滾筒干燥和擠壓膨化對黑色谷物理化性質及儲藏穩(wěn)定性的影響

邱婷婷，熊 華，朱雪梅，孫 永,*

（1.南昌大學 食品科學與技術國家重點實驗室，江西 南昌 330000；2.大連工業(yè)大學食品學院，遼寧 大連 116034）

黑色谷物種類眾多、營養(yǎng)豐富，研究表明，黑色谷物中的蛋白質、膳食纖維、礦物質元素、多酚類物質含量等顯著高于同類淺色谷物；且黑色谷物具有抗氧化、抗炎癥、改善貧血、預防癌癥等保健功能。黑麥、黑米、黑豆是3 種常見的黑色谷物，其表皮都呈黑色或紫黑色，具有極高的營養(yǎng)價值。黑麥是一種具有極高營養(yǎng)價值的黑色谷物，富含人體所需的多種維生素和礦物質[1]。黑米又稱紫米，是一種因花青素在表皮大量累積呈現黑色的稻米，除了富含蛋白質、維生素等基本營養(yǎng)物質外[2]，還富含花青素、黃酮等植物化學物質，具有抗癌癥、抗氧化、預防心腦血管疾病等功效[3]。黑豆又名烏豆，富含酚類物質，具有良好的抗氧化、抗炎癥及抗腫瘤活性等[4]，被譽為豆中之王。

擠壓膨化和滾筒干燥是兩種常見的谷物食品加工技術。擠壓膨化技術的原理是谷物原料在擠壓機中受到高壓、高剪切、高熱作用下而迅速膨化成型[5]，擠壓膨化加工過程高效低耗、集擠壓蒸煮和成型為一體，經擠壓膨化后得到的谷物速食粉、代餐粉等因食用方便及風味特殊而廣受人們的喜愛[6]。滾筒干燥是一種通過連續(xù)旋轉及加熱，使原料內部形成水分濃度差異，促使原料中的水分傳到表面的干燥方法，滾筒干燥技術加工成本低、操作過程簡單且能夠連續(xù)作業(yè)，集糊化與干燥于一體，可改善谷物原料的組織狀態(tài)及口感。研究表明擠壓膨化技術可以改善谷物的口感粗糙、不易消化等缺點，改變谷物中的淀粉、蛋白質等營養(yǎng)成分，使其更有利于人體的消化吸收[7]。滾筒干燥加工處理后的燕麥淀粉溶解度上升且具有較高的表觀黏度和抗剪切能力[8]；李學琴等[9]研究了擠壓膨化及重組造粒對茯苓和谷物復配得到的營養(yǎng)粉產品的營養(yǎng)功能成分的影響，發(fā)現擠壓膨化導致紅米多酚和苦蕎黃酮損失，但對茯苓多糖的水溶性具有改善作用；劉超等[10]的研究表明，與玉米、小米及燕麥相比，粳米、小麥及糯米的膨化特性更好，其中糯米的體積密度、水溶性系數（water solubility index，WSI）、糊化度、硬度等性能俱佳。于殿宇等[11]使用擠壓膨化預處理工藝得到的大豆蛋白粉大豆脲酶活性顯著降低，且氮溶解指數較高。采用滾筒干燥結合酶法生產的嬰幼兒米粉中γ-氨基丁酸、粗纖維含量均高于單獨擠壓膨化加工處理，且復水特性好[12]。齊希光等[13]研究發(fā)現纖維素酶和中溫淀粉酶協(xié)同滾筒干燥加工對糙米粉的沖調特性具有顯著改善作用，且得到的糙米粉具有較好的穩(wěn)定性。錢麗等[14]的研究表明熱風干燥、滾筒干燥及真空冷凍干燥3 種干燥方式對紫薯全粉的物理性質及花色苷含量具有顯著影響，其中真空冷凍干燥影響最小，滾筒干燥工藝次之。

