非油炸大蒜—大米膨化食品制作及特性研究

李 志， 林天然， 金 鐵

(延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉 133000)

膨化食品大多是以谷物、薯類(lèi)、豆類(lèi)等為主要原料，經(jīng)油炸或非油炸方式而制成的質(zhì)地酥脆、體積明顯增大、易消化吸收的食品[1]。因油炸食品具有熱量高、易引起肥胖等較多問(wèn)題，進(jìn)氣流、擠壓、微波等非油炸方式受到重視，其中，氣流膨化具有設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格低、容易操作等優(yōu)點(diǎn)。利用氣流膨化機(jī)膨化的產(chǎn)品是我國(guó)的傳統(tǒng)零食，深受男女老少的喜愛(ài)，但缺點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)較單一。而大蒜是藥食兩用的植物[2]，被列為9大保健品之一，不僅風(fēng)味較好，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、尼克酸、人體必需的多種氨基酸、硫胺素、核黃素、大蒜素[3]，而且還具有清除自由基、抗氧化[4]、調(diào)節(jié)心腦血管系統(tǒng)[5]、驅(qū)蟲(chóng)[6]、殺菌消炎[7]、降血壓、降血脂、保護(hù)肝臟[8]、抗癌[9-11]、延緩衰老、預(yù)防和治療愛(ài)滋病[12]、提高人體免疫機(jī)能和抗各種應(yīng)激能力等[13]功能，長(zhǎng)期食用具有預(yù)防疾病的功效。如果大蒜添加到米糕條中加工出大蒜大米膨化食品，不僅可以改進(jìn)大米膨化食品的風(fēng)味，還能加強(qiáng)其營(yíng)養(yǎng)保健功能，達(dá)到營(yíng)養(yǎng)互補(bǔ)的作用[14]。因此，本試驗(yàn)采用氣流膨化工藝，以大米為原料，添加不同量的大蒜漿制備打糕條，通過(guò)粉碎、蒸煮、捶打等過(guò)程制成米糕條并切片、烘干，利用手搖氣流膨化機(jī)進(jìn)行膨化，并對(duì)膨化產(chǎn)品理化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)合感官評(píng)價(jià)，最終確定大蒜的最佳添加量和米糕條水分含量，以期制備非油炸大蒜大米膨化食品。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1) 材料 金龍魚(yú)大米、大蒜(2017年9月選購(gòu)于延吉市千盛超市)。

2) 設(shè)備 UV-1800紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì)(上海美譜達(dá)儀器有限公司),Am-5型臺(tái)式分光測(cè)色儀(日本柯尼卡美能達(dá)有限公司),TMS-PRO型質(zhì)構(gòu)儀(美國(guó)FTC公司),MA45C水分測(cè)定儀(上海賽多利斯儀器有限公司),SB-2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(EYELA上海愛(ài)朗儀器有限公司),DHG-907385-Ⅲ電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司),E400K大容量速凍離心機(jī)(德國(guó)制造)；BCD-579WE電冰箱(中國(guó)海爾股份有限公司),HH-WO-2數(shù)顯恒溫水浴鍋(上?？萍加邢薰?,JA-3100 精密電子天平(深美儀器有限公司)；游標(biāo)卡尺(精確度0.02 mm，長(zhǎng)春量具刀具廠)。

1.2 非油炸大蒜大米膨化產(chǎn)品的制作

1) 米粉的制備 新鮮大米經(jīng)精選、清洗，浸泡12 h，瀝水，粉碎過(guò)40目篩，冷藏備用。

2) 大蒜漿的制備 挑選新鮮大蒜，剝皮稱(chēng)重，用打漿機(jī)打碎備用。

3) 米糕條的制備 在大米粉中分別添加總重量0、15%、20%、25%的大蒜漿，再加入水調(diào)節(jié)水分含量至42%，均勻混合，放在蒸鍋中蒸煮40 min，取出用木棒捶打，揉搓成米糕條，置于室溫冷卻1 h，切片，將米糕片置于電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱干燥，用水分測(cè)定儀測(cè)定水分含量并調(diào)節(jié)為9%、10%、11%，備用。

4) 膨化制品的制備 利用手搖氣流膨化機(jī)在罐體內(nèi)壓力達(dá)0.8 Mpa，加熱時(shí)間約5 min的條件下膨化制備大蒜大米膨化制品。

1.3 膨化率的測(cè)定

從膨化后的產(chǎn)品中取盡量規(guī)則、呈圓形、大小均勻的樣品進(jìn)行膨化率測(cè)定，具體操作參考孫翠霞等[15]的測(cè)定方法，利用游標(biāo)卡尺對(duì)樣品隨機(jī)測(cè)量20次，直徑記為d，利用該膨化后的樣品直徑d與膨化前米糕片直徑d0的比值來(lái)計(jì)算產(chǎn)品的膨化率，取平均值。計(jì)算公式如下：

P= d/d0

(1)

