鮮食大豆顆粒全粉加工工藝及品質研究

郁曉敏 袁鳳杰 汪壽根 傅旭軍 楊清華 金杭霞 吳列洪

(浙江省農業(yè)科學院作物與核技術利用研究所1，杭州 310021)(衢州市農業(yè)科學研究院2，衢州 324000)

大豆起源于中國，后傳至世界各地，因其富含蛋白質、脂肪、纖維、糖分、維生素、異黃酮等多種營養(yǎng)物質而成為重要的糧油菜飼兼用作物；根據(jù)其采收時間的不同可以分為：鮮食大豆(在籽粒鼓滿期至初熟期之間收獲)和籽粒大豆(在豆莢完全成熟以后收獲)[1-3]。鮮食大豆籽粒質地柔軟、營養(yǎng)豐富、風味甚佳，維生素、蔗糖和淀粉的含量較高，而難消化低聚糖和抗營養(yǎng)物質的含量相對較低，因而深受消費者的青睞[4, 5]。但是鮮食大豆新鮮籽粒水分含量高、易腐易損，其貯藏保鮮技術和配套設施也相對不足。因此，鮮食大豆供應期較短，集中上市時容易出現(xiàn)價格偏低、銷售困難等情況，而且加工企業(yè)持續(xù)生產季節(jié)較短，開工率也存在明顯不足，嚴重阻礙鮮食大豆產業(yè)規(guī)?；l(fā)展。

全粉食品的概念源自馬鈴薯，目前已經在甘薯、菊芋等多種作物上得到廣泛應用[6-9]。全粉是脫水制品中的一種，既包含新鮮果實的幾乎全部營養(yǎng)物質，如蛋白質、淀粉、糖分、脂肪、維生素、礦物質、微量元素等，復水后又最大限度地保留了其原有口感和風味[10, 11]。與新鮮果實相比，全粉制品不僅保質期較長，儲運方便安全，而且貯藏運輸成本更低，綜合利用價值更高[6, 7, 10]。雖然全粉食品的研究在我國起步較晚，但借助近年國內經濟的持續(xù)增長和工藝設備研發(fā)的不斷進步，全粉加工行業(yè)得到迅速發(fā)展。當前，馬鈴薯全粉已逐漸成為國內大規(guī)模轉化、保存馬鈴薯塊莖的有效途徑之一，甘薯全粉也逐步成為我國甘薯產區(qū)主要加工增值產品之一，全粉加工的市場空間和發(fā)展?jié)摿θ找嬖龃骩6, 8]。

借鑒馬鈴薯、甘薯等全粉食品的加工工藝，鮮食大豆新鮮籽粒作為原料可先加工成全粉，再通過深加工制成各式各樣的下游產品，從而提升鮮食大豆的經濟價值，為食品加工行業(yè)開拓更為廣闊的市場，進而促進農業(yè)增效、產業(yè)增值。相比于其他全粉制備方法(如烘干制全粉、凍干制全粉)，回填制備顆粒全粉具有加工適應性好、營養(yǎng)保留齊全、生產成本較低等優(yōu)點[11, 12]。本研究以甘薯顆粒全粉的實驗室制備方法[12, 13]為依據(jù)，開發(fā)了一個生產鮮食大豆顆粒全粉的回填制備工藝，并且對加工獲得的鮮食大豆顆粒全粉進行品質分析，探索鮮食大豆顆粒全粉生產與利用的可行性，從而促進鮮食大豆產業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

鮮食大豆：品種為衢鮮3號(國審豆2009024)，種皮黃色，鮮莢綠色，新鮮籽粒經感觀品質鑒定屬香甜柔糯型；浙江省農業(yè)科學院實驗農場生產，生育期(從出苗至鮮莢采收日數(shù))89 d，含水量60%。

1.2 儀器與設備

YK-160搖擺式顆粒機(擠壓設備)，標準分樣篩(20、40、60、80目)，CT-C系列熱風循環(huán)烘箱。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

鮮食大豆顆粒全粉制備的工藝流程，基本流程參照回填法制備甘薯顆粒全粉的生產過程[12, 13]。以新鮮豆莢為原料，經剝粒、清洗、漂燙、冷卻、擠壓(回填)、分散、干燥、篩分等工藝流程，生產出鮮食大豆顆粒全粉。通過篩分，未達到粒徑要求的干粉則作為原料(即回填粉)，與冷卻后的籽粒重新混合、擠壓。

