擠壓處理對全麥粉品質(zhì)的影響

根據(jù)歐洲和美國等工業(yè)化國家的大量流行病學(xué)和基礎(chǔ)研究，吃通糧食品可以減少心血管疾病、ii型糖尿病和其他養(yǎng)分代謝疾病的風(fēng)險(xiǎn)。因此,近年來全谷物食品日益受到人們的關(guān)注,產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展,尤其是全麥?zhǔn)称返纳a(chǎn)和消費(fèi)量呈逐年上升的趨勢。然而,在全麥粉加工過程中,由于麩皮和胚芽含有多種酶類,如過氧化物酶、多酚氧化酶、淀粉酶,以及胚芽的高脂肪含量,而且加工過程易造成抗氧化劑被破壞,脂類得不到保護(hù),所以全麥粉中的脂類物質(zhì)更容易被氧化,脂肪酸值增加明顯,不利于全麥粉的儲存穩(wěn)定性。因此,有必要對全麥粉進(jìn)行穩(wěn)定化加工處理。目前,全麥粉的穩(wěn)定化加工技術(shù)主要包括對麩皮、胚芽的干燥熱處理、蒸汽加熱處理、微波處理和擠壓膨化處理技術(shù)等,但是這些穩(wěn)定化加工技術(shù)對于麩皮和胚芽品質(zhì)影響的研究鮮有報(bào)道。本文研究了全麥粉加工過程中擠壓處理對麩皮與胚芽的穩(wěn)定化效果及營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的影響,以期為全麥粉的加工提供理論基礎(chǔ)。1材料和方法1.1u3000試劑粗麩(22.8%)、細(xì)麩(2%)、胚芽(0.08%)、次粉(1.5%)及心粉(73.7%)等原料u3000采自中央儲備糧承德直屬庫熱河面粉廠;總抗氧化值測定試劑盒u3000購于南京建成生物工程研究所;各種化學(xué)試劑均為分析純。電子分析天平u3000梅特勒托利多公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱u3000上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;樣品磨u3000天津泰斯特公司;SLG30-IV雙螺桿擠壓實(shí)驗(yàn)機(jī)u3000濟(jì)南賽百諾科技開發(fā)有限公司;722光柵分光光度計(jì)u3000上海第三分析儀器廠;氣相色譜/質(zhì)譜(GC/MS)、高效液相色譜/質(zhì)譜(HPLC)u3000美國安捷倫公司。1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.1穩(wěn)定化全麥粉的制備將從面粉廠采集得到的粗麩、細(xì)麩、胚芽和次粉按各自出粉比例混合后進(jìn)行擠壓膨化處理,所得膨化料粉碎后與心粉按照相應(yīng)比例混合即得穩(wěn)定化全麥粉。1.2.2脂肪酸值測定參照GB/T20569-2006稻谷儲存品質(zhì)判定規(guī)則附錄A稻谷脂肪酸值測定方法,測定值為干重。1.2.3fc提取法2-拉伸法稱取全麥粉2~3g置于250mL錐形瓶中,加入70%乙醇80mL(2g樣品60mL乙醇),在40℃下過夜振蕩提取(100r/min)。提取后抽濾得濾液。濾液經(jīng)旋蒸濃縮去除有機(jī)溶劑后用蒸餾水定容至25mL。取0.1~0.5mL樣液置于10mL容量瓶中,加入1mL0.2mol/LFC試劑和2mL15%碳酸鈉溶液,加水定容。在室溫下放置60min中后在760nm下測定吸光度。1.2.4家族維生素的測定參照GB/T7628-2008谷物中維生素B1測定和GB/T7629-2008谷物中維生素B2測定。1.2.5植物酸的測定1.2.6苯二酚的測定1.2.7總抗氧化測定取20g樣品于組織粉碎機(jī)中,加入250mL蒸餾水振蕩提取后,取0.1mL提取液于試管中,加入總抗氧化值測定試劑盒中試劑。混合均勻后,以蒸餾水為空白在520nm下測定吸光度值A(chǔ)。1.2.8處理數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理,除非特別的說明,所有數(shù)據(jù)都是三次測試的平均值。2結(jié)果與分析2.1試驗(yàn)原料脂肪酸值的變化考察了粗麩、細(xì)麩、胚芽及混合料中擠壓前后脂肪酸值的變化,結(jié)果見圖1。在胚芽、粗麩、細(xì)麩三部分原料中,胚芽由于其高脂肪含量,脂肪酸值是最高的為140.4mgKOH/100g,粗麩其次、細(xì)麩最低。經(jīng)過擠壓加工熱處理,各原料中脂肪酸值明顯降低,由初始值88.4~140.4mgKOH/100g降低為22.3~47mgKOH/100g,下降幅度都超過50%。這主要是因?yàn)楦邷貙τ坞x脂肪酸的破壞作用,有利于增強(qiáng)全麥粉的穩(wěn)定化效果。2.2s和ars的分布考察了粗麩、細(xì)麩、胚芽及混合料中擠壓前后烷基間苯二酚(ARs)的含量變化,結(jié)果見圖2。