脫皮制粉對黑、白青稞粉營養衛生品質及加工特性的影響

李婧，譚迎奧，景明菊，王樹林*，韓舜愈*

（1.甘肅農業大學食品科學與工程學院，甘肅 蘭州 730070；2.青海大學農牧學院，青海 西寧 810016）

青稞（Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.）是我國青藏高原地區最主要的農作物，屬于禾本科小麥族大麥屬大麥的變種之一[1]。青稞按其棱數可分為二棱裸大麥、四棱裸大麥和六棱裸大麥[2]；按其顏色來分，常見的有黑老鴉青稞（呈黑色）、白浪散青稞（呈淺黃白色）、瓦藍青稞（呈墨綠色）和肚里黃青稞（呈淺黃色）4種[3]。研究發現，不同地區、不同粒色青稞品種的營養成分含量及組成有所差異。青海青稞普遍具有高蛋白質（12.34%）、高 β-葡聚糖（5.09%）、高脂肪（1.91%）的優勢，其中黑色品種青稞的蛋白質、直鏈淀粉和纖維含量較高，脂肪含量較低，白色品種青稞總淀粉含量較低[4]。青藏高原人民自古種植和食用青稞，但因青稞蛋白特性（不能形成面筋）限制了其單獨作為食品原料的使用范圍[5]。青海省是我國青稞的第二大主產區，但青稞深加工的研究和發展卻相對滯后，青稞制粉存在產品品質差、營養損失大等問題[6]。近年來，國內對青稞粉產品的研究大多是在面粉中添加部分青稞粉或青稞全粉制作饅頭、面條、餅干、面包等食品[7-10]。而在國外研究中，通過石磨制粉工藝制備具有不同營養素和生物活性化合物的功能性裸大麥粉，并將其加入到烘焙產品中以提高功能和健康特性，或利用裸大麥的全粉或麩皮開發青稞產品[11-12]。此外，青稞麩皮作為青稞脫皮的副產品也可以被單獨開發利用[13]。在小麥的脫皮制粉過程中，脫皮可以改善小麥粉的品質，其作用主要表現在降低農藥殘留的污染、降低細菌數以及致毒毒素含量、強化小麥粉營養等3個方面[14]。但是目前青稞脫皮制粉對青稞粉加工特性影響的研究較少。本文以黑、白青稞為原料，研究脫皮制粉對黑、白青稞粉主要營養成分、衛生質量、糊化特性和面團粉質特性的影響，以期能夠為青稞高端產品的開發與生產提供依據，提升青稞精深加工的應用價值。

1 材料與方法

1.1 試劑與材料

黑青稞、白青稞：青海新丁香糧油有限公司；β-葡聚糖標準品（純度99%）：北京索萊寶科技有限公司；沒食子酸標準品（純度98%）：北京奧博星生物技術有限責任公司；淀粉試劑盒：北京智微科技有限公司；福林酚試劑：上海展云化工有限公司；乙醇、無水乙醇（均為分析純）：天津市富宇精細化工有限公司；無水乙酸鈉、冰乙酸、濃硫酸、苯酚、鎢酸鈉、鐵氰化鉀、無水碳酸鈉、淀粉-碘化鉀、硫代硫酸鈉、氯化鉀、氫氧化鈉（均為分析純）：天津市河東區紅巖試劑廠；硫酸鋅、碘化鉀、四硼酸鈉、石油醚（均為分析純）：天津市百世化工有限公司。

1.2 主要儀器與設備

TM05試驗用碾米機：佐竹機械（蘇州）有限公司；UV-1780型紫外-可見分光光度計：島津儀器（蘇州）有限公司；H/T16MM型臺式高速離心機：湖南赫西儀器裝備有限公司；LC-20/40D 3C液相色譜系統：島津企業管理（中國）有限公司；1906032白度計：上海昕瑞儀器儀表有限公司；RVA快速黏度儀：瑞典Perten公司；FZD-300粉質儀：廣州瑞豐實驗設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 青稞粉的制備

將青稞籽粒清洗除雜后浸麥調質，放入碾米機對其進行脫皮處理，得到脫皮率為0%、5%、10%、15%和20%的籽粒，干燥磨粉后過80目篩備用。

用萬能粉碎機對青稞麩皮進行粗粉碎，過80目篩得到青稞麩皮粉。

1.3.2 青稞粉主要營養及活性成分的測定

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》中的凱氏定氮法測定；淀粉含量采用淀粉試劑盒進行測定。

青稞β-葡聚糖采用苯酚-硫酸法進行測定。標準曲線方程為y=11.199 0x+0.416 1，R2=0.991 1。其中y表示吸光度，x表示葡萄糖濃度（mg/mL）。

