干燥方式對蒸煮預熟化薏米品質及營養成分的影響

黨 娟， 秦禮康

(1.六盤水市水城區農業農村局， 貴州 水城 553600； 2.貴州大學 釀酒與食品工程學院， 貴州 貴陽 550025)

0 引言

【研究意義】薏米(Coixlacryma-jobiL.)是集營養、醫療、保健于一體的食藥兼用小宗雜糧作物，其營養價值高，近年來倍受消費者青睞，市場潛力極大。但糙薏米顆粒結構致密、質地較為堅硬，淀粉難以糊化，在生產加工中不易煮熟，食用時加工不便，限制了薏米的食用及食品加工利用。因此，探究干燥方式對預熟化薏米蒸煮品質及營養成分的影響，對薏米的食用與開發利用具有重要意義。【前人研究進展】劉霞等[1-2]研究了不同干燥方式對黑毛豆仁和蓮子品質影響，其中冷凍干燥能保持產品內部水分平衡，不影響產品色澤和產品品質。郭曉燕等[3]比較薏米與其他谷物的蒸煮品質發現，薏米的蒸煮時間較長，直接蒸煮時間需要100 min以上。陳元軍等[4]研究表明，與原料薏米相比，不同預熟化方式制得預熟化薏米的脂肪與蛋白質含量提高，預熟化后薏米的彈性、膠黏性和咀嚼性均明顯提升，薏米品質明顯改善。孫軍濤等[5]研究表明，預熟化薏米的彈性、膠黏性和咀嚼性均明顯升高。黨娟等[6-7]研究表明，萌芽貴州小白殼薏米的營養價值較原料薏米營養價值高。【研究切入點】貴州是薏米核心產區，薏米餅干、薏米粉、薏米酒、薏米面條和薏米小食等已有較多研究報道，鮮見萌芽貴州小白殼薏米用于開發經濟便捷快食薏米新產品的研究報道。【擬解決關鍵問題】采用萌發貴州小白殼薏米進行蒸煮，探明不同干燥方式對蒸煮預熟化薏米品質及營養成分的影響，以期為貴州薏米的食用及食品開發利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 薏米 糙薏米(即原料薏米，下同)為貴州小白殼薏米，由貴州鑫龍食品開發有限公司提供。

1.1.2 主要試劑 乙酸，天津市科密歐化學試劑有限公司；水合茚三酮，國藥集團化學試劑有限公司；抗壞血酸，天津市科密歐化學試劑有限公司；3,5-二硝基水楊酸(化學純)，國藥集團化學試劑有限公司；硫酸(優純級)，國藥集團化學試劑有限公司；硝酸(優純級)，國藥集團化學試劑有限公司；高氯酸(優純級)，成都市科隆化學品有限公司。

1.1.3 儀器設備 TU-1810型紫外-可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；TGI6-WS臺式高速離心機，上海盧湘儀離心機儀器有限公司；BS110S分析天平，北京賽多利斯天平有限公司；FD-1A-50冷凍干燥機，北京博醫康實驗儀器有限公司；DZF-6050真空干燥箱，上海奇欣科技科學儀器有限公司；101-1電熱鼓風干燥箱，北京科偉永興有限公司；LC-20AT高效液相色譜儀，日本島津儀器有限公司；WSC-S測色色差計，上海精科實業有限公司。

1.2 方法

1.2.1 預熟化薏米的生產工藝 萌芽糙薏米→清洗→汽蒸(溫度121℃、壓力0.1 Mpa、時間20 min)→攤涼→擺盤→干燥→成品→品質分析。

1.2.2 干燥方式 在前人研究的基礎上，采用自然干燥、冷凍干燥、真空干燥和熱風干燥4種不同干燥方式將相同質量的糙薏米干燥至含水率為12%～14%，分析比較其復水特性、色澤、硬度和基本成分。自然干燥：干燥時間60 h、室溫20℃；冷凍干燥：預冷溫度-28℃、升華干燥時間48 h、解析干燥溫度-38℃、真空度43.0～48.0 Pa；真空干燥：干燥時間12 h、干燥溫度35℃、真空度0.06～0.07 Pa；熱風干燥：干燥時間24 h、干燥溫度50℃；干燥結束出料后及時密封，以防止產品吸潮。