從圖2可以看出,在胚芽、粗麩、細(xì)麩三部分原料中,ARs主要分布于粗麩中,擠壓前其含量達(dá)1194.66μg/g,細(xì)麩其次,胚芽最低,僅有96.34μg/g,可能來自于混入的麩皮部分,這一結(jié)果與AlastairBRoss的研究結(jié)論相符,ARs主要存在于麩皮中。利用這個性質(zhì)可以探討能否將ARs作為鑒定全麥粉的一種標(biāo)記物。經(jīng)過擠壓熱加工處理,各原料中ARs的含量都明顯降低,降幅在12%~44%之間,表明升高溫度對全麥粉中的烷基間苯二酚具有一定的破壞作用,造成其含量損失。2.3擠壓加工熱處理主要原料含量考察了粗麩、細(xì)麩、胚芽及混合料中擠壓前后B族維生素的含量變化,結(jié)果見圖3。由圖3可見,在胚芽、粗麩、細(xì)麩三部分原料中,VB1主要分布于細(xì)麩中,擠壓前其含量為26.84mg/100g,胚芽其次,粗麩最低;VB2主要存在于胚芽中,擠壓前其含量為1.31mg/100g,粗麩其次,細(xì)麩最低。經(jīng)過擠壓加工熱處理,各部分原料中VB1和VB2含量都明顯降低,VB1含量降幅最大的是混合料,下降46%左右,VB2含量降幅最大的是胚芽,下降13%左右。結(jié)果表明,升高溫度對B族維生素也存在一定的破壞作用,但是對VB2的破壞作用要小于VB1,VB2相對于VB1具有更好的熱穩(wěn)定性。2.4熱壓熱加工處理對植酸含量的影響考察了粗麩、細(xì)麩、胚芽及混合料中擠壓前后植酸的含量變化,結(jié)果見圖4。由圖4可見,在胚芽、粗麩、細(xì)麩三部分原料中,植酸主要存在于粗麩中,擠壓前其含量為28.42mg/g,胚芽其次,細(xì)麩最低。經(jīng)過擠壓熱加工處理后,各部分中的植酸含量明顯降低,降幅最大的是混合料,從擠壓前的26.91mg/g下降為14.41mg/g,降幅為46%左右。其余各原料部分經(jīng)過擠壓加工,植酸含量下降幅度在20%左右。結(jié)果表明,植酸具有熱不穩(wěn)定性,擠壓熱加工能降低原料中的植酸含量。2.5擠壓熱處理前后各原料總酚含量的變化考察了粗麩、細(xì)麩、胚芽及混合料中擠壓前后總酚的含量變化,結(jié)果見圖5。由圖5可見,在胚芽、粗麩、細(xì)麩中擠壓前胚芽中的總酚含量最高,為4.41mg/g,粗麩其次,細(xì)麩最低。經(jīng)過擠壓熱處理后,各原料部分中總酚含量較擠壓處理前有所升高,尤其是細(xì)麩中總酚含量上升最多,升幅達(dá)42%左右。這可能是由于擠壓膨化過程造成了某些熱穩(wěn)定性酚類物質(zhì)結(jié)合態(tài)的釋放,引起了總酚含量的升高。結(jié)果表明,擠壓膨化瞬時熱加工不僅沒有導(dǎo)致總酚含量的下降,反而有利于某些熱穩(wěn)定酚類物質(zhì)的釋放。2.6原料總抗氧化值分布考察了粗麩、細(xì)麩、胚芽及混合料中擠壓前后總抗氧化值的變化,結(jié)果見圖6。由圖6可見,在各原料中總抗氧化值分布趨勢與總酚含量分布一致,胚芽最高,粗麩其次,細(xì)麩最低。經(jīng)過擠壓熱加工處理后,各部分原料中的總抗氧化值較擠壓前略有升高,胚芽部分的總抗氧化值最高,為0.83個單位/mg。這主要也是因?yàn)閿D壓膨化過程造成了某些熱穩(wěn)定性抗氧化物質(zhì)的釋放,如酚類物質(zhì),引起了總體抗氧化值的升高。2.7溫度對混合料中各品質(zhì)指標(biāo)值的影響固定擠壓膨化其他工藝參數(shù),考察了擠壓機(jī)筒體IV區(qū)溫度分別在110、130、150、160、180、200℃條件下,擠壓對麩皮和胚芽混合料中脂肪酸值、烷基間苯二酚、B族維生素、植酸、總酚和總抗氧化值的影響見圖7~圖12。從圖中可以看出,由于擠壓加工是一個瞬時高溫過程,擠壓溫度變化對混合料中各品質(zhì)指標(biāo)值的影響不明顯。從110~150℃,脂肪酸值呈下降趨勢,當(dāng)溫度到150℃后,隨著溫度的增加,脂肪酸值無明顯變化,脂肪酸值維持在25mgKOH/100g左右;隨著溫度的升高,混合料中ARs的含量無明顯變化,當(dāng)溫度達(dá)到160℃后,ARs含量小幅度上升到895.17μg/g,然后隨著溫度的升高,ARs含量又回降到760.2μg/g;VB1和VB2維生素含量隨溫度的升高,其含量值基本保持不變;混合料中植酸的含量在110~160℃呈下降趨勢,下降幅度為25%,當(dāng)溫度達(dá)到160℃后,繼續(xù)升高溫度,植酸含量基本維持不變;溫度變化對總酚含量和總抗氧化值無顯著影響,總酚含量維持在2.5mg/g左右,總抗氧化值維持在0.23單位/mg左右。3全麥粉的抗氧化活性物質(zhì)擠壓加工能有效鈍化麩皮和胚芽中其所含的脂肪酶,經(jīng)過擠壓加工處理,其脂肪酸值明顯下降,有利于增強(qiáng)全麥粉的儲藏穩(wěn)定性。擠壓加工對麩皮和胚芽中的ARs、B族維生素、植酸、總酚和總抗氧化值等生理活性物質(zhì)都有一定的影響,擠壓升溫會造成ARs、B族維生素和植酸含量的降低。同時,卻有利于某些酚類物質(zhì)的釋放,增加全麥粉的總酚含量,增強(qiáng)其抗氧化活性。3.2擠壓機(jī)筒體IV區(qū)溫度的變化對麩皮和胚芽混合料中的脂肪酸值