總酚含量參考Singleton等[15]的Folin-Ciocalteu法并作修改。標準曲線方程為y=0.011 9x+0.0878，R2=0.998 7。其中y表示吸光度，x表示沒食子酸標準溶液濃度（mg/mL）。總酚含量的計算公式如下。

式中：W為多酚含量，mg/g；c為多酚質量濃度，mg/mL；v為提取液體積，mL；n為稀釋倍數；M為樣品質量，g。

1.3.3 青稞粉衛生指標的測定

灰分參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》中的灼燒質量法進行測定；霉菌參照GB 4789.16—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗常見產毒霉菌的形態學鑒定》和GB 4789.15—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數》進行測定；黃曲霉毒素B1參照GB 5009.22—2016《食品安全國家標準食品中黃曲霉毒素B族和G族的測定》的高效液相色譜-柱前衍生法進行測定。

1.3.4 青稞粉破損淀粉含量的測定

參照GB/T 9826—2008《糧油檢驗小麥粉破損淀粉測定α-淀粉酶法》進行。

1.3.5 青稞粉感官及粉質特性的測定

采用白度計測定青稞粉白度；參照GB/T 24853—2010《小麥、黑麥及其粉類和淀粉糊化特性測定快速粘度儀法》，采用黏度儀測定青稞粉糊化特性；參照GB/T 14614—2019《糧油檢驗小麥粉面團流變學特性測試粉質儀法》，采用粉質儀測定青稞粉粉質特性。

1.4 數據分析

使用Excel 2020、SPSS 20軟件進行數據統計分析，每組試驗均平行測定3次，試驗結果以平均值±標準差表示，且精確到小數點后兩位。

2 結果與討論

2.1 脫皮程度對青稞粉營養成分的影響

脫皮程度對青稞粉營養成分含量的影響見表1。

表1 脫皮制粉對黑、白青稞粉營養成分含量的影響Table 1 Effect of dehulling on the nutritional composition of black and white barley flour

由表1可知，隨著脫皮率的增加，黑、白青稞粉中蛋白質含量總體呈下降趨勢，這是由于青稞籽粒中蛋白質主要分布在表層[16]；黑青稞粉的蛋白質含量從未脫皮的12.70%下降到10.90%（脫皮率為20%），脫皮率10%的白青稞粉蛋白質含量最低，為8.45%。黑、白青稞粉總酚含量隨脫皮程度增加呈現下降趨勢，黑青稞粉總酚含量下降明顯，脫皮率20%時總酚含量僅為1.66 mg/g，白青稞在脫皮程度較低時（脫皮率0%～10%）總酚含量無顯著變化（P＞0.05），當脫皮率為20%時，含量下降了1.85 mg/g，這是因為相同品種青稞中，多酚含量在青稞籽粒中由外向內呈現逐漸遞減的趨勢[16]。2種青稞粉的β-葡聚糖含量呈先上升后平緩下降的趨勢，這是因為隨著脫皮率的增加，青稞籽粒的糊粉層及部分胚乳混入青稞粉中，而青稞中β-葡聚糖主要分布于青稞籽粒胚乳細胞壁和糊粉層細胞壁[16]；淀粉含量均有增加，因為淀粉在籽粒內部含量較高[16]，這與張龑等[17]的研究結果一致。

2.2 脫皮程度對青稞粉衛生質量的影響

脫皮程度對青稞粉衛生質量的影響見表2。

表2 脫皮制粉對黑、白青稞粉衛生質量的影響Table 2 Effect of dehulling on the hygienic quality of black and white barley flour

由表2可知，2種青稞粉均未檢出黃曲霉毒素B1，但霉菌含量總體呈先下降后上升趨勢，可能是由于部分青稞籽粒表面的霉菌經過磨粉機的輥壓后混入到粉中，從而造成交叉污染和殘留或潤麥工序不當導致霉菌大量繁殖[18]。隨著脫皮程度的增加，脫皮青稞粉灰分含量明顯下降，脫皮率為20%時，黑、白青稞粉灰分含量最低，分別為1.10%和0.88%，這是由于灰分主要來自于青稞表面附著的灰塵以及青稞的皮層和糊粉層[16]，因此，適度脫皮有助于減少青稞粉灰分和來源于表皮的污染物含量。

2.3 脫皮制粉對青稞麩皮粉營養成分和衛生質量的影響

脫皮青稞麩皮的營養成分及衛生指標的測定結果見表3。

表3 脫皮制粉對青稞麩皮粉營養成分和衛生質量的影響Table 3 Effect of dehulling on the nutritional composition and hygienic quality of barley bran flour

