焙炒處理對燕麥甜醅品質及功能因子含量的影響

麻宸睿，王新宇，桂穎， 張琇，曹曉虹，韓立宏，2*

1(國家民委發酵釀造工程生物技術重點實驗室(北方民族大學)，寧夏 銀川,750021) 2(寧夏瑞春雜糧股份有限公司，寧夏 固原，756000)

燕麥(AvenasativaL.) 屬禾本科早熟禾亞科燕麥屬，是一種耐旱、耐寒、耐貧瘠、喜陰涼的一年生作物，為我國西部貧困山區的特色優勢農業資源。燕麥是全價營養谷物，1997年美國FDA認定燕麥為功能性食物，富含平衡全面的必需氨基酸、維生素、礦物質及膳食纖維，其中含有的生物活性成分β-葡聚糖、皂苷和亞油酸具有降低膽固醇、調節血糖和肝脂肪組織代謝等生理功能，總酚、黃酮類物質具有抗氧化、延緩衰老等功效[1]。近幾年來，國內外在燕麥的功能特性、食品開發等方面開展的研究日益增多[2-4]。

甜醅是我國西北地區，特別是青海、甘肅、寧夏、陜西等地的民間小吃，廣泛受到當地漢、回、藏等多民族消費者的青睞。它是以燕麥為原料，借助甜酒曲經固態發酵工藝制作而成，醅粒飽滿如果肉，醅汁甘甜似糖水，氣味香甜如醇酒，堪稱我國地方傳統特色飲食文化的精髓。但是，目前為止，市場還很少見工業化的燕麥甜醅產品，只是有一些關于燕麥甜醅制作工藝優化[5]及甜醅發酵過程中理化指標及活性成分變化的零星報道[6-7]。焙炒處理是改善谷物質地、風味和營養價值的有效手段[8]，已有研究顯示，燕麥經過焙炒可以增強風味、降低脂肪酶活性，進而提高產品穩定性[9]。民間傳統燕麥甜醅制作中也常有焙炒燕麥的工序。但是關于焙炒處理對燕麥甜醅品質及其功能因子影響的研究，目前國內外還未見相關報道。

本論文在前期研究工作的基礎上，以改進的傳統工藝制作甜醅樣品，系統研究焙炒工藝對甜培破碎率、質地、感官品質，及其功能因子含量的影響，為高品質甜醅制品的產業化提供技術指導，也為其他燕麥制品的研發及品質改善提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

燕麥米，寧夏瑞春雜糧股份有限公司提供(2017年產于寧夏六盤山區)；甜酒曲，安琪酵母股份有限公司；β-葡聚糖測定試劑盒(megazyme β-glucan assay kits)，愛爾蘭Megazyme公司；沒食子酸標準品、蘆丁標準品、Folin-Ciocalteu試劑：Sigma Chemical Co, St.Louis, MO；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

TMS-CONSOLE物性儀，美國FTC公司產品；LC-20AD型高效液相色譜儀(RID-10A示差檢測器)，日本島津公司；TECAN M200全波段酶標儀，TECAN公司；LGJ-10S真空冷凍干燥機，河南兄弟儀器設備有限公司；CY-550筒式烘炒機，南京騰陽干燥設備廠；KQ-5200E型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；HJ-500高速中藥粉碎機，山東東營弘玖制藥機械有限公司；DHP-9160恒溫培養箱，上海一恒科學儀器有限公司；電飯煲，蘇泊爾公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 甜醅樣品的制作

甜醅制作工藝如下：精選燕麥米，180 ℃(實際溫度160～180 ℃之間)和12 r/min轉速條件下在筒式烘炒機分別焙炒0、3、6、9、12 min。然后清洗干凈，加入適量水浸泡4 h(每個處理之間保持料液比一致)，置于電飯鍋中精煮檔蒸煮50 min，出鍋，涼至室溫，0.6%安琪甜酒曲接種拌勻，32 ℃恒溫培養60 h，即為成品。部分成品25 ℃條件下放置30 min后進行質地、感官及破碎率實驗；部分成品真空冷凍干燥后用于功能因子含量的測定。

1.3.2 破碎率的計算

將甜醅樣品中的整醅粒與破碎醅粒分離、干燥、稱重。破碎率按公式(1)計算。

(1)

