夏 雨,劉靄莎,凌志洲,巫英晃,張延杰,白永亮
(1. 佛山科學技術學院,廣東佛山 528000;2. 中山洪力健康食品產業研究院有限公司,廣東中山 528437;3. 咀香園健康食品(中山) 有限公司,廣東中山 528437)
蕎麥主要分為2 種,甜蕎和苦蕎[1-2]。蕎麥適應性很強,在貧瘠的土壤也能正常生長,如高海拔區域和寒冷區域,具有較大的經濟價值[3]。苦蕎麥素有“五谷之王”的美譽,是自然界中為數不多的藥用、食用作物之一。據《本草綱目》 記載:苦蕎味苦,性平寒,能實腸胃、益氣力、續精神、利耳目、煉五臟渣穢。現代研究表明,苦蕎麥富含生物類黃酮、多肽、多酚、糖醇和D- 手性肌醇等活性功能成分,具有抗氧化、降血糖、降血脂、抗腫瘤等多種保健作用[4-5]。有研究發現,苦蕎麥萌發后其抗營養因子含量消除或降低,且總黃酮等功能性成分含量顯著增加,營養品質得到改善[6]。此外,苦蕎麥經過萌動改性后其加工性能得以改善,拓展了作為食品原料在產品中的應用范圍,提高了經濟效益[7]。
干燥作為食品加工的常用技術手段,不同的干燥方法對產品外觀品質、營養成分、生理功能和貯藏性能的影響也不同[8-10]。目前,有關萌動苦蕎的干燥工藝研究報道較少,而苦蕎麥經過浸麥和發芽后水分含量較高,產品難以貯藏,往往要通過干燥的方式得到初加工產品,再用于其他食品中。試驗以常用的幾種干燥方式(熱風干燥、微波干燥、擠壓膨化干燥、真空冷凍干燥) 對萌動苦蕎進行處理,研究不同干燥方式對萌動色澤、多酚和總黃酮含量、復水率的影響,探究較合適的苦蕎麥干燥方式,促進苦蕎麥深加工產業鏈的進一步發展。
苦蕎品種,云南苦蕎,云南朱提苦蕎生物科技開發有限公司提供;蘆丁標準品(純度>98%),上海研謹生物科技有限公司提供;次氯酸鈉溶液(分析純),天津市百世化工有限公司提供;福林試劑(BR)、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、沒食子酸等,均為分析純,上海麥克林生化科技有限公司提供。
LHS-150HC-II 型恒溫恒濕箱、DHG-9053A 型鼓風干燥箱,上海一恒科學儀器有限公司產品;VFD-2000A 型冷凍干燥機,上海比朗儀器制造有限公司產品;M1-L213B 型微波爐,廣東美的廚房電器制造有限公司產品;DS32-ⅡA 型實驗雙螺旋主機,濟南賽信機械有限公司產品;紫外可見分光光度計,上海現科分光儀器有限公司產品。
1.2.1 萌動苦蕎的培養
將苦蕎籽粒中的雜物和石子剔除,選取沒有破損、顆粒大小基本相同、成熟飽滿的籽粒,用清水清洗干凈。用體積分數5%的NaClO 浸泡15 min后,用清水洗凈,放置通風處風干。將處理好的苦蕎籽粒分別置于溫度25 ℃,濕度80%的培養箱中分別采用浸二斷六的方法浸麥處理40 h,將浸麥后的苦蕎麥籽粒置于溫度25 ℃,相對濕度(RH)80%的培養箱中換紗布萌發48 h,萌發結束后馬上用液氮對苦蕎麥芽進行冷凍,再放入-80 ℃冰箱中凍存備用。
1.2.2 萌動苦蕎的熱風干燥試驗
啟動鼓風干燥箱,根據試驗要求,設置干燥溫度。將萌動苦蕎稱取50 g,放置于干燥箱中干燥并記錄時長。每隔30 min 取出,放置干燥器中冷卻0.5 h,稱質量1 次,直到萌動苦蕎達到恒質量后停止試驗,恒質量標準為樣品前后2 次稱質量誤差不超過0.5 g。按熱風溫度60,70,80,90,100 ℃試驗,每種溫度重復3 次。并將干燥后的樣品粉碎,用60 目篩過篩后備用。
1.2.3 萌動苦蕎的微波干燥試驗
取萌動苦蕎50 g,根據試驗要求調整微波爐功率和時間,將樣品置于微波爐中記錄時間。直到萌動苦蕎達到恒質量后停止試驗,恒質量標準為樣品,前后2 次稱質量,誤差不超過0.5 g。按功率采用低火、低中火、中火、中高火、高火5 檔進行試驗,每種功率重復3 次;樣品粉碎過60 目篩,備用。
1.2.4 萌動苦蕎的真空冷凍干燥試驗
取適量的樣品并稱取200 g平鋪于載物盤上,預凍溫度-40 ℃,預凍時間10 h,設置真空度0.1 kPa,冷肼溫度-40 ℃,升華干燥溫度-10 ℃,升華干燥時間10 h,解析干燥溫度15 ℃,解析干燥時間4 h,樣品經打粉過60 目篩后備用。
1.2.5 萌動苦蕎的擠壓膨化干燥試驗
將萌動苦蕎磨粉后加入一定量的水,設定物料水分含量16%,螺桿轉速14 r/s,Ⅰ區膨化溫度105 ℃,Ⅱ區膨化溫度125 ℃,Ⅲ區膨化溫度為135 ℃,將充分混合的物料均勻地放入擠壓膨化機內,經擠壓膨化后制得產品。將干燥后的樣品粉碎,過60 目篩,備用。
1.3.1 萌動苦蕎色澤測定及色差計算
參照祁海平等人[11]的方法并稍作修改。
1.3.2 萌動苦蕎復水率測定
將產品磨成粉,取過60 目篩網的樣品2.0 g(W)0,放入離心管(W)1中,加25 mL 蒸餾水,振蕩,直至苦蕎粉被完全分散。置于30 ℃水浴下30 min,間隔10 min 手搖 30 s。以轉速 4 000 r/min 離心 15 min。將上清液倒出,稱離心管質量(W)2。計算公式為:

