發(fā)芽糙米苦瓜復(fù)合營養(yǎng)粉的研制

姜夢詩， 李 印， 夏金林， 郭元新* (.安徽科技學(xué)院 食品工程學(xué)院，安徽 鳳陽 3300；.安徽盛農(nóng)農(nóng)業(yè)集團有限公司，安徽 當(dāng)涂 4300)

糙米與普通大米相比，維生素、礦物質(zhì)及膳食纖維含量更豐富。研究表明，食用糙米有利于控制食量，具有改善高血脂、促進新陳代謝，加強機體抗氧化等功效[1-2]，近年來受到消費者的青睞，具有廣闊開發(fā)前景[3-5]。糙米雖然營養(yǎng)豐富，但含有植酸等抗?fàn)I養(yǎng)因子，其營養(yǎng)價值還有待改善。研究表明，發(fā)芽處理可將糙米中的抗?fàn)I養(yǎng)成分進行有效降低甚至消除。通過控制發(fā)芽條件，發(fā)芽糙米中的γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)和阿片肽等功能性物質(zhì)能更大限度地富集[6-9]，特別是富集的GABA具有降低血壓、減肥等多種功效。因此，發(fā)芽糙米食品的開發(fā)有很大的潛在價值，引起了廣泛的關(guān)注[10-11]。

苦瓜中富含可降低血糖、調(diào)節(jié)血脂、促進食欲等作用的生物活性成分?？喙系男迈r汁液，含有良好的降血糖作用的苦瓜苷和類似胰島素的物質(zhì)，苦瓜中的苦瓜素能減少脂肪和多糖的攝入量，是糖尿病患者的理想食品。隨著人們對苦瓜營養(yǎng)價值的認識，喜歡食用苦瓜的人愈來愈多，但苦瓜的苦味物質(zhì)卻讓消費者望而卻步。將苦瓜處理后改變原有苦瓜的苦澀味，可進一步提高其食用價值[12]。

將發(fā)芽糙米粉、苦瓜粉和輔料混合、干燥后，可制成營養(yǎng)豐富、食用方便，且具有一定營養(yǎng)保健功能的復(fù)合營養(yǎng)谷物粉，迎合了人們注重營養(yǎng)、保健、回歸自然的消費觀念，是降糖效果良好的輔助食品，具有廣闊的發(fā)展前景，極大的方便了高血糖、肥胖患者和相關(guān)的消費人群。本研究以發(fā)芽糙米和苦瓜為原料，研制出復(fù)合粉的最佳工藝，為工業(yè)的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

糙米(南粳46號)，新鮮的苦瓜(市售)，水溶性大豆多糖(Soluble soybean polysaccharides,SSPS，西安惠邦生物工程有限公司)，麥芽糊精、木糖醇、β-環(huán)糊精均為食品級。

1.2 儀器設(shè)備

LHP-160型智能恒溫恒濕培養(yǎng)箱，上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司；RHP-600型高速多功能粉碎機，浙江榮浩工貿(mào)有限公司；OA-10型遠紅外線烘箱，廣州冶金機械廠；GZX-9076MBE型數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱，上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠； DGG-9240B電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司。

1.3 工藝流程及操作要點

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點

(1)糙米粉的制備:糙米用體積分數(shù)1%的次氯酸鈉溶液浸泡15 min，用去離子水沖洗3次，在30℃條件下浸泡10 h(每間隔4 h換1次水)，在30℃培養(yǎng)箱中發(fā)芽24 h，然后變溫到-10℃放置2 h，取出后放入烘箱中烘烤熟化，用多功能粉碎機將發(fā)芽糙米粉碎至試驗設(shè)定目數(shù)待用[13-14]。

(2)苦瓜粉的制備：取新鮮苦瓜，去掉兩頭和籽粒，洗凈后切片，用組織搗碎機打漿，加入3%的β-環(huán)糊精攪拌混勻，然后在40 MPa的壓力下進行均質(zhì)。隨后在進料溫度140℃，進料頻率16 r/min，物料溫度45℃的條件下噴霧干燥成苦瓜粉。

(3)復(fù)合營養(yǎng)粉的配比：將原料粉、輔料粉分別過80～100目篩，固定發(fā)芽糙米粉與苦瓜粉比為5∶2(按100%計)，加入4%的SSPS，20%木糖醇，10%麥芽糊精，混合均勻。

(4)干燥：將已經(jīng)充分混合的復(fù)合營養(yǎng)粉置于瓷盤，放入烘箱中，在50℃條件下烘8 h，使其徹底干燥。

1.4 測定指標(biāo)

