藜麥沖調(diào)粉的理化特性研究及營養(yǎng)評價

李 敏，孟晶巖，張倩芳，栗紅瑜

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

藜麥發(fā)源于南美洲安第斯山脈，興盛于古代印第安印加文明， 由于其營養(yǎng)豐富且對環(huán)境耐受性較強，在當?shù)鼐用竦娘嬍臣拔幕邪l(fā)揮了重要作用[1-2]。藜麥是一種全谷物全營養(yǎng)食品，蛋白質(zhì)及賴氨酸含量均高于玉米和小麥[3-4]，優(yōu)質(zhì)完全蛋白可與牛肉相當[5]，具有符合人體需求的必需氨基酸組合，是一種能滿足人體基本營養(yǎng)需求的“超級谷物”，藜麥不含麩質(zhì)，易消化，麩質(zhì)過敏人群也可放心食用[6-8]。除此之外，藜麥富含多種功能性成分，如皂苷、多酚、黃酮等，可提供人體所需的營養(yǎng)素[9-10]。

膳食纖維被稱為第七大營養(yǎng)素，其助消化、抗便秘、預防肥胖等功效已被人們熟知[11]，高膳食纖維食品也已經(jīng)被人們廣泛接受并推崇。燕麥麩皮是燕麥初級加工過程的副產(chǎn)物，富含膳食纖維，尤其是可溶性膳食纖維，其中β - 葡聚糖含量為14%左右，是調(diào)節(jié)腸道菌群代謝潛在的益生菌載體[12]。

近年來，沖調(diào)食品因具有食用方便、易攜帶、營養(yǎng)豐富等特點，深受廣大消費者的青睞?，F(xiàn)階段，沖調(diào)粉的研究主要以雜糧、雜豆為主，大多旨在研究其工藝性、適口性，受王浩瑞等人[13]麥麩回填法的啟發(fā)，采用藜麥為主要原料，復配燕麥麩皮，利用擠壓膨化技術(shù)制成的一種高膳食纖維高蛋白沖調(diào)粉，既克服了燕麥麩皮口感粗糙的缺點又能提高產(chǎn)品的營養(yǎng)價值，主要探討產(chǎn)品的氨基酸種類及含量對營養(yǎng)特性做初步評估，并對沖調(diào)粉主要的沖調(diào)性能進行測定，以期為沖調(diào)食品的開發(fā)與研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藜麥、燕麥麩皮，山西華啟順食品科技有限責任公司提供；鹽酸、氫氧化鈉（優(yōu)級純），天津市風船化學試劑科技有限公司提供；乙二胺四乙酸（優(yōu)級純），天津市光復精細化工研究所提供；甲醇、異丙醇（色譜純），天津市康科德科技有限公司提供；苯酚（優(yōu)級純），酷爾化學科技（北京） 有限公司提供；氨基酸檢測用試劑，塞卡姆（北京） 科學儀器有限公司提供。

1.2 儀器與設備

DZ70-ⅡA 型雙螺桿、FM-W1 型立式拌粉機，濟南賽信機械有限公司產(chǎn)品；S-433D 型全自動氨基酸分析儀，德國賽卡姆公司產(chǎn)品；IKA Vortex2 型漩渦混合器，艾卡（廣州） 儀器設備有限公司（德國IKA） 產(chǎn)品；TVE-1100 型試管濃縮儀，上海愛朗儀器有限公司產(chǎn)品；NAI-DCY-12Y 型水浴氮吹儀，上海那艾精密儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 藜麥沖調(diào)粉制備方法

課題組成員經(jīng)過前期大量原料配比及試驗參數(shù)調(diào)整后，按照以下工藝路線及參數(shù)制作高纖維藜麥沖調(diào)粉（以下簡稱沖調(diào)粉）。

