雜糧預糊化處理及營養品質特性

張媛，蘇靜雯，張克，薛文通

中國農業大學食品科學與營養工程學院（北京 100083）

中國是一個農業大國，有著豐富的雜糧資源[1]，如除水稻、小麥等主要作物以外的糧豆作物，主要包括薏米、紅豆、綠豆、黑米、燕麥等[2-3]。但在城鄉居民糧食消費結構中，精細糧占很大比重，粗糧比重大幅下降[4]，富貴病的發病率逐漸升高[5]。根據相關研究，食物中全谷物的攝入量與死亡呈明顯負相關，長期食用加工過于精細的糧食產品，會導致2型糖尿病與癌癥的發病率增加[5]。但由于雜糧的密度和硬度較高，難以糊化，與大米同時食用需提前浸泡和蒸煮，且不同種雜糧處理時間不同，難以適應快速的生活節奏，給消費者帶來了很大不便[6]。目前雜糧加工工藝有很多種，其中蒸煮工藝是以水為傳熱介質將谷物雜糧熟化。由于水比空氣比熱大，傳熱效率更高，同時水是參與淀粉糊化的重要條件之一，因此采用蒸煮工藝能使雜糧熟化更加充分，是加工較難熟的谷物雜糧的一種好方法[7]。基于此，將幾種雜糧（綠豆、黑豆、薏仁、黑米）經過浸泡、不同熱處理方式與時長的預處理，并進行熟化時長測定、感官評價和營養素測定，制成能夠通過普通蒸煮后同時成熟、口感適宜且營養豐富的雜糧米產品。

1 材料與方法

1.1 材料

綠豆、黑豆、薏仁、黑米；氫氧化鈉固體、氫氧化鉀固體、硫酸液體、鹽酸溶液、（無水）乙醇溶液、石油醚溶液等（均為分析純）。

1.2 主要儀器與設備

電子恒溫水浴鍋（DZKW-4，林茂科技（北京）有限公司）；水浴恒溫振蕩器（THZ-82A，金壇市榮華儀器制造有限公司）；SM-98-10茂福電阻爐（2001型，余姚第二熱工儀表廠）；電子調溫萬用電爐（DK-98-Ⅱ，天津市泰斯特儀器有限公司）；循環水式多用真空泵（SHB-Ⅲ，北京神泰偉業儀器設備有限公司）；美的家用普通電磁爐（美的公司）；氨基酸分析儀（L-8900，日立全自動氨基酸分析儀）。

1.3 試驗方法

參考文獻[8]，選擇綠豆、黑豆、薏仁、黑米4種雜糧，采用浸泡或未浸泡處理后，經微波或預蒸處理使其預糊化。處理后在陰涼處自然風干除去水分，測定水分、灰分、氨基酸含量和粗纖維時，使用的是風干后的雜糧。浸泡處理的時長通過吸水率測定試驗決定，微波或預蒸處理時長通過處理后雜糧的形態是否完整決定。

1.4 測試方法

1.4.1 基本指標的測定

水分測定按照GB 5009.3—2010執行；灰分測定按照GB 5009.4—2016執行；粗纖維測定按照GB/T 5009.10—2003執行；氨基酸測定按照GB 5009.124—2016執行。

1.4.2 吸水率的測定

準確稱取多份綠豆，每份15.0 g，分別置于容器中，加入30 mL蒸餾水同時開始浸泡，浸泡10，20，30，40，50，60，80，100和120 min時各稱取一份綠豆質量，測定浸泡不同時長后的綠豆質量，按式（1）[9]計算增重率即吸水率。

式中：m1為浸泡前綠豆質量，g；m2為浸泡后綠豆質量，g。

增重率基本不變時，選取此時間為浸泡時長。黑豆、薏仁、黑米同理，得出浸泡所需時長。

1.4.3 熟化時間的測定

根據GB/T 15682—2008《糧油檢驗 稻谷、大米蒸煮食用品質感官評價方法》，隨機編號已烘干制備好的試樣并記錄下對應信息，稱取相同質量的試樣分別置于碗內，快速清洗瀝干，料水比1∶1，加水量可依據最終產品軟硬程度適當增減。用電磁爐在蒸鍋內蒸煮至雜糧蒸熟，記錄下熟化時間。

