全谷物雜糧配比對復合麥片主要營養特性的影響研究

司俊玲，鄭堅強，張夢夢，申瑞玲，王章存

（鄭州輕工業大學食品與生物工程學院，河南鄭州450000）

全谷物是指各組成部分包括胚乳、胚芽與皮層都完整保留，僅僅將谷物進行碾碎[1]。與精加工的谷物相比，全谷物僅僅去除了外皮，保留了麩皮、胚芽和胚乳等富含很多對人體有益的營養物質。常見的全谷物有全麥、糙米、蕎麥、高粱米、薏米等。隨著消費者飲食觀念逐漸改變，對全谷物的認識也在不斷加深，因此全谷物所占的市場份額也在不斷增加。

全谷物麩皮、胚芽含有豐富的纖維素類、維生素B類、礦物質[2]，一些蛋白質以及對心臟有益的營養物質[3]。也含有大量的抗氧化活性物質，如酚類物質、類胡蘿卜素、γ-谷維素、植物甾醇以及植酸鹽等[4]。中年健康人群每天食用若干全谷物，同時限制精制谷物的攝入，不易引發心血管疾病[5]。與食用精加工谷物者相比，食用全谷物的肥胖成年人的C-反應蛋白（C-reactive protein，CRP）及腹部脂肪的比例顯著降低[6]。

近年來，部分人群膳食生活不規律，飲食作息不均衡，糖尿病、心血管疾病等慢性病不再是肥胖人群的專屬名詞，消費者更注重根據品質和營養價值來選擇食品[7]，通過調節飲食來改善健康狀況和預防慢性病。全谷物未經精細加工，最大程度地保留了谷物中的營養成分，對慢性疾病的預防有很大幫助[8]。我國是糧食大國，高粱、蕎麥、燕麥、青稞及雜豆等資源優勢明顯[9]。對于未經適當技術處理的全谷物，其口感苦澀，食用口感欠佳[10]。隨著食品加工技術不斷提高，消費者飲食觀念改變，全谷物食品發展前景廣闊。

本文研究添加不同質量比的全谷物復合麥片與純燕麥片在水分、灰分、蛋白質、脂肪、還原糖、礦物質（鈣、鐵、鋅、錳）等指標的差異，并對全谷物復合麥片沖泡前及沖泡后的香氣、湯汁口感、麥片口感、色澤、溶解性等感官指標進行評價，為全谷物復合麥片的開發研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 主要原料

高粱：河北晉中市；青稞：西藏自治區農牧科學院；燕麥：河北張家口市。均為食品級全谷物，經粉碎，干燥、低溫保藏。3種全谷物產品不同添加量見表1。

1.1.2 主要試劑

CuSO4·5H2O、K2SO4、H2SO4、H3BO3、NaOH、HCl、NaH2PO4、Na2HPO4、HNO3、Zn（CH3COO）2·2H2O、C2H4O2、K4Fe（CN）6·3H2O、C4H4O6KNa·4H2O、95%乙醇、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍指示劑、剛果紅、石油醚（CnH2n+2）（沸程為 60℃～80℃）：均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司；D-葡萄糖：天津市大茂化學試劑廠；β-葡聚糖標準品：sigma公司。

表1 全谷物復合麥片原料組成Table 1 Composition of whole grain oatmeal

1.1.3 主要儀器

CEMMARS240/50型微波消解儀：美國CEM公司；KDN103F型定氮儀、HYP-308型消化爐：上海纖檢儀器有限公司；AA240FS型原子吸收分光光度計：上海光譜儀器有限公司；TGL-16M型臺式高速冷凍離心機：上海盧湘儀離心機儀器有限公司；JMS-30A型膠體磨：廊坊市廊通機械有限公司；AQ-180E型多用途磨粉機：慈溪市耐歐電器有限公司；TU-1810PC型紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司；SX-4-10型箱式電阻爐：北京科偉永興儀器有限公司；XQ200多功能高速粉碎機：上海廣沙工貿有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 麥片生產工藝流程

原料處理→粉碎→調漿→膠磨→蒸煮→干燥→壓片→造粒→干燥→常溫保藏

1.2.2 感官評價方法

對純燕麥片和4種全谷物復合麥片（原料組成見表1）進行感官評價。經感官培訓合格的10位食品專業的人員對沖泡前和沖泡后的麥片，按照表2和表3評分細則進行感官評價，沖泡前與沖泡后的麥片總分為 100 分[11-12]。

