不同預(yù)處理方式對(duì)青稞麩皮營(yíng)養(yǎng)成分和理化性質(zhì)的影響

張倩芳，李 敏，栗紅瑜，孟晶巖

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 山西功能食品研究院，山西 太原030031）

青稞，作為大麥的一種特殊品種，是一種食用、飼用、釀造及藥用兼用的作物，具有高蛋白質(zhì)、高纖維、高維生素、低脂肪、低糖等特點(diǎn)[1]。青稞加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物青稞麩皮。青稞麩皮中含有大量的膳食纖維，并且富含多酚、花青素等抗氧化物質(zhì)[2]，對(duì)食品加工具有重要意義。目前，青稞麩皮主要用作動(dòng)物飼料或直接丟棄，造成了巨大的浪費(fèi)[3]。利用青稞麩皮制備功能食品，不僅可以解決青稞麩皮的利用問(wèn)題，提高青稞的附加值，還能將資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民收入[4]。

試驗(yàn)旨在通過(guò)營(yíng)養(yǎng)成分和理化性質(zhì)的分析比較，研究擠壓膨化、蒸煮、烘烤、超微粉碎4種預(yù)處理方法對(duì)青稞麩皮營(yíng)養(yǎng)組分及理化性質(zhì)的影響，為青稞麩皮功能食品的開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與試劑

青稞麩皮（藏青2000），西藏吉祥糧農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司提供；總膳食纖維試劑盒，愛(ài)爾蘭Megazyme公司提供；膽固醇標(biāo)準(zhǔn)品，北京中科質(zhì)檢生物技術(shù)有限公司提供；無(wú)水乙醇、95%乙醇、冰乙酸、鄰苯二甲醛、濃硫酸、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基硫酸鈉、丙酮、四硼酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨，均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供。

1.1.2 儀器

Fibertec E型膳食纖維分析儀，F(xiàn)OSS分析儀器公司產(chǎn)品；KDY-9820型凱氏定氮儀，北京通潤(rùn)源機(jī)電技術(shù)有限責(zé)任公司產(chǎn)品；PH型計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司產(chǎn)品；FDV型超微粉碎機(jī)，北京環(huán)亞天元機(jī)械技術(shù)有限公司產(chǎn)品；烤箱，美的集團(tuán)股份有限公司產(chǎn)品；FMHE36-24型雙螺桿擠壓膨化機(jī)，濟(jì)南賽信機(jī)械有限公司產(chǎn)品；DHG-9140A型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；TG1850-WS型離心機(jī)，上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司產(chǎn)品；其他儀器設(shè)備均為常規(guī)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品預(yù)處理

（1）擠壓膨化。采用雙螺桿擠壓膨化機(jī)對(duì)青稞麩皮進(jìn)行預(yù)處理，參數(shù)如下：轉(zhuǎn)速160 r/min，添加水分含量10%，膨化溫度180~200℃，擠壓膨化處理冷卻后粉碎，過(guò)40目篩。

（2）蒸煮。稱取青稞麩皮30 g，按照1∶1的比例加入純凈水，常壓下蒸煮20 min，烘干后粉碎，過(guò)40目篩。

（3）烘烤。取適量青稞麩皮于150℃烘箱中烘烤20 min，冷卻后過(guò)40目篩。

（4）超微粉碎。稱取適量青稞麩皮，超微粉碎機(jī)處理15 min，冷卻后置于塑封袋中備用[5]。

1.2.2 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

水分含量測(cè)定：參照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》；蛋白質(zhì)含量測(cè)定：參照GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；脂肪含量測(cè)定：參照GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》；灰分含量測(cè)定：參照GB 5009.4—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測(cè)定》；總膳食纖維、可溶性膳食纖維、不溶性膳食纖維測(cè)定：參照GB 5009.88—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中膳食纖維的測(cè)定》。

1.2.3 IDF各組分含量的測(cè)定

纖維素、半纖維素含量測(cè)定：采用范式纖維洗滌法；木質(zhì)素含量測(cè)定：采用濃硫酸法[6-7]。

1.2.4 持水力的測(cè)定值

準(zhǔn)確稱取3 g樣品于50 mL離心管中，加入25 mL蒸餾水，室溫?cái)嚢?0 min，以轉(zhuǎn)速2 500 r/min離心10 min，棄去上清液并用濾紙吸干離心管壁殘留水分，稱質(zhì)量[8]。

