熟化工藝對燕麥傳統食品營養及加工品質的影響

張 燕 胡新中，2 師俊玲 任長忠

(西北農林科技大學食品科學與工程學院1，楊凌 712100)

(陜西師范大學食品工程與營養科學學院2，西安 710062)

(吉林白城市農業科學院3，白城 137000)

在世界八大糧食作物中，燕麥總產量居第6位，已成為人們生活中不可或缺的營養健康食品［1］。我國栽培的燕麥以裸粒型為主，占燕麥種植的90%以上，常稱為裸燕麥，又稱為莜麥，富含蛋白質、β－葡聚糖和脂肪，其營養價值在谷類作物中居首位［2－3］。自1963年以來，國內外許多研究都證明燕麥β－葡聚糖具有降低膽固醇、調節血糖和調節肝脂肪組織代謝等生理功能［4－8］。國內市場的燕麥產品與歐美國家的燕麥片這一早餐谷物不同，以傳統手工制作為主，規模有限，屬于傳統風味小吃［9］，如燕麥面條、燕麥窩窩、燕麥餃餃、燕麥魚魚、燕麥洞洞等制品［10］。燕麥傳統食品加工中伴隨著“三熟”過程，常被稱為“三熟”食品。“三熟”即:燕麥制粉前炒熟籽粒，和面時燙熟燕麥粉，加工成食品食用時蒸熟或煮熟。

“三熟”工藝是燕麥產區居民在2000多年的燕麥食用過程中摸索出的燕麥傳統食品加工方法，如三熟中一熟不到，就會影響食用品質［11－12］。其中炒熟第一是為了產生焦香味;第二，燕麥籽粒硬度低，脂肪受熱易黏附在篩孔上，容易堵塞磨粉機和篩網，需要進行炒熟以提高燕麥的出粉率;第三，燕麥中富含的脂肪氧化酶會使脂肪在貯存過程中氧化酸敗而使口感劣變，因此炒熟滅酶能延長燕麥粉貯藏時間［13］。燙熟是為了形成面團，便于加工。由于燕麥粉不含濕面筋，與小麥粉相比，燕麥的清蛋白、醇溶蛋白含量低，球蛋白含量較高，不能像小麥粉一樣形成面團，燕麥面團成型需要用熱水燙面使淀粉糊化，通過淀粉顆粒間的黏結性形成面團。蒸熟是為了使淀粉糊化，保持形狀，賦予較好口感。燕麥窩窩是典型的傳統“三熟”食品，傳統的做法是在莜面經開水燙面和好面后，取一小塊放在表面光滑的瓷磚上，用手推搓成片，卷成卷狀，放于籠屜上，多個卷連在一起成蜂窩狀，故稱燕麥窩窩［11］。

燕麥窩窩因其造型美、風味好和營養豐富的特點已經從燕麥傳統飲食地區的農家小院走向大眾餐桌和高檔餐廳。燕麥窩窩的產業化需求更加凸顯，而“三熟”工藝對燕麥窩窩理化特性和營養組分具體影響的研究還未見報道。本研究對燕麥窩窩經“三熟”工藝加工后，其營養指標(如蛋白質、脂肪、β－葡聚糖等營養物質含量)、流變學特性(如總淀粉含量、直鏈淀粉含量、峰值黏度、回生值)以及白度、過氧化氫酶活性、熱量等指標進行檢測分析，研究“三熟”工藝對燕麥窩窩加工和營養品質的影響，為工業化生產適合中國人口味和飲食習慣的燕麥傳統食品提供理論參考，對推進傳統燕麥食品市場化，燕麥產品多元化，燕麥食品主食化具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料、試劑及儀器

1.1.1 試驗材料

燕麥籽粒:裸燕麥(Avena Nuda)，由河北省張家口農科院提供，燕麥籽粒分為炒制和未炒制，分別磨粉備用。本試驗所用為燕麥全粉。

1.1.2 主要試劑

β－葡聚糖、總淀粉、直/支鏈淀粉試劑盒:愛爾蘭Megazyme公司;無水乙醚、30%過氧化氫等其他試劑均為分析純。

1.1.3 主要儀器

8032600布拉本德黏度糊化儀(Brabender Micro Visco－Amylo－Graph):德國 Brabender OHG Duisburg公司;HR－15氧彈式熱量計:長沙長興高教儀器有限公司;Cintra6紫外可見分光光度計:澳大利亞科學儀器設備有限公司;KJELTEC2100凱氏自動定氮儀:瑞典富斯－特卡脫公司;莜面窩窩機(圖1):河北省萬全縣建福機械廠。

