分別在4 ℃及室溫下貯藏1年。測(cè)定營養(yǎng)成分及面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性時(shí)，將清理除雜后的燕麥籽粒粉碎，過80 目篩。

1.2.2 常規(guī)營養(yǎng)成分的測(cè)定

蛋白質(zhì)、水分、灰分、脂肪、淀粉含量分別參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》、GB 5009.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》、GB 5009.4-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測(cè)定》、GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》、GB 5009.9-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中淀粉的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3 脂肪酸的測(cè)定

1.2.3.1 樣品的前處理

酸水解：稱樣（100 mg～200 mg）→平底燒瓶+0.1 g焦性沒食子酸+內(nèi)標(biāo)2 mL+95 %乙醇2 mL+10mL鹽酸→70 ℃～80 ℃水浴 40 min（每 10 min 振蕩，冷卻至25 ℃）。

脂肪提?。悍忠郝┒分?0mL95%乙醇+30mL無水乙醚+酸水解液→搖勻→加95%乙醇破乳化層→靜置分層，取上層→平底燒瓶（無水硫酸鈉）→旋蒸，蒸掉乙醚層。

皂化及甲酯化：加入10mL2%NaOH-甲醇溶液→80 ℃水浴回流20 min→冷凝管上方加入7mL5%三氟化硼甲醇溶液→2mL甲醇→取出燒瓶冷卻至25 ℃加入正庚烷，搖2 min+飽和NaCl→靜置分層，取正庚烷提取液。

1.2.3.2 氣相色譜分析條件

檢測(cè)器，氫火焰離子檢測(cè)器（flame ionization detector，F(xiàn)ID）；毛細(xì)管柱，100 m×0.25 mm×0.20 μm，PC-2560；進(jìn)樣口溫度260 ℃；檢測(cè)器溫度260 ℃；程序升溫：初溫 240 ℃，保持 12 min，以 5 ℃/min 升溫至 220 ℃，保持 4 min，再以 4 ℃/min 升溫至 240 ℃，保持 30 min；載氣為氮?dú)?；分流式進(jìn)樣，分流比為20∶1（體積比）；進(jìn)樣量為 1.0 μL。

用福立FL9720 氣相色譜儀對(duì)脂肪酸進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定分析，將37 種脂肪酸甲酯作為標(biāo)樣，對(duì)樣品中脂肪酸甲酯進(jìn)行定性，采用內(nèi)標(biāo)峰面積法計(jì)算各脂肪酸的相對(duì)含量，每個(gè)樣品平行測(cè)定2 次。

1.2.4 面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

分別稱取新燕麥籽粒及4 ℃、室溫條件下貯藏一年后的燕麥籽粒40 g，清理磨粉后分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%、50%、60%、70%的60 ℃水制備面團(tuán)，和面機(jī)和面 25 min，取出放入溫度（30±1）℃、相對(duì)濕度（80±5）%恒溫恒濕培養(yǎng)箱中醒面30 min，將醒好的面團(tuán)制成長2 cm、寬1.5 cm、高1.5 cm 的長方體，進(jìn)行質(zhì)構(gòu)特性測(cè)試（texture profile analysis，TPA）測(cè)定，選取彈性、黏聚性和硬度3 種物性參數(shù)。面團(tuán)TPA 設(shè)定參數(shù)見表2。

表2 面團(tuán)TPA 測(cè)試設(shè)定參數(shù)Table 2 Dough TPA test setting parameters

1.3 數(shù)據(jù)處理

Excel 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并作圖，用SPSS20.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了描述性統(tǒng)計(jì)分析和均值顯著性差異的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏溫度下燕麥籽粒常規(guī)營養(yǎng)成分的變化

將于4 ℃及室溫下貯藏了1年的5 種燕麥籽粒樣品的營養(yǎng)成分含量與2016年測(cè)得的新燕麥籽粒營養(yǎng)成分含量進(jìn)行對(duì)比，見表3。

由表3 可知，貯藏1年后的燕麥籽粒，從均值來看，主要營養(yǎng)成分含量均有所降低，且在室溫下貯藏的燕麥籽粒，其營養(yǎng)成分含量下降較多。

燕麥籽粒的淀粉、水分及脂肪在貯藏1年后，含量均降低，且于室溫下貯藏后，其含量顯著下降（P＜0.05）。一方面，由于燕麥籽粒在儲(chǔ)藏期間不斷進(jìn)行著一系列復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，淀粉作為呼吸底物，在不同酶類作用下發(fā)生緩慢降解，部分水分逐漸散失。室溫溫度較高，脂肪相關(guān)酶活性增大，在熱、脂解酶等作用下，將脂肪水解成游離脂肪酸和甘油；另一方面，可能是游離脂肪酸與直鏈淀粉復(fù)合而改變了淀粉的性質(zhì)，從而導(dǎo)致淀粉含量下降[16]。王娜[20]研究稻米在儲(chǔ)藏過程中，溫度升高，使脂肪減少速率加速，粗脂肪含量降低，總淀粉含量降低；張美玲[21]發(fā)現(xiàn)在5 ℃下儲(chǔ)藏12 個(gè)月的稻谷中的脂肪含量基本不變，但在35 ℃儲(chǔ)藏時(shí)，脂肪含量明顯下降。均與本研究結(jié)果一致。

