小麥胚芽糊加工工藝探討

王家良,許暉,鄧源喜,懷軍,王梅

1(蚌埠學院 生物與食品工程系，安徽 蚌埠，233010) 2(安徽雁湖面粉有限公司，安徽 蚌埠，233426)

小麥胚芽糊加工工藝探討

王家良1*,許暉1,鄧源喜1,懷軍2,王梅2

1(蚌埠學院 生物與食品工程系，安徽 蚌埠，233010) 2(安徽雁湖面粉有限公司，安徽 蚌埠，233426)

采用噴霧干燥法研究小麥胚芽糊制備工藝。先將小麥胚芽在沸騰干燥床上80℃干燥25min，利用氣流粉碎機粉碎至100～120目，0.4%蔗糖脂肪酸酯(HLB>10)為乳化劑，3 000 r/min轉速分散1.5 min進行乳化分散。結果表明：單因素實驗和正交實驗確定適宜壁材組合為，黃原膠與麥芽糊精的質量比=0.3∶40、配成液體濃度40%、小麥胚芽粉∶壁材(質量比)=1∶4、噴霧干燥進料速度10 mL/min，進風溫度130 ℃，出風溫度75 ℃，制作成小麥胚芽糊在30 ℃下放置7 d，其過氧化值為3.48 meq/kg，感官分值為90。

小麥胚芽；糊；蔗糖脂肪酸酯；噴霧干燥；加工工藝

小麥胚芽為加工小麥粉的副產品，只占麥粒干重2 %左右，但小麥的主要營養成分都集中在胚芽中。據報道[1]，小麥胚芽蛋白質含量約30 %、脂肪含量約10 %，其中蛋白質含有8種人體必需氨基酸，其中賴氨酸含量占18.5%，遠高于米面制品[2]；脂肪中亞油酸含量占60%，其中80%為多不飽和脂肪酸 ，而亞油酸也是人體最重要的一種必需脂肪酸[3-4]。另外，小麥胚芽還含有豐富的維生素及鈣、鉀、鎂、鐵、鋅、硒、磷、錳、銅等多種微量元素。因此，小麥胚芽是一種極為珍貴的天然食品營養資源，它對人體健康的作用已越來越得到研究人員的關注[5-6]。然而，由于麥胚中含有活性較高的脂肪水解酶、脂肪氧化酶、過氧化物酶等多種酶類，能夠較快將胚芽脂肪分解成脂肪酸，導致胚芽變質，失去其食用價值[7-8]。

本研究擬采用干燥工藝對胚芽滅酶，除去小麥胚芽的部分水分，將粉碎后的胚芽進行包埋[9-11]，先考察小麥胚芽粒度、胚芽粉與壁材比、進料速度、進出口風溫等單因素對胚芽糊的感官指標和過氧化值影響，再采用正交實驗優化小麥胚芽糊加工工藝參數，以期制作成保質期長、易于沖調、易消化吸收、營養豐富、口味純正濃厚的小麥胚芽糊產品。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料

小麥胚芽購置于安徽雁湖面粉有限公司，黃原膠、麥芽糊精、蔗糖脂肪酸酯均為食用級。

1.1.2 設備

FA1004電子分析天平，上海精密儀器儀表有限公司；FJ-12型實驗室沸騰干燥機，蘇州國郎設備制造有限公司；YQ50-1實驗室專用小型氣流粉碎機，上海賽山粉體機械制造有限公司；數顯式NDJ-5S旋轉粘度計，杭州衡元儀器設備有限公司；SP-1500實驗型噴霧干燥機，上海順儀實驗設備有限公司；高速攪拌機，上海東華均質機廠；BDM130多功能生物顯微鏡，重慶奧特光學儀器有限公司等。

1.2 小麥胚芽糊的制備

1.2.1 工藝流程

小麥胚芽 → 干燥滅酶 → 粉碎 → 過篩 →分散 → 噴霧干燥 → 小麥胚芽糊

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 干燥和滅酶

由于小麥胚芽的水分較高，據資料[12]，其含水量在14%～15%，而小麥胚芽粉碎時，比較適宜的水分應<5%，由于小麥胚芽中含含有多種酶類，而且酶活很高，易于變質，本研究采用沸騰干燥法進行干燥，在滅酶的同時除去小麥胚芽的部分水分，使其便于下一步粉碎處理。采用80 ℃沸騰干燥小麥胚芽，干燥25 min 后小麥胚芽顆粒水分僅為4.8%，同時實現滅酶的目的。