圖1 莜面窩窩機

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理

采用傳統滾筒式炒鍋炒熟。燕麥籽粒水洗后跺成堆，靜置8 h后入鍋炒制，燕麥籽粒表面溫度達到150℃時，保持15 min出鍋，待溫度降至20℃時收集于塑料袋中。炒熟和未炒熟的燕麥籽粒樣品分別粉碎過60目篩后，裝袋，冰箱冷藏保存備用。

1.2.2 燕麥窩窩制作

炒熟燕麥粉和未炒熟燕麥粉均一部分用常溫水和面，另一部分用98℃以上的開水和面。和面時，炒熟燕麥粉加水量為粉的85%，未炒熟燕麥粉加水量為粉的45%。將4種不同處理的面團分別制成圓柱狀，放入莜面窩窩機面桶②中，連接好裝置，搖動手輪④，成型好的燕麥窩窩①從面桶上端被壓出，用切斷鋼絲⑥切斷后取下，再分別分為蒸熟和未蒸熟處理，蒸制8 min左右制成成品(圖1)。最終樣品共有10個(圖2)，分別為炒熟燕麥粉(T)，未炒熟燕麥粉(U)，炒、燙、蒸樣品(TBS)，炒、燙、未蒸樣品(TBN)，炒、未燙、蒸樣品(TRS)，炒、未燙、未蒸樣品(TRN)，未炒、燙、蒸樣品(UBS)，未炒、燙、未蒸樣品(UBN)，未炒、未燙、蒸樣品(URS)，未炒、未燙、未蒸樣品(URN)。均置于38℃恒溫干燥箱中烘干24 h，再磨粉備用。

1.2.3 營養指標測定

含水量測定參照GB/T 5009.3—2003;蛋白質含量測定參照GB/T 5511—2008;總脂肪含量測定參照GB/T 5009.6—2003;β－葡聚糖含量測定參照AACC 32－23;熱量測定用HR－15氧彈式熱量計。

1.2.4 流變學特性測定

總淀粉含量測定參照AACC 76－13。

直/支鏈淀粉含量測定參照AACC 61－03。

磨粉后的樣品采用布拉本德微型黏度糊化儀(Brabender Micro－Amylo Viscograph)測定其糊化特性。黏度測定方法和測定參數:先稱量樣品，后量取蒸餾水(根據樣品水分含量查表計算)，快速攪勻后開始測樣。從溫度升至30℃時開始計時，以7.5℃/min的升溫速度至93℃，保溫5 min，然后以相同的速度降溫至50℃，保持1 min，轉子轉速250 r/min。

1.2.5 過氧化酶活性及白度測定

燕麥過氧化酶定量測定參照AACC 22－80。

白度測定:將制備好而沒有烘干的燕麥窩窩面卷剪開，平鋪在桌面上，用色彩色差計測得燕麥面片的 L、a、b 值。

1.2.6 燕麥窩窩感官評價

由于未蒸熟的樣品粘牙，無法食用，不適宜用于感官評價，因此，取4個經過蒸熟的燕麥窩窩樣品進行感官評價，分別為炒、燙、蒸樣品(TBS)，炒、未燙、蒸樣品(TRS)，未炒、燙、蒸樣品(UBS)，未炒、未燙、蒸樣品(URS)。選9人對其香氣(5分)、外觀(5分)、滋味(5分)、黏彈性(5分)進行評分，總分20分，結果取其平均值。

1.2.7 數據處理

數據用DPS軟件進行顯著性分析和方差分析。

表1 不同處理對燕麥窩窩營養指標的影響

2 結果與分析

2.1 “三熟”處理對燕麥窩窩營養指標的影響

如表1所示，經過炒熟的樣品，粗蛋白含量降低，粗脂肪含量升高，β－葡聚糖含量顯著降低，熱量降低;燙熟對蛋白質含量、粗脂肪含量和熱量沒有顯著影響，使樣品β－葡聚糖含量有所升高;經過蒸熟的樣品，蛋白質含量和熱量沒有顯著變化，粗脂肪含量升高，β－葡聚糖含量有所升高。