1.4.1 產(chǎn)品結(jié)塊率的測定 精確稱取10 g樣品放入100 mL燒杯中，加入90℃的熱水100 mL，充分攪拌10 min，取20目篩網(wǎng)，對營養(yǎng)粉溶液進行過濾，用清水沖洗結(jié)塊物，放入干燥箱中烘至恒重，帶篩網(wǎng)稱重[15]。

結(jié)塊率(%) =(結(jié)塊物的重量/營養(yǎng)粉干重)×100%

1.4.2 產(chǎn)品持水率的測定 準(zhǔn)確稱取3 g樣品置入稱量好的離心管中，加入20 mL蒸餾水，放入80℃恒溫水浴鍋中，充分震蕩20 min以后，以6 000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心15 min，傾去上清液后，稱重[16]。

持水率(%)=(傾去上清液后的重量/樣品的重量)×100%

1.4.3 產(chǎn)品感官評價 由10名經(jīng)過感官評價培訓(xùn)的品嘗者對不同工藝條件下生產(chǎn)的發(fā)芽糙米苦瓜復(fù)合營養(yǎng)粉進行感官評價，就其氣味、色澤、組織形態(tài)和口感等指標(biāo)進行評判，給出一個綜合評分，感官評定標(biāo)準(zhǔn)見下表1。綜合所有的評分，取其平均值(滿分100分)作為評價依據(jù)。

表1 感官評分表Table 1 Sensory assessment

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)芽糙米烘烤溫度及時間的確定

表2 烘烤的溫度和時間對復(fù)合粉的影響Table 2 Effect of baking temperature and time on composite powder

不同的烘烤溫度和時間對發(fā)芽糙米感官品質(zhì)的影響見表2。當(dāng)烘烤溫度越高，時間越長，發(fā)芽糙米香味越濃郁，顏色越黃，磨粉也比較容易，但是溫度過高，時間過長，會出現(xiàn)烤糊現(xiàn)象，使得粉末色澤為焦黃色，出現(xiàn)焦苦味，綜合考慮，選擇烘烤溫度為140℃，烘烤時間為40 min為穩(wěn)健性好的工藝操作條件。

2.2 發(fā)芽糙米粉粒徑的確定

將不同粒徑的發(fā)芽糙米粉制成產(chǎn)品后分別進行沖調(diào)試驗，其結(jié)塊率和感官評分見表3。結(jié)塊率隨顆粒粒徑的增大而不斷減小。當(dāng)粒徑小于80目時，顆粒過大，在沖調(diào)過程中結(jié)構(gòu)粗糙，在口感上有砂粒感；當(dāng)粒徑大于100目時，水分的滲透受到阻礙，形成不易分散的結(jié)塊。因此，選擇發(fā)芽糙米粉粒徑為80～100目比較適宜。

表3 粒徑大小對復(fù)合粉結(jié)塊率及感官品質(zhì)的影響Table 3 Effect of particle size on caking rate and sensory quality of composite powder

2.3 苦瓜粉制作噴霧干燥條件正交試驗

由單因素試驗結(jié)果可知，當(dāng)進風(fēng)溫度為140℃，進料頻率為16 r/min，物料溫度為45℃時，出粉量最多。在此基礎(chǔ)上設(shè)計正交試驗，設(shè)計及結(jié)果見表4。量取配制的物料1 000 mL，以干燥后得到的粉末量(g)為指標(biāo)。極差分析表明，各因素對出粉量的影響次序為：A>B>C，即進風(fēng)溫度>進料頻率>物料溫度。正交分析噴霧干燥的最優(yōu)組合為A2B3C2，而試驗最佳表現(xiàn)為A2B2C3。驗證性試驗(表5)得到最佳組合為A2B3C2。即最優(yōu)干燥條件為進風(fēng)溫度為140℃，進料頻率控制在17 r/min，物料溫度為45℃，此條件下的出粉量為15.48 g。

表4 噴霧干燥條件 L9(34)正交表Table 4 Spray drying conditions L9 (34)orthogonal table

表5 較優(yōu)方案的驗證試驗Table 5 The verify experiment of optimum scheme

2.4 原料配比的確定

由圖1可知，當(dāng)發(fā)芽糙米粉與苦瓜粉的配比為5∶2時，其持水力為195.6%，感官評分為89.3分，顯著高于其它配比。

圖1 發(fā)芽糙米粉與苦瓜粉粉配比對復(fù)合粉持水力和感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of the ratio of germinated brown rice flour and bitter melon powder on the water holding capacity and sensory quality of composite powder