黑色谷物種類眾多、營養(yǎng)豐富，且營養(yǎng)物質含量顯著高于同類淺色谷物，但是存在食用不便、不易保存、口感粗糙等缺點。滾筒干燥和擠壓膨化是兩種常見的谷物加工方式，能夠改善谷物的粗糙口感等缺點，目前國內外對于擠壓膨化和滾筒干燥對淺色谷物理化性質的影響進行了大量的研究，但是對于滾筒干燥和擠壓膨化對深色谷物的影響鮮有報道。本實驗以黑麥、黑米、黑豆這3 種黑色谷物為原料，探究擠壓膨化和滾筒干燥兩種加工技術對3 種黑色谷物基本營養(yǎng)成分、溶解特性、粉體流動性、流變學特性及儲藏穩(wěn)定性的影響，以期為擠壓膨化和滾筒干燥能夠改善黑色全谷物食品食用不便、口感粗糙、不易保存等缺點提供數據支持，多角度揭示滾筒干燥和擠壓膨化對不同種類黑色谷物理化性質和儲藏穩(wěn)定性的影響，為生產開發(fā)不同種類的黑色谷物即食食品、提高黑色全谷物資源利用、促進全谷物加工產業(yè)發(fā)展提供理論數據參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑米、黑麥、黑豆樣品（包括未加工、滾筒干燥、擠壓膨化得到的產品），均由江西省谷物源食品有限公司提供。

氫氧化鈉、硼酸、鹽酸、石油醚、乙醇、氯仿、甲醇 西隴科學股份有限公司；三氯乙酸、硫氰酸銨國藥集團化學試劑有限公司；苯（色譜純） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器與設備

RV10旋轉蒸發(fā)儀 德國IKA公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；SHP-360恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上海森信實驗儀器公司；7890A/5975C氣相色譜-質譜聯用儀（gas chromatographymass spectrometer，GC-MS） 美國Agilent公司；DHR-2流變儀 美國TA公司；Vortex-Genie2漩渦振蕩器美國Scientific Industrial公司；TU-1900型紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司。

1.3 方法

1.3.1 基本組分測定

不同加工方式處理后的3 種谷物水分含量的測定參考GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中的直接干燥法[15]；粗蛋白含量的測定參考GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》中的凱氏定氮法[16]；粗脂肪含量的測定參考GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》中的索氏抽提法[17]；淀粉含量的測定參考GB 5009.9—2016《食品安全國家標準 食品中淀粉的測定》中的酸水解法[18]。結果均以干質量計。

1.3.2 花青素含量的測定

準確稱取1.000 g谷物樣品，按1∶15（m/V）的料液比加入體積分數80%甲醇溶液（含1% HCl），室溫下避光攪拌過夜提取，4 000×g離心10 min后收集上清液，殘渣以同樣方法重復提取3 次，合并各甲醇提取液。提取液中花青素含量的測定采用pH示差法，將10 μL提取物溶液分別與272 μL pH 1.0的HCl緩沖液（含0.1 mol/L HCl、4.9 mmol/L KCl）和pH 4.5、24.8 mmol/L乙酸鈉緩沖液混合。分別在510 nm和710 nm波長處測定吸光度（A）?；ㄇ嗨睾恳悦?00 g谷物樣品中所含的矢車菊素3-葡萄糖苷質量表示。

1.3.3 粉體溶解性測定

溶解性測定參考Benhur等[19]的方法，50 mL離心管中加入3 g谷物全粉樣品（其中的干質量計為m0/g），再加入35 mL去離子水，混勻后275 r/min振搖30 min，4 000×g離心10 min，稱量所得沉淀物質量（m1/g），上清液倒入已烘干至恒質量的稱量瓶中（m2/g），后置于105 ℃干燥箱中烘干至無水恒質量（m3/g）。WSI和吸水性指數（water absorption index，WAI）分別按公式（2）、（3）計算。

1.3.4 粉體流動性測定

1.3.4.1 容積密度的測定

于100 mL量筒中準確稱取20 g樣品，于桌面上輕輕敲擊10 次，記錄敲擊后的刻度值（V/mL）。重復測定3 次。容積密度按式（4）計算。

式中：m表示樣品質量/g。

1.3.4.2 Carr指數和Hausner比值的測定

參考李賽等[20]的方法，準確稱取10 g樣品裝入25 mL量筒后讀取初始體積（V1/mL），輕敲至粉體達最緊實狀態(tài)，讀取最終體積（V2/mL）。Carr指數和Hausner比值分別按式（5）、（6）計算。

