分段熱加工對(duì)薏米營(yíng)養(yǎng)與功能成分的影響

商 珊，秦禮康,*，楊先龍，李玢親

（1.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2.貴州鑫龍食品開發(fā)有限公司，貴州 安順 561000）

分段熱加工對(duì)薏米營(yíng)養(yǎng)與功能成分的影響

商 珊1，秦禮康1,*，楊先龍2，李玢親1

（1.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2.貴州鑫龍食品開發(fā)有限公司，貴州 安順 561000）

以蒸煮、干燥、噴爆和油炸4個(gè)工序加工膨化型薏米休閑食品，對(duì)比分析薏米在分段熱加工過程中營(yíng)養(yǎng)與功能成分的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明：分段熱加工過程中，薏米營(yíng)養(yǎng)與功能成分逐級(jí)遞減（P＜0.05）。其中，噴爆工序?qū)裁谞I(yíng)養(yǎng)與功能成分破壞最大；精薏米灰分、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、粗纖維、碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)素?fù)p失量顯著高于糙薏米（P＜0.05）；糙薏米的主要功能成分黃酮、薏苡酯的損失率比精薏米分別低19.39%、10.12%。因此，作為功能食品原料，糙薏米比精薏米更具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能。

薏米；蒸煮；噴爆；油炸；營(yíng)養(yǎng)與功能成分

隨著崇尚健康、回歸自然的國(guó)際化健康生活理念的普及和提升，人們?nèi)找孀⒅厣攀辰Y(jié)構(gòu)的調(diào)整，一個(gè)以小雜糧為時(shí)尚的糧食消費(fèi)結(jié)構(gòu)在悄然興起。雜糧雜豆，一般是指除小麥、稻谷、玉米和大豆（含青豆、黑豆）四大糧食品種以外的其他谷物和豆類，包括薏苡、蕎麥、黑麥、小米、高粱、綠豆、蕓豆等200多個(gè)品種。雜糧能提供多種營(yíng)養(yǎng)和植物化學(xué)物質(zhì)，減少慢性疾病，包括癌癥和心臟疾病的風(fēng)險(xiǎn)，改善人類健康[1]。

薏苡（Coix lachrymajobi L.）為禾本科（Gramineae/ Poaceae）薏苡屬草本植物，一年生或多年生草本植物[2]。它的干燥成熟種仁稱為薏苡仁，俗稱“苡仁米”、“藥王米”、“回回米”、“六谷米”等。薏苡籽實(shí)由胚乳、糠層和外殼部分構(gòu)成，去掉外殼和糠層便得到胚乳，即薏米。薏米的營(yíng)養(yǎng)、藥用價(jià)值極高，被譽(yù)為“世界禾本科植物之王”[3]。薏米為藥膳兩用原料，具有健脾、補(bǔ)肺、清熱、利濕的功效，《本草綱目》稱其為上品“養(yǎng)心藥”[4]。國(guó)內(nèi)外分析資料表明，薏米不僅富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、粗纖維、礦物質(zhì)（Ca、P、Fe、K、Na、Mg、Zn、Se）、維生素（VE、B1、B2）等營(yíng)養(yǎng)成分，而且還含有酯類（薏仁酯/薏苡酯、薏仁素、薏苡仁油）、甾醇類（阿魏酰豆甾醇和菜籽甾醇）、苯并唑酮類、茚類、木脂素類、三萜類、酚類、多糖類、生物堿類、腺苷類等藥效成分。并且含有人體必需的8種氨基酸，是一種營(yíng)養(yǎng)均衡的谷物[5]。據(jù)文獻(xiàn)[6]報(bào)道，薏米具有健脾，補(bǔ)肺，清熱，降血糖，利濕，輕身益氣等功效，而且其特有的薏苡仁酯具有降低血糖，并對(duì)某些癌細(xì)胞有抑制作用。此外，薏米也作為一種營(yíng)養(yǎng)食物的來源長(zhǎng)期用于中國(guó)民間醫(yī)藥中[7]。所以，薏米作為一種集營(yíng)養(yǎng)、保健、醫(yī)療于一體的重要小雜糧作物，開發(fā)前景十分廣闊。

