小麥胚飲料的生產(chǎn)工藝研究

魏斯奇，付 丹，張 傲，謝 紅，胡小泓

(武漢工業(yè)學(xué)院工商學(xué)院食品科學(xué)與工程系，湖北武漢430065)

小麥?zhǔn)俏覈饕募Z食作物之一，而小麥胚是小麥加工的重要副產(chǎn)品，小麥胚約占小麥籽粒重量的1.4%—2.9%。我國小麥胚的蘊(yùn)藏量每年達(dá)280萬 t以上［1］。

小麥胚富含多種營養(yǎng)成分，其中蛋白質(zhì)含量約為30% ，且8種必需氨基酸占總氨基酸含量35% ，賴氨酸的含量尤其高(是雞蛋的2.5倍、面粉的7—8倍);脂肪的含量為lO%左右，其中不飽和脂肪的含量高達(dá)8O%;麥胚中還含有大量維生素E以及一定量的礦物質(zhì)［2-4］。小麥胚的主要營養(yǎng)成分見表1。此外，小麥胚還蘊(yùn)藏著谷胱甘肽、黃酮類物質(zhì)、甾醇及脂多糖等多種生理活性物質(zhì)，被營養(yǎng)學(xué)家們譽(yù)為“人類天然的營養(yǎng)寶庫”［5］。

表1 小麥胚主要營養(yǎng)成分

目前，國內(nèi)主要以小麥胚為原料生產(chǎn)小麥胚芽油，剩下的脫脂麥胚餅粕(或半脫脂麥胚餅粕)則直接作為飼料，這是一種很大的資源浪費(fèi)。本研究通過酶法處理小麥胚制成的麥胚飲料，不僅能夠充分利用資源，而且能夠提高農(nóng)副產(chǎn)品的附加值［6］，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 材料與方法

1.1 主要材料和試劑

小麥胚：河南紅蜻蜓仁吉制粉有限公司提供：淀粉酶：Novo酶制劑公司提供;蔗糖脂肪酸酯及黃原膠：優(yōu)質(zhì)食用級。

1.2 主要儀器與設(shè)備

電子分析天平(JG328)：北京賽多利斯儀器有限公司;膠體磨(JM—L50，11 kW)：鄭州玉祥食品機(jī)械有限公司;均質(zhì)機(jī)(GYB30—60，1.1kW)：上海金鵬分析儀器有限公司;離心分離機(jī)(LD4—40)：湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司;電熱恒溫箱(600—1.5kW)：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠;自動電位滴定儀(ZD—2)：上海禾工科學(xué)儀器有限公司。

1.3 工藝流程

小麥胚飲料的生產(chǎn)工藝見圖1。

圖1 小麥胚飲料生產(chǎn)工藝流程圖

1.4 操作要點(diǎn)

將原樣小麥胚用36Z標(biāo)準(zhǔn)篩篩選，去除少量面粉，然后進(jìn)行粉碎以保證小麥胚的純度在98%以上。

將粉碎過的小麥胚在20—30℃溫度下，用適量的水溶液浸泡30—60min，除去小麥胚中黃色素。再用淀粉酶進(jìn)行酶解，除去小麥胚中的淀粉，以保證小麥胚飲料的穩(wěn)定性。將滅酶后的小麥胚置于膠體磨中磨漿，使麥胚顆粒盡可能地細(xì)化。然后加入蔗糖及檸檬酸進(jìn)行調(diào)配。由于小麥胚漿中還含有一定量的蛋白及少量的脂肪與纖維，故將蔗糖脂肪酸酯和黃原膠作為穩(wěn)定劑進(jìn)行調(diào)配，防止出現(xiàn)分層和沉淀。最后將調(diào)配好的小麥胚飲料在高壓均質(zhì)機(jī)內(nèi)經(jīng)30 Mpa壓力進(jìn)行均質(zhì)，進(jìn)一步細(xì)化料液中殘余的固體顆粒，防止脂肪顆粒上浮，提高小麥胚飲料的穩(wěn)定性。