由表3可知，黑、白青稞麩皮粉中蛋白質含量較高，分別為17.10%和14.20%，這可能是青稞糊粉層在脫皮過程中進入麩皮所致[16]。黑青稞麩皮中未檢出β-葡聚糖，且2種青稞粉中總酚含量較低，在脫皮過程中幾乎沒有損失。青稞麩皮灰分含量明顯高于青稞粉。黑、白青稞麩皮中雖不含有黃曲霉毒素B1，但霉菌含量高達950.00 CFU/g和500.00 CFU/g。由此可見，脫皮處理對去除籽粒表面微生物污染有效果，有利于提升青稞粉的衛生質量。

由以上結果得出，脫皮率為5%的白青稞更適宜加工青稞粉。

2.4 脫皮制粉工藝對白青稞粉淀粉損傷特性和白度的影響

脫皮制粉工藝對白青稞粉淀粉損傷和白度的影響見圖1。

圖1 脫皮制粉工藝對白青稞粉淀粉損傷特性和白度的影響Fig.1 Effect of dehulling on starch damage characteristics and whiteness of white barley flour

由圖1可知，脫皮率為5%的白青稞粉淀粉損傷程度較未脫皮提高了4.10 UCD，這可能與青稞籽粒在加工成粉過程中受到磨粉設備的機械力作用有關，胚乳中的淀粉顆粒會受到不同程度的機械力而破損，從而影響面粉的品質特性[19]，王鵬林等[20]通過對比不同破損淀粉含量的面粉所制饅頭的品質發現：破損淀粉含量在20.00 UCD～25.00 UCD時品質最佳。白度是反映青稞粉感官品質的重要指標，脫皮率為5%的白度（57.57%）明顯高于未脫皮組（40.13%），因此，可通過適度脫皮來調控青稞粉的產品感官品質。

2.5 脫皮制粉工藝對白青稞粉糊化特性的影響

脫皮制粉工藝對白青稞粉糊化特性的影響見表4。

表4 脫皮制粉對白青稞粉糊化特性的影響Table 4 Effect of peeling and on the pasting characteristics of white barley flour

由表4可知，脫皮率為5%的青稞粉糊化特性指標均高于未脫皮的青稞粉，其中峰值黏度、衰減值和回生值增加較為明顯，分別上升了11 857.00、10 648.20、5 629.68 mPa·s，可能與脫皮青稞粉中蛋白質含量較高有關[21]。此外，青稞脫皮制粉工藝除去部分皮層，淀粉含量相對增加，減少了麩皮對糊化體系的影響，因此峰值黏度、谷值黏度和最終黏度均有所增加。

張雪嬌[22]通過分析小麥淀粉及流變學特性對餃子皮品質的影響發現，淀粉的峰值黏度、谷值黏度、最終黏度、回生值和峰值時間與餃子皮感官特性的很多指標呈正相關；Konik等[23]研究分析小麥粉的黏度性狀參數與其制成的面條品質參數間的關系發現，高峰黏度和低谷黏度與面條軟度呈高度正相關；而Huang等[24]的研究表明，小麥粉的高峰黏度與饅頭體積呈正相關。結合已有研究結果及本研究結果，推測5%脫皮率的青稞粉具有較好的加工品質。

2.6 脫皮制粉工藝對青稞粉面團粉質特性的影響

脫皮制粉工藝對青稞粉面團粉質特性的影響見表5。

表5 脫皮制粉對白青稞粉粉質特性的影響Table 5 Effect of peeling and on the powder quality characteristics of white barley flour

由表5可知，脫皮白青稞粉的吸水率比未脫皮青稞粉高6%，這與曾維鵬等[25]的研究結論一致；穩定時間是衡量面粉筋力強度的一個重要指標，穩定時間越長，說明面團的耐攪拌性越強；弱化度表明面團在攪拌過程中的破壞速率即機械攪拌的承受力，也代表面團的強度[26-27]。脫皮后的白青稞面團形成時間增加0.11 min，穩定性時間增加2.6 min，而弱化度降低了12.09 FU，表明脫皮后白青稞粉的面團面筋強度更好、韌性變好、易成型，不會在短時間內因缺水而出現龜裂等現象。

3 結論

適度脫皮雖然會導致營養成分的損失，但可以保證青稞粉的衛生質量，同時有助于改善青稞粉的糊化特性和面團粉質特性，且青稞的脫皮率在5%左右較適宜。