2.5 輔料添加正交試驗的結(jié)果與分析

由單因素試驗可知，當(dāng)SSPS添加量為4%，木糖醇添加量為20%，麥芽糊精添加量為10%，感官得分最高。在此基礎(chǔ)上進行L9(34)輔料優(yōu)化正交試驗，試驗因素水平及結(jié)果見表6。極差分析可知，各因素對復(fù)合營養(yǎng)粉感官評定得分影響的主次順序為B>A>C，即木糖醇>SSPS>麥芽糊精,正交分析的最優(yōu)組合為A3B2C3，正交試驗最佳表現(xiàn)為A3B2C1，需進行驗證性試驗。由表7得出最優(yōu)組合為A3B2C3，即最優(yōu)配方為固定發(fā)芽糙米粉與苦瓜粉比5∶2，以發(fā)芽糙米苦瓜營養(yǎng)粉按100%計，輔料SSPS 的添加量為5%，木糖醇為20%，麥芽糊精為12%。此時的配方口感協(xié)調(diào)，甜味適中，產(chǎn)品品質(zhì)最好，感官評分最高。

表6 正交試驗設(shè)計及結(jié)果Table 6 Arrangement and experimental results of orthogonal array design

表7 較優(yōu)方案的驗證試驗Table 7 The verify experiment of optimum scheme

3 結(jié)論與討論

糙米營養(yǎng)豐富，但因口感較粗、質(zhì)地緊密，蒸煮起來也比較費時，減少了其利用價值。通過發(fā)芽處理可改善糙米的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，并可使功能性物質(zhì)進一步富集。目前有關(guān)糙米營養(yǎng)粉類的沖調(diào)即食產(chǎn)品開發(fā)較多集中在對糙米原料的加工上，以發(fā)芽糙米為原料的研究還比較少。本試驗提高了糙米的食用性和商用性，改善了營養(yǎng)粉的價值，拓寬了糙米功能性食品的應(yīng)用途徑。

本研究所用的木糖醇是一種甜味劑，具有一定的甜度，食用后不會引起血糖的升高[17]，具有一定的保健功效。但是糖易于吸濕，使得成品容易結(jié)塊抱團，溶解性下降，嚴重影響產(chǎn)品的品質(zhì)。有研究表明麥芽糊精可以作為助干燥劑，起到微膠囊化作用，能減少固體飲料的營養(yǎng)成分的損失，提高溶解性和品質(zhì)[18]，降低糖的吸濕性。

SSPS作為一種添加劑具有很好的作用。它能夠使得產(chǎn)品中發(fā)芽糙米粉與苦瓜粉充分的混勻，增加其持水性，抑制淀粉回生，減少沖調(diào)后的結(jié)塊率，即使在冷藏時也不被凍裂，提高了復(fù)合粉的抗結(jié)性和穩(wěn)定性，還可增加膳食纖維含量，降低熱量。

將苦瓜包埋后噴霧干燥得到的苦瓜粉相比于傳統(tǒng)的市售苦瓜粉具有口感新穎，風(fēng)味獨特，富含多種氨基酸與生物活性物質(zhì)的優(yōu)勢。與其他的干燥方法相比較，噴霧干燥得到的產(chǎn)品均勻度、溶解性較好，純度高，質(zhì)量好而且生產(chǎn)過程簡化，操作控制簡便[12]。

綜上所述，研究結(jié)果表明，發(fā)芽糙米的較優(yōu)烘烤溫度為140℃條件下烘烤40 min，發(fā)芽糙米粉碎最佳粒徑為80～100目；苦瓜粉的最佳噴霧干燥工藝為進風(fēng)溫度140℃，進料頻率控制在17 r/min，物料溫度50℃;發(fā)芽糙米苦瓜復(fù)合營養(yǎng)粉的最佳配方為：以固定發(fā)芽糙米粉與苦瓜粉比5∶2，以發(fā)芽糙米苦瓜混合粉按100%計，輔料選用20%的木糖醇，12%的麥芽糊精以及5%的SSPS，按此工藝和配方制得的發(fā)芽糙米苦瓜復(fù)合營養(yǎng)粉產(chǎn)品的質(zhì)量最好，出粉量高為15.48 g，用適量的溫水沖調(diào)后，其口感細膩，感官評分最高且GABA含量也較高，為23.32 mg/100 g。

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