1.4.4 感官評定

根據GB/T 15682—2008《糧油檢驗 稻谷、大米蒸煮食用品質感官評價方法》，具體步驟為：

編號。隨機取已烘干的試樣，編排試樣的編號、碗號，記錄下各試樣對應的處理條件等必要信息。

稱樣。稱取約5 g試樣于對應編號的蒸碗內。

清洗。清洗雜糧樣品后快速瀝干，放入蒸碗內。

加水。加入樣品量1倍的蒸餾水。

蒸煮。在蒸鍋內加入適量的水，用電磁爐加熱至沸騰，取下鍋蓋，將盛放樣品的蒸碗置于蒸屜上，蓋上鍋蓋，繼續加熱并開始計時，至試樣蒸熟后取出并記錄下取出時間。

感官評分。將制成的不同試樣的蒸碗放在白色空盤上，每盤平均4份試樣，趁熱品嘗，參照雜糧感官評價標準進行評分。

1.5 數據分析

所有數據均采用Microsoft Word 2013和Microsoft Excel 2013處理與作圖。

2 結果與討論

2.1 基本指標

采用國家標準測定方法，測定得出4種雜糧的水分、灰分、粗纖維等基礎數據，見表1。

表1 4種雜糧的基礎數據

2.2 不同雜糧吸水率的測定與浸泡時長的確定

根據浸泡不同時長后質量的變化，繪制4種雜糧的吸水率曲線，如圖1～圖4所示。

為了保證雜糧可吸收水分達到飽和值、避免加水預蒸時二次浸泡產生的影響、節省時間，選取吸水率基本不變時所用的最短時長為浸泡時長，所以選取薏仁浸泡時長80 min、黑米浸泡時長50 min。但由于綠豆和黑豆吸水膨脹體積變大、表皮吸收部分水分質地變軟，未達到飽和值即表皮脫落、外觀改變，為了保證外觀完好、種粒完整，選取綠豆浸泡時長40 min、黑豆浸泡時長60 min。

圖1 綠豆的吸水率測定曲線

圖2 黑豆圖的吸水率測定曲線

圖4 黑米的吸水率測定曲線

2.3 不同預處理方法對產品熟化時間的影響

記錄匯總各雜糧熟化時間，結果見表2，并根據大米普遍熟化時間的范圍，縮小處理后四種雜糧選擇范圍。初步擬定熟化用時在25 min至35 min的樣品的處理條件為備選條件。

由表2中數據可以看出，整體上，浸泡處理后相同熱處理條件下蒸熟用時均會減少，薏仁明顯減少，而且與預蒸處理比較，浸泡后微波處理的樣品蒸熟用時減少得更明顯。蒸熟用時不僅會減少，隨著預蒸用時增加，蒸熟用時縮短的變化幅度也會增大。浸泡對綠豆蒸熟用時變化影響不大，熱處理微波時長長短對蒸熟用時變化的影響較小，預蒸時長對蒸熟用時變化的影響較大。其中，未浸泡微波處理180 s后蒸熟用時反而很長，可能是因為加熱時長過長，水分降低到最低值，進而內部皺縮、結構致密，在蒸煮時水分很難進入，從而蒸熟用時增加。

浸泡條件下蒸熟用時時長隨著微波用時增加而縮短，其中綠豆的蒸熟用時縮短變化幅度最大，黑豆、薏仁次之，黑米變化幅度最小。

表2 各雜糧經不同的預處理后熟化用時記錄

2.4 不同預處理方法對雜糧感官品質的影響

表3 雜糧感官總評分 分

參照雜糧感官評價標準[10]，匯總16個實驗員對四種雜糧共計47組試樣的評分，得到所有雜糧的感官總評分，如表3所示。

綠豆感官評分與處理條件間沒有太大的相關性，滋味值高的樣品其總分也較高；對于黑豆來說，處理條件為未浸泡預蒸或浸泡后微波的樣品的感官得分普遍偏高；未浸泡處理的薏仁樣品的得分普遍偏高，預蒸處理后的樣品的得分比較相近，也比較穩定；黑米則是經微波處理后評分比較高。

蒸熟用時限制篩選范圍，盡可能地在其中選取備選樣品中評分較高的樣品，進一步縮小備選樣品的范圍。

根據蒸熟時間和感官評價得分的相關數據，將每種雜糧的處理條件范圍縮小到2種。選擇的預處理條件有：未浸泡微波處理90 s的綠豆、未浸泡微波處理180 s的綠豆、未浸泡預蒸處理30 min的黑豆、浸泡預蒸處理30 min的黑豆、浸泡微波處理30 s的薏仁、未浸泡預蒸處理40 min的薏仁、未浸泡預蒸處理30 min的黑米、浸泡預蒸處理20 min的黑米。

2.5 不同預處理方法對雜糧營養品質的影響

經過處理后，為保證雜糧的營養，比較每種雜糧2種處理后試樣的必需氨基酸含量，選擇含量相對較高的樣品。氨基酸含量的比較如表4所示，選擇時優先考慮必需氨基酸含量較高的樣品。最終確定每種雜糧的處理條件：綠豆，未浸泡微波90 s；黑豆，浸泡預蒸30 min；薏仁，浸泡微波30 s；黑米，浸泡預蒸20 min。

表4 各種處理后雜糧的必需氨基酸含量

3 結論

以綠豆、黑豆、薏仁、黑米四種雜糧為原料，經過預處理后，蒸煮時4種雜糧可與大米同熟。浸泡可使部分水分進入淀粉和蛋白質間隙內，增加雜糧的柔韌性和彈性，口感更佳；微波可快速、均勻地加熱雜糧，省時省力；預蒸可使雜糧在加熱和水的作用下實現部分糊化。根據每種雜糧不同處理后的蒸熟時間、感官評價和營養素數據，最終得到每種雜糧的最優處理條件：綠豆，未浸泡微波90 s；黑豆，浸泡預蒸30 min；薏仁，浸泡微波30 s；黑米，浸泡預蒸20 min。蒸煮雜糧所用時長縮短，食物種類和口感得到豐富，纖維攝入增加，營養均衡，5種雜糧也可與大米同時蒸熟，時長約30 min。