對試驗數據進行多因素試驗方差分析，可以得到各因子的主效應，即單個因子在不同水平對響應變量產生的影響結果，從而得到表2的數據。可以看出，炒熟對燕麥窩窩蛋白質、脂肪、β－葡聚糖含量以及熱量的影響程度最大，而燙熟和蒸熟的影響都很小。

表2 單個因素對營養指標的影響程度分析

2.2 “三熟”處理對燕麥窩窩黏度特性的影響

經過炒熟的樣品，總淀粉含量、峰值黏度、回生值均有所升高，直鏈淀粉含量沒有顯著變化，起始糊化溫度顯著降低;燙熟使總淀粉含量有所升高，對樣品的直鏈淀粉含量、起始糊化溫度、峰值黏度和回生值沒有顯著影響;蒸熟也使總淀粉含量有所升高，對樣品的直鏈淀粉含量、起始糊化溫度、峰值黏度和回生值沒有顯著影響(表2，表3)。

2.3 “三熟”處理對燕麥窩窩白度和過氧化酶活性的影響

由表4可知，經過炒熟處理的樣品L值降低，過氧化氫酶活性降低;燙熟使樣品L值升高，過氧化氫酶活性降低;蒸熟使樣品L值降低，過氧化氫酶活性降低。說明炒熟、燙熟和蒸熟都有不同程度滅酶的作用。炒熟和蒸熟對白度有較大的影響，而燙熟對白度影響不大。

表4 不同處理對燕麥窩窩白度和過氧化酶的影響

2.4 燕麥窩窩感官評價結果

因為未蒸熟的樣品粘牙，無法食用，不適宜用于感官評價，因此，選取4個經過蒸熟的燕麥窩窩樣品進行感官評價。結果表明:經炒熟、燙熟、蒸熟后的燕麥窩窩感官評分最高，炒熟、未燙熟、蒸熟組次之，未炒熟、未燙熟、蒸熟組最低(表5)。經過炒熟處理的燕麥窩窩香味突出，不粘牙，有嚼勁;未經過炒熟處理的香味、外觀和黏彈性都欠佳。經過燙熟處理的燕麥窩窩各方面也優于未燙熟組，但差異不顯著。

表5 不同處理燕麥窩窩的感官評分

3 討論

炒熟對燕麥籽粒的微觀結構和其理化特性都有不同程度的影響［14－15］。炒熟處理后燕麥籽粒中脂肪含量顯著增加，蛋白質含量降低，這可能是因為炒熟后蛋白質分子的二級和三級結構被破壞，而且經過干熱處理后復合脂肪被游離出來［16］。食物中組成、結構各異的蛋白質在熱加工時，會發生十分復雜的化學變化，包括:美拉德反應、蛋白質的熱變性、形成雙硫鍵、蛋白質的聚集、降解等，這些變化會影響食品中的蛋白質含量。其中，美拉德反應在氨基酸與糖類混合加熱時發生，使食物表面發生褐色變化，并產生香氣。加熱能使復合脂肪分離為游離脂肪，從而增加脂肪的含量。油脂在高溫條件下，能發生熱分解反應，產生揮發性物質，并產生香味，但是在300℃以下，熱分解都不明顯［17］。有報道指出:蒸煮能增加β－葡聚糖含量，而烘烤降低β－葡聚糖含量［18－19］。另外，食物中酸或者其他成分的存在，可能也會使燕麥β－葡聚糖的分子量發生一些改變［20］，加熱會使燕麥 β－葡聚糖的分子質量減小［14］。本研究發現炒熟會嚴重降低β－葡聚糖含量，炒制使含水量大幅下降，而本試驗采用試劑盒的方法測定β－葡聚糖含量，會有一定的影響而導致試驗誤差。β－葡聚糖含量變化的機理值得進一步深入研究。如果食品中三大產能營養素的含量或絕對量發生了改變，則食品中的熱量也會隨之發生改變。炒熟后熱量降低可能是有一部分脂肪揮發掉所致。