1.3.5 流變學特性的測定

準確稱取1.000 g樣品，加蒸餾水配制成質量濃度8.3 g/100 mL的溶液。將混合液置于DHR-2流變儀測試平臺，測定選用40 mm平板夾具，設置間隙為0.1 mm。將流變儀模式設置為flow模式，對樣品進行頻率掃描，掃描范圍為1～100 s-1，溫度為95 ℃，得到表觀黏度曲線。設置剪切速率為10 rad/s。溫度變化程序為：25 ℃保持1 min；以5 ℃/min上升到95 ℃；95 ℃下保持2 min；以5 ℃/min下降到25 ℃，保持1 min[21]，得到模量與溫度、時間關系的曲線圖。

1.3.6 儲藏穩(wěn)定性的測定

分別稱取不同加工方式谷物樣品2 000 g于托盤，并放入恒溫恒濕培養(yǎng)箱（溫度50 ℃、相對濕度95%）進行加速氧化。每隔5 d取出100 g樣品放入自封袋（共計9 次），隨后置于-20 ℃冰箱保存以備用。

粗脂肪的提?。悍Q取樣品50 g，按料液比1∶4（m/V）添加石油醚，浸提2 h后4 000 r/min離心，取上清液旋轉蒸發(fā)以除去溶劑，得到粗脂肪樣品。所得粗油樣氮吹15 min，密封保存于-20 ℃冰箱。每組樣品重復該步驟。

1.3.6.1 游離脂肪酸值的測定

采用GB/T 15684—2015《谷物碾磨制品 脂肪酸值的測定》[22]中的滴定方法進行游離脂肪酸值的測定，并稍作修改。稱取粗脂肪樣品樣品（5.00±0.01）g于50.0 mL離心管中，準確加入20.0 mL無水乙醇，搖床100 r/min振蕩1 h后離心（2 000 r/min、5 min），收集上清液于錐形瓶，加入5 滴酚酞作指示劑，用0.05 mol/L NaOH-乙醇溶液滴定，樣品所消耗的NaOH-乙醇溶液的體積記作V1/mL。同時用乙醇替代樣品做空白實驗，其所消耗的NaOH-乙醇溶液的體積記為V0/mL。游離脂肪酸含量按式（7）計算。每組樣品3 次平行。游離脂肪酸值以每100 g谷物所消耗的NaOH質量計。

式中：c為NaOH-乙醇溶液的濃度/（mol/L）；m為試樣的質量/g；ω為試樣的水分質量分數/%。

1.3.6.2 過氧化值的測定

采用Shantha等[23]的方法測定過氧化值，并稍作修改。稱取油樣0.01～0.30 g置于15 mL具塞玻璃試管中，加入9.8 mL氯仿/甲醇（7∶3，V/V）溶液，漩渦2 s使脂肪充分溶解。再加入50 μL 300 g/L硫氰酸銨溶液，漩渦2～4 s，隨后加入50 μL 3.5 g/L FeSO4液，漩渦2 s。靜置5 min后于500 nm波長處測定吸光度。整個實驗過程在黑暗處進行且10 min內完成。同時使用甲醇替代樣品作空白對照。過氧化值以每千克油樣中活性氧的質量表示，具體按式（8）計算。單位為mg/kg。

式中：A1為樣品吸光度；A0為空白對照吸光度；m0為試樣的質量/g。

1.3.6.3 羰基價的測定

乙醇和苯需精制使用。取0.025～0.500 g油樣于25 mL具塞玻璃試管中，加入5 mL苯使油樣溶解，再依次加入3 mL 1.5 mol/L三氯乙酸溶液和5 mL 0.5 mol/L 2,4-二硝基苯肼溶液，振蕩混勻。6 0 ℃水浴加熱3 0 m i n，取出冷卻至室溫后，沿試管壁緩慢加入10 mL 0.5 mol/L KOH-乙醇溶液，混勻后靜置10 min，于440 nm波長處測定吸光度。同時使用苯代替樣品作空白對照。羰基價以每千克油脂中所含的羰基質量表示，具體按式（9）計算。單位為mg/kg。

