酶解雜糧小米粉的沖調(diào)性研究

馬麗媛，李楊*，尚爾坤，張雅娜，柴云雷

（1.綏化學院食品與制藥工程學院，黑龍江 綏化 152061；2.綏化市食品藥品檢驗檢測所，黑龍江 綏化 152000）

小米是我國北方人民的主要糧食之一，營養(yǎng)價值高，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪和維生素。由于小米不需精制，因此保存了許多的維生素和無機鹽，具有防止消化不良、抗神經(jīng)炎和預防腳氣病的功效；還具有滋陰養(yǎng)血、減輕皺紋、色斑、色素沉著的功效[1-3]。紅小豆、玉米、黑豆、燕麥等雜糧含有豐富的不溶性纖維素，有利于保障消化系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，食用粗糧可以預防熱性病的產(chǎn)生，預防心腦血管疾病、糖尿病、便秘等，還有利于改善腸道環(huán)境、養(yǎng)脾胃[4-8]。

雜糧米粉因其營養(yǎng)豐富和熱量較低深受消費者青睞，具有廣闊的市場前景[9-10]。目前對于米粉的研究多以大米為主料，主要圍繞改善風味、均衡營養(yǎng)等方面，但由于其品質(zhì)參差不齊，因此，急需改善制作工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量。沖調(diào)性作為雜糧米粉品質(zhì)的重要影響因素，研究較少。本研究以更具營養(yǎng)價值的小米為主料，以黑豆、玉米、紅小豆、燕麥為輔料（5種谷物制作的混合粉營養(yǎng)價值更高，適用人群更廣）[11-16]，并通過酶解工藝，改善雜糧米粉沖調(diào)性，使其中的營養(yǎng)成分更易于被人體吸收利用，為速溶雜糧米粉的開發(fā)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設備

1.1.1 材料

小米、紅小豆、黑豆、玉米、燕麥、蔗糖：黑龍江省綏化市華辰超市；中溫α-淀粉酶（酶活力≥50 000 U/g）：無錫市雪梅酶制劑科技有限公司；氫氧化鈉：廣州市刺水科技有限公司；鹽酸：河南圣斯德實業(yè)有限公司。

1.1.2 設備

CF-100KS萬能粉碎機：廣州晨雕機械設備有限公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋：江蘇省金壇市萊華儀器制造有限公司；XS 365M電子天平：瑞士普里賽斯儀器有限公司；101-3AB電熱恒溫干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；80-2B離心機：湖南星科技科學儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 雜糧小米粉制作工藝流程

原料預處理→粉碎、過篩、稱量→調(diào)漿→滅酶→中溫α-淀粉酶水解→滅酶→離心→干燥→粉碎→篩分→沖調(diào)

1.2.2 操作要點

（1）原料預處理：選用新鮮、優(yōu)質(zhì)的小米、紅小豆、燕麥、玉米、黑豆，去除雜質(zhì)，用清水清洗。

（2）粉碎過篩：洗凈后在10℃～20℃下風干[17]，用萬能粉碎機粉碎，粉碎細度50目～200目，為避免過熱出現(xiàn)焦粉現(xiàn)象，應采用間歇粉碎法，即一次性磨粉30 s，間歇1 min。將所磨谷物粉過篩，備用。

（3）調(diào)漿滅酶：將上述備用谷物粉按一定比例混合，并按底物濃度為5%調(diào)漿，使谷物粉與水混合均勻，95℃滅酶10 min。

（4）酶解：調(diào)節(jié)溫度為60℃，pH值為6.5，加入0.06%的中溫α-淀粉酶，攪拌均勻，使?jié){料與酶充分接觸，置于恒溫水浴鍋中酶解90 min[1，4]。酶解結(jié)束后溫度升至95℃滅酶10 min。