原料預處理→調(diào)節(jié)水分→上料、擠壓膨化→微波干燥→沖調(diào)粉。

操作要點：

（1） 原料預處理。藜麥、燕麥麩皮經(jīng)粉碎過40 目篩，兩者按7∶3 比例混合，于攪拌機內(nèi)攪拌均勻。

（2） 調(diào)節(jié)水分。向攪拌機加水口緩慢加入純凈水，添加量為6%。

（3） 擠出膨化。采用雙螺桿擠出膨化設備制作藜麥沖調(diào)粉，設置參數(shù)為一區(qū)溫度60 ℃，二區(qū)溫度140 ℃，膨化溫度160 ℃，螺桿轉(zhuǎn)速150 r/min，出料后經(jīng)微波干燥、降溫得沖調(diào)粉。

1.3.2 沖調(diào)粉穩(wěn)定性測定

參照樂梨慶等人[14]的方法，稱取5 g 沖調(diào)粉于100 mL 具塞試管中，加入80 ℃純凈水40 mL，在漩渦振蕩器上混合勻后靜置3 min，測定上清液高度h1與混合液總高度h2，計算得出沖調(diào)粉穩(wěn)定性指數(shù)S。

1.3.3 沖調(diào)粉結(jié)塊率測定

參照韓玲玉[15]的方法，稱取約5 g 沖調(diào)粉（m1）于200 mL 燒杯中，用80 ℃的純凈水40 mL 沖調(diào)并充分攪均勻，用提前恒質(zhì)量的20 目篩網(wǎng)（m2） 過濾，再用20 mL 純凈水勻速沖洗一遍殘渣，瀝干水分后置于105 ℃鼓風干燥箱中烘干至恒質(zhì)量（m3），根據(jù)以下公式計算沖調(diào)粉的結(jié)塊率A。

1.3.4 沖調(diào)粉水溶性指數(shù)和吸水性指數(shù)測定

參照何興芬等人[16]的方法，稱取約2 g 沖調(diào)粉（m1） 于恒重的離心管（m2） 中，加入25 mL 純凈水，在漩渦振蕩器上混合成完全分散的沖調(diào)糊，將裝有沖調(diào)糊的離心管置于30 ℃水浴鍋中保持30 min，期間每隔5 min 振蕩1 次，水浴完成后以轉(zhuǎn)速4 000 r/min速率離心10 min，將上清液倒入恒質(zhì)量的鋁盒（m3）中，并在105 ℃鼓風干燥箱內(nèi)烘干至恒質(zhì)量（m4），記錄剩余的沉淀及離心管的質(zhì)量（m5），根據(jù)以下公式計算沖調(diào)粉的水溶性指數(shù)（WSI） 及吸水性指數(shù)（WAI）。

1.3.5 沖調(diào)粉堆積密度的測定

參照張志林等人[17]的方法，稱取5 g 沖調(diào)粉勻速倒入50 mL 具塞刻度試管中，蓋上試管塞，輕輕敲打試管壁至沖調(diào)粉的高度不變，記錄刻度值h，堆積密度（T） 的計算公式如下：

1.3.6 氨基酸組分檢測

檢測液制備：準確稱取0.1 g 沖調(diào)粉（過80 目）于消化管中，加入濃度為6 mol/L 的HCl 溶液10 mL，用水浴氮吹儀向管內(nèi)吹氮氣10 s，加密封塞并扭緊密封蓋，放入110 ℃恒溫烘箱內(nèi)水解22 h，待水解液冷卻后用0.45 μm 濾膜過濾，取0.2 mL 濾液于濃縮儀中蒸干，再加入2 mL 樣品稀釋液溶解蒸干物，用0.22 μm 濾膜過濾溶解液于進樣瓶，待上機測定。

上機檢測：通過S-433D 型全自動氨基酸分析儀采用茚三酮柱后衍生法進行檢測，色譜條件：色譜柱：LCA K13 Na 分離柱；柱溫：58~74 ℃；檢測波長：440 nm，570 nm 雙波長同時檢測；流動相：緩沖液A pH 值3.45，0.12 N，緩沖液B pH 值10.85，0.20 N，衍生液茚三酮顯色液；流速：四元梯度泵0.45 mL/min，壓力（40±3） bar，衍生泵0.25 mL/min，壓力（7±2） bar；進樣量50 μL。