表3 燕麥籽粒貯藏1年后營養(yǎng)成分變化Table 3 Changes in nutrient composition after storage of oat kernels in one year g/100 g

貯藏后的燕麥籽粒蛋白質(zhì)及灰分含量均有下降，但無顯著差異?？赡苡捎谘帑溩蚜Ｆ泳o密較耐貯藏。劉英[16]發(fā)現(xiàn)陳化大米的蛋白質(zhì)含量總體呈下降趨勢(shì)，但是變化不大。龐林江[22]研究認(rèn)為，蛋白質(zhì)在儲(chǔ)藏期間量的變化不大，主要是質(zhì)的變化，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，且儲(chǔ)藏溫度較高時(shí)，蛋白質(zhì)會(huì)變性，當(dāng)小麥的儲(chǔ)藏期過長時(shí)，其蛋白質(zhì)的質(zhì)和量均會(huì)有所下降。

2.2 不同貯藏溫度下燕麥籽粒脂肪酸的變化

37 種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品氣相色譜圖見圖1。圖1 中1 號(hào)～37 號(hào)色譜峰中37 種脂肪酸甲酯對(duì)應(yīng)物見表4。

2016年測(cè)定的新燕麥籽粒及室溫和4 ℃下貯藏了1年的燕麥籽粒主要脂肪酸含量結(jié)果見表5。

圖1 37 種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品氣相色譜圖Fig.1 Gas chromatogram of 37 fatty acid methyl ester mixed standards

表4 37 種脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品濃度Table 4 Concentrations of 37 fatty acid methyl esters standards

表5 燕麥籽粒主要脂肪酸含量測(cè)定結(jié)果Table 5 Determination of main fatty acid content in oat kernels g/100 g

續(xù)表5 燕麥籽粒主要脂肪酸含量測(cè)定結(jié)果Continue table 5 Determination of main fatty acid content in oat kernels g/100 g

從表5 中可以看出，新燕麥籽粒中單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）和多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA） 的均值分別為38.43%、41.64%，不飽和脂肪酸占80.07%。燕麥籽粒在貯藏后，主要脂肪酸含量均呈下降趨勢(shì)，在室溫下貯藏，油酸、亞油酸、MUFA、PUFA 下降較顯著（P＜0.05）。一方面，室溫下貯藏樣品利于微生物的生長繁殖，分泌脂肪酶，游離油酸、亞油酸在脂肪氧合酶的作用下降解成低碳鏈脂肪酸，導(dǎo)致相應(yīng)脂肪酸含量下降，較高的溫差變化也會(huì)加快氧化速度[21]；另一方面，不飽和脂肪酸的氧化速率要高于飽和脂肪酸，油酸及亞油酸均屬于不飽和脂肪酸，且在燕麥籽粒中含量較高，因此室溫貯藏后變化較顯著。4 ℃貯藏后，脂肪酸含量下降不顯著，可能是低濃度氧氣和低溫會(huì)部分逆轉(zhuǎn)生成脂肪酸，因此低溫密閉條件下比較有利于燕麥貯藏[23]。解慧等[24]發(fā)現(xiàn)玉米原糧中油酸、亞油酸、亞麻酸含量均隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長而下降，與本研究結(jié)果一致。

2.3 不同貯藏溫度和時(shí)間對(duì)燕麥面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.3.1 對(duì)燕麥面團(tuán)硬度的影響

在不同加水量的條件下，4 ℃及室溫下貯藏1年后的燕麥籽粒加工成面團(tuán)的硬度，結(jié)果見圖2。

由圖2 可知，貯藏后的燕麥籽粒，其面團(tuán)硬度升高，且室溫下貯藏1年后，其面團(tuán)硬度顯著上升（P＜0.05）。原因是燕麥?zhǔn)芡饨缥锢?、生物等因素影響發(fā)生陳化，油脂含量下降，不能較好的維持面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包裹淀粉，從而使得面團(tuán)硬度上升。王杰瓊[19]研究發(fā)現(xiàn)向小麥粉中加入燕麥全粉，對(duì)面筋蛋白含量稀釋，導(dǎo)致饅頭芯的硬度增大。

圖2 不同加水量對(duì)燕麥面團(tuán)硬度的影響Fig.2 Effect of different water addition on the hardness of oat dough

