非油炸大蒜—大米膨化食品制作及特性研究

李 志， 林天然， 金 鐵

(延邊大學農學院，吉林 延吉 133000)

膨化食品大多是以谷物、薯類、豆類等為主要原料，經油炸或非油炸方式而制成的質地酥脆、體積明顯增大、易消化吸收的食品[1]。因油炸食品具有熱量高、易引起肥胖等較多問題，進氣流、擠壓、微波等非油炸方式受到重視，其中，氣流膨化具有設備簡單、價格低、容易操作等優點。利用氣流膨化機膨化的產品是我國的傳統零食，深受男女老少的喜愛，但缺點是營養較單一。而大蒜是藥食兩用的植物[2]，被列為9大保健品之一，不僅風味較好，含有豐富的蛋白質、脂肪、碳水化合物、尼克酸、人體必需的多種氨基酸、硫胺素、核黃素、大蒜素[3]，而且還具有清除自由基、抗氧化[4]、調節心腦血管系統[5]、驅蟲[6]、殺菌消炎[7]、降血壓、降血脂、保護肝臟[8]、抗癌[9-11]、延緩衰老、預防和治療愛滋病[12]、提高人體免疫機能和抗各種應激能力等[13]功能，長期食用具有預防疾病的功效。如果大蒜添加到米糕條中加工出大蒜大米膨化食品，不僅可以改進大米膨化食品的風味，還能加強其營養保健功能，達到營養互補的作用[14]。因此，本試驗采用氣流膨化工藝，以大米為原料，添加不同量的大蒜漿制備打糕條，通過粉碎、蒸煮、捶打等過程制成米糕條并切片、烘干，利用手搖氣流膨化機進行膨化，并對膨化產品理化指標進行測定，結合感官評價，最終確定大蒜的最佳添加量和米糕條水分含量，以期制備非油炸大蒜大米膨化食品。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1) 材料 金龍魚大米、大蒜(2017年9月選購于延吉市千盛超市)。

2) 設備 UV-1800紫外/可見分光光度計(上海美譜達儀器有限公司),Am-5型臺式分光測色儀(日本柯尼卡美能達有限公司),TMS-PRO型質構儀(美國FTC公司),MA45C水分測定儀(上海賽多利斯儀器有限公司),SB-2000旋轉蒸發儀(EYELA上海愛朗儀器有限公司),DHG-907385-Ⅲ電熱恒溫鼓風干燥箱(上海新苗醫療器械制造有限公司),E400K大容量速凍離心機(德國制造)；BCD-579WE電冰箱(中國海爾股份有限公司),HH-WO-2數顯恒溫水浴鍋(上海科技有限公司),JA-3100 精密電子天平(深美儀器有限公司)；游標卡尺(精確度0.02 mm，長春量具刀具廠)。

1.2 非油炸大蒜大米膨化產品的制作

1) 米粉的制備 新鮮大米經精選、清洗，浸泡12 h，瀝水，粉碎過40目篩，冷藏備用。

2) 大蒜漿的制備 挑選新鮮大蒜，剝皮稱重，用打漿機打碎備用。

3) 米糕條的制備 在大米粉中分別添加總重量0、15%、20%、25%的大蒜漿，再加入水調節水分含量至42%，均勻混合，放在蒸鍋中蒸煮40 min，取出用木棒捶打，揉搓成米糕條，置于室溫冷卻1 h，切片，將米糕片置于電熱恒溫鼓風干燥箱干燥，用水分測定儀測定水分含量并調節為9%、10%、11%，備用。

4) 膨化制品的制備 利用手搖氣流膨化機在罐體內壓力達0.8 Mpa，加熱時間約5 min的條件下膨化制備大蒜大米膨化制品。

1.3 膨化率的測定

從膨化后的產品中取盡量規則、呈圓形、大小均勻的樣品進行膨化率測定，具體操作參考孫翠霞等[15]的測定方法，利用游標卡尺對樣品隨機測量20次，直徑記為d，利用該膨化后的樣品直徑d與膨化前米糕片直徑d0的比值來計算產品的膨化率，取平均值。計算公式如下：

P= d/d0

(1)

式中,P為樣品膨化率；d為膨化后樣品直徑/cm；d0為米糕片直徑/cm。

1.4 硬度的測定

利用質構儀燕尾探頭測定膨化產品的硬度,具體操作參考Jiamjariyatam等[16]的測定方法。設定參數：測量前探頭下降速度3.0 mm/s；測試速度60 mm/min；測量后探頭回程速度3.0 mm/s；侵入程度為5 cm的條件下測量樣品硬度。做3組平行試驗取平均值。