1.2.3 純燕麥片與添加不同質量比全谷物的麥片營養指標分析

將粉碎后的全谷物經過加工制成5種麥片，即純燕麥片和全谷物復合麥片，麥片置于常溫下密封保存，待測。

表2 全谷物復合麥片沖泡前的感官評價方法Table 2 Sensory evaluation of whole grain oatmeal before brewing

表3 全谷物復合麥片沖泡后的感官評價方法Table 3 Sensory evaluation of brewing whole grain oatmeal

1.2.3.1 水分含量

參照GB 5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》，直接干燥法。

1.2.3.2 蛋白質含量

參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》，凱氏定氮法。

1.2.3.3 脂肪含量

參照GB 5009.6-2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》，索氏抽提法。其中不同于國標的是抽提10 h。

1.2.3.4 β-葡聚糖含量

1）繪制標準曲線：取 6組比色管（10 mL），分別設3支平行管（1號管為一個）。制備成0.1 mg/mL的β-葡聚糖標準溶液，每個比色管均加入0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL。并在每支比色管中加入蒸餾水進行稀釋，并補足至2.0 mL。分別在稀釋后的各管中加入4.0 mL的剛果紅溶液，立即渦旋振蕩10 s，在25℃條件下反應20 min，在550 nm波長下用紫外分光光度計測定吸光度值。以β-葡聚糖含量X（μg/mL）為橫坐標、吸光度值Y為縱坐標繪制標準曲線。

2）樣品測定：將待測樣品用20 mL水溶解，在沸水浴中（100℃）處理時間1h，離心沉淀后定容至10mL[15]。稀釋10倍，取2.0 mL于試管中，按照上述步驟測得樣品溶液的吸光度，然后將其代入標準曲線方程計算，再乘以樣品的稀釋倍數，計算得到樣品中β-葡聚糖含量[13-14]。

1.2.3.5 礦物質（鈣、鐵、鋅、錳）含量

參照GB 5009.92-2016《食品安全國家標準食品中鈣的測定》，GB 5009.90-2016《食品安全國家標準食品中鐵的測定》，GB 5009.14-2017《食品安全國家標準食品中鋅的測定》，GB 5009.242-2017《食品安全國家標準食品中錳的測定》均采用火焰原子吸收光譜法。

根據不同的待測元素設置原子吸收分光光度計參數，見表4。

表4 原子吸收分光光度計各待測元素參數Table 4 Parameters of each element in atomic absorption spectrophotomete

根據EXCEL作圖得到的線性方程，分別代入各樣品的吸光度值求得礦物質濃度c（mg/L），根據公式（1）得到礦物質的含量：

式中：X為樣品中礦物質元素的含量，mg/kg；c為樣品中礦物質元素的濃度，mg/L；50為樣品消化液定容總體積，mL；m為樣品的質量，g。

將空白溶液和樣品溶液分別導入原子化器，測定吸光度值，與標準系列比較定量。

1.2.3.6 還原糖含量的測定

1）按照表1中設計的質量比組成，分別精密稱量純燕麥片和全谷物復合麥片（4組）干燥細末0.5 g，放入50 mL燒杯中，加入少量蒸餾水，攪拌均勻，在50℃水浴下加熱30 min，于4 000 r/min離心5 min，將上清液倒出，沉淀可用20 mL蒸餾水洗一次，再離心，將兩次離心得上清液一起轉移至100 mL容量瓶中，用蒸餾水進行定容，混勻，作為上清液葡萄糖待測液[16]。

2）參照 YC/T 159-2002《水溶性糖的測定》，采用連續流動法測還原糖含量。

1.2.3.7 灰分含量

參照GB 5009.4-2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》。

1.2.4 數據統計與分析

采用 Excel軟件（2010）、Origin軟件 hypothesis testing（8.5）分析單因素數據、繪圖。

2 結果與分析

2.1 感官評價結果分析

純燕麥片和全谷物復合麥片沖泡前、沖泡后及綜合評分結果見表5。

純燕麥片是由已除去麩皮的燕麥加工而成的，而全谷物復合麥片添加了不同質量比全谷物雜糧加工制成，全谷物中含有麩皮等口感較為粗糙的成分，說明添加了全谷物雜糧的復合麥片口感欠佳，香味、色澤不及純燕麥片，可能由于燕麥在蒸煮后產生的香味物質較多，而青稞、高粱的香味則較為平淡。

