擠壓處理對麩皮、胚芽及全麥粉品質(zhì)的影響研究

汪麗萍，劉 宏，田曉紅，劉艷香，劉 明，陳永紅，譚 斌，*

（1.國家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所，北京 100017；3.中國農(nóng)村技術(shù)開發(fā)中心，北京 100045）

擠壓處理對麩皮、胚芽及全麥粉品質(zhì)的影響研究

汪麗萍1，劉 宏2，田曉紅1，劉艷香1，劉 明1，陳永紅3，譚 斌1，*

（1.國家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所，北京 100017；3.中國農(nóng)村技術(shù)開發(fā)中心，北京 100045）

研究了全麥粉穩(wěn)定化加工過程中擠壓熱處理對麩皮與胚芽的脂肪酸值、烷基間苯二酚、B族維生素、植酸、總酚、總抗氧化值等品質(zhì)指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，擠壓處理能有效地降低麩皮和胚芽的脂肪酸值，提高其抗氧化活性；有利于提高全麥粉的儲藏穩(wěn)定性；同時有利于保留麩皮與胚芽中的生理活性組分，很好的保持全麥粉的營養(yǎng)價值。因此，擠壓加工是一種有效的全麥粉穩(wěn)定化處理工藝。

全麥粉，擠壓，麩皮，胚芽，品質(zhì)

Abstract：We studied the influence on the qualities of bran and germ like fatty acid value，alkylresorcinol，Vitamin B，phytic acid，total phenol，total value of anti-oxidation made by extrusion processing during whole-wheat flour processing.The result showed that extrusion processing was one kind of effective technology on stabilization of whole-wheat flour.It could reduce the fatty acid value and improve the antioxidant activity in bran and germ effectively and enhance the store stability of whole-wheat flour.It could also save the nutrition in bran and germ and enhance the nutrition quality of whole-wheat flour.

Key words：whole-wheat flour；extrusion；bran；germ；quality

歐美等發(fā)達(dá)國家大量的流行病學(xué)和基礎(chǔ)性研究顯示，經(jīng)常食用全谷物食品可以降低患心血管疾病、II型糖尿病等營養(yǎng)代謝疾病的風(fēng)險[1]。因此，近年來全谷物食品日益受到人們的關(guān)注，產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，尤其是全麥?zhǔn)称返纳a(chǎn)和消費量呈逐年上升的趨勢[2-3]。然而，在全麥粉加工過程中，由于麩皮和胚芽含有多種酶類，如過氧化物酶、多酚氧化酶、淀粉酶，以及胚芽的高脂肪含量，而且加工過程易造成抗氧化劑被破壞，脂類得不到保護(hù)，所以全麥粉中的脂類物質(zhì)更容易被氧化[4]，脂肪酸值增加明顯，不利于全麥粉的儲存穩(wěn)定性。因此，有必要對全麥粉進(jìn)行穩(wěn)定化加工處理。目前，全麥粉的穩(wěn)定化加工技術(shù)主要包括對麩皮、胚芽的干燥熱處理、蒸汽加熱處理、微波處理和擠壓膨化處理技術(shù)等[5]，但是這些穩(wěn)定化加工技術(shù)對于麩皮和胚芽品質(zhì)影響的研究鮮有報道。本文研究了全麥粉加工過程中擠壓處理對麩皮與胚芽的穩(wěn)定化效果及營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的影響，以期為全麥粉的加工提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

粗麩（22.8%）、細(xì)麩（2%）、胚芽（0.08%）、次粉（1.5%）及心粉（73.7%）等原料 采自中央儲備糧承德直屬庫熱河面粉廠；總抗氧化值測定試劑盒 購于南京建成生物工程研究所；各種化學(xué)試劑均為分析純。

電子分析天平 梅特勒托利多公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海森信實驗儀器有限公司；樣品磨天津泰斯特公司；SLG30-IV雙螺桿擠壓實驗機(jī) 濟(jì)南賽百諾科技開發(fā)有限公司；722光柵分光光度計上海第三分析儀器廠；氣相色譜/質(zhì)譜（GC/MS）、高效液相色譜/質(zhì)譜（HPLC） 美國安捷倫公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 全麥粉的擠壓加工處理方法 將從面粉廠采集得到的粗麩、細(xì)麩、胚芽和次粉按各自出粉比例混合后進(jìn)行擠壓膨化處理，所得膨化料粉碎后與心粉按照相應(yīng)比例混合即得穩(wěn)定化全麥粉。