式中：Y，破碎率，%；m，碎米甜醅干燥后的質量，g；M，試樣干燥后的總質量，g。

1.3.3 質的測定

參考王曉彬等[10]的方法，采用質構儀進行測定。選用P/36R柱狀探頭。運行模式：TPA模式。具體參數設置：觸發力5 g，測試前速度3 mm/s，測試速度1.5 mm/s，測試后速度2 mm/s，壓縮程度40%，2次壓縮間隔時間5 s。每次測試時，在制備好的甜醅樣品中間層的不同部位隨機取3粒完整的醅粒對稱放置在質構儀的載物臺上進行測定，醅粒之間保持一定的間隔。每個處理平行制備3個樣品，每個樣品做6次平行，最終結果用平均值±標準差表示。

1.3.4 感官品質評價

甜醅的感官評定試驗根據GB/T 13662—2008[11]中的瓶酒方法，并結合相關文獻中米酒的評定方法[12]及甜醅的評價標準[5]，對甜培產品從外觀、口感、香氣、質地4個方面進行品評，具體的評分標準見表1。

表1 甜醅感官評定標準Table 1 Sensory evaluation criteria of sweet fermented oat

1.3.5 甜醅功效成分測定

1.3.5.1 β-葡聚糖含量測定

采用直接測定法[13-14]。

1.3.5.2 總酚含量測定

采用folin-ciocalteu(FC)比色法[15]。取不同濃度的沒食子酸標準溶液或甜醅提取液于10 mL比色管中，依次加入1.0 mL 0.2 mol/L的FC試劑和2 mL質量分數為15%的Na2CO3溶液，用去離子水定容至10 mL，混合充分后室溫放置1 h，在760 nm波長下測定吸光度。以沒食子酸質量濃度為橫坐標(x，μg/mL)；以吸光度為縱坐標(y)繪制標準曲線，測定回歸方程為：y=0.011x+0.016，R2=0.998 7。

1.3.5.3 總黃酮含量測定

采用NaNO2-Al(NO3)3比色法[16]?；貧w方程為y=0.001 9x+0.009 7，R2=0.999 8。

1.4 數據處理

除質地和感官評價實驗外，其他實驗均重復3次,取平均值，以平均值±SD表示。顯著性分析(P<0.05)采用SPSS 17.0軟件，作圖采用Origin 8.5軟件。

2 結果與討論

2.1 焙炒處理對燕麥甜醅破碎率的影響

破碎率是影響甜醅感官品質和商品價值的重要指標。醅粒完整度越高，甜醅的感官品質越好，商品價值越高。不同時間的焙炒處理對燕麥甜醅破碎率的影響結果如圖1所示。從圖1可以看出，燕麥米經過焙炒處理可顯著降低(P<0.05)甜醅產品的破碎率。當焙炒時間為6 min左右時，甜醅產品的破碎率達到最低；烘焙時間超過9 min之后隨著焙烤時間繼續增加，甜醅破碎率沒有顯著變化。已有研究表明，高溫烘焙可導致燕麥籽粒內脂-蛋白質之間結合減弱，油脂會滲透到淀粉顆粒內部，與直鏈淀粉分子形成復合物，這樣相當于油脂成膜覆蓋在淀粉顆粒的表面上，從而增加淀粉顆粒的疏水性，顯著降低淀粉顆粒的水和性和膨脹度[17-19]。淀粉顆粒的水和性和膨脹度降低，燕麥籽粒的耐煮度增大，同等濕熱處理條件下，燕麥籽粒的破碎趨勢相對減弱。因此，燕麥籽粒經過焙炒處理可顯著降低甜醅產品的破碎率。

圖1 不同焙炒時間對燕麥甜醅破碎率的影響Fig.1 Effect of different roasting time on the broken rate of sweet fermented oat注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),下同。