1.5 體積密度的測定

利用林天然[17]所用的小米置換法來測定樣品體積密度。具體操作步驟：稱量固定容積為V1的容器質量M1，通過固定鐵架臺上的漏斗向量杯內倒滿小米，用格尺進行刮平，稱其總質量為M2；將小米倒回袋里，然后向量杯內倒入部分小米，再向其中放入固定質量M3=3 g的樣品后倒滿小米，使樣品全部埋入小米中，再用格尺刮平，稱其總質量M4，重復測量3次取平均值。計算公式如下：

體積密度ρ/(g/mL)=[M3×(M2-M1)/V1×(M2+M3-M4)]×100%

(2)

式中,M1:量杯質量/g；M2:小米和量杯總質量/g；M3:固定質量3 g的樣品/g；M4:量杯、小米和樣品的總質量/g；V1:量杯容積/mL。

1.6 水溶性指數和吸水性指數的測定

利用李范珠等[18]測定水溶性指數和吸水性指數的方法，稱取M0=1.00 g樣品(干重)置于已知凈重M1的離心管內，加入20 mL蒸餾水，30 ℃水浴30 min，在3 000 r/min離心機中離心15 min，將上清液倒入凈重為M2蒸發皿中，將蒸發皿放入105 ℃干燥箱中烘干至恒重，烘干后蒸發皿重為M3，稱量棄上清液后含有沉淀物的離心管重量M4，計算公式如下：

水溶性指數WSI= (M3-M2)/M0×100%

(3)

吸水性指數WAI= (M4-M1)/M0

(4)

式中,M0:樣品的質量/g；M1:離心管凈重質量/g；M2:蒸發皿凈重的質量/g；M3:烘干后干物質和蒸發皿的總質量/g；M4:棄上清液后含有沉淀物的離心管質量/g。

1.7 DPPH自由基清除率的測定

將大蒜去皮搗成蒜泥，加入少量去離子水進行勻漿，精確稱取一定量倒入燒杯中，pH值調節為3.6，加入物料比為1∶4的無水乙醇，在35 ℃數顯恒溫水浴鍋中酶解60 min，3 000 r/min離心10 min，最后取上層清液，用旋轉蒸發儀濃縮90 min得到大蒜素溶液[19]。再參考周秀娟[20]溶液配制的操作步驟，用無水乙醇配置0.1 mmol/L的 DPPH 溶液，混合均勻后低溫避光保存。將2 mL測試樣品溶液和2 mL DPPH溶液加入到同一試管中搖勻，室溫下避光靜置30 min，利用UV-1800紫外/可見分光光度計測定其在517 nm處的吸光度Asample；同時測定2 mL DPPH 溶液與2 mL無水乙醇混合后的吸光度Acontrol，以及2 mL測試樣品溶液與2 mL無水乙醇混合后的吸光度Ablank，計算公式如下：

清除率/%=[1-(Asample-Ablank)/Acontrol] ×100%

(5)

式中,Asample:測試樣品溶液吸光度值；Ablank:空白樣品溶液吸光度值；Acontrol:對照品吸光度值。

1.8 色度的測定

根據金鐵等[21]的方法利用臺式分光測色儀對L*值(明度值)、a*值(紅-綠值)、b*值(黃-藍值)進行測定。每個樣品測量3次，求平均值。

1.9 感官評價

從延邊大學農學院食品科學系2014級學生中抽選10人組成評分小組，根據梁文明等[22]感官評分方法對添加大蒜的大米膨化產品的風味、口感、色澤、組織狀態進行打分，每項5分共計20分，取10人的平均分作為每個試驗的最后得分，各項分數總和即為產品總分。其評價標準見表1。

表1 感官評價標準Table 1 Criteria of sensory evaluation

續表1 感官評價標準 Continue toTable 1 Criteria of sensory evaluation

1.10 數據統計與分析

利用Excel和SPSS 17.0統計軟件ANOVA方法對試驗數據進行方差分析，采用 Duncan 氏法進行多重比較檢驗各組間的差異，顯著性水平選擇0.05，試驗結果均以平均值±標準差( x±SD)表示。