1.3.7 營養(yǎng)評價

根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO） 和世界衛(wèi)生組織（WHO） 提出的氨基酸評分標準和雞蛋蛋白模式[18]，參考鄧文亞等人[19]、蔡艷等人[20]的方法對原料及產(chǎn)品的氨基酸檢測結(jié)果進行營養(yǎng)評價，公式分別如下：

式中：CV=標準差/均值，為氨基酸比值系數(shù)的變異系數(shù)。

式中：n——被比較的氨基酸數(shù)量；

p——沖調(diào)粉；

s——雞蛋蛋白。

1.3.8 數(shù)據(jù)處理

應用origin 9 軟件作圖，SPSS 24.0 進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果以平均值±標準偏差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 基礎成分分析

原料及沖調(diào)粉基礎成分分析見表1。

表1 原料及沖調(diào)粉基礎成分分析/ %

藜麥中蛋白質(zhì)與膳食纖維含量較燕麥麩皮低，兩種原料復配后生產(chǎn)的沖調(diào)粉，蛋白質(zhì)與膳食纖維含量有所提高，參照GB 28050—2011 中能量和營養(yǎng)成分含量聲稱的要求，沖調(diào)粉的蛋白質(zhì)含量13.37%，占營素參考值（NRV） 的百分比為22%，大于標準參考值20%NRV，膳食纖維含量16.93%大于標準參考值6 g/100 g，符合高蛋白、高膳食纖維食品的要求。

沖調(diào)粉沖調(diào)性分析見表2。

表2 沖調(diào)粉沖調(diào)性分析

藜麥淀粉屬于限制性膨脹淀粉以及燕麥麩皮中的β - 葡聚糖都對穩(wěn)定沖調(diào)糊體系有一定積極作用[21]。表2 數(shù)據(jù)顯示沖調(diào)粉穩(wěn)定性（S） 值為3.79%，小于5%，說明沖調(diào)粉具有極好的穩(wěn)定性[14]。結(jié)塊率（A） 是評價沖調(diào)粉復水情況和沖調(diào)性質(zhì)的重要指標，產(chǎn)品的結(jié)塊率僅為2.32%，沖調(diào)后在水中的分散性較好，不影響食用口感。吸水性指數(shù)WAI 用于評估沖調(diào)粉吸水飽和后形成凝膠的體積，與沖調(diào)粉所含親水基團的數(shù)量和凝膠能力有關(guān)，水溶性指數(shù)WSI 主要反映沖調(diào)粉可溶性成分的溶出情況，擠出膨化技術(shù)可以提高這2 個指標以改善產(chǎn)品的沖調(diào)性[22]，數(shù)據(jù)顯示，沖調(diào)粉有較高的水溶性指數(shù)。堆積密度T 值為0.25 g/mL，說明沖調(diào)粉顆粒間孔隙較大，沖調(diào)過程中利于水分的快速滲入。綜上所述，沖調(diào)粉的沖調(diào)性良好。

2.2 氨基酸組分分析及營養(yǎng)價值評價

氨基酸組分分析見表3。

表3 氨基酸組分分析/ mg·g-1

由表3 可知，沖調(diào)粉氨基酸種類齊全，含有人體所需的必需氨基酸，17 種游離氨基酸的含量均介于藜麥粉與燕麥麩皮相應的數(shù)值之間，必需氨基酸占比略高于2 種原料，符合FAO/WHO 推薦值0.40，說明沖調(diào)粉的氨基酸組成較為均衡，接近人體營養(yǎng)需求。