1.5 實(shí)驗(yàn)方法

在實(shí)驗(yàn)過程中，對小麥的脫色工藝，進(jìn)行了pH，溫度和時間的單因素實(shí)驗(yàn)，并對淀粉的酶解和小麥胚飲料的調(diào)配進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)。

1.5.1 脫色單因素實(shí)驗(yàn)

(1)pH單因素實(shí)驗(yàn)

稱取經(jīng)粉碎的小麥胚1.0g，在不同的pH(pH=3.0，pH=4.0，pH=5.0，pH=6.0，pH=7.0)環(huán)境，于20℃的條件下，水浴振蕩 30 min，然后在3500r/min條件下離心，靜置5min后觀察上清液的顏色。

(2)溫度單因素實(shí)驗(yàn)

稱取經(jīng)粉碎的小麥胚1.0g，在不同的溫度T(T=20℃，T=30℃，T=40℃，T=50℃，T=60℃)環(huán)境，于pH=7.0的條件下，水浴振蕩30 min，然后在3500r/min條件下離心，靜置5 min后觀察上清液的顏色。

(3)時間單因素實(shí)驗(yàn)

稱取經(jīng)粉碎的小麥胚1.0g，在溫度T=20℃、pH=7.0的條件下，分別水浴振蕩不同的時間t(t=30 min、t=45 min、t=60 min、t=75 min、t=90 min)，然后在3500r/min條件下離心，靜置5min后觀察上清液的顏色。

1.5.2 淀粉酶解正交實(shí)驗(yàn)

為了除去小麥胚中淀粉，必須進(jìn)行酶解。淀粉酶的酶解pH值(A)、酶解溫度(B)和酶解時間(C)三個條件對淀粉酶解反應(yīng)的影響較大，因而以酶解液中葡萄糖含量(Y)為考察指標(biāo)，選用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化(見表2)。

表2 淀粉酶解正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

1.5.3 調(diào)配正交實(shí)驗(yàn)

為保證飲料的質(zhì)量和口感性，對蔗糖含量(A)、飲料酸度(B)、穩(wěn)定劑的添加量(C)、穩(wěn)定劑配比(D)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，以飲料的沉淀率為考察指標(biāo)，選用L9(34)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(見表3)。

表3 調(diào)配正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

2 結(jié)果與討論

2.1 脫色單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1.1 浸泡pH對脫色的影響

由表4可知，在浸泡溫度T=20℃、浸泡時間t=30min的條件下，不同的pH環(huán)境對上清液的顏色產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)pH在3—5的范圍時，上清液呈現(xiàn)淡黃色，而當(dāng)pH在6—7的范圍時，上清液呈現(xiàn)微黃色，即隨著pH值的增大，上清液的顏色略有變淺。由此可以得出，浸泡的最佳pH為5。

表4 浸泡pH對脫色的影響

2.1.2 浸泡溫度對脫色的影響

由表5可知，在浸泡pH=7、浸泡時間t=30min的條件下，不同的溫度環(huán)境對上清液的顏色產(chǎn)生一定的影響。在20—50℃的范圍內(nèi)，上清液的顏色隨著溫度的升高逐漸加深，顏色從灰白色變?yōu)辄S綠色，而在50—60℃的范圍內(nèi)，上清液顏色基本保持不變，呈現(xiàn)黃綠色。由此可以得出，浸泡的最佳溫度為50℃。

表5 浸泡溫度對脫色的影響

2.1.3 浸泡時間對脫色的影響

由表6可知，在浸泡溫度T=20℃、浸泡pH=7.0的條件下，不同的浸泡時間對上清液的顏色產(chǎn)生一定的影響。在30—60 min的范圍內(nèi)，上清液的顏色隨著時間的延長逐漸加深，顏色從灰白色變?yōu)榈S色，而在60—90min的范圍內(nèi)，上清液顏色基本保持不變，呈現(xiàn)淺黃色。由此可以得出，浸泡的最佳時間為60min。

表6 浸泡時間對脫色的影響

2.2 淀粉酶解正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

根據(jù)表7的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的直觀分析可知，影響淀粉的水解程度因素的順序?yàn)锳＞B＞C，即酶解pH＞酶解溫度＞酶解時間;其中最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案為A2B3C2，即當(dāng)酶解 pH 為4.5、酶解溫度為60℃、酶解時間為60min時，淀粉水解程度最大。