2 結果與分析

2.1 大蒜添加量和水分含水量對膨化率的影響

由圖1可知,大蒜添加量為15%，米糕條水分含量為10%時,產品膨化效果最佳。當大蒜添加量為0時，膨化率隨著水分含量的增加呈先減后增的趨勢；大蒜添加量為10%時，產品膨化率隨著水分含量增加而降低。導致產品膨化率降低可能是因為物料水分含量過高使熔融體黏度降低，氣泡塌陷，造成膨化率減小。劉超等[23]的擠壓參數對小麥淀粉擠出物截面膨化率的影響試驗中得出,物料含水率增加，熔融體粘度下降，對氣體的束縛能力減弱，水分蒸發動力增強，以致氣泡破裂增加，從而導致擠壓產品的截面膨化率下降。大蒜添加量為15%和20%時，產品膨化率隨著水分含量增加呈先升高后降低趨勢。劉超等[24]在影響淀粉類擠壓膨化產品膨化率的因素研究進展中得出,水是形成膨化產品微孔結構的前提，當膨化動力較大時，熔融體黏度或表面張力越大，膨化率越大; 但水分過大時，物料熔融體黏度減小，氣泡壁的強度不能承受內部的壓力時，氣泡開始爆裂，氣泡收縮，使產品膨化率降低。當水分含量一定時，產品膨化率隨大蒜添加量增加,

呈先升高后降低趨勢，導致膨化率下降的原因可能是由于大蒜添加量增加，使米糕條中淀粉所占比例減少，使產品膨化不完全。馬曉軍等[25]研究得出,淀粉降解對產品膨化率有一定影響，淀粉含量越少膨化率越低。

圖1 大蒜添加量-水分含量對膨化率的影響

2.2 大蒜添加量和水分含水量對硬度的影響

由圖2可知,大蒜添加量為15%，米糕條水分含量為11%時,產品硬度相對最小。隨著大蒜添加量的增加，產品硬度總體有下降趨勢，這可能是因為大蒜中含有食用纖維使得膨化產品更酥脆。Kee等[26]添加洋蔥渣和洋蔥的膨化特性研究中得出,加入洋蔥使得膨化物硬度變小。金海珠等[27]研究的添加海藻粉及海藻提取物的米類擠壓膨化物特性中得出,海藻含較高的食用纖維，使得擠壓成型物變得松脆，從而硬度有所減小。

圖2 大蒜添加量-水分含量對硬度的影響

2.3 大蒜添加量和水分含水量對體積密度的影響

由圖3可知，在大蒜添加量為10%時,產品均值最小，體積密度相對最低。當米糕條水分含量一定時，隨著大蒜添加量增加，產品體積密度呈先增后減的趨勢。當大蒜添加量為0、10%時，隨著米糕條水分含量增加，產品體積密度呈先增后減的趨勢；當大蒜添加量為15%、20%時，隨著米糕條水分含量增加，產品體積密度呈逐漸減小的趨勢。Wang等[28]研究得出,擠出物在離開模具后會失去更多水分，重量變輕，體積密度減小。

圖3 大蒜添加量-水分含量對體積密度的影響

2.4 大蒜添加量和水分含水量對水溶性指數的影響

由圖4可知，當大蒜添加量為0時，產品水溶性指數較小；隨著大蒜添加量的增加，產品水溶性指數呈逐漸增加趨勢，可能是產品內不溶性長鏈淀粉分解成可溶性短鏈淀粉、糊精和糖類等小分子物質，水溶性物質逐漸增加。王霞等[29]得出，經膨化后部分半纖維素水解成水溶性成分，使產品水溶性指數增加。潘小莉[30]得出,經過膨化后有利于產品水溶性物質的溶出。李飛等[31]得出,淀粉在受熱條件下，淀粉顆粒內部從有序向無序狀態過渡，隨著水分含量的增加，淀粉的水溶性隨之增高。錢麗麗等[32]得出經擠壓膨化處理，由高溫高壓瞬間變為常溫常壓，強大的壓力差作用使物料結構發生根本性變化，由結實緊密變得疏松多孔，使蛋白質具有較高的溶出率。

圖4 大蒜添加量-水分含量對水溶性指數的影響

2.5 大蒜添加量和水分含水量對吸水性指數的影響

由圖5可知，當大蒜添加量為0、水分含量為9%時，產品吸水性指數最大。產品吸水性指數隨著大蒜添加量的增加逐漸降低。導致吸水性指數逐漸減小的原因可能是因為淀粉降解，分子持水力下降。裴斐等[33]研究得出,在擠壓膨化過程中物料含有的淀粉、蛋白質、部分膳食纖維會分解成小分子物質，從而擠出的膨化產品水溶性物質增多，吸水能力降低，導致產品WAI下降。