1.2.3 復水品質測定 復水品質主要包括復水時間、復水比和復水口感。

1) 復水時間。稱取干燥后的薏米3份，10 g/份，放入200 mL的燒杯中，加入蒸餾水，將其置于60℃水浴鍋中，每隔3min取出瀝干，用濾紙吸干表面水分，測定其質量，直至質量不再增加為止，記錄所需時間，此時間即為干燥薏米的復水時間。

2) 復水比。稱取干燥后的薏米，稱量記為M0，然后將薏米置于60℃水中，在復水時間后瀝水并用濾紙吸干表面水分，稱量并記為M1，復水比=M1/M0。

3) 復水后口感。復水后產品的口感滋味，以顆粒口感軟糯，味甘回甜為佳。

1.2.4 熟化時間確定 取干燥后糙薏米200 g放入1 000 mL的沸水中，并計時，保持水溫95～100℃微沸騰狀態下煮制，從5 min后開始每隔5 min取出約20 g，分別放入品評盤中，挑選10名食品專業人員進行評價，按評分標準(表1)進行感官評定，綜合評分最高的時間即為薏米的最佳熟化時間[8-9]。

表1 熟化時間感官評價的評分標準

1.2.5 色澤測定 為了更準確地測定干燥后糙薏米的色澤，將其打粉后，采用WSC-S測色色差計測定薏米粉的色差。L*=0表示黑色；L*=100 表示白色；a*值為正表示偏紅，為負表示偏綠，值越大表示偏向越嚴重；b*值為正表示被測物偏黃，為負表示被測物偏藍。

1.2.6 基本成分測定 水分，采用食品中水分的測定(GB 5009.3-2012)方法進行測定。還原糖，采用3,5-二硝基水楊酸法測定[10]。游離氨基酸，采用水合茚三酮顯色法測定[10]。γ-氨基丁酸(GABA)的提取與測定[11-12]，參照文獻[9-10]的方法略作改進后測定，即稱取過60目篩的薏米粉0.5 g，用蒸餾水定容至5 mL后，振蕩提取2 h，過濾后離心。取濾液0.5 mL，加入pH9.0的硼酸緩沖液0.5 mL，5%的重蒸酚溶液1 mL，有效氯為7%的次氯酸鈉0.5 mL，充分振蕩混勻；沸水浴10 min后，立即冰浴20 min并持續振蕩，直至有藍綠色化合物出現，再加入60%的乙醇1 mL，用酶標儀于 640 nm 波長下測吸光度，通過GABA標準品的濃度及對應吸光值得到標準曲線(取5個標樣濃度1 mg/100g、5 mg/100g、10 mg/100g、15 mg/100g、20 mg/100g得到標準曲線方程Y=0.028X+0.0009，X為GABA的濃度，Y為640 nm可見光下的吸光度，R2=0.996 1)計算GABA含量。

1.2.7 氨基酸與脂肪酸的測定

1) 氨基酸。采用2,4-二硝基氟苯柱前衍生氣相色譜法測定糙薏米與預熟化薏米中氨基酸含量。樣品前處理：酸解-轉移和復溶-衍生-中和-上機測定；采用C18柱分離，紫外檢測器檢測，柱溫40℃，檢測波長360 nm，進樣量10 μL，流速1.5 mL/min，運行時間30 min，流動相為乙腈(A)和乙酸-乙酸鈉緩沖液(B)，梯度洗脫0～6.5 min，18%A；6.5～10 min，18%～20%A；10～20 min，20%～34%A；20～23 min，34%～45%A；23～25 min，45%～55%A；25～27 min，55%～18%A；27～30 min，18%A。

2) 脂肪酸。采用水酶法提取糙薏米的薏米油脂，根據《動植物油脂 脂肪酸甲脂的氣相色譜分析》 (GB/T 17377-2008)測定糙薏米中脂肪酸含量，結合各種脂肪酸標樣的保留時間和峰面積，確定糙薏米與預熟化薏米樣品中脂肪酸組成并計算其相對含量。

1.3 數據統計與分析

采用SPSS 19.0對數據進行方差分析和顯著性檢驗，全部試驗均3次重復。

2 結果與分析

2.1 不同干燥方式預熟化薏米的復水品質

4種干燥方法對預熟化薏米的復水比均有顯著性影響(F=203.130，F0.05(3,6)=4.07)。自然干燥和真空干燥對預熟化薏米影響較大，復水時間較長，均為1.5 h；復水比低，分別為1.590和1.616，復水后成品易爛，蒸煮口感較差，滋味較淡。熱風干燥對預熟化薏米影響最大，復水時間最長，為2.0 h；復水比適中，為1.909，復水后成品口感偏硬，味道淺淡。冷凍干燥的預熟化薏米脫水徹底，干燥后成品表面呈黃色，復水時間最短，為1.0 h；復水比較大，為2.111；復水后口感軟糯，有谷物清香，復水效果最好，品質最佳。可能是在冷凍干燥過程中形成冰晶，薏米籽粒內部可減少因水分擴散造成的物質遷移，復水品質較好。