1.2.2.2 粉碎

干燥后的小麥胚芽在氣流粉碎機中工作壓力1.0 MPa，分級機轉速2 400 r/min，空氣耗量3 m3/min下粉碎，烘干，所得的胚芽粉分別過篩，控制目數范圍為60～160 目。

1.2.2.3 分散

由于小麥胚芽粉碎后的顆粒度較小及含有油脂，小顆粒由于表面張力的作用易聚集為大顆粒而導致分層，而噴霧液進行噴霧干燥前要有一定的穩定性，因此，應采用乳化劑在小顆粒表面形成雙電層，阻止顆粒的由于聚集而沉降[13]。分散后的胚芽液有2 h可以進行下一步噴霧干燥，加上噴霧干燥所需的時間，噴霧液保持3 h的穩定性即可。

取一定體積冷水，邊攪拌邊加入0.4%蔗糖脂肪酸酯(HLB值>10)、0.2%黃原膠和40%麥芽糊精，待分散后加熱，使其充分溶解，冷卻至室溫，然后邊攪拌邊加入小麥胚芽粉，最后用高速分散機3 000 r/min分散1.5 min。噴霧液的分層時間已達3 h以上，可以滿足加工要求。

1.2.2.4 噴霧干燥

將上述分散后胚芽液進行噴霧干燥,即可制成小麥胚芽粉。

1.3 測定指標

1.3.1 水分的測定

參照GB5009.3—2010食品中水分的測定，采用卡爾·費休法測定。

1.3.2 過氧化值測定

胚芽油提取：先稱取5 g左右小麥胚芽糊，用濾紙包裹，置于索氏提取器中，用石油醚 在60 ℃下提取5 h，再移置旋轉蒸發儀濃縮至無有機溶劑，稱量計算胚芽油量。

胚芽油過氧化值測定參照GB/T 5538—2005 動植物油脂過氧化值測定。

1.3.3 黏度的測定

采用旋轉黏度計法測定黏度。

1.3.4 感官評定

由10名食品專業教師和10名企業職工組成感官評定小組，分別從外觀、溶解性、狀態和滋味等4方面進行評定打分，試驗結果取其加權值。具體評定細則見表1。

1.4 實驗內容

在前期預實驗結果基礎上，可知影響小麥胚芽糊制備主要因素有小麥胚芽粒度、胚芽粉與壁材比、進料速度、進出口風溫等。為考察這幾個因素對胚芽糊感官指標和過氧化值影響，先考察前述單個主要影響因素對胚芽糊的過氧化值和感官指標影響，然后再采用4因素3水平正交實驗優化小麥胚芽糊加工工藝參數。

表1 小麥胚芽糊感官評價細則

1.5 數據處理

數據處理采用Origin 8.5和SPSS 17.0統計分析軟件進行處理，各組間均數差異性比較采用的是One-Way ANOVA方法，P﹤0.05則認為差異顯著。結果以平均值表示，每個處理重復3次。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果分析

2.1.1 壁材的選擇及配比

壁材特性是影響胚芽糊的重要因素。用于胚芽糊的壁材應具備較高的水溶性，便于在加工過程中易于進料及加工成品后沖調溶解。麥芽糊精可以形成不同濃度清澈透明的溶液，且黏度較低，但其形成的壁材韌性較低，成膜易開裂。因此，本試驗選擇黃原膠和麥芽糊精復配作為包埋壁材。

在參考前人[14]研究結果的基礎上，先將黃原膠與麥芽糊精按不同質量比例配成溶液，設定控制噴霧液40%，蔗糖脂肪酸酯0.4%，再加入小麥胚芽粉(小麥胚芽粉與壁材質量比1∶4，胚芽粉粒度100～120 目)，3 000 r/min轉速分散時間1.5 min，進氣量8 m3/min，進料速度9 mL/min，進出口風溫140/80 ℃下進行噴霧干燥后，然后在30 ℃放置7 d，分別測定感官分值和過氧化值(見表2)。

表2 不同壁材組合對產品的過氧化值及感官分值的影響

注：“/”表示由于此條件下無法進行后續實驗等原因沒有繼續測定。

由表2可知，當黏度<100 mPa·s時，有利于噴霧干燥順利進行。但較低黃原膠量會導致成膜開裂，產品過氧化值升高，胚芽糊沖調口感厚度不夠，分值較低；較高黃原膠量，黏度過高，進料困難，胚芽糊沖調口感過于稠厚，也會導致分值下降。因此，本實驗應選擇黃原膠∶麥芽糊精(質量比)=0.3∶40為宜。