表5 全谷物麥片感官評價結果Table 5 Sensory evaluation of whole grain oatmeal

2.2 純燕麥片與添加不同質量比的全谷物麥片中主要營養含量分析

純燕麥片與添加不同質量比的全谷物麥片中水分、蛋白質、脂肪、β-葡聚糖、還原糖含量和灰分結果分析見表6。

表6 主要營養成分含量結果分析Table 6 Analysis of main nutrients content

2.2.1 不同質量比全谷物對麥片中水分含量的影響

不同質量比全谷物雜糧加工的麥片中的水分含量如圖1所示。

圖1 不同質量比全谷物對麥片中水分含量的影響Fig.1 Water content of whole grain oatmeal from different proportions

從圖1可知，與未添加全谷物的對照組純燕麥片相比（1.38%），當燕麥、青稞、高粱的質量比為 5∶2.5∶2.5、4∶3∶3、3∶3.5∶3.5、2∶4∶4時，復合麥片中的水分含量分別為2.27%、2.85%、3.48%、3.63%，其水分含量分別顯著增加0.89%、1.47%、2.10%、2.25%（p<0.05）。純麥片的水分含量最低為1.38%，干燥徹底；在相同的干燥條件下，添加了不同全谷物雜糧的麥片干燥后水分含量顯著升高（p<0.05），相比之下，純燕麥片較易儲藏。

2.2.2 不同質量比全谷物對麥片中蛋白質含量的影響

添加不同質量比的全谷物麥片的蛋白質含量變化如圖2所示。

由圖2可知，復合麥片的蛋白質含量隨著青稞、高粱質量比的增加而顯著增加（p<0.05）。與未添加全谷物雜糧的對照組純燕麥片相比（14.15%），當燕麥、青稞、高粱的質量比為 5∶2.5∶2.5、4∶3∶3、3∶3.5∶3.5、2∶4∶4時，復合麥片中的蛋白質含量分別為14.52%、15.43%、16.73%、17.24%，其數量分別顯著增加了0.37%、1.28%、2.58%、3.09%（p<0.05）。經過加工處理之后，麥片中的蛋白質含量有所降低，但添加了全谷物的復合麥片中的蛋白質含量高于純燕麥片的蛋白質含量。

圖2 不同質量比全谷物對麥片中蛋白質含量的影響Fig.2 Protein content of whole grain oatmeal from different proportions

2.2.3 不同質量比全谷物對麥片中脂肪含量的影響

添加不同質量比的全谷物麥片的脂肪含量變化如圖3所示。

圖3 不同質量比全谷物對麥片中脂肪含量的影響Fig.3 Fat content of whole grain oatmeal from different proportions

由圖3可知，添加燕麥、青稞、高粱的質量比為5∶2.5∶2.5、4∶3∶3、2∶4∶4時加工成的全谷物復合麥片脂肪含量分別為1.63%、1.45%、1.33%，與對照組純燕麥片相比（1.71%）其脂肪含量顯著變化（p<0.05），燕麥、青稞、高粱質量比為3∶3.5∶3.5時，脂肪含量無顯著差異。隨著青稞、高粱質量比的增加，脂肪含量呈減少趨勢。其中，純燕麥片脂肪含量最高。

2.2.4 不同質量比全谷物對麥片中β-葡聚糖含量的影響

添加不同質量比的全谷物麥片的β-葡聚糖含量變化如圖4所示。

圖4 不同質量比全谷物對麥片中β-葡聚糖含量的影響Fig.4 β-glucan content of whole grain oatmeal from different proportions

由圖4可知，復合麥片的β-葡聚糖含量隨著添加青稞、高粱的質量比的增加而顯著增加（p<0.05）。與未添加全谷物雜糧的對照組純燕麥片相比（1.52%），當燕麥、青稞、高粱的質量比為 5∶2.5∶2.5、4∶3∶3、3∶3.5∶3.5、2∶4∶4時，復合麥片中的 β-葡聚糖含量分別為1.79%、2.01%、2.12%、2.49%，其數量分別顯著增加了0.27%、0.49%、0.60%、0.97%（p<0.05）。β-葡聚糖是水溶性膳食纖維，在人體有重要作用，可以使巨噬細胞獲得特異性，能辨別和破壞變異細胞，也能通過降低血液中的低密度脂肪，降低高血脂疾病的發病率。