式中：A表示實驗組的吸光度；A0表示空白對照組的吸光度；m為試樣的質量/g。

1.3.6.4 揮發(fā)性成分的測定

樣品制備：采用姜雯翔等[24]的方法進行揮發(fā)性成分測定。稱取樣品3.00 g放入20 mL頂空瓶中，接著將老化的萃取頭（PDMS于250 ℃老化0.5 h，CAR/PDMSA于300 ℃老化2 h）插入頂空瓶中，在60 ℃下吸附平衡50 min后，迅速拔出直接進入到氣相色譜的進樣口，使SPME纖維頭涂膜吸附的揮發(fā)性成分在高溫下迅速熱解吸3 min，最后再進行GC-MS鑒定。

GC條件：色譜柱為DB5-MS毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），流速為1.0 mL/min，載氣為氦氣。柱初溫40 ℃，保持2 min；以10 ℃/min升溫至165 ℃，保持5 min；再以10 ℃/min升至250 ℃，保持10 min。采用無分流進樣。

MS條件：接口溫度250 ℃，電子轟擊離子源，離子源溫度230 ℃，電子能量70 eV，質子掃描范圍m/z35～350。

1.4 數據處理與分析

實驗重復3 次，所有結果均以干質量計，實驗數據采用SPSS 19.0軟件進行單因素方差分析，結果以平均值±標準差表示；使用Origin 8.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同加工方式對3 種黑色谷物基本組分、花青素含量的影響

表1 滾筒干燥、擠壓膨化對3 種黑色谷物基本成分含量的影響Table 1 Effect of drum drying and extrusion on the proximate composition of three kinds of black grains

由表1可知，與未加工樣品相比，滾筒干燥和擠壓膨化加工處理顯著降低了樣品的粗脂肪含量，其中，滾筒干燥和擠壓膨化加工后的黑麥、黑米、黑豆樣品粗脂肪含量分別降低了47.3%、75.8%、64.9%、83.1%、74.7%、76.5%。與未加工樣品相比，滾筒干燥和擠壓膨化加工處理后的黑米、黑麥中蛋白質含量沒有顯著變化，黑豆樣品加工處理后蛋白質含量顯著降低；淀粉含量顯著降低，主要原因是在擠壓膨化和滾筒干燥過程中，高溫高壓作用會導致淀粉糊化降解，部分蛋白質發(fā)生了降解，谷物中的脂肪會與淀粉、蛋白質形成復合物導致了谷物中粗脂肪、淀粉及黑豆樣品中蛋白質含量的下降[25]。這一研究結果與其他膨化谷物中的營養(yǎng)成分變化[6,26]相似。

與未加工處理的黑色谷物相比，擠壓膨化及滾筒干燥加工處理顯著降低了3 種黑色谷物中的花青素含量，與未加工處理的黑米、黑豆花青素含量相比，其中滾筒干燥處理后的黑米、黑豆中花青素含量分別降低了64.8%、65.1%，擠壓膨化加工處理后的黑米、黑豆花青素含量分別降低了91.7%、78.3%。因為花青素是一種廣泛存在于植物花、莖、果實和葉中的水溶性色素，遇熱不穩(wěn)定，故處理加工會造成3 種黑色谷物中花青素的大量降解。

2.2 不同加工方式對3 種黑色谷物粉溶解性、粉體流動性的影響

WSI表示粉體溶于水的能力，反映谷物樣品在受高溫高壓作用下淀粉降解成可溶性多糖的程度，其能間接表征樣品中可溶性營養(yǎng)素的含量；WAI能反映谷物中的淀粉吸水膨脹后形成凝膠的能力[27]。由表2可知，與未加工樣品相比，擠壓膨化與滾筒干燥加工處理顯著提高了樣品的WSI及WAI，其中，滾筒干燥和擠壓膨化加工后的黑麥、黑米、黑豆粉樣品WSI分別增加了1.07、2.50 倍，2.06、0.77 倍，3.83、5.18 倍，WAI分別增加了1.65、1.95 倍，1.45、1.97 倍，0.34、0.44 倍。說明擠壓膨化與滾筒干燥兩種加工處理方式顯著提高了黑米、黑麥、黑豆這3 種谷物粉樣品的溶解性。劉超等[28]研究表明擠壓膨化對粳米、小麥、玉米、糯米、小米、燕麥粉的WSI和WAI與擠壓前相比均增加；錢麗等[14]研究發(fā)現與熱風干燥相比，滾筒干燥處理后的紫薯全粉的吸水能力增加，與本研究結果一致。