表7 淀粉酶解正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及極差分析

2.3 調(diào)配正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

根據(jù)表8的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的直觀分析可知，影響飲料沉淀效果的因素順序?yàn)椋悍€(wěn)定劑添加量(D)＞蔗糖添加量(G)＞酸度(F)＞穩(wěn)定劑配比(E);其中最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案為D3E3F2G1，即當(dāng)穩(wěn)定劑添加量為0.20%、蔗糖添加量為 3%、酸度為 pH=5.0、穩(wěn)定劑配比為3∶1時，飲料的沉淀率最小，即穩(wěn)定性最好。根據(jù)表9的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方差分析可知，穩(wěn)定劑添加量及蔗糖添加量對飲料的穩(wěn)定性具有顯著性影響，且穩(wěn)定劑添加量的影響更為顯著。

表8 調(diào)配正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及極差分析

表9 調(diào)配正交實(shí)驗(yàn)方差分析表

3 成品質(zhì)量指標(biāo)

3.1 感官指標(biāo)

成品具有濃郁的麥香味，呈乳白色，均勻無可見顆粒，口感細(xì)膩且滑潤。

3.2 理化指標(biāo)

經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢測，成品的可溶性固形物含量(以折光儀計)≥4.6%;蛋白質(zhì)≥1.2%，其中必需氨基酸組成為(mg/100mL)：蘇氨酸 55.3，纈氨酸 36.3，蛋氨酸11.7，異亮氨酸19.9，亮氨酸51.2，苯丙氨酸28.9，色氨酸 28.0，賴氨酸 41.5;脂肪≥0.4%;膳食纖維≥0.15%;pH 為 5.0。

3.3 衛(wèi)生指標(biāo)

經(jīng)實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生指標(biāo)檢測，成品含砷(以As計)≤0.1 mg/L，鉛(以 Pb 計)≤0.2 mg/L;細(xì)菌總數(shù)(個/100mL) ＜100，大腸菌群(個/100mL)≤2，致病菌未檢出，霉菌、酵母菌(個/mL)≤5。

4 結(jié)論

本文以小麥面粉加工的副產(chǎn)物小麥胚為原料，經(jīng)篩理、粉碎后進(jìn)行脫色(當(dāng)浸泡pH=5.0、浸泡溫度T=50℃、浸泡時間t=60min時脫色效果最好)、酶解(當(dāng)酶解pH=4.5、酶解溫度 T=60℃、酶解時間t=60min時，淀粉水解最完全)、磨漿、調(diào)配(當(dāng)穩(wěn)定劑添加量為0.20%、蔗糖添加量為3%、酸度為pH=5.0、穩(wěn)定劑配比為3∶1時，飲料的穩(wěn)定性最好)和均質(zhì)等工藝制備小麥胚飲料。所得成品不僅口感細(xì)膩，具有濃郁的麥香味，而且富含多種營養(yǎng)成分。

［1］ 周惠明，趙字新.小麥胚的研究開發(fā)與利用［J］.糧食與飼料，2003(1)：35 ～37.

［2］ Dalla Pellegrin.Studies on the joint cytotoxicity of wheat germ［J］.Toxicology in Vitro，2005(4)：821—827.

［3］ El-Saharty Y S，El-Zeany B A，Tawakkol M S，et al.Analysis of odour active compounds of roasted wheat germ［J］.Advances in Food Sciences，1998，20(1/2)：53—58.

［4］ Hettiaradhehy N S，Griffin V K.Gnanasamnbandam R.Preparation and functional properties of protein isolate fromdefatted wheat germ［J］.Cereal Chemistry，1996，73(3)：364—367.

［5］ 劉章武.小麥胚的開發(fā)與利用［J1.西部糧油科技，2001(4)：36-38.

［6］ 姚惠源.世界糧食生產(chǎn)與加工的基本格局和新世紀(jì)的發(fā)展趨勢［J］.糧食與飼料工業(yè)，2001(3)：13-16.