熱處理會使抗性淀粉的含量下降［21］。本試驗測定總淀粉含量采用的AACC 76－13方法，是在加入葡萄糖淀粉酶條件下將淀粉轉化為葡萄糖進行測定的，樣品中存在的抗性淀粉可能會使總淀粉含量測定結果偏低。因此，炒熟、燙熟或蒸熟后測得的總淀粉含量均升高。高溫處理對燕麥粉的黏度特性也會有影響，一定程度的溫度處理會降低起始糊化溫度，增加黏度。而炒熟和蒸熟處理后燕麥粉的黏度參數有變化，這可能是因為淀粉顆粒發生了改變，并且和淀粉與脂類或蛋白質的相互作用有關［22］。溫度的變化會使淀粉顆粒結構發生變化，主要表現在淀粉顆粒的結晶區和淀粉分子間的氫鍵被破壞，使淀粉分子膨脹，從而導致淀粉顆粒破裂，因此，淀粉變得易糊化，最終導致淀粉起始糊化溫度降低。研究表明，高溫處理會使淀粉顆粒吸水性和膨脹性增強［23］。高膨脹性的淀粉粒會占據較大的體積，因而擠得緊密，糊化時淀粉顆粒之間相互靠緊，傳遞了較高的內部摩擦力，峰值黏度就較高。回生值表示面粉糊在逐漸冷卻的過程中，淀粉分子之間，尤其是直鏈淀粉分子之間會發生一些重聚合，重聚合會使黏度值增加。因為炒熟使樣品的總淀粉含量升高，因此回生值也有所升高［24］。

燕麥中脂肪酶活力很高，傳統炒熟和蒸熟均有滅酶作用，因為過氧化氫酶比脂肪氧化酶更耐熱，所以可以作為脂肪酶滅活的指標。燕麥食品的白度與食品中天然色素(如胡蘿卜素、葉黃素等)含量有關。脂肪氧化酶是催化某種不飽和脂肪酸的過氧化反應的一種氧化酶，催化劑作用是在含有胡蘿卜素的耦合氧化反應中進行，通過氧化作用胡蘿卜素變成無色。因此，脂肪氧化酶也是一種酶促漂白劑。過氧化氫酶也是一種酶促漂白劑，由于加工過程降低了酶活性，所以漂白作用下降，導致樣品的白度值降低。同時，影響樣品白度的因素還有很多，有待進一步研究。本試驗的后續試驗有關于色素、酶等對面團色澤影響的研究，因此白度值的測定在這里為其他研究提供一些參考信息，不作為主要品質指標。

大量研究表明，淀粉的結構和理化性質直接影響食用品質。淀粉起始糊化溫度越低，峰值黏度越高，食品的品質就越好［24］。本試驗結果表明，炒熟、燙熟、蒸熟是最佳的燕麥傳統食品制作工藝。

4 結論

4.1 經過炒熟的樣品，粗蛋白含量降低(P＜0.01)，粗脂肪含量升高，β－葡聚糖含量顯著降低(P＜0.01)，熱量降低(P ＜0.01);燙熟對蛋白質含量、粗脂肪含量和熱量沒有顯著影響，使樣品β－葡聚糖含量有所升高;經過蒸熟的樣品，蛋白質含量和熱量沒有顯著變化，粗脂肪含量升高，β－葡聚糖含量有所升高。其中，炒熟對燕麥窩窩蛋白質、脂肪、β－葡聚糖含量以及熱量的影響程度最大。

4.2 經過炒熟的樣品，總淀粉含量、峰值黏度、回生值均有所升高(P＜0.01)，直鏈淀粉含量沒有顯著變化，起始糊化溫度顯著降低(P＜0.01);燙熟使總淀粉含量有所升高，對樣品的直鏈淀粉含量、起始糊化溫度、峰值黏度和回生值沒有顯著影響;蒸熟也使總淀粉含量有所升高，對樣品的直鏈淀粉含量、起始糊化溫度、峰值黏度和回生值沒有顯著影響。

4.3 經過炒熟處理的樣品L值降低，過氧化氫酶活性降低;燙熟使樣品L值升高，過氧化氫酶活性降低;蒸熟使樣品L值降低，過氧化氫酶活性降低。炒熟和蒸熟的影響較大。

4.4 經炒熟、燙熟、蒸熟后的燕麥窩窩感官評分最高。對比發現，炒熟處理是“三熟”工藝中對燕麥窩窩各方面品質影響最大的處理工序。

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