本實(shí)驗(yàn)以糙薏米和精薏米為原料，采用蒸煮、干燥、噴爆、油炸等分段熱加工處理，開發(fā)膨化型薏米休閑食品，對(duì)比分析4個(gè)工序?qū)裁谞I(yíng)養(yǎng)與功能成分的動(dòng)態(tài)變化，為薏米休閑食品的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糙薏米（薏米去外殼）和精薏米（薏米去外殼和糠皮）由貴州鑫龍食品開發(fā)有限公司提供。

葡萄糖 成都金山化學(xué)試劑有限公司；蘆丁 南京替斯艾么中藥技術(shù)研究所；其他化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-7502 PC紫外-可見分光光度計(jì) 上海欣茂儀器有限公司；HH-S6電熱恒溫水浴鍋 北京科偉永興儀器有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海錦星科學(xué)儀器有限公司；CXC-06粗纖維測(cè)定儀 浙江托普儀器有限公司；L-400自動(dòng)離心機(jī) 上海利鑫堅(jiān)離心機(jī)有限公司；BS110S分析天平 北京賽多利斯天平有限公司。

1.3 方法

1.3.1 技術(shù)路線

1.3.2 工藝要點(diǎn)

1.3.2.1 蒸煮工藝

除雜：除去薏米殼、碎粒及其他雜物；浸泡：在料液比1∶10條件下用60 ℃水浸泡3 h[15]；蒸煮：分別在高壓和常壓下蒸煮30 min，保溫10 min。干燥：將蒸煮過后的薏米在80 ℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥，控制水分含量在10%～15%。

1.3.2.2 噴爆工藝

噴爆條件：物料含水量1 0%～1 5%；壓力：0.9 MPa；溫度150 ℃；時(shí)間：6～8 min。

1.3.2.3 油炸工藝

油炸條件：油溫：180 ℃；時(shí)間：85 s；調(diào)味：油炸后的薏米加入適量的奶油和蜂蜜、攪拌、混勻。

1.3.3 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定方法

水分：GB5009.3—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》；灰分：GB5505—2008《糧油檢驗(yàn) 灰分測(cè)定法》；蛋白質(zhì)：GB5009.5—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；粗脂肪：GB/T14772—2008《食品中粗脂肪的測(cè)定》；淀粉：GB/T5514—2008《糧食、油料中淀粉含量測(cè)定》；粗纖維：粗纖維測(cè)定儀。

1.3.4 功能成分粗多糖含量測(cè)定

1.3.4.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

配制質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)工作液。精確量取葡萄糖對(duì)照品溶液（0.1 mg/mL）0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mL分別置于干燥試管中，各加水至1.00 mL，再分別加苯酚試劑0.50 mL，搖勻，在冷水浴中迅速滴加硫酸2.50 mL，即刻搖勻后放置10 min，然后放置沸水浴加熱10 min，迅速冷卻到室溫。以1.0 mL蒸餾水按同樣顯色操作為空白，于540 nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度[8]。以葡萄糖含量為橫坐標(biāo)（x，mg/mL），吸光度為縱坐標(biāo)（y），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其回歸方程為y= 0.522 8x＋0.004 9（R2=0.996 3）。

1.3.4.2 粗多糖提取及測(cè)定

挑選籽粒飽滿、色澤潔白、無蟲蛀、無霉斑的薏米充分干燥后置于粉碎機(jī)中，粉碎過60目篩。每份稱取5 g，用石油醚脫脂后，置于三角瓶中，加蒸餾水調(diào)節(jié)至pH 5.2，于100 ℃水浴鍋中提取。按20 IU/g加淀粉酶到提取液中，直到碘檢不變色；接著按18 IU/g加糖化酶，水浴溫度50～60 ℃，pH 6.5處理1 h，以去除淀粉。100 ℃水浴條件下滅酶10 min，然后在3 000 r/min條件下離心10 min，上清液經(jīng)減壓濃縮，加入4倍濃縮液體積的95%乙醇醇沉過夜，干燥沉淀得薏米粗多糖[9]。