1.3.2 回填比例

將冷卻后的鮮食大豆籽粒與回填粉按不同比例混合回填，然后進行擠壓分散，80 ℃干燥0.5 h，再用標準分樣篩篩分、稱質量、計算百分比。回填比例(鮮食大豆籽?！没靥罘?分別為1∶1、1∶1.5、1∶2和1∶2.5。

1.3.3 擠壓粒徑

將冷卻后的鮮食大豆籽粒與回填粉按比例混合回填，然后按不同粒徑進行擠壓分散，80 ℃干燥0.5 h，再用標準分樣篩篩分、稱質量、計算百分比。篩網目數(shù)分別為20、40、60目。

1.3.4 數(shù)據(jù)測定及處理

每個制備過程均重復三次，測定結果以平均值計算。水分、蛋白質、脂肪、總糖、淀粉、葉綠素等含量委托農業(yè)農村部農產品及加工品質量安全監(jiān)督檢驗測試中心(杭州)檢測，檢測方法均參照最新版國標，所有含量均以干重計算。數(shù)據(jù)全部利用SPSS(Version 17.0)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 回填粉制備

漂燙冷卻后的鮮食大豆籽粒用20目篩網擠出成分散的顆粒狀，然后80 ℃熱風烘干，再用20目篩網輕輕擠壓篩分，篩成細粒。選用20目以上的干粉作為初始原料，對鮮食大豆籽粒進行回填混合，全部通過20目篩網，再80 ℃熱風烘干，如此循環(huán)直至獲得所需的回填粉。利用標準分樣篩對顆粒全粉進行篩分，顆粒全粉主要集中在40～80目之間，占70%以上；通過比較，80目以上的顆粒全粉粉質細膩、復水性好，基本保持了鮮食大豆的風味和口感，已能滿足深加工的需要(圖1)。

圖1 鮮食大豆顆粒全粉(不同粒徑)比較

2.2 回填比例比較

利用制備的回填粉進行回填比例實驗，回填粉為通過20目的混合干粉，用20目篩網進行擠壓分散，干燥后篩分稱重并計算百分比(表1)。在不同回填比例(鮮食大豆籽?！没靥罘?的條件下，鮮食大豆顆粒全粉分布主要集中在粒徑為40～80目之間，20～40目的全粉所占比例均較少。隨著回填比例的升高，80目以上的全粉所占比例逐漸增加，其中1∶2.5回填所得80目以上的顆粒全粉可達49%；40～60目、60～80目的全粉所占比例則逐漸下降，其中60～80目的全粉占比減少尤為顯著。結果顯示，回填比例1∶1.5以上均可以取得較好的回填分散效果；該結果與甘薯回填工藝[12]所用的1∶1.25比例接近，低于馬鈴薯回填工藝[14]所用的1∶3比例。

表1 不同比例回填后的全粉粒徑組成

2.3 擠壓粒徑比較

利用制備的回填粉進行擠壓粒徑比較實驗，回填粉為通過20目的混合干粉，分別用20、40、60目篩網進行擠壓分散，干燥后篩分稱重并計算百分比(表2)。在不同回填比例(鮮食大豆籽粒:回填粉)的條件下，通過60目篩網擠壓分散后所得的顆粒全粉，其粒徑分布主要集中在80目以上，且所占比例均在80%以上。而在相同回填比例的條件下，用60目篩網擠壓分散后所得80目以上的顆粒全粉所占比例同樣最高。結果表明，以1∶1.5～2比例回填取得的分散效果較佳，而擠壓粒徑在20～40目之間即能取得較好的生產效率，滿足大批量的生產加工，這些結果與以前的研究報道基本一致[12]。

表2 不同粒徑擠壓后80目以上全粉占比

2.4 全粉品質分析

本工藝采用的漂燙時間控制在3 min以內，與以前研究報道的一致[15, 16]；新鮮籽粒經漂燙后立刻冷卻至20 ℃以下，能夠有效鈍化過氧化物酶，降低葉綠素含量的變化。盡管新鮮籽粒的葉綠素含量較低，但顆粒全粉(>80目)中的葉綠素保留率仍可達60%，而成熟籽粒中則未檢測到葉綠素(表3)。葉綠素不是很穩(wěn)定，極易分解，而快速的回填工藝以及干燥和篩分能夠減少細胞破裂，保持葉綠素的穩(wěn)定性，從而維持原有色澤。