（5）離心干燥：將上述酶解后的溶液3 000 r/min離心10 min。將離心后的黏稠試樣放在烘箱中干燥，最后用萬能粉碎機粉碎成粉末備用。

（6）沖調(diào)檢測：將雜糧小米粉利用不同粒徑的篩網(wǎng)進行篩分，并添加一定量的蔗糖，在一定溫度下進行混合沖調(diào)，檢測產(chǎn)品的溶解度和結(jié)塊率。

1.2.3 單因素試驗

分別選取小米與雜糧谷物（其中紅小豆、黑豆、玉米、燕麥4種雜糧谷物的質(zhì)量比為1∶1∶1∶1）的質(zhì)量比（3∶1、4∶1、5∶1、6 ∶1、7∶1）、蔗糖添加量（3%、6%、9%、12%、15%）、雜糧小米粉粒徑（750、375、250、188、150μm）、沖調(diào)溫度（40、50、60、70、80 ℃）為單因素，以溶解度和結(jié)塊率為指標，進行試驗，從中選取適宜的條件，進行下一步正交試驗。

1.2.4 正交試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，以成品溶解度為指標，進行四因素三水平L9（34）正交試驗，確定雜糧小米粉的最佳酶解工藝。正交試驗設計的因素水平如表1所示。

表1 正交試驗因素水平Table 1 Factor level table of the orthogonal test

1.3 雜糧小米粉沖調(diào)性檢測

1.3.1 溶解度的測定

精確稱取樣品5 g，置于50 mL小燒杯中，加入去離子水30 mL，攪拌30 min，使樣品溶解，避免形成大的結(jié)塊。再將溶液完全轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用去離子水定容至刻度，充分搖勻。取10 mL該液體，放入離心管中，在3 000 r/min的條件下離心10 min，將上清液完全轉(zhuǎn)入稱量瓶中，在105℃鼓風干燥箱中烘至恒重，冷卻后稱質(zhì)量，并計算溶解度（DSI）[18-19]。

1.3.2 結(jié)塊率的測定

精確稱取樣品20 g于燒杯中，加入100 mL水，邊倒邊攪拌，單向攪拌5 min，使米粉與水充分接觸。靜置30 s，使米粉充分吸收水分，再單向攪拌1 min，觀察結(jié)塊、分層現(xiàn)象。取20目篩網(wǎng)，進行過濾，用清水沖洗結(jié)塊物，放入干燥箱烘至恒重，帶篩網(wǎng)稱質(zhì)量。減去篩網(wǎng)質(zhì)量即為結(jié)塊物的質(zhì)量[18，20]。結(jié)塊率按下式計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果分析

2.1.1 小米與雜糧谷物的質(zhì)量比的確定

小米與雜糧谷物質(zhì)量比的篩選結(jié)果見圖1。

圖1 小米與雜糧谷物的質(zhì)量比對雜糧小米粉沖調(diào)性的影響Fig.1 Effect of the ratio of millet and miscellaneous grains on the reconstituability of multigrain millet flour

由圖1可知，隨著小米比例的增加，所得的雜糧小米粉的溶解度先下降后逐漸趨于平穩(wěn)，結(jié)塊率呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢。由此可見，原料質(zhì)量比對雜糧小米粉的溶解度有著顯著的影響，對雜糧小米粉的結(jié)塊率影響相對較小。當小米的添加量過高時，產(chǎn)品沖調(diào)性不佳，所以選擇小米與雜糧谷物的質(zhì)量比為3∶1為宜。

2.1.2 蔗糖添加量的確定

蔗糖添加量的試驗結(jié)果如圖2所示。

圖2 蔗糖添加量對雜糧小米粉沖調(diào)性的影響Fig.2 Effect of the amount of sucrose on the reconstituability of multigrain millet flour

由圖2可知，隨著蔗糖添加量的增加，所得的雜糧小米粉溶解度先上升后趨于平穩(wěn)，結(jié)塊率下降趨勢明顯。這是由于蔗糖的助溶性較好，極易溶于水，對雜糧小米粉的沖調(diào)性影響較大[21]。當蔗糖添加量為12%時，雜糧小米粉的溶解度較好，結(jié)塊率最低，但蔗糖添加量過多，產(chǎn)品過于甜膩，因此選擇12%的蔗糖添加量最為適宜。