粗多糖含量采用苯酚-硫酸法測(cè)定。

1.3.5 總黃酮含量測(cè)定

1.3.5.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精密稱取在120 ℃干燥至質(zhì)量恒定的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品10.12 mg置于50 mL容量瓶中，加無水乙醇溶解并稀釋至刻度，搖勻。吸取上述溶液0.0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL分別置于25 mL容量瓶中，各加入5%的亞硝酸鈉溶液1 mL搖勻，放置6 min，加10%的硝酸鋁溶液1 mL搖勻，放置6 min，加4%的氫氧化鈉溶液10 mL，然后用無水乙醇稀釋至刻度搖勻，放置15 min，在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度[10]。以蘆丁含量為橫坐標(biāo)（x，mg/mL），吸光度為縱坐標(biāo)（y），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其回歸方程為y=0.011 4x－0.007 9（R2=0.998 0）。

1.3.5.2 總黃酮含量測(cè)定

采用微波萃取法提取薏米中黃酮，具體實(shí)驗(yàn)步驟為：挑選籽粒飽滿、色澤潔白、無蟲蛀、無霉斑的薏米充分干燥后置于粉碎機(jī)中，粉碎過60目篩。稱取3 g樣品于三角瓶中，加入15倍體積的95%乙醇，在水浴中浸提30 min，取出后在微波功率400 W條件下，微波10 min，過濾，收集濾液，用溶劑定容于100 mL的容量瓶中。取提取液、蒸餾水各1 mL，按上述方法操作[11]。

1.3.6 薏苡酯含量測(cè)定

用粉碎機(jī)將薏米粉碎至60目細(xì)度粉狀，干燥至質(zhì)量恒定。稱取樣品10 g，加入6倍體積的丙酮，60 ℃冷凝回流30 min，過濾，將濾液置于65 ℃恒溫水浴中蒸餾，得到提取液，并通過冷凝管回收丙酮。將提取液溶于200 mL石油醚中，濾除不溶物，將濾液分別移入蒸餾燒瓶中，置于50 ℃恒溫水浴中蒸餾，得到薏苡油提取液，并通過冷凝管回收石油醚[12-13]。

稱取薏苡仁油1.300 g，置于250 mL錐形瓶中，加入0.5 mol/L乙醇配制的氫氧化鉀溶液25 mL，熱回流30 min，冷卻，用10 mL乙醇沖洗冷凝管的內(nèi)壁，加酚酞指示液0.1 mL，用0.5 mol/L鹽酸滴定剩余氫氧化鉀至溶液粉紅色褪去，加熱至沸騰，若溶液出現(xiàn)粉紅色，需再滴定至粉紅色褪去；同時(shí)作空白實(shí)驗(yàn)[14]。

式中：V1為樣品消耗鹽酸溶液體積/mL；V0為空白消耗鹽酸溶液體積/mL；m為樣品干基質(zhì)量/g；每1 mL乙醇配制KOH溶液（0.5 mol/L）相當(dāng)于145.16 mg酯。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用Excel、SPSS20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行差異性分析。所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 薏米蒸煮過程中營(yíng)養(yǎng)及功能成分分析

表1 薏米高壓蒸煮、噴爆分段熱加工過程中營(yíng)養(yǎng)及功能成分分析Table 1 Analysis of nutritional and functional components during segmented heat processing of steamed adlay under high pressure and puffing conditions

由表1、2可知，精薏米與糙薏米在高壓蒸煮和常壓蒸煮過程中，營(yíng)養(yǎng)及功能成分含量逐級(jí)遞減（P＜0.05）。高壓蒸煮后薏米的蛋白質(zhì)含量比蒸煮前略有減少，精薏米損失率為18.39%、糙薏米損失率為12.52%；常壓蒸煮過后精薏米和糙薏米蛋白質(zhì)損失率分別為25.37%、16.67%。蒸煮過程中蛋白質(zhì)的變化機(jī)理是溫度升高到100 ℃時(shí)，可溶性蛋白質(zhì)減少，可溶性氮量增加，但蛋白質(zhì)態(tài)氮反而下降，在蒸煮過程中蛋白質(zhì)分子是不可分解的。脂肪含量在蒸煮過程中變化不大。蒸煮階段也是淀粉糊化階段，其含量在高壓蒸煮和常壓蒸煮后均下降：精薏米高壓蒸煮后損失率為16.20%、糙薏米損失率為13.00%；常壓蒸煮后精薏米和糙薏米淀粉含量損失率分別為10.44%、10.17%。Rashmi等[16]用不同的方法蒸煮大米，結(jié)果表明大米中淀粉含量下降。在蒸煮過程中黃酮含量降低，這是由于水煮加熱增加了黃酮向外滲透的速率，使大量黃酮因滲入熱水中而丟失，同時(shí)也會(huì)使黃酮的種類發(fā)生改變。具有抗癌功能的活性成分薏苡酯含量在高壓蒸煮、常壓蒸煮過程中略有減少：精薏米和糙薏米在高壓蒸煮過程中的損失率分別為4.15%、4.13%；常壓蒸煮過程中兩者的損失率分別為8.08%、6.69%，目前對(duì)于薏苡酯在蒸煮階段含量損失機(jī)理尚未有研究。