2.2 焙炒處理對燕麥甜醅質地的影響

質地是影響甜醅食用品質的主要特性。從表2可以看出，焙炒處理顯著增大了(P<0.05)燕麥甜醅樣品的硬度、彈性和咀嚼性。當焙炒時間達到6 min左右時，繼續延長時間對甜培產品的硬度和咀嚼性均沒有顯著影響，而彈性出現下降趨勢。這是因為焙炒處理降低了燕麥籽粒的水和性，導致同等濕熱條件下，焙炒燕麥籽粒的吸水率降低，籽粒內部淀粉顆粒膨脹崩解度低，最終貢獻于甜醅產品硬度增大。經過焙炒處理的甜醅產品的破碎率降低，與對照相比，醅粒籽粒表皮完整度高，彈性顯著增大，但是炒制過度，也會造成燕麥籽粒表皮破壞及淀粉部分碳化，甜醅產品的彈性反而下降。咀嚼性是衡量食品質地特性的一個綜合指標。經過焙炒處理的甜醅樣品顆粒表皮完整度高，內部淀粉顆粒離散程度低，與對照相比，咀嚼性增強。

表2 不同焙炒時間對燕麥甜醅質地的影響Table 2 Effect of different roasting time on the texture ofsweet fermented oat

2.3 焙炒處理對燕麥甜醅感官品質的影響

感官品質是決定食品食用價值的最重要的指標。從圖2可以看出，與對照相比，焙炒處理顯著改善了(P<0.05)甜醅的感官品質。當焙炒時間為6 min左右時，所得甜醅樣品具有燕麥的典型色澤、軟硬適中、顆粒飽滿、均勻完整、固形物溢出少、沒產生黑色孢子、無苦澀味、無明顯酸味、無明顯酒味、純正的發酵香味、香甜適口，感官得分最高。

圖2 不同焙炒時間對燕麥甜醅感官特性的影響Fig.2 Effect of different roasting time on the sensory quality of sweet fermented oat

2.4 焙炒處理對燕麥甜醅功能成分的影響

2.4.1 焙炒處理對燕麥甜醅β-葡聚糖含量的影響

β-葡聚糖是燕麥及其制品中最重要的功能因子。從圖3可以看出，炒制對樣品中β-葡聚糖的含量沒有產生顯著影響(P>0.5)。曾有研究發現，焙炒處理燕麥-小麥混合粉面團體系，會顯著降低面團中可溶性β-葡聚糖的含量[20-21]。這是因為小麥粉中的酶在焙烤過程中降解了燕麥β-葡聚糖[22]。

圖3 不同焙炒時間對燕麥甜醅β-葡聚糖含量的影響Fig.3 Effect of different roasting time on β-glucan of sweet fermented oat

2.4.2 焙炒處理對燕麥甜醅總酚含量的影響

如圖4所示，焙炒過程顯著增大了(P<0.05)樣品中的總酚含量，但是炒制時間達到6 min后，繼續焙炒，甜醅樣品中的總酚含量不再發生顯著變化。已有研究發現，熱處理可顯著增加燕麥中的總酚含量，這是因為加熱過程引起燕麥細胞成分降解，釋放出更多的結合態酚酸，增大了結合態總酚的可提取性[23-24]。

圖4 不同焙炒時間對燕麥甜醅總酚含量的影響Fig.4 Effect of different roasting time on total phenols of sweet fermented oat

2.4.3 焙炒處理對燕麥甜醅總黃酮含量的影響

從圖5中可以看出，隨著焙炒時間的延長，燕麥甜醅中的總黃酮含量呈現下降趨勢，炒制6 min左右，甜醅樣品中總黃酮含量與對照相比顯著下降(P<0.05)。本研究結果與SANDHU等的研究結果一致，這是因為黃酮類物質對熱敏感，熱處理會對其造成破壞[23, 25]。

圖5 不同焙炒時間對燕麥甜醅總黃酮含量的影響Fig.5 Effect of different roasting time on total flavonoids of sweet fermented oat

3 結論

焙炒處理是民間傳統燕麥甜醅制作的常用工序，其對燕麥甜醅產品的破碎率、質地、感官品質，以及產品中β-葡聚糖、總酚、總黃酮等功能因子的含量產生不同的影響。焙炒處理顯著降低了燕麥甜醅的破碎率，焙炒6 min左右，破碎率相比對照降低50.86%；經炒制處理的甜醅樣品的硬度、彈性和咀嚼性顯著增大，其感官綜合品質也得到了顯著改善，焙炒6 min，所得樣品的感官綜合得分最高；焙炒處理顯著增大了燕麥甜醅的總酚含量，降低了總黃酮含量，但對β-葡聚糖含量沒有顯著影響。由此可見，傳統的炒制工序對燕麥甜醅的品質具有顯著的提升作用，可用于工業化高品質甜醅產品的制作。