表2 滾筒干燥、擠壓膨化對3 種黑色谷物粉溶解特性及流動性的影響Table 2 Effect of drum drying and extrusion on the solubility and flowability of three kinds of black grains

Carr指數和Hausner比值體現的是粉體在受壓縮時的流動特性[29]。由表2可知，滾筒干燥和擠壓膨化加工處理后，黑麥樣品Carr指數和Hausner比值顯著減?。欢诿?、黑豆樣品Carr指數和Hausner比值沒有顯著變化。說明滾筒干燥、擠壓膨化處理后的黑麥樣品粉體流動性變好，黑米、黑豆樣品粉體流動性沒有顯著變化。與劉學梅等[30]研究發(fā)現擠壓膨化后的胡蘿卜粉體流動性變好的研究結果一致。容積密度是反映粉體充填物性的重要指標之一，容積密度越大，說明粉體的充填物性越好，擠壓膨化處理后黑麥、黑米樣品容積密度減小，原因可能是擠壓膨化的高溫高壓高剪切作用下谷物樣品中淀粉大量糊化降解成小分子物質，顆粒間隙變小，容積密度減小。

2.3 不同加工方式對3 種黑色谷物流變學特性的影響

剪切稀化指的是淀粉糊的表觀黏度隨剪切速率的增加而減小的現象，是非牛頓流體的典型特征[31]。如圖1所示，不同加工方式3 種樣品的表觀黏度隨著剪切速率的增大而迅速下降，然后逐漸趨于平穩(wěn)。說明不同加工方式的3 種谷物樣品均具有非牛頓流體的剪切稀化現象。

圖1 滾筒干燥、擠壓膨化對3 種黑色谷物黏度的影響Fig. 1 Effect of drum drying and extrusion on the viscosity of three kinds of black grains

在相同剪切速率下，兩種加工方式處理后的黑米、黑麥、黑豆樣品表觀黏度整體上均大于未加工樣品，原因可能是兩種加工方式處理后的谷物粉中的水分含量減少而固形物含量上升，導致黏度高于未加工谷物粉樣品。章麗琳等[32]研究發(fā)現擠壓膨化后的馬鈴薯全粉與加工前相比峰值黏度、谷值黏度、最終黏度增加，與本研究結果一致。

圖2 滾筒干燥、擠壓膨化對3 種黑色谷物儲存模量（）與損耗模量（）隨溫度及時間變化的影響Fig. 2 Effect of drum drying and extrusion on the storage modulus ()and loss modulus () of three kinds of black grains as a function of temperature and time

一般而言，流體的黏彈性能可用Maxwell模型表示，即G*＝G’+G”，G*表示動態(tài)模量，G’表示儲存模量，而G″表示損耗模量，儲存模量又稱彈性模量，表示流體在外部力量作用下產生形變的能力；損耗模量又稱黏性模量，表示流體在外部力量變化時，內部分子間互相牽引造成的能量消耗[33]。當G’＝0時表現為液態(tài)的黏性，當G”＝0時表現為固體的彈性。

從圖2可以看出，滾筒干燥及擠壓膨化兩種加工方式處理后黑色谷物的G’和G”均低于未加工谷物樣品，表明經過熱加工處理后，谷物樣品的黏彈性降低，而流體性特征增強，原因可能是滾筒干燥和擠壓膨化兩種熱處理方式造成淀粉的糊化降解，從而影響了谷物樣品的流體性特征；在升溫、恒溫及降溫期間，滾筒干燥加工后的3 種黑色谷物G’始終高于G”，說明滾筒干燥加工后的3 種谷物具有液態(tài)的黏性、流動性及固體的彈性，其中彈性性質占主導；而擠壓膨化加工處理后的3 種黑色谷物在溫度變化期間G’大都高于G”，擠壓膨化后的黑麥與黑豆樣品在部分恒溫及降溫期間G”高于G’。綜上可得，兩種加工處理后的谷物樣品可以更加迅速地形成彈性凝膠，彈性特征增強，原因可能是加工處理后谷物樣品中淀粉分子鏈間交聯相互作用增強，形成凝膠的網絡結構更加牢固，使得彈性特征增強。