2.2 糙薏米與各干燥方式預熟化薏米的熟化時間

從圖1看出，隨著熟化時間的增大，4種干燥方式的預熟化薏米感官評分在60 min內呈先升后降趨勢，而糙薏米的感官評分在60 min內持續升高，表明薏米未完全煮熟。冷凍干燥處理的預熟化薏米在30 min時感官評分最高，最先煮熟；真空干燥處理的預熟化薏米在35 min時感官評分最高；而自然干燥和熱風干燥處理的預熟化薏米在40 min時感官評分最高。

圖1 不同干燥方式糙薏米與預熟化薏米的熟化時間

2.3 糙薏米及各干燥方式預熟化薏米的色澤變化

從表2可知，糙薏米及各干燥方式預熟化薏米的亮度值(L*)、紅綠值(a*)和黃藍值(b*)等色澤變化存在差異。L*：糙薏米及各干燥方式預熟化薏米為30.61～62.73，冷凍干燥最高，顯著高于糙薏米及其余干燥方式預熟化薏米；真空干燥最低，顯著低于糙薏米及其余干燥方式預熟化薏米。a*：糙薏米及各干燥方式預熟化薏米為4.40～8.89，熱風干燥最高，顯著高于糙薏米及其余干燥方式預熟化薏米；冷凍干燥最低，顯著低于除糙薏米外的其余干燥方式預熟化薏米。b*：糙薏米及各干燥方式預熟化薏米為10.80～15.90，熱風干燥最高，顯著高于糙薏米及除自然干燥外的其余干燥方式預熟化薏米；糙薏米最低，顯著低于各干燥方式預熟化薏米。可見，自然干燥、真空干燥和熱風干燥的預熟化薏米較糙薏米L*值變小、a*和b*值變大，產品色澤變暗，顏色變黃變紅，表面色澤褐變嚴重，品質變差，可能是因酶促反應和非酶促反應發生褐變所致。

表2 不同干燥方式預熟化薏米的色澤變化

2.4 糙薏米與各干燥方式預熟化薏米各成分的含量

從表3可知，糙薏米與各干燥方式預熟化薏米水分、還原糖、可溶性蛋白、游離氨基酸和γ-氨基丁酸(GABA)含量的變化。水分：糙薏米與各干燥方式預熟化薏米為5.47%～13.77%，糙薏米最高，顯著高于各干燥方式預熟化薏米；冷凍干燥最低，顯著低于糙薏米及除熱風干燥外的其余干燥方式預熟化薏米。還原糖：糙薏米與各干燥方式預熟化薏米為1.21%～14.48%，真空干燥最高，顯著高于糙薏米及熱風干燥方式預熟化薏米；糙薏米最低，顯著低于各干燥方式預熟化薏米。可溶性蛋白：糙薏米與各干燥方式預熟化薏米為0.08%～1.76%，冷凍干燥最高，顯著高于糙薏米及其余干燥方式預熟化薏米；糙薏米最低，顯著低于各干燥方式預熟化薏米。游離氨基酸：糙薏米與各干燥方式預熟化薏米為0.41%～0.66%，冷凍干燥最高，顯著高于糙薏米及自然干燥和熱風干燥預熟化薏米；熱風干燥的預熟化薏米和糙薏米較低，顯著低于其余干燥方式預熟化薏米。GABA：糙薏米與各干燥方式預熟化薏米為18.37～86.06 mg/100g，冷凍干燥最高，顯著高于糙薏米及其余干燥方式預熟化薏米；糙薏米最低，顯著低于各干燥方式預熟化薏米。表明，冷凍干燥預熟化薏米的營養價值最高。