1.2.2 脂肪酸值測定方法 參照GB/T20569-2006稻谷儲存品質(zhì)判定規(guī)則附錄A稻谷脂肪酸值測定方法，測定值為干重。

1.2.3 總酚的測定方法[6]稱取全麥粉2～3g置于250mL錐形瓶中，加入70%乙醇80mL（2g樣品60mL乙醇），在40℃下過夜振蕩提?。?00r/min）。提取后抽濾得濾液。濾液經(jīng)旋蒸濃縮去除有機(jī)溶劑后用蒸餾水定容至25mL。取0.1～0.5mL樣液置于10mL容量瓶中，加入1mL 0.2mol/L FC試劑和2mL 15%碳酸鈉溶液，加水定容。在室溫下放置60min中后在760nm下測定吸光度。

1.2.4 B族維生素的測定 參照GB/T7628-2008谷物中維生素B1測定和GB/T7629-2008谷物中維生素B2測定。

1.2.5 植酸的測定 參照GB/T5009.153-2003植物性食品中植酸的測定。

1.2.6 烷基間苯二酚的測定 參照文獻(xiàn)[7]測定。

1.2.7 總抗氧化值的測定（FRAP法） 取20g樣品于組織粉碎機(jī)中，加入250mL蒸餾水振蕩提取后，取0.1mL提取液于試管中，加入總抗氧化值測定試劑盒中試劑?；旌暇鶆蚝螅哉麴s水為空白在520nm下測定吸光度值A(chǔ)。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理 實驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析處理，除非特別的說明，所有數(shù)據(jù)都是三次測試的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 擠壓前后粗麩、細(xì)麩、胚芽及擠壓混合料中脂肪酸值的變化

考察了粗麩、細(xì)麩、胚芽及混合料中擠壓前后脂肪酸值的變化，結(jié)果見圖1。在胚芽、粗麩、細(xì)麩三部分原料中，胚芽由于其高脂肪含量，脂肪酸值是最高的為140.4mg KOH/100g，粗麩其次、細(xì)麩最低。經(jīng)過擠壓加工熱處理，各原料中脂肪酸值明顯降低，由初始值88.4～140.4mg KOH/100g降低為22.3～47mgKOH/100g，下降幅度都超過50%。這主要是因為高溫對游離脂肪酸的破壞作用，有利于增強(qiáng)全麥粉的穩(wěn)定化效果。

圖1 擠壓處理對脂肪酸值的影響Fig.1 Influence of extrusion processing on fatty acid value

2.2 擠壓前后粗麩、細(xì)麩、胚芽及擠壓混合料中烷基間苯二酚（ARs）的含量變化

考察了粗麩、細(xì)麩、胚芽及混合料中擠壓前后烷基間苯二酚（ARs）的含量變化，結(jié)果見圖2。從圖2可以看出，在胚芽、粗麩、細(xì)麩三部分原料中，ARs主要分布于粗麩中，擠壓前其含量達(dá)1194.66μg/g，細(xì)麩其次，胚芽最低，僅有96.34μg/g，可能來自于混入的麩皮部分，這一結(jié)果與Alastair B Ross[8]的研究結(jié)論相符，ARs主要存在于麩皮中。利用這個性質(zhì)可以探討能否將ARs作為鑒定全麥粉的一種標(biāo)記物。經(jīng)過擠壓熱加工處理，各原料中ARs的含量都明顯降低，降幅在12%～44%之間，表明升高溫度對全麥粉中的烷基間苯二酚具有一定的破壞作用，造成其含量損失。