2.4 不同加工方式對3 種黑色谷物儲藏穩(wěn)定性的影響

2.4.1 不同加工方式的3 種黑色谷物儲藏過程中游離脂肪酸值的變化

如圖3所示，滾筒干燥及擠壓膨化加工后的3 種黑色谷物樣品游離脂肪酸值在45 d加速儲藏期間始終低于未加工處理谷物樣品，且不同處理組的黑色谷物游離氨基酸含量總體呈上升趨勢，但中間會發(fā)生波動升降。未加工及擠壓膨化加工處理的黑麥樣品在初始時的游離脂肪酸值分別為73.32、3.73 mg/100 g，儲藏至第45天時分別升至146.03、10.89 mg/100 g（圖3A）。未加工、滾筒干燥、擠壓膨化的黑米樣品初始游離脂肪酸值分別為180.65、4.61、3.16 mg/100 g，儲藏至第45天時分別為233.76、10.17、10.43 mg/100 g（圖3B）。未加工、滾筒干燥、擠壓膨化黑豆樣品初始脂肪酸值分別為43.52、13.74、4.60 mg/100 g，第45天時分別為125.73、18.30、17.17 mg/100 g（圖3C）。樣品游離脂肪酸值波動的原因是游離脂肪酸是一種處于動態(tài)平衡的中間產物，隨著儲藏時間的延長，游離脂肪酸不斷氧化裂解成小分子的醛、酮等揮發(fā)性羰基類化合物，而三酰甘油酯又會不停地氧化和水解產生新的游離脂肪酸[34]。楊進等[35]對對米糠進行微波加熱，并測定了儲藏期間游離脂肪酸含量的變化，結果表明微波加熱后的米糠游離脂肪酸含量變化穩(wěn)定且小于加工前，與本研究結果相似。

圖3 滾筒干燥、擠壓膨化對3 種黑色谷物儲藏期游離脂肪酸值的影響Fig. 3 Effect of drum drying and extrusion on free fatty acid contents of three kinds of black grains during storage

2.4.2 不同加工方式的3 種黑色谷物儲藏過程中過氧化值的變化

過氧化值代表的是谷物中氫過氧化物的含量。由圖4可知，滾筒干燥和擠壓膨化加工處理后的谷物樣品在45 d加速儲藏期間過氧化值均低于未加工處理谷物樣品。未加工處理的黑麥樣品過氧化值初始值為17.99 mg/kg，在第45天時達到最大（50.95 mg/kg）。滾筒干燥和擠壓膨化加工處理的黑麥樣品過氧化值在儲藏期間呈下降趨勢，其初始值分別為2.79、3.67 mg/kg，第45天時分別為0.40、1.88 mg/kg（圖4A）。未加工處理及滾筒干燥、擠壓膨化加工處理后的黑米樣品在45 d的儲藏期內過氧化值的變化趨勢相似，呈現了一種“M”型的波動變化（圖4B）。過氧化值是指示油脂氧化酸敗程度的重要指標，氫過氧化物作為一種中間產物會被分解為次級產物而處于一種分解與形成的動態(tài)平衡中，過氧化值也隨之變化，因此在儲藏期間過氧化值也在發(fā)生波動。

圖4 滾筒干燥、擠壓膨化對3 種黑色谷物儲藏期過氧化值的影響Fig. 4 Effect of drum drying and extrusion on peroxide value of three kinds of black grains during storage

2.4.3 不同加工方式的3 種黑色谷物儲藏過程中羰基價的變化

羰基價是指油脂氧化后進一步分解的低分子化合物的含量，可作為高溫加熱處理后食品劣化程度的判定指標。未加工、滾筒干燥及擠壓膨化加工處理黑麥、黑米、黑豆樣品在45 d儲藏期間羰基價的變化見圖5。未加工黑麥樣品羰基價呈現波動型變化，滾筒干燥及擠壓膨化黑麥樣品羰基價變化相似。未加工處理黑麥樣品羰基價始終低于滾筒干燥及擠壓膨化加工處理樣品。未加工及滾筒干燥、擠壓膨化加工處理的黑米、黑豆樣品羰基價在第45天與初始含量相比均明顯上升。