1.3.3 總多酚的測定
樣品總多酚含量的提取及測定參照曾海英等人[12]的方法,并略做修改。
1.3.4 總黃酮的測定
樣品總黃酮含量的提取及測定參照曹婭等人[13]方法,并稍做修改。吸取1 mL 提取液于25 mL 具塞試管中,加入48 g/L亞硝酸鈉溶液0.7 mL,5 min 后再加入91 g/L 硝酸鋁溶液 0.7 mL;6 min 后,加入 1 mol/L 氫氧化鈉溶液5 mL,用30%乙醇溶液定容放置10 min,于波長510 nm處測定其吸光度。
熱風干燥對萌動苦蕎復水率的影響見圖1,微波干燥對萌動苦蕎復水率的影響見圖2,4 種干燥方式的復水率比較見圖3。

圖1 熱風干燥對萌動苦蕎復水率的影響
由圖1 ~圖3 可知,熱風干燥中復水率最低的為熱風70 ℃的復水率128.99%,微波干燥中復水率最低的為微波低火的復水率157.16%,對比4 種干燥方式,復水率最低的為熱風70 ℃干燥,復水率為128.99%;復水率最高的為擠壓膨化干燥,復水率為325.75%。
不同干燥方式萌動苦蕎樣品的CIELAB 值見表1。

圖2 微波干燥對萌動苦蕎復水率的影響

圖3 4 種干燥方式的復水率比較

表1 不同干燥方式萌動苦蕎樣品的CIELAB 值
由表1 可知,4 種干燥方式中,熱風干燥與真空冷凍干燥對樣品的色澤影響較小,相對L*值較大,具有較好的明亮度。真空冷凍干燥樣品a*值最小,呈淺黃色,最接近新鮮苦蕎麥芽的色澤;在熱風干燥中,隨溫度的升高,L*值逐漸降低,說明溫度對樣品的亮度影響較大;微波干燥和擠壓膨化干燥方式由于高溫作用,對樣品色澤影響較大,其中高火微波干燥樣品L*值最小,a*值達到最大,呈黃褐色。擠壓膨化干燥樣品b*值最大,呈暗黃色。
熱風干燥對萌動苦蕎黃酮及總多酚含量的影響見圖4,微波干燥對萌動苦蕎黃酮及總多酚含量的影響見圖5,4 種干燥方式的黃酮及總多酚含量對比見圖6。

圖4 熱風干燥對萌動苦蕎黃酮及總多酚含量的影響

圖5 微波干燥對萌動苦蕎黃酮及總多酚含量的影響

圖6 4 種干燥方式的黃酮及總多酚含量對比
由圖4 可知,熱風干燥中熱風70 ℃的黃酮及總多酚含量優于其他干燥溫度,故取熱風70 ℃為熱風干燥中的最佳干燥溫度。由圖5 可知,微波干燥中微波高火干燥的黃酮及總多酚含量優于其他干燥功率,故取微波高火為微波干燥中最佳干燥功率。由圖6 對比4 種干燥方式,微波干燥中微波高火干燥的黃酮及總多酚含量保留較好,優于其他干燥方式。
萌動的苦蕎麥芽經熱風干燥、微波干燥、真空冷凍干燥、擠壓膨化干燥4 種方式干燥后,色澤和復水率等加工特性均不同程度地得到了改變,這與張紹智等人[14]和張洪等人[15]的研究結果一致。苦蕎麥中的黃酮、多肽、多酚、糖醇和D - 手性肌醇等活性功能成分,具有抗氧化、降血糖、降血脂、抗腫瘤等多種保健作用[16],因而從黃酮及總多酚活性成分含量上看,熱風干燥70 ℃優于其他干燥溫度,微波干燥中微波高火優于其他干燥功率。4 種干燥方式中微波干燥優于其他3 種干燥方式,即微波干燥能很好地保存萌動苦蕎麥中的黃酮及多酚含量。60 ℃熱風干燥樣品亮度最大,微波高火干燥亮度最小,微波高火干燥樣品呈黃褐色,而真空冷凍呈淺黃色。總之,真空冷凍干燥樣品最接近新鮮苦蕎麥芽的色澤,色澤最好,但其耗時多,耗能大,結合成本、生產條件的限制,可選擇60 ℃熱風干燥。熱風干燥能夠較好地保持萌動苦蕎營養和色澤,從而表現出較好的品質。