必需氨基酸含量與3 種模式蛋白比較見表4，氨基酸評分見表5。

表4 必需氨基酸含量與3 種模式蛋白比較/ mg·g-1

表5 氨基酸評分/ mg·g-1

食物中蛋白質(zhì)的氨基酸模式與人體的越接近，越容易被消化吸收，食物的營養(yǎng)價值越高[23]，由表4可知，經(jīng)合理配比、加工后，沖調(diào)粉的蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸+苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸與兩種原料相比均有所提高，蛋氨酸+半胱氨酸的含量高于藜麥粉而低于燕麥麩皮，其原因可能是擠壓膨化過程對物料的二硫鍵有一定損壞，導致產(chǎn)品的含硫氨基酸含量略有降低。表4、表5 對原料及產(chǎn)品的氨基酸含量與FAO/WHO、大豆分離蛋白及雞蛋蛋白模式進行了對比，分析得出，沖調(diào)粉中除含硫氨基酸外其他必需氨基酸含量均高于FAO/WHO 推薦值，含硫氨基酸分值為96.59，接近推薦值；組氨酸、酪氨酸+苯丙氨酸含量高于雞蛋蛋白模式；所有必需氨基酸含量均高于大豆分離蛋白。綜合以上數(shù)據(jù)，沖調(diào)粉的必需氨基酸組成較原料整體得到了優(yōu)化。

必需氨基酸比值、氨基酸比值系數(shù)及氨基酸比值系數(shù)分分析見表6。

表6 必需氨基酸比值、氨基酸比值系數(shù)及氨基酸比值系數(shù)分分析

必需氨基酸比值（RAA）、氨基酸比值系數(shù)（RC） 以及氨基酸比值系數(shù)分（SRC） 反映了樣品與FAO/WHO 模式中相應氨基酸推薦值的接近程度，從而可以判斷蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。RC 越接近1，說明該氨基酸的含量越理想，RC 值最小的為該樣品的第一限制性氨基酸，藜麥粉的含硫氨基酸RC 值為0.74，為第一限制性氨基酸，復配燕麥麩皮后制得的沖調(diào)粉含量雖然提高了4%，但仍然是沖調(diào)粉的第一限制性氨基酸，與表3、表4 得出的結(jié)論相同，因此在飲食沖調(diào)粉時可配合甲硫氨酸含量較高的豆制品、雞蛋等食物一起食用。SRC 值越接近100，樣品的氨基酸組成越均衡，營養(yǎng)價值就越高，沖調(diào)粉的SRC值為78.83，介于2 種原料之間，并將藜麥粉的SRC值提高了12%，既提高了藜麥粉的營養(yǎng)價值又克服了燕麥麩皮口感粗糙的缺點。

必需氨基酸指數(shù)、營養(yǎng)指數(shù)、預測生物價見表7。

表7 必需氨基酸指數(shù)、營養(yǎng)指數(shù)、預測生物價

氨基酸指數(shù)（EAAI） 反映樣品蛋白中氨基酸與模式蛋白相應氨基酸的接近程度，值越接近100，越符合人體需求，沖調(diào)粉在優(yōu)化了2 種原料的氨基酸組成后，EAAI 值有所提高，更接近理想值，而且沖調(diào)粉的EAAI 值大于85，可作為良好蛋白源[24]；預測生物價（BV） 反應樣品被機體吸收的難易程度，BV越高越容易被吸收，沖調(diào)粉的BV 值為82.67，相對于原料更易被人體吸收利用；沖調(diào)粉的營養(yǎng)指數(shù)（NI） 是藜麥粉的1.42 倍，營養(yǎng)價值更高，更能滿足人體對食物中必需氨基酸的需求。

3 結(jié)論

針對藜麥與燕麥麩皮合理配比，采用擠壓膨化技術(shù)制備的沖調(diào)粉進行研究，各項沖調(diào)性指標顯示產(chǎn)品的沖調(diào)穩(wěn)定性較好，不易分層，結(jié)塊率低，堆積密度適中，便于沖調(diào)，水溶性指數(shù)與吸水性指數(shù)顯示沖調(diào)后凝膠能力較強，適口性良好。產(chǎn)品符合高膳食纖維高蛋白食品的標準。

沖調(diào)粉富含人體必需氨基酸，占比大于FAO/WHO 推薦值0.40，必需氨基酸指數(shù)86.58、營養(yǎng)指數(shù)11.05 表示沖調(diào)粉屬于一種高營養(yǎng)食品，氨基酸評分及與3 種模式蛋白對比結(jié)果得出，沖調(diào)粉優(yōu)化了2 種主要原料的必需氨基酸比例，更接近FAO/WHO 的推薦值，同時含硫氨基酸為沖調(diào)粉的第一限制性氨基酸；預測生物價為82.67，說明沖調(diào)粉容易被人體消化，不會增加腸胃負擔。