新鮮籽粒和成熟籽粒的水分含量分別為60%和8%，而鮮食大豆顆粒全粉(>80目)的含水率則為10%；為分析品質差異，三者營養(yǎng)物質均以干物質計算(表3)。顆粒全粉(>80目)的脂肪含量為22.6%，而蛋白質、總糖和淀粉含量分別為43.6、3.9、10.7 g/100 g。與成熟籽粒相比，顆粒全粉蛋白質、脂肪和淀粉的含量均顯著偏高，而總糖含量則顯著偏低。與新鮮籽粒相比，顆粒全粉的主要營養(yǎng)物質在回填加工過程中損失較少，其中蛋白質、脂肪和淀粉含量的差異不顯著，只有總糖含量略為降低。因此，鮮食大豆顆粒全粉的營養(yǎng)品質也滿足深加工的需要。

表3 80目以上全粉與大豆籽粒品質分析(以干物質計)

3 討論

浙江省大豆按種植季節(jié)有春、夏、秋大豆之分，集中分布在杭州、衢州、嘉興、寧波、麗水等地；近10年，全省鮮食大豆生產發(fā)展迅猛，目前鮮食大豆常年種植面積累計可達120萬畝以上[17, 18]。鮮食大豆作為新鮮蔬菜和健康食品，已經越來越受到關注；將新鮮籽粒先制成干粉，便于儲運和加工，再根據(jù)市場需求通過深加工制成各類下游產品，顯著提高鮮食大豆的利用價值。此外，適合加工全粉的馬鈴薯、甘薯品種對于薯形、色澤等均有要求[8, 10]，而滿足加工要求的鮮食大豆品種則較為豐富，超過適采期或者滯銷、等外品的鮮食大豆籽粒也可以作為原料進行加工。

根據(jù)實驗結果，回填比例在1∶1.5以上均能獲得理想的分散效果，比例若低于1∶1.5，鮮食大豆混合顆粒的含水量較高，干燥時間需要延長，可能導致葉綠素顯著減少；比例若高于1∶2，回填粉(<80目)的含量較低，無法滿足批量生產的需求，影響經濟效益。因此，本實驗參照甘薯顆粒全粉的工藝，綜合生產效率和經濟因素，新鮮籽粒和回填粉的最佳比例控制為1∶1.5～2。但是，鮮食大豆含水量(60%)低于甘薯(67%)，使得兩者的工藝參數(shù)出現(xiàn)差別；1∶1.5回填后的鮮食大豆顆粒含水量降低到24%，其回填生產效率低于甘薯，與馬鈴薯較為接近[12, 14]。

采用回填法制備鮮食大豆顆粒全粉，80目以上的全粉不僅葉綠素保留率較高，而且蛋白質、脂肪、淀粉等物質也保留較完整，復水后又保持了新鮮籽粒的口感和風味，具有與馬鈴薯、甘薯等顆粒全粉相似的加工價值[10, 12]。研究表明，新鮮籽粒在烘干制備過程中需要在高溫條件下長時間干燥，葉綠素和揮發(fā)性成分容易受到破壞，其色、香、味均發(fā)生明顯變化；而凍干制粉不僅需要速凍設備，并且加工過程中需要嚴格控制水分含量，其工藝復雜，成本較高[19, 20]。與烘干制全粉相比，回填制備顆粒全粉的營養(yǎng)成分更為完整；與凍干制全粉相比，回填制備顆粒全粉的生產成本更為便宜。因此，鮮食大豆顆粒全粉的回填制備具有營養(yǎng)損失少、加工工藝簡單、成本相對較低等優(yōu)點，在食品深加工領域存在廣闊的前景。隨著國內外相關研究的深入，各式各樣的鮮食大豆全粉食品將會不斷出現(xiàn)，鮮食大豆特有的營養(yǎng)價值更加能夠得到體現(xiàn)，進而推動鮮食大豆產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，全面滿足消費者營養(yǎng)健康的需求。

4 結論

鮮食大豆以特有口味和營養(yǎng)深受消費者喜愛，但由于水分含量高、極易失水萎蔫，不耐儲運、容易老化黃變，其產業(yè)規(guī)模一直受到限制。本研究參照甘薯顆粒全粉的回填加工工藝，將鮮食大豆籽粒加工成顆粒全粉。結果表明，新鮮籽粒和回填粉的最佳比例為1:1.5～2，擠壓粒徑在20～40目之間能夠取得良好的生產效率；80目以上的顆粒全粉較好地保留了新鮮籽粒的營養(yǎng)成分，復水后又保持了其原有口感和風味，滿足深加工的需要。