隨著加水量的增大，燕麥面團(tuán)硬度逐漸降低，下降的速率逐漸減緩。燕麥籽粒磨粉后與水混合，加水量少時(shí)，由于燕麥富含膳食纖維，具有很強(qiáng)的吸附性和持水性[25]，導(dǎo)致燕麥面粉中的蛋白質(zhì)及淀粉不能充分吸水脹潤，面粉水化不完全；加水量充足，面粉水化完全，面團(tuán)中自由水的含量增加，蛋白質(zhì)吸水脹潤形成面筋網(wǎng)絡(luò)，淀粉也因水分含量的增加而吸水溶脹，導(dǎo)致面團(tuán)硬度降低。艾宇薇[17]研究發(fā)現(xiàn)小麥面團(tuán)隨著加水量的增大，硬度及抗拉伸力逐漸降低。

2.3.2 對(duì)燕麥面團(tuán)黏聚性的影響

在不同加水量的條件下，4 ℃及室溫下貯藏1年后的燕麥籽粒加工成面團(tuán)的黏聚性結(jié)果見圖3。

由圖3 可知，貯藏1年后的燕麥籽粒，其面團(tuán)黏聚性下降，且室溫貯藏后，面團(tuán)黏聚性顯著降低（P＜0.05）。一方面，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，燕麥逐漸陳化，陳化后由于蛋白質(zhì)與淀粉的相互作用強(qiáng)化，阻止了淀粉吸水糊化和多糖游離析出[26]；另一方面，可能是燕麥陳化后，增加的游離脂肪酸與直鏈淀粉形成了螺旋狀復(fù)合物，也可能是直鏈淀粉間的分子聚合，從而降低了淀粉的糊化與分散[27]，導(dǎo)致面團(tuán)黏聚性降低，硬度升高。戰(zhàn)旭梅[27]發(fā)現(xiàn)大米在高溫儲(chǔ)藏條件下黏聚性下降更顯著，與本研究結(jié)果一致。

圖3 不同加水量對(duì)燕麥面團(tuán)黏聚性的影響Fig.3 Effect of different water addition on the cohesiveness of oat dough

隨著加水量的增大，燕麥面團(tuán)的黏聚性逐漸升高。燕麥中只有少量的面筋蛋白，主要由淀粉黏度決定面團(tuán)的黏著性，而黏聚性與黏著性呈負(fù)相關(guān)[28-29]。隨著加水量的增大，燕麥面團(tuán)的淀粉顆粒逐漸吸水溶脹，黏著性降低，因此黏聚性逐漸升高。另外，也可能由于水分逐漸由面筋網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部向外遷移造成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，降低了大分子蛋白的交聯(lián)度從而造成面筋蛋白聚合度下降，黏聚性增大[30]。孫娟娟[31]發(fā)現(xiàn)燕麥全粉面團(tuán)的黏聚性隨著面團(tuán)水分含量的增加而增大，與本研究結(jié)果一致。

2.3.3 對(duì)燕麥面團(tuán)彈性的影響

在不同加水量的條件下，4 ℃及室溫下貯藏1年后的燕麥籽粒加工成面團(tuán)的彈性結(jié)果見圖4。

圖4 不同加水量對(duì)燕麥面團(tuán)彈性的影響Fig.4 Effect of different water addition on the elasticity of oat dough

由圖4 可知，4 ℃及室溫下貯藏1年后的燕麥籽粒，其面團(tuán)的彈性均下降，且室溫貯藏下面團(tuán)的彈性顯著下降（P＜0.05）。燕麥陳化后，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，面筋指數(shù)越來越低，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不完整；在室溫下貯藏的燕麥籽粒更易陳化，因此其面團(tuán)彈性更低。

隨著加水量的增大，燕麥面團(tuán)的彈性隨之增大。燕麥的蛋白質(zhì)、淀粉與添加的水相互作用形成具有分散粒子的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，通過和面賦予了面團(tuán)彈性和延展性[18]，當(dāng)加水量升高時(shí)，水分子逐漸穿插到面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，使其連接更加緊密，在受到外力作用時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接越緊密越能夠抵擋住外界對(duì)其所做的功，從而彈性就越好[32]。

3 結(jié)論

燕麥籽粒在4 ℃及室溫條件下貯藏1年后，從均值來看，其常規(guī)營養(yǎng)成分含量均有所降低；室溫下貯藏的燕麥籽粒營養(yǎng)成分下降較多，其淀粉、水分及脂肪含量下降顯著（P＜0.05）。

燕麥籽粒在貯藏后，主要脂肪酸含量均有所降低，但在室溫條件下貯藏后，單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸、油酸、亞油酸的含量顯著下降（P＜0.05），ɑ-亞麻酸及棕櫚酸含量無顯著變化。

貯藏1年后的燕麥籽粒，其面團(tuán)硬度升高，彈性和黏聚性下降，但室溫下貯藏后，面團(tuán)的硬度顯著增加，彈性及黏聚性顯著下降（P＜0.05）。隨著加水量的增加，面團(tuán)硬度下降，彈性和黏聚性均增大。