圖2 擠壓處理對ARs的影響Fig.2 Influence of extrusion processing on ARs

2.3 擠壓前后粗麩、細(xì)麩、胚芽及擠壓混合料中B族維生素的含量變化

考察了粗麩、細(xì)麩、胚芽及混合料中擠壓前后B族維生素的含量變化，結(jié)果見圖3。由圖3可見，在胚芽、粗麩、細(xì)麩三部分原料中，VB1主要分布于細(xì)麩中，擠壓前其含量為26.84mg/100g，胚芽其次，粗麩最低；VB2主要存在于胚芽中，擠壓前其含量為1.31mg/100g，粗麩其次，細(xì)麩最低。經(jīng)過擠壓加工熱處理，各部分原料中VB1和VB2含量都明顯降低，VB1含量降幅最大的是混合料，下降46%左右，VB2含量降幅最大的是胚芽，下降13%左右。結(jié)果表明，升高溫度對B族維生素也存在一定的破壞作用，但是對VB2的破壞作用要小于VB1，VB2相對于VB1具有更好的熱穩(wěn)定性。

圖3 擠壓處理對B族維生素的影響Fig.3 Influence of extrusion processing on VB1and VB2

2.4 擠壓前后粗麩、細(xì)麩、胚芽及擠壓混合料中植酸的含量變化

考察了粗麩、細(xì)麩、胚芽及混合料中擠壓前后植酸的含量變化，結(jié)果見圖4。由圖4可見，在胚芽、粗麩、細(xì)麩三部分原料中，植酸主要存在于粗麩中，擠壓前其含量為28.42mg/g，胚芽其次，細(xì)麩最低。經(jīng)過擠壓熱加工處理后，各部分中的植酸含量明顯降低，降幅最大的是混合料，從擠壓前的26.91mg/g下降為14.41mg/g，降幅為46%左右。其余各原料部分經(jīng)過擠壓加工，植酸含量下降幅度在20%左右。結(jié)果表明，植酸具有熱不穩(wěn)定性，擠壓熱加工能降低原料中的植酸含量。

圖4 擠壓處理對植酸的影響Fig.4 Influence of extrusion processing on phytic acid

2.5 擠壓前后粗麩、細(xì)麩、胚芽及擠壓混合料中總酚的含量變化

考察了粗麩、細(xì)麩、胚芽及混合料中擠壓前后總酚的含量變化，結(jié)果見圖5。由圖5可見，在胚芽、粗麩、細(xì)麩中擠壓前胚芽中的總酚含量最高，為4.41mg/g，粗麩其次，細(xì)麩最低。經(jīng)過擠壓熱處理后，各原料部分中總酚含量較擠壓處理前有所升高，尤其是細(xì)麩中總酚含量上升最多，升幅達(dá)42%左右。這可能是由于擠壓膨化過程造成了某些熱穩(wěn)定性酚類物質(zhì)結(jié)合態(tài)的釋放，引起了總酚含量的升高。結(jié)果表明，擠壓膨化瞬時熱加工不僅沒有導(dǎo)致總酚含量的下降，反而有利于某些熱穩(wěn)定酚類物質(zhì)的釋放。

圖5 擠壓處理對總酚的影響Fig.5 Influence of extrusion processing on total phenols

2.6 擠壓前后粗麩、細(xì)麩、胚芽及擠壓混合料中總抗氧化值的變化

考察了粗麩、細(xì)麩、胚芽及混合料中擠壓前后總抗氧化值的變化，結(jié)果見圖6。由圖6可見，在各原料中總抗氧化值分布趨勢與總酚含量分布一致，胚芽最高，粗麩其次，細(xì)麩最低。經(jīng)過擠壓熱加工處理后，各部分原料中的總抗氧化值較擠壓前略有升高，胚芽部分的總抗氧化值最高，為0.83個單位/mg。這主要也是因為擠壓膨化過程造成了某些熱穩(wěn)定性抗氧化物質(zhì)的釋放，如酚類物質(zhì)，引起了總體抗氧化值的升高。

圖6 擠壓處理對總抗氧化值的影響Fig.6 Influence of extrusion processing on total antioxidant value