2.2.5 不同質量比全谷物對麥片中還原糖含量的影響

添加不同質量比的全谷物麥片的還原糖含量變化如圖5所示。

圖5 不同質量比全谷物對麥片中還原糖含量的影響Fig.5 Reducing sugar content of whole grain oatmeal from different proportions

由圖5可知，復合麥片的還原糖含量隨著添加青稞、高粱質量比的增加而減少。與未添加全谷物雜糧的對照組純燕麥片相比（0.58%），當燕麥、青稞、高粱的質量比為 4∶3∶3、3∶3.5∶3.5、2∶4∶4時，復合麥片中的還原糖含量分別為0.47%、0.43%、0.40%，其數量分別顯著減少了0.11%、0.15%、0.18%（p<0.05）；燕麥、青稞、高粱的質量比為5∶2.5∶2.5時，還原糖含量無顯著差異。

2.3 純燕麥片和添加不同質量比全谷物麥片中灰分、礦物質含量結果分析

添加不同質量比的全谷物麥片的灰分含量如圖6所示，礦物質含量見表7。

圖6 不同質量比全谷物對麥片中灰分含量的影響Fig.6 Ash content of whole grain oatmeal from different proportions

表7 全谷物麥片中礦物質元素含量Table 7 Mineral substance of whole grain oatmeal

由圖6可知，復合麥片的灰分含量隨著添加青稞、高粱質量比的增加而顯著增加（p<0.05）。與未添加全谷物雜糧的對照組純燕麥片相比（1.03%），當燕麥、青稞、高粱的質量比為 5∶2.5∶2.5、4∶3∶3、3∶3.5∶3.5、2∶4∶4時，復合麥片中的灰分含量分別為1.41%、1.42%、1.47%、1.54%，其數量分別顯著增加了0.38%、0.39%、0.44%、0.51%（p<0.05）。結果表明，不同質量比的全谷物雜糧制成的復合麥片的灰分含量高，高于精加工的谷物，易于人體腸道吸收。

由表7可知，麥片中鈣含量最多，其次是鐵、鋅、錳的含量。在燕麥、青稞、高粱質量比為2∶4∶4、3∶3.5∶3.5、4∶3∶3、5∶2.5∶2.5時，復合麥片中鈣含量分別為496.58、479.94、467.16、458.29 mg/kg，鐵含量分別為44.36、43.98、43.29、42.91 mg/kg，鋅含量為 4.56、4.40、4.64、4.21mg/kg，錳含量分別為 3.13、3.01、2.92、2.71mg/kg，均高于純燕麥片的鈣、鐵、鋅、錳元素含量（423.64、40.29、4.05、2.57 mg/kg）。以上數據表明，隨著全谷物質量比增加，復合麥片中所含的礦物質含量增加。

3 結論

試驗分析了純燕麥和全谷物燕麥、青稞及高粱以不同質量比（5∶2.5∶2.5、4∶3∶3、3 ∶3.5∶3.5、2 ∶4∶4）為原料制備的全谷物復合麥片的水分、灰分、脂肪、蛋白質、礦物質、β-葡聚糖的含量。研究結果表明：純燕麥片中蛋白質的含量為14.52%，灰分的含量為1.03%，β-葡聚糖的含量為1.52%，其含量均顯著低于4種復合麥片中的相應含量（p<0.05），純燕麥片中鈣、鐵、鋅、錳含量為 423.64、40.29、4.05、2.57 mg/kg，均少于其在復合麥片中的含量。復合麥片中的水分含量分別為2.27%、2.85%、3.48%、3.63%，與對照組純燕麥片比，其水分含量分別顯著增加0.89%、1.47%、2.10%、2.25%（p<0.05），綜合來說，添加了不同全谷物的復合麥片的營養價值高于純燕麥片。

分別對麥片沖泡前和沖泡后的感官指標進行分析，沖泡前純麥片綜合評價比4種復合麥片理想，經沖泡的純燕麥片的色澤較復合麥片明亮，而且純燕麥片的外觀比較順滑，純燕麥片沖泡后的湯汁口感、麥片口感等均優于復合麥片。通過對燕麥、青稞及高粱等全谷物復合麥片的感官品質以及營養品質特性分析，為消費者選購市場上的麥片提供參考，也為企業生產加工全谷物麥片提供經驗。