2.1.2 胚芽粉與壁材配比對胚芽糊感官分值和過氧化值的影響

胚芽粉與壁材比例大小直接影響到包埋效果。隨著胚芽粉與壁材比例的增加，則壁材量少，包埋不完整或破裂，胚芽糊因在放置過程中容易接觸氧氣，出現過氧化值增高現象[15]。改變胚芽粉與壁材配比，對胚芽粉進行微膠囊化處理，30 ℃下放置7 d，測定感官分值和過氧化值(見表3)。

表3 胚芽粉與壁材配比對產品的過氧化值感官分值的影響

從表3可以看出，當胚芽粉∶壁材(質量比)=1∶4時，產品感官分值達到最高值(85分)，此時過氧化值為最小值(3.60 meq/kg)；當胚芽粉∶壁材(質量比)< 1∶4時，產品感官分值下降，這可能是由于胚芽粉/壁材比不當引起胚芽糊產品沖調后口感過于稠厚，從而導致感官分值下降的緣故。因此，本實驗應選擇胚芽粉∶壁材(質量比)=1∶4為宜。

2.1.3 小麥胚芽粒度對胚芽糊感官分值和過氧化值的影響

干燥后小麥胚芽粉碎和過篩，改變小麥胚芽粉粒度，在胚芽粉∶壁材(質量比)=1∶4，對胚芽粉進行微膠囊化處理，30 ℃下放置7 d，測定感官分值和過氧化值(見表4)。

表4 胚芽粉粒度對產品過氧化值及感官分值的影響

小麥胚芽粉進行包埋時，顆粒度過大，容易出現包埋不完全，造成胚芽粉接觸氧氣，過氧化值升高，胚芽粉顆粒度較大，口感粗糙，降低感官分值。顆粒度過小，總表面積增大，壁材量不足，包埋效果下降，過氧化值升高，胚芽即食粉也黏結，流動性差，感官分值下降。因此，本實驗小麥胚芽粉粒度應選擇100～120為宜。

2.1.4 進料速度對胚芽糊感官分值和過氧化值的影響

在進氣量8 m3/h和小麥胚芽粉100～120目，胚芽粉∶壁材(質量比)=1∶4，進出口風溫140/80 ℃下，改變進料速度進行噴霧干燥，30 ℃放置7 d，分別測定感官分值和過氧化值(見表5)。

表5 進料速度對產品過氧化值和感官分值的影響

由表5看出，進料太慢，胚芽粉在噴霧干燥機中停留時間過長，胚芽粉香氣成分損失過多，胚芽粉過于干燥，沖調時間較長，造成感官分值下降。過氧化值隨進料速度加快逐漸上升，其主要原因在于噴霧干燥進行二次高溫滅酶，進料太快，蒸發能力不夠，胚芽粉含有一定水分，導致表面膜破裂，包埋效率下降，干燥效果和產品流動性不好。因此，綜合感官分值和過氧化值兩個指標考慮，本實驗進料速度應選擇10 mL/min為宜。

2.1.2 進出風溫度對胚芽糊感官分值和過氧化值的影響

在進氣量為8 m3/h，小麥胚芽粉為100～120目，胚芽粉∶壁材(質量比)=1∶4，進料速度10 mL/min時，改變進出口風溫進行噴霧干燥，30 ℃下放置7 d，分別測定感官分值和過氧化值見表6。

進風溫度過低，噴霧液水分含量較大，噴霧干燥時有粘壁現象，胚芽粉附著在瓶壁上，不易收集。提高進風溫度，能夠有效地促進膜的形成，消除粘壁現象。但溫度過高，膜形成過快，阻止胚芽粉水分的揮發，造成膜內胚芽粉含水量較大，同樣可導致表面膜溶解破裂，產品過氧化值升高。出風溫度升高， 可以加快胚芽粉的水分除去，降低胚芽粉含水量，但溫度過高會造成膜過熱而破裂，反而使感官分值下降和過氧化值升高。因此，綜合感官分值和過氧化值2個指標考慮，本實驗進出風溫度應選擇130 ℃/75 ℃為宜。