表2 薏米常壓蒸煮、噴爆分段熱加工過程中營(yíng)養(yǎng)及功能成分分析Table 2 Analysis of nutritional and functional components during segmented heat processing of steamed adlay under normal pressure and puffing conditions

2.2 薏米噴爆過程中營(yíng)養(yǎng)及功能成分分析

由表1、2可知，精薏米與糙薏米在噴爆過程中，營(yíng)養(yǎng)及功能成分含量逐級(jí)遞減（P＜0.05）。薏米蒸煮后再噴爆的營(yíng)養(yǎng)及功能成分分析：膨化過程中，物料受高溫、高壓和高剪切作用，在模具口擠出的瞬間，高壓迅速變成常壓，物料內(nèi)部過熱狀態(tài)的水分瞬間汽化，體積可膨脹2 000倍，巨大的膨脹壓力不僅破壞了物料外部狀態(tài)，而且也拉斷了物料內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)，將部分不溶性長(zhǎng)鏈淀粉切成水溶性短鏈淀粉、糊精和糖，從而使淀粉含量降低[17]。

蛋白質(zhì)在膨化過程中受熱和剪切擠壓的綜合作用，使得維持三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)的綜合力變?nèi)酰谙蚰＞呖谝苿?dòng)的過程中，蛋白質(zhì)分子由折疊狀態(tài)變?yōu)橹本€狀（即發(fā)生變性作用）。蛋白質(zhì)變性后，原封閉在分子內(nèi)部的氨基酸殘基暴露在外，可與還原糖及其他成分發(fā)生反應(yīng)（包括Maillard反應(yīng)），使得蛋白質(zhì)含量下降[17]。而部分不溶性纖維斷裂形成可溶性纖維，是測(cè)得的粗纖維含量下降。高壓蒸煮噴爆后薏苡酯含量精薏米和糙薏米均下降，其損失率分別為23.92%、19.71%，常壓蒸煮噴爆后精薏米和糙薏米的薏苡酯含量損失率分別為20.42%、19.20%。薏苡酯在高溫和機(jī)械力作用下，結(jié)構(gòu)遭到破壞[18]，從而對(duì)其抗癌功效產(chǎn)生一定的影響。

2.3 薏米油炸過程中的營(yíng)養(yǎng)及功能成分分析

表3 薏米油炸過程中營(yíng)養(yǎng)及功能成分分析Table 3 Analysis of nutritional and functional components of adlay during the frying stage

由表3可知，薏米油炸過程中的營(yíng)養(yǎng)及功能成分含量在不同原料中差異均顯著（P＜0.05）。產(chǎn)品中，精薏米灰分、蛋白質(zhì)、淀粉、粗纖維含量分別為0.41%、8.18%、45.72%、2.69%，糙薏米中的相應(yīng)含量分別為1.47%、10.25%、57.88%、4.81%。油炸的目的在于改善食品的色、香、味，是通過美拉德反應(yīng)和食品對(duì)油中揮發(fā)性物質(zhì)的吸附來實(shí)現(xiàn)的[19]。淀粉經(jīng)過油炸處理后，在熱作用與油脂相互作用后，生成淀粉-脂類復(fù)合物，改善產(chǎn)品的口感，同時(shí)油炸可以殺滅產(chǎn)品中的微生物，延長(zhǎng)產(chǎn)品保存期，改善產(chǎn)品風(fēng)味，增強(qiáng)了產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分的消化性。但實(shí)驗(yàn)研究表明[20]，油脂經(jīng)過200 ℃以上高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱，其物理和化學(xué)性質(zhì)均會(huì)發(fā)生很大變化，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生多環(huán)芳烴、雜環(huán)胺類化合物和丙烯酰胺等危害人體健康的有毒有害物質(zhì)。所以為了減少油炸過程中有害物質(zhì)的形成，可以采取低溫、短時(shí)油炸等措施。