滾筒干燥和擠壓膨化加工后的3 種谷物樣品游離脂肪酸含量和過氧化值在45 d內均小于未加工樣品，而所有樣品儲藏期間羰基價變化趨勢相似，說明儲藏穩(wěn)定性與未加工樣品相比更穩(wěn)定。李詩煒[36]研究發(fā)現加速儲藏期間擠壓膨化黑米和糙米粉的脂肪酸含量和丙二醛含量均不斷增加；羅達文[37]的研究表明120 ℃熱處理可以有效鈍化輕碾米中的脂肪酶，提高其儲藏穩(wěn)定性。這與本研究結果類似，本研究結果證明，兩種加工處理能夠有效提高3 種黑色谷物的儲藏穩(wěn)定性。

圖5 滾筒干燥、擠壓膨化對3 種黑色谷物儲藏期羰基價的影響Fig. 5 Effect of drum drying and extrusion on carbonyl value of three kinds of black grains during storage

表3 滾筒干燥和擠壓膨化干燥黑色谷物儲藏期揮發(fā)性成分及相對含量Table 3 Contents of volatile components in drum-dried and extruded black grains during storage

2.4.4 不同加工方式的3 種黑色谷物儲藏期間揮發(fā)性風味成分的變化

脂肪氧化生成的醛酮類小分子物質對谷物的風味有重要的影響作用，應用GC-MS對不同加工方式黑麥、黑米、黑豆儲藏期前后（第0天和第45天）揮發(fā)性風味成分進行鑒定的結果見表3和表4，與第0天相比，加速儲藏45 d的黑色谷物樣品揮發(fā)性風味成分中檸檬烯相對含量明顯增加，其余大部分烴類物質種類減少，醇類物質種類減少，正己醛相對含量明顯減少，芳香類物質種類增加。檸檬烯具有芳香味，存在于多種植物精油中。油脂水解生成的酯類水解生成醇類，大多數的醇類以及醛類（不穩(wěn)定的醇類物質轉化得來）閾值很低且具有脂肪香氣[24]，加速儲藏實驗開始時樣品中產生醇、醛類物質，隨著儲藏時間的延長，樣品中的醛類物質逐漸揮發(fā)。芳香類化合物如間二甲苯等會產生不愉快的哈敗味，隨著加速儲藏實驗時間的延長，谷物中的脂類不斷氧化產生不良風味，加速儲藏后期谷物粉樣品脂類不斷氧化導致芳香類物質種類增加。

續(xù)表3

3 結 論

本實驗明確了滾筒干燥和擠壓膨化兩種加工方式對黑麥、黑米、黑豆3 種黑色谷物基本營養(yǎng)成分、溶解特性、粉體流動性、流變學特性及儲藏穩(wěn)定性的影響趨勢。與加工前相比，擠壓膨化和滾筒干燥處理后3 種黑色谷物中的粗脂肪、淀粉和花青素含量顯著降低，蛋白質含量沒有顯著變化，粉體溶解性提高，黑麥樣品粉體流動性增強，黑米、黑豆樣品粉體流動性沒有顯著變化，不同加工方式3 種黑色谷物樣品均表現出非牛頓流體的剪切稀化現象，擠壓膨化及滾筒干燥加工后3 種黑色谷物在45 d的加速儲藏實驗過程中游離脂肪酸含量與過氧化值始終低于未加工樣品，羰基價變化表現為波動的動態(tài)平衡狀態(tài)，兩種加工處理后谷物中揮發(fā)性成分種類及相對含量均有變化，實驗結果表明滾筒干燥及擠壓膨化兩種加工方式能夠改善谷物在儲藏期間因油脂氧化帶來的品質劣化，改善谷物的儲藏穩(wěn)定性。

表4 滾筒干燥和擠壓膨化干燥黑色谷物儲藏期揮發(fā)性成分種類變化Table 4 Changes in volatile compositions of drum-dried and extruded black grains after 45-day storage