表6 進風溫度、出風溫度對過氧化值和感官分值的影響

2.2 正交實驗結果分析

在上述單因素實驗結果基礎上，采用4因素(胚芽粒度、胚芽粉與壁材配比、進料速度、進出口風溫)3水平正交實驗優化小麥胚芽糊加工工藝參數，結果見表7～表9。

表7 L9(34)正交試驗結果

表8 過氧化值的方差分析

表9 感官分值的方差分析

由極差分析表7可知，影響小麥胚芽粉過氧化值的因子主次順序為D>C>A>B,其最佳組合為A2B2C2D2；影響小麥胚芽粉感官分值的因子主次順序為B>A=C>D,其最佳組合為A2B2C2D2。由于這前述2個指標單獨分析確定的最優條件相一致，因此初步最佳組合確定均為A2B2C2D2，但還要結合方差分析進一步驗證和綜合考慮。

方差分析的觀點認為，選擇最佳工藝水平，只要認為對顯著因素進行選擇，不顯著因素原則上可以選擇實驗范圍內的任一點。由方差分析表8和表9可知，A(胚芽粒度)、B(胚芽粉與壁材配比)、C(進料速度)和D(進出口風溫)等4因素均對小麥胚芽粉的過氧化值和感官分值影響差異極顯著。同時綜合極差分析表7得出結論考慮，小麥胚芽粉制備工藝參數的最優試驗組合條件為:A2B2C2D2。

2.3 小麥胚芽即食粉制作工藝較優條件的驗證

為進一步驗證正交實驗結果，本研究采用上述正交實驗最優工藝參數條件下進行重復實驗(見表10)。由表10可知，最適工藝條件下小麥胚芽糊感官分值為90過氧化值為3.48 meq/kg，與正交實驗結果相一致。

表10 驗證性試驗結果

經檢測，小麥胚芽糊外觀為淺黃色粉末，以60～70 ℃水沖調，所需時間7～9 s,具有麥芽的獨特香味，無異味,口感黏稠度適宜。由圖1和圖2顯微結果可知，小麥胚芽糊包埋均勻、緊密、形狀合格，這與前面測定的感官分值和過氧化值結果相吻合。

圖1 胚芽糊在1 000倍及400倍下顯微照片Fig.1 Wheat germ paste with the magnification of 1 000 and 400 multiples

3 結論

(1)以麥芽糊精+黃原膠為壁材，采用噴霧干燥加工小麥胚芽糊是切實可行的。

(2)小麥胚芽糊加工工藝：小麥胚芽先在80 ℃下熱風干燥25 min，磨碎，過篩，控制目數100～120目，分散于HLB值大于10，0.4%蔗糖脂肪酸酯溶液中，3 000 r/min轉速分散處理1.5 min。包埋最佳工藝條件為黃原膠∶麥芽糊精(質量比)=0.3∶40、配成液體濃度40%、小麥胚芽粉∶壁材(質量比)=1∶4、噴霧干燥條件為進料速度10 mL/min，進風溫度130 ℃，出風溫度75 ℃，制成小麥胚芽糊在30 ℃下放置7 d，過氧化值3.48 meq/kg，感官分值為90，產品質量上乘。

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Development and processing technology of wheat germ paste

WANG Jia-liang1*, XU Hui1, DENG Yuan-xi1, HUAI Jun2, WANG Mei2

1(Beng Bu College Department of Biology and Food Science Engineering, Bengbu 233010,China)2(Anhui Yan Hu Flour Corporation，Bengbu 233426,China)

This paper studied the processing technology of wheat germ paste by spray-drying. At first, the wheat germ was dried 25min on the boiling and drying bed at 80 ℃, grinding by air jet mill to 100～120 mesh， 0.4% sucrose fatty acid ester (HLB > 10) is emulsifier，emulsifying and dispersing at rotational speed of 3000r/min for 1-2min. The results was optimized by single-factor experiments and the orthogonal experiments. The composition of the proper ratio Xanthan gum to malt dextrine is the 0.3∶40, ratio of wheat gum to wall material is 1∶4, gum liquid concentration is 40%. The optimum spray-drying parameters are as follows: the feed speed 10 mL/min, inlet air temperature 135 ℃ and outlet air temperature 75 ℃. The wheat germ paste was at 30 ℃ for 7 days, the peroxide value of the paste was 3.48 meq/kg and its sensory score was 90.

wheat germ；paste；sucrose fatty acid este；spray-drying；processing technology

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201705024

學士，教授(本文通訊作者， E-mail： wangjialiang1964@126.com)。

安徽省教育廳自然科學研究重大項目(KJ2016SD36);安徽省科技廳重點研究與開發項目(1704a07020097)

2016-04-12，改回日期：2016-10-09