1.2.5 膨脹力的測(cè)定

準(zhǔn)確稱取0.2 g樣品于10 mL量筒中，準(zhǔn)確加入5 mL蒸餾水振蕩均勻，室溫放置24 h，讀取液體中樣品的體積[9]。

1.2.6 吸油力的測(cè)定

稱取2.0 g樣品于50 mL離心管中，加入食用油10 mL，室溫靜置1.5 h，以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心5 min，棄掉上層的油和殘?jiān)脼V紙吸干游離的油，稱重[10]。

1.2.7 對(duì)膽固醇吸附能力的測(cè)定

（1）膽固醇標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。分別吸取膽固醇標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.1 mg/mL）0.16，0.32，0.48，0.64，0.80 mL于比色管中，添加冰乙酸至0.80 mL，同時(shí)以冰乙酸為空白，依次加入鄰苯二甲醛（1 mg/mL）0.4 mL，混合酸（冰乙酸∶濃硫酸=1∶1）80 mL，混勻，靜置10 min，于波長(zhǎng)550 nm處測(cè)定各比色管的吸光度。以膽固醇質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（2）取新鮮雞蛋蛋黃，加入9倍體積的蒸餾水充分?jǐn)嚧虺扇橐骸７Q取1.0 g樣品于200 mL三角瓶中，加入30 mL稀釋雞蛋液，混勻，調(diào)節(jié)pH值至2.0，37℃下水浴振蕩2 h，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心20 min使樣品充分沉淀。吸取0.1 mL上清液，采用鄰苯二甲醛法于波長(zhǎng)550 nm處測(cè)定吸光度[11]。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為3次測(cè)定結(jié)果的平均值，并采用數(shù)據(jù)處理軟件Excel 2016、Origin 2019進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同預(yù)處理方法對(duì)青稞麩皮營(yíng)養(yǎng)成分的影響

不同預(yù)處理對(duì)青稞麩皮營(yíng)養(yǎng)成分含量影響見(jiàn)表1。

表1 不同預(yù)處理對(duì)青稞麩皮營(yíng)養(yǎng)成分含量影響/%

由表1可知，4種方式預(yù)處理后，和青稞麩皮原料相比，樣品的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、灰分含量均無(wú)顯著變化，說(shuō)明在4種預(yù)處理過(guò)程中，淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、灰分結(jié)構(gòu)都比較穩(wěn)定[12]。

2.2 不同預(yù)處理方法對(duì)青稞麩皮膳食纖維含量的影響

不同預(yù)處理對(duì)青稞膳食纖維成分影響見(jiàn)表2。

由表2可知，青稞麩皮經(jīng)過(guò)蒸煮和烘烤后，TDF含量變化不大，SDF含量略微升高。擠壓膨化處理后，青稞麩皮SDF含量顯著升高，TDF下降，對(duì)照IDF各組分含量，可以發(fā)現(xiàn)，半纖維素含量明顯下降，這說(shuō)明擠壓膨化過(guò)程中，在高溫高壓高剪切力作用下，不溶性膳食纖維（主要是半纖維素）向可溶性膳食纖維轉(zhuǎn)變，降解成一些可溶性的小分子化合物[13]。超微粉碎后過(guò)程中，也發(fā)生了半纖維素向可溶性膳食纖維的轉(zhuǎn)變，但作用弱于擠壓膨化。對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，擠壓膨化能夠顯著提高青稞麩皮的SDF含量，是一種有效提高SDF含量的預(yù)處理方式。