圖5 大蒜添加量-水分含量對吸水性指數的影響

2.6 大蒜添加量和水分含水量對色度的影響

由表2可知，L*值隨大蒜添加量增加而逐漸變小，這可能是物料在高溫高壓下發生美拉德反應，使產品顏色逐漸變深，亮度降低；a*和b*值隨著大蒜添加量的增加而顯著升高，這說明產品顏色偏向于紅黃色。吳冬青等[34]得出,大蒜皮中含有紅色素和黃色素，且具備一定的增色能力。在大蒜添加量為0時,L*值的均值最大，在大蒜添加量為0，水分含量為11%時，L*值均值最大，隨著大蒜添加量的增加，產品亮度變暗；在大蒜添加量為20%時，a*和b*值的均值最大，在大蒜添加量為20%，水分含量為9%時，a*值均值最大，隨著大蒜添加量的增加，產品呈現紅色；在大蒜添加量為20%，水分含量為10%時,b*值均值最大，隨著大蒜添加量的增加，產品呈現黃色。樣品顏色應適當，顏色過深會使消費者接受程度下降，因此，需要依據感官評價中色澤的分值來確定。

表2 大蒜-大米混合膨化物的色度Table 2 Chromaticity of garlic rice compound extrusions

注:同一列中肩標有相同字母的數據表示差異不顯著(P>0.05),肩標字母完全不同表示差異顯著(P<0.05)。

2.7 大蒜添加量和水分含水量對DPPH自由基清除率的影響

由圖6可以看出，添加大蒜的膨化產品DPPH自由基清除率明顯高于未添加大蒜的膨化產品，可能是因為大蒜中的含硫化合物、硒及維生素等具有清除活性氧自由基的作用，因此，產品的DPPH自由基清除率增大。吳迪迪等[35]研究表明，酚類等抗氧化物質可與DPPH自由基的單電子配對，從而達到對DPPH自由基的清除作用。付作昌等[36]和李巖等[37]均得出，大蒜水溶性萃液對羥自由基和超氧自由基等活性氧分子具有較強的清除能力。Lee等[38]研究得出，一些具有抗氧化作用的植物精油或者萃取物對DPPH自由基有清除作用。在水分含量一定時，產品DPPH 自由基清除率并未隨大蒜添加量的增加而變大，而是有增有減，這可能和大蒜素提取程度有關。曾哲靈[39]等人研究得出，溫度越高，大蒜素越不穩定；萃取時間過短，生成的大蒜素不能完全轉移到有機相中，時間過長，大蒜素又易轉變為其他副產物。當大蒜添加量為10%、米糕條水分含量為9%時，DPPH的自由基清除率最大，產品抗氧化性最強。

圖6 大蒜添加量-水分含量對DPPH清除率的影響

2.8 感官評價

大蒜-大米膨化產品的感官評價分析結果見表3。在風味方面，感官評分為(1.99±0.25)～(2.93±0.12)，并且具有顯著性差異(P<0.05)；在口感方面，感官評分為(1.79±0.25)～(3.86±0.28)，有顯著性差異(P<0.05)；在色澤方面，感官評分為(2.57±0.44)～(3.55±0.22)，有顯著性差異(P<0.05)；在組織狀態方面，感官評分為(2.56±0.34)～(3.16±0.19)，有顯著性差異(P<0.05)；綜合評分為(9.33±0.86)～(13.50±0.60)，有顯著性差異(P<0.05)。

由個人喜好度評分得出，大蒜添加量為15%、米糕片水分含量為10%時，產品的風味、口感、色澤、組織狀態、綜合評分均最高，分別為(2.93±0.12)、(3.86±0.28)、(3.55±0.22)、(3.16±0.19)和(13.50±0.60)。

表3 感官評價分析Table 3 The analysis of sensory evaluation

注:同一列中肩標有相同字母的數據表示差異不顯著(P>0.05),肩標字母完全不同表示差異顯著(P<0.05)。

3 結論

對非油炸型大蒜大米膨化產品的膨化率、硬度、體積密度、水溶性指數和吸水性指數、進行色度、DPPH自由基清除能力的測定以及感官評價綜合分析，通過產品感官評價綜合分析得出結論：大蒜添加量為15%、米糕條水分含量為10%時，產品品質相對較好，為膨化產品賦予了大蒜的風味和營養，有利于提高大蒜的利用率，以期為酥脆香美、多種營養成分互補的膨化產品的實際生產提供一定參考。