2.1.3 雜糧小米粉粒徑的確定

雜糧小米粉粒徑對雜糧小米粉沖調(diào)性的影響如圖3所示。

由圖3可知，隨著雜糧小米粉粒徑的減小，溶解度先升高后趨于平穩(wěn)。而結(jié)塊率隨雜糧小米粉粒徑的減小而逐漸降低，在雜糧小米粉的粒徑為188 μm時結(jié)塊率為零。不同粒徑對雜糧小米粉的溶解度有明顯影響，隨著粒徑的不斷減小，產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)變得疏松，顆粒的比表面積增大[18]，在一定的粒徑范圍內(nèi)，小顆粒更容易溶解。綜合考量，確定粒徑為188 μm的雜糧小米粉較為適宜。

圖3 雜糧小米粉粒徑對雜糧小米粉沖調(diào)性的影響Fig.3 Effect of the multiqrain millet flour size of grain on the reconstituability of multigrain millet flour

2.1.4 沖調(diào)溫度的確定

沖調(diào)溫度的試驗結(jié)果如圖4所示。

圖4 沖調(diào)溫度對雜糧小米粉沖調(diào)性的影響Fig.4 Effect of the brewing temperature on the reconstituability of multigrain millet flour

由圖4可知，隨著沖調(diào)溫度的升高，雜糧小米粉的溶解度呈先升高后下降的趨勢，結(jié)塊率隨著沖調(diào)溫度的升高呈先下降后升高的趨勢。水溫過低會導致雜糧小米粉中的淀粉不能糊化或糊化不完全，產(chǎn)生分層現(xiàn)象；水溫過高雖然會使香味更濃[1]，但也會導致嚴重結(jié)塊現(xiàn)象。綜合考慮，雜糧小米粉沖調(diào)水溫選擇70℃為宜。

2.2 正交試驗結(jié)果分析

由單因素試驗結(jié)果，進行四因素三水平L9（34）正交試驗，結(jié)果如表2所示。

表2 正交試驗結(jié)果Table 2 The results of the orthogonal test

續(xù)表2 正交試驗結(jié)果Continue table 2 The results of the orthogonal test

由表 2 中極差值 R 可知，RB=RC＞RD＞RA，因此影響雜糧小米粉溶解度的因素主次關系依次是：蔗糖添加量=雜糧小米粉粒徑>沖調(diào)溫度>小米與雜糧谷物的質(zhì)量比，試驗結(jié)果最佳組合為A3B2C2D2，即小米與雜糧谷物的質(zhì)量比為5∶1、蔗糖添加量12%、雜糧小米粉粒徑188 μm、沖調(diào)溫度70℃，而表2中溶解度最高的組合為A1B2C2D2，與正交試驗最佳組合不符，故增加驗證試驗。試驗驗證結(jié)果見表3。

由表3可知，A1B2C2D2無論在溶解度還是結(jié)塊率都優(yōu)于A3B2C2D2，此試驗結(jié)果差異顯著，且得到的雜糧小米粉感官品質(zhì)也較好，因此選擇A1B2C2D2為最佳試驗組合。

表3 驗證試驗結(jié)果Table 3 The results of the verification test

3 結(jié)論

試驗研究得出雜糧小米粉的最佳工藝條件為：小米與雜糧谷物的質(zhì)量比為3∶1、蔗糖添加量12%、雜糧小米粉粒徑188 μm、沖調(diào)溫度70℃。在此條件下得到的產(chǎn)品溶解度為70.34%，結(jié)塊率為0.37%，沖調(diào)性較好。谷物飲食會改善人體的營養(yǎng)狀況，對健康有益，是一種健康的選擇，且此雜糧小米粉原材料豐富，生產(chǎn)方式簡便易行，批量生產(chǎn)的可行性極高，具有廣闊的市場前景。