3 結(jié) 論

根據(jù)蒸煮、干燥、噴爆、油炸分段熱加工膨化型薏米的營(yíng)養(yǎng)及功能成分結(jié)果得出：噴爆過程是一個(gè)高溫短時(shí)的加工過程，薏米受熱時(shí)間短，糙薏米的營(yíng)養(yǎng)及功能成分受破壞程度明顯低于精薏米；分段熱加工過程使薏米的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等大分子物質(zhì)結(jié)構(gòu)均不同程度發(fā)生降解，從而使產(chǎn)品形成多孔、疏松結(jié)構(gòu)，更易于被人體消化吸收。

由于薏米是很好的藥食兩用功能性食品，正日益成為人們理想的健康營(yíng)養(yǎng)食品。近年來，利用薏米為原料也生產(chǎn)出了許多保健品。齊鳳云等[21]將薏米和大豆制成的納豆，黏性適宜，香味濃郁，風(fēng)味最佳。李晶[22]以薏米為發(fā)酵原料，生產(chǎn)出具有獨(dú)特薏米芳香氣味的保健飲料。本實(shí)驗(yàn)以蒸煮、干燥、噴爆和油炸4個(gè)工序進(jìn)行膨化型薏米加工，開發(fā)出一種口感松脆、營(yíng)養(yǎng)豐富的薏米休閑食品。經(jīng)加熱、擠壓、膨化處理后得到的顆粒狀或棒狀的膨化食品，此時(shí)原料中所含的淀粉完全α化，同時(shí)也有效的利用了薏米的藥效成分[23]。目前人類正面臨著健康受到嚴(yán)重?fù)p壞的危險(xiǎn)，因此合理飲食，加強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)非常重要，大力開發(fā)薏米類營(yíng)養(yǎng)保健產(chǎn)品迫在眉睫。

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Effects of Segmented Heating Processes on Nutritional and Functional Components in Adlay

SHANG Shan1, QIN Li-kang1,*, YANG Xian-long2, LI Bin-qin1
(1. College of Life Science, Guizhou University, Guiyang 550025, China; 2. Xinlong Food Development Company Limited, Anshun 561000, China)

The snack food made from puffed adlay was processed by four procedures including steaming, drying, puffing and frying. The dynamic changes in the nutritional and functional components during these procedures were analyzed and compared. The results showed that the nutritional and functional components of adlay were gradually decreased during the segmented heating processes (P ＜ 0.05). Puffing had the greatest impact on the nutritional and functional components of adlay. The loss of nutrients such as protein, fat, starch, crude fiber and carbohydrate was significantly larger in polished adlay than in unpolished adlay during the segmented heating processes (P ＜ 0.05). The loss ratios of flavonoids and coix ester in unpolished adlay products were 19.39% and 10.12% lower than in polished adlay products, respectively. Therefore, unpolished adlay has higher nutritional and functional value.

adla y; steaming; puffing; frying; nutritional and functional components

TS210.4

A

1002-6630（2014）05-0081-04

10.7506/spkx1002-6630-201405016

2013-06-19

貴州省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目（黔科合農(nóng)G字[2012]4001）；省縣市三方合作項(xiàng)目（安西科合gzassxx1ch[2012]3006（1）；

安市科合（2012）5）；貴州省重大專項(xiàng)項(xiàng)目（黔科合重大專項(xiàng)字[2013]6010-5）

商珊（1988—），女，碩士，研究方向?yàn)槭称芳庸ぁ-mail：573642159@qq.com

*通信作者：秦禮康（1965—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称芳庸づc安全。E-mail：likangqin@126.com