表2 不同預(yù)處理對(duì)青稞膳食纖維成分影響/%

2.3 不同預(yù)處理方式對(duì)持水力的影響

不同預(yù)處理對(duì)青稞麩皮持水力的影響見(jiàn)圖1。

圖1 不同預(yù)處理對(duì)青稞麩皮持水力的影響

由圖1可知，除超微粉碎外，預(yù)處理后各樣品的持水力都有不同程度的升高，特別是擠壓膨化后，持水力顯著提高，推測(cè)是擠壓膨化過(guò)程的高壓高剪切力使不溶性纖維的長(zhǎng)鏈斷裂，產(chǎn)生了可溶性的聚合度較低的短鏈成分，這些短鏈成分具有較強(qiáng)的吸水性，從而使持水力顯著提高[14]。而超微粉碎破壞了青稞麩皮的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[15]，使持水力有所下降。

2.4 不同預(yù)處理方式對(duì)膨脹力的影響

不同預(yù)處理對(duì)青稞麩皮膨脹力的影響見(jiàn)圖2。

由圖2可知，預(yù)處理后青稞麩皮的膨脹力都有所上升。研究表明，膨脹力的大小與樣品的粉碎方式、烘干方式及原料來(lái)源都密切相關(guān)。原料的微?；?、組織結(jié)構(gòu)變得松散、毛細(xì)孔增多都有利于水分的滲入，從而提高樣品的膨脹力[16]。

圖2 不同預(yù)處理對(duì)青稞麩皮膨脹力的影響

2.5 不同預(yù)處理方式對(duì)青稞麩皮吸油力的影響

不同預(yù)處理對(duì)青稞麩皮吸油力的影響見(jiàn)圖3。

圖3 不同預(yù)處理對(duì)青稞麩皮吸油力的影響

由圖3可知，除擠壓膨化外，其他預(yù)處理后，麩皮的持油力都有不同程度的下降，這是因?yàn)槌钟土Φ拇笮≈饕Q于樣品的多孔性，預(yù)處理破壞了麩皮的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使持油力下降。擠壓膨化后，青稞麩皮的膨脹力顯著升高，這可能是因?yàn)閿D壓膨化后，麩皮的顆粒狀和片狀結(jié)構(gòu)增加，從而使比表面積增大，與油的接觸面積增加，這都有利于油脂的吸附。

2.6 不同預(yù)處理方式對(duì)膽固醇吸附的影響

膽固醇標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖4。

由圖4可知，得到膽固醇質(zhì)量濃度（X，μg）與吸光度（Y）之間的線性方程：Y=0.004 1X-0.002 1。該方程的線性檢測(cè)范圍為0~200 μg，R2為0.999 5。

圖4 膽固醇標(biāo)準(zhǔn)曲線

不同預(yù)處理方式對(duì)青稞麩皮膽固醇吸附的影響圖5。

圖5 不同預(yù)處理方式對(duì)青稞麩皮膽固醇吸附的影響

由圖5可知，預(yù)處理后青稞麩皮的膽固醇吸附能力都有所增加，其中擠壓膨化和超微粉碎都可以顯著提高青稞麩皮對(duì)膽固醇的吸附作用。預(yù)處理后，比表面積增大，毛細(xì)血管作用增強(qiáng)，更易形成黏膜層[17]，對(duì)膽固醇的吸附能力也會(huì)增強(qiáng)。

3 結(jié)論

研究比較了預(yù)處理前后青稞麩皮營(yíng)養(yǎng)成分含量與物化性質(zhì)。結(jié)果表明，預(yù)處理后青稞麩皮的基本營(yíng)養(yǎng)成分變化不大，但是膳食纖維的含量、組成都有所變化。預(yù)處理后，總膳食纖維含量都略微下降，擠壓膨化后樣品SDF的含量顯著增加，SDF和IDF的比例構(gòu)成發(fā)生變化，IDF（主要是半纖維素）向SDF轉(zhuǎn)變；預(yù)處理后樣品不溶性膳食纖維含量都有所下降，特別是半纖維素含量下降明顯。預(yù)處理后青稞麩皮物化性質(zhì)有明顯改變，持水力、膨脹力、對(duì)膽固醇的吸附作用都有不同程度的提高，除擠壓膨化外，吸油力都有所下降。

總體來(lái)說(shuō)，擠壓膨化相較于其他預(yù)處理方式，更能提高青稞的可溶性膳食纖維含量和物化特性。研究為青稞麩皮的加工和利用提供了一些理論基礎(chǔ)，但是具體的作用機(jī)制還需進(jìn)一步的研究。