表3 不同干燥方式預熟化薏米各成分的含量

2.5 糙薏米與各干燥方式預熟化薏米的氨基酸組成及含量

從表4看出，糙薏米和預熟化薏米均含有天冬氨酸、蘇氨酸和絲氨酸等17種氨基酸。糙薏米和預熟化薏米17種氨基酸的含量分別為0.10～32.77 mg/g和0.09～38.61 mg/g，均以天冬氨酸和組氨酸的含量較高，分別為25.76 mg/g、28.50 mg/g和32.77 mg/g、38.61 mg/g；其中，預熟化薏米有9種氨基酸含量高于糙薏米。糙薏米和預熟化薏米的必需氨基酸和總氨基酸含量分別為27.21 mg/g、28.45 mg/g和116.20 mg/g、124.09 mg/g，均以預熟化薏米較高。

表4 糙薏米與預熟化薏米的氨基酸組成及含量

2.6 糙薏米與預熟化薏米的脂肪酸組成及含量

從表5可知，糙薏米和預熟化薏米均含有豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸等9種脂肪酸，其含量分別為0.015%～50.208%和0.026%～49.505%，均以油酸含量最高，豆蔻酸含量最低；飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸及不飽和脂肪酸含量分別為15.918%/14.953%、50.409%/49.710%、33.673%/35.337%和84.082%/85.047%。預熟化薏米的豆蔻酸、硬脂酸、花生酸、棕櫚油酸、亞油酸、亞麻酸、多不飽和脂肪酸及不飽和脂肪酸含量高于糙薏米。

表5 糙薏米與預熟化薏米脂肪酸的組成及相對含量

3 討論

谷物蒸煮時受濕熱、酶和氧化等相互作用，發生淀粉和蛋白質部分降解、淀粉糊化等理化反應，對谷物營養品質有重要作用，且與加熱溫度和加熱時間有關[13]。同時，經水熱處理后，微生物被消滅、酶失活，儲存時不易霉變、生蟲，易于保管[14]。研究結果表明，自然干燥、冷凍干燥、真空干燥和熱風干燥預熟化薏米復水后復水比分別為1.590、2.111、1.616和1.909，各干燥方式間差異極顯著；冷凍干燥預熟化薏米的復水比最大(2.111)，復水時間最短(1.0 h)，復水后口感軟糯，有谷物清香，復水效果最好；在95～100℃微沸騰狀態下熟化 30 min時的預熟化薏米感官評分最好，最先煮熟，其口感佳和品質優。色澤是評價谷物干燥產品品質的重要指標之一，與糙薏米相比，4種干燥方式的熟化薏米L*、a*、b*值均有不同程度地變化。冷凍干燥可較好的保持產品的色澤，最大程度地阻止黃度的增加，熟化薏米的 L*值最大，b*值較小，a*值最接近糙薏米，色澤最好。預熟化薏米含有17種氨基酸和9種脂肪酸，17種氨基酸的含量分別為0.09～38.61 mg/g，均以天冬氨酸和組氨酸的含量較高，有9種氨基酸含量高于糙薏米，必需氨基酸和總氨基酸含量(28.45 mg/g和124.09 mg/g)均高于糙薏米(27.21 mg/g和116.20 mg/g)；9種脂肪酸含量為0.026%～49.505%，有6種脂肪酸含量高于糙薏米，以油酸含量最高，豆蔻酸含量最低；飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸及不飽和脂肪酸含量分別為14.953%、49.710%、35.337%和85.047%，多不飽和脂肪酸及不飽和脂肪酸含量高于糙薏米。在各種營養成分中，人體組氨酸可由普通的中間代謝產物合成，一直被認為是非必需氨基酸，但深入研究發現，幼齡動物和嬰幼兒乃至成年動物或成年人，其體內的組氨酸合成量均不能滿足機體生長需要，也需從食物中補充，又稱其為半必需氨基酸[15]。天冬氨酸主要用于治療心臟病、高血壓癥及肝臟病，具有恢復疲勞的作用，可作為良好的營養增補劑添加于各種功能性飲料[16]。LEWIS等[17]報道，亮氨酸缺乏會導致低血糖癥狀。不飽和脂肪酸主要來源于膳食油脂，為人體營養與健康所需的脂肪酸之一，對人體一些相應缺乏癥和內源性疾病有積極防治作用，在預防炎癥、癌癥，調節血壓、免疫力等方面有一定作用[18-19]。

4 結論

冷凍干燥預熟化薏米的復水比最大(2.111)，復水時間最短(1.0 h)，復水后口感軟糯，有谷物清香，復水效果最好；預熟化薏米含有17種氨基酸和9種脂肪酸，必需氨基酸、總氨基酸、6種脂肪酸、多不飽和脂肪酸及不飽和脂肪酸含量高于糙薏米，可溶性蛋白和游離氨基酸含量增加，食用品質提高。