不同預處理方式對青稞麩皮營養成分和理化性質的影響

張倩芳，李 敏，栗紅瑜，孟晶巖

（山西農業大學 山西功能食品研究院，山西 太原030031）

青稞，作為大麥的一種特殊品種，是一種食用、飼用、釀造及藥用兼用的作物，具有高蛋白質、高纖維、高維生素、低脂肪、低糖等特點[1]。青稞加工過程中會產生大量的副產物青稞麩皮。青稞麩皮中含有大量的膳食纖維，并且富含多酚、花青素等抗氧化物質[2]，對食品加工具有重要意義。目前，青稞麩皮主要用作動物飼料或直接丟棄，造成了巨大的浪費[3]。利用青稞麩皮制備功能食品，不僅可以解決青稞麩皮的利用問題，提高青稞的附加值，還能將資源優勢轉化為經濟優勢，增加當地農牧民收入[4]。

試驗旨在通過營養成分和理化性質的分析比較，研究擠壓膨化、蒸煮、烘烤、超微粉碎4種預處理方法對青稞麩皮營養組分及理化性質的影響，為青稞麩皮功能食品的開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與試劑

青稞麩皮（藏青2000），西藏吉祥糧農業發展股份有限公司提供；總膳食纖維試劑盒，愛爾蘭Megazyme公司提供；膽固醇標準品，北京中科質檢生物技術有限公司提供；無水乙醇、95%乙醇、冰乙酸、鄰苯二甲醛、濃硫酸、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基硫酸鈉、丙酮、四硼酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨，均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司提供。

1.1.2 儀器

Fibertec E型膳食纖維分析儀，FOSS分析儀器公司產品；KDY-9820型凱氏定氮儀，北京通潤源機電技術有限責任公司產品；PH型計，上海儀電科學儀器股份有限公司產品；FDV型超微粉碎機，北京環亞天元機械技術有限公司產品；烤箱，美的集團股份有限公司產品；FMHE36-24型雙螺桿擠壓膨化機，濟南賽信機械有限公司產品；DHG-9140A型電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司產品；TG1850-WS型離心機，上海盧湘儀離心機儀器有限公司產品；其他儀器設備均為常規。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品預處理

（1）擠壓膨化。采用雙螺桿擠壓膨化機對青稞麩皮進行預處理，參數如下：轉速160 r/min，添加水分含量10%，膨化溫度180~200℃，擠壓膨化處理冷卻后粉碎，過40目篩。

（2）蒸煮。稱取青稞麩皮30 g，按照1∶1的比例加入純凈水，常壓下蒸煮20 min，烘干后粉碎，過40目篩。

（3）烘烤。取適量青稞麩皮于150℃烘箱中烘烤20 min，冷卻后過40目篩。

（4）超微粉碎。稱取適量青稞麩皮，超微粉碎機處理15 min，冷卻后置于塑封袋中備用[5]。

1.2.2 營養成分測定

水分含量測定：參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》；蛋白質含量測定：參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》；脂肪含量測定：參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》；灰分含量測定：參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》；總膳食纖維、可溶性膳食纖維、不溶性膳食纖維測定：參照GB 5009.88—2014《食品安全國家標準 食品中膳食纖維的測定》。

1.2.3 IDF各組分含量的測定

纖維素、半纖維素含量測定：采用范式纖維洗滌法；木質素含量測定：采用濃硫酸法[6-7]。

1.2.4 持水力的測定值

準確稱取3 g樣品于50 mL離心管中，加入25 mL蒸餾水，室溫攪拌30 min，以轉速2 500 r/min離心10 min，棄去上清液并用濾紙吸干離心管壁殘留水分，稱質量[8]。

1.2.5 膨脹力的測定

準確稱取0.2 g樣品于10 mL量筒中，準確加入5 mL蒸餾水振蕩均勻，室溫放置24 h，讀取液體中樣品的體積[9]。

1.2.6 吸油力的測定

稱取2.0 g樣品于50 mL離心管中，加入食用油10 mL，室溫靜置1.5 h，以轉速3 000 r/min離心5 min，棄掉上層的油和殘渣，用濾紙吸干游離的油，稱重[10]。

1.2.7 對膽固醇吸附能力的測定

（1）膽固醇標準曲線的繪制。分別吸取膽固醇標準溶液（0.1 mg/mL）0.16，0.32，0.48，0.64，0.80 mL于比色管中，添加冰乙酸至0.80 mL，同時以冰乙酸為空白，依次加入鄰苯二甲醛（1 mg/mL）0.4 mL，混合酸（冰乙酸∶濃硫酸=1∶1）80 mL，混勻，靜置10 min，于波長550 nm處測定各比色管的吸光度。以膽固醇質量濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。

（2）取新鮮雞蛋蛋黃，加入9倍體積的蒸餾水充分攪打成乳液。稱取1.0 g樣品于200 mL三角瓶中，加入30 mL稀釋雞蛋液，混勻，調節pH值至2.0，37℃下水浴振蕩2 h，以轉速4 000 r/min離心20 min使樣品充分沉淀。吸取0.1 mL上清液，采用鄰苯二甲醛法于波長550 nm處測定吸光度[11]。