2.7 擠壓機(jī)筒體IV區(qū)不同的擠壓溫度對麩皮、胚芽混合料中各品質(zhì)指標(biāo)的影響

固定擠壓膨化其他工藝參數(shù)，考察了擠壓機(jī)筒體IV區(qū)溫度分別在110、130、150、160、180、200℃條件下，擠壓對麩皮和胚芽混合料中脂肪酸值、烷基間苯二酚、B族維生素、植酸、總酚和總抗氧化值的影響見圖7～圖12。從圖中可以看出，由于擠壓加工是一個瞬時高溫過程，擠壓溫度變化對混合料中各品質(zhì)指標(biāo)值的影響不明顯。從110～150℃，脂肪酸值呈下降趨勢，當(dāng)溫度到150℃后，隨著溫度的增加，脂肪酸值無明顯變化，脂肪酸值維持在25mg KOH/100g左右；隨著溫度的升高，混合料中ARs的含量無明顯變化，當(dāng)溫度達(dá)到160℃后，ARs含量小幅度上升到895.17μg/g，然后隨著溫度的升高，ARs含量又回降到760.2μg/g；VB1和VB2維生素含量隨溫度的升高，其含量值基本保持不變；混合料中植酸的含量在110～160℃呈下降趨勢，下降幅度為25%，當(dāng)溫度達(dá)到160℃后，繼續(xù)升高溫度，植酸含量基本維持不變；溫度變化對總酚含量和總抗氧化值無顯著影響，總酚含量維持在2.5mg/g左右，總抗氧化值維持在0.23單位/mg左右。

圖7 IV區(qū)不同的擠壓處理溫度條件對脂肪酸值的影響Fig.7 Influence of extrusion processing temperature on fatty acid value

圖8 IV區(qū)不同的擠壓處理溫度條件對ARs的影響Fig.8 Influence of extrusion processing temperature on ARs

圖9 IV區(qū)不同的擠壓處理溫度條件對B族維生素的影響Fig.9 Influence of extrusion processing temperature on VB1and VB2

圖10 IV區(qū)不同的擠壓處理溫度條件對植酸的影響Fig.10 Influence of extrusion processing temperature on phytic acid

圖11 IV區(qū)不同的擠壓處理溫度條件對總酚的影響Fig.11 Influence of extrusion processing temperature on total phenols

圖12 IV區(qū)不同的擠壓處理溫度條件對總抗氧化值的影響Fig.12 Influence of extrusion processing temperature on total antioxidant value

3 結(jié)論

3.1 擠壓加工能有效鈍化麩皮和胚芽中其所含的脂肪酶，經(jīng)過擠壓加工處理，其脂肪酸值明顯下降，有利于增強(qiáng)全麥粉的儲藏穩(wěn)定性。擠壓加工對麩皮和胚芽中的ARs、B族維生素、植酸、總酚和總抗氧化值等生理活性物質(zhì)都有一定的影響，擠壓升溫會造成ARs、B族維生素和植酸含量的降低。同時，卻有利于某些酚類物質(zhì)的釋放，增加全麥粉的總酚含量，增強(qiáng)其抗氧化活性。

3.2 擠壓機(jī)筒體IV區(qū)溫度的變化對麩皮和胚芽混合料中的脂肪酸值、ARs、B族維生素、植酸、總酚和總抗氧化值等品質(zhì)指標(biāo)值無顯著影響，這主要是因為擠壓加工是一個瞬時高溫過程。

3.3 擠壓加工是一種有效的全麥粉穩(wěn)定化處理工藝，能有效地降低麩皮和胚芽的脂肪酸值，增強(qiáng)全麥粉的儲藏穩(wěn)定性，同時有利于保留麩皮與胚芽中的營養(yǎng)物質(zhì)，增加全麥粉的營養(yǎng)價值。

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Research of influence on quality of bran，germ and whole-wheat flour by extrusion processing

WANG Li-ping1，LIU hong2，TIAN Xiao-hong1，LIU Yan-xiang1，LIU Ming1，CHEN Yong-hong3，TAN Bin1，*
（1.Academy of State Administration of Grain，P.R.C，Beijing 100037，China；2.Agricultural Information Institute of Caas，Beijing 100017，China；3.Rural Technology Development Center，Beijing 100045，China）

TS210.1

A

1002-0306（2012）16-0141-04

2012-01-16 *通訊聯(lián)系人

汪麗萍（1978-），女，博士，副研究員，研究方向：糧食加工與安全分析。

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項（2011ZX1104）；農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目（2010GB24490678）；“十二五”國家科技支撐計劃課題（2012BAD34B05）。