1.2.8 數據處理

所有試驗數據均為3次測定結果的平均值，并采用數據處理軟件Excel 2016、Origin 2019進行統計學分析。

2 結果與分析

2.1 不同預處理方法對青稞麩皮營養成分的影響

不同預處理對青稞麩皮營養成分含量影響見表1。

表1 不同預處理對青稞麩皮營養成分含量影響/%

由表1可知，4種方式預處理后，和青稞麩皮原料相比，樣品的淀粉、蛋白質、脂肪、灰分含量均無顯著變化，說明在4種預處理過程中，淀粉、蛋白質、脂肪、灰分結構都比較穩定[12]。

2.2 不同預處理方法對青稞麩皮膳食纖維含量的影響

不同預處理對青稞膳食纖維成分影響見表2。

由表2可知，青稞麩皮經過蒸煮和烘烤后，TDF含量變化不大，SDF含量略微升高。擠壓膨化處理后，青稞麩皮SDF含量顯著升高，TDF下降，對照IDF各組分含量，可以發現，半纖維素含量明顯下降，這說明擠壓膨化過程中，在高溫高壓高剪切力作用下，不溶性膳食纖維（主要是半纖維素）向可溶性膳食纖維轉變，降解成一些可溶性的小分子化合物[13]。超微粉碎后過程中，也發生了半纖維素向可溶性膳食纖維的轉變，但作用弱于擠壓膨化。對比可以發現，擠壓膨化能夠顯著提高青稞麩皮的SDF含量，是一種有效提高SDF含量的預處理方式。

表2 不同預處理對青稞膳食纖維成分影響/%

2.3 不同預處理方式對持水力的影響

不同預處理對青稞麩皮持水力的影響見圖1。

圖1 不同預處理對青稞麩皮持水力的影響

由圖1可知，除超微粉碎外，預處理后各樣品的持水力都有不同程度的升高，特別是擠壓膨化后，持水力顯著提高，推測是擠壓膨化過程的高壓高剪切力使不溶性纖維的長鏈斷裂，產生了可溶性的聚合度較低的短鏈成分，這些短鏈成分具有較強的吸水性，從而使持水力顯著提高[14]。而超微粉碎破壞了青稞麩皮的網狀結構[15]，使持水力有所下降。

2.4 不同預處理方式對膨脹力的影響

不同預處理對青稞麩皮膨脹力的影響見圖2。

由圖2可知，預處理后青稞麩皮的膨脹力都有所上升。研究表明，膨脹力的大小與樣品的粉碎方式、烘干方式及原料來源都密切相關。原料的微粒化、組織結構變得松散、毛細孔增多都有利于水分的滲入，從而提高樣品的膨脹力[16]。

圖2 不同預處理對青稞麩皮膨脹力的影響

2.5 不同預處理方式對青稞麩皮吸油力的影響

不同預處理對青稞麩皮吸油力的影響見圖3。

圖3 不同預處理對青稞麩皮吸油力的影響

由圖3可知，除擠壓膨化外，其他預處理后，麩皮的持油力都有不同程度的下降，這是因為持油力的大小主要取決于樣品的多孔性，預處理破壞了麩皮的網狀結構，從而使持油力下降。擠壓膨化后，青稞麩皮的膨脹力顯著升高，這可能是因為擠壓膨化后，麩皮的顆粒狀和片狀結構增加，從而使比表面積增大，與油的接觸面積增加，這都有利于油脂的吸附。

2.6 不同預處理方式對膽固醇吸附的影響

膽固醇標準曲線見圖4。

由圖4可知，得到膽固醇質量濃度（X，μg）與吸光度（Y）之間的線性方程：Y=0.004 1X-0.002 1。該方程的線性檢測范圍為0~200 μg，R2為0.999 5。

圖4 膽固醇標準曲線

不同預處理方式對青稞麩皮膽固醇吸附的影響圖5。

圖5 不同預處理方式對青稞麩皮膽固醇吸附的影響

由圖5可知，預處理后青稞麩皮的膽固醇吸附能力都有所增加，其中擠壓膨化和超微粉碎都可以顯著提高青稞麩皮對膽固醇的吸附作用。預處理后，比表面積增大，毛細血管作用增強，更易形成黏膜層[17]，對膽固醇的吸附能力也會增強。

3 結論

研究比較了預處理前后青稞麩皮營養成分含量與物化性質。結果表明，預處理后青稞麩皮的基本營養成分變化不大，但是膳食纖維的含量、組成都有所變化。預處理后，總膳食纖維含量都略微下降，擠壓膨化后樣品SDF的含量顯著增加，SDF和IDF的比例構成發生變化，IDF（主要是半纖維素）向SDF轉變；預處理后樣品不溶性膳食纖維含量都有所下降，特別是半纖維素含量下降明顯。預處理后青稞麩皮物化性質有明顯改變，持水力、膨脹力、對膽固醇的吸附作用都有不同程度的提高，除擠壓膨化外，吸油力都有所下降。

總體來說，擠壓膨化相較于其他預處理方式，更能提高青稞的可溶性膳食纖維含量和物化特性。研究為青稞麩皮的加工和利用提供了一些理論基礎，但是具體的作用機制還需進一步的研究。