式中,P為樣品膨化率；d為膨化后樣品直徑/cm；d0為米糕片直徑/cm。

1.4 硬度的測(cè)定

利用質(zhì)構(gòu)儀燕尾探頭測(cè)定膨化產(chǎn)品的硬度,具體操作參考Jiamjariyatam等[16]的測(cè)定方法。設(shè)定參數(shù)：測(cè)量前探頭下降速度3.0 mm/s；測(cè)試速度60 mm/min；測(cè)量后探頭回程速度3.0 mm/s；侵入程度為5 cm的條件下測(cè)量樣品硬度。做3組平行試驗(yàn)取平均值。

1.5 體積密度的測(cè)定

利用林天然[17]所用的小米置換法來(lái)測(cè)定樣品體積密度。具體操作步驟：稱(chēng)量固定容積為V1的容器質(zhì)量M1，通過(guò)固定鐵架臺(tái)上的漏斗向量杯內(nèi)倒?jié)M小米，用格尺進(jìn)行刮平，稱(chēng)其總質(zhì)量為M2；將小米倒回袋里，然后向量杯內(nèi)倒入部分小米，再向其中放入固定質(zhì)量M3=3 g的樣品后倒?jié)M小米，使樣品全部埋入小米中，再用格尺刮平，稱(chēng)其總質(zhì)量M4，重復(fù)測(cè)量3次取平均值。計(jì)算公式如下：

體積密度ρ/(g/mL)=[M3×(M2-M1)/V1×(M2+M3-M4)]×100%

(2)

式中,M1:量杯質(zhì)量/g；M2:小米和量杯總質(zhì)量/g；M3:固定質(zhì)量3 g的樣品/g；M4:量杯、小米和樣品的總質(zhì)量/g；V1:量杯容積/mL。

1.6 水溶性指數(shù)和吸水性指數(shù)的測(cè)定

利用李范珠等[18]測(cè)定水溶性指數(shù)和吸水性指數(shù)的方法，稱(chēng)取M0=1.00 g樣品(干重)置于已知凈重M1的離心管內(nèi)，加入20 mL蒸餾水，30 ℃水浴30 min，在3 000 r/min離心機(jī)中離心15 min，將上清液倒入凈重為M2蒸發(fā)皿中，將蒸發(fā)皿放入105 ℃干燥箱中烘干至恒重，烘干后蒸發(fā)皿重為M3，稱(chēng)量棄上清液后含有沉淀物的離心管重量M4，計(jì)算公式如下：

水溶性指數(shù)WSI= (M3-M2)/M0×100%

(3)

吸水性指數(shù)WAI= (M4-M1)/M0

(4)

式中,M0:樣品的質(zhì)量/g；M1:離心管凈重質(zhì)量/g；M2:蒸發(fā)皿凈重的質(zhì)量/g；M3:烘干后干物質(zhì)和蒸發(fā)皿的總質(zhì)量/g；M4:棄上清液后含有沉淀物的離心管質(zhì)量/g。

1.7 DPPH自由基清除率的測(cè)定

將大蒜去皮搗成蒜泥，加入少量去離子水進(jìn)行勻漿，精確稱(chēng)取一定量倒入燒杯中，pH值調(diào)節(jié)為3.6，加入物料比為1∶4的無(wú)水乙醇，在35 ℃數(shù)顯恒溫水浴鍋中酶解60 min，3 000 r/min離心10 min，最后取上層清液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮90 min得到大蒜素溶液[19]。再參考周秀娟[20]溶液配制的操作步驟，用無(wú)水乙醇配置0.1 mmol/L的 DPPH 溶液，混合均勻后低溫避光保存。將2 mL測(cè)試樣品溶液和2 mL DPPH溶液加入到同一試管中搖勻，室溫下避光靜置30 min，利用UV-1800紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定其在517 nm處的吸光度Asample；同時(shí)測(cè)定2 mL DPPH 溶液與2 mL無(wú)水乙醇混合后的吸光度Acontrol，以及2 mL測(cè)試樣品溶液與2 mL無(wú)水乙醇混合后的吸光度Ablank，計(jì)算公式如下：

清除率/%=[1-(Asample-Ablank)/Acontrol] ×100%

(5)

式中,Asample:測(cè)試樣品溶液吸光度值；Ablank:空白樣品溶液吸光度值；Acontrol:對(duì)照品吸光度值。

1.8 色度的測(cè)定

根據(jù)金鐵等[21]的方法利用臺(tái)式分光測(cè)色儀對(duì)L*值(明度值)、a*值(紅-綠值)、b*值(黃-藍(lán)值)進(jìn)行測(cè)定。每個(gè)樣品測(cè)量3次，求平均值。

1.9 感官評(píng)價(jià)

從延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)系2014級(jí)學(xué)生中抽選10人組成評(píng)分小組，根據(jù)梁文明等[22]感官評(píng)分方法對(duì)添加大蒜的大米膨化產(chǎn)品的風(fēng)味、口感、色澤、組織狀態(tài)進(jìn)行打分，每項(xiàng)5分共計(jì)20分，取10人的平均分作為每個(gè)試驗(yàn)的最后得分，各項(xiàng)分?jǐn)?shù)總和即為產(chǎn)品總分。其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria of sensory evaluation

續(xù)表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) Continue toTable 1 Criteria of sensory evaluation

1.10 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Excel和SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件ANOVA方法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，采用 Duncan 氏法進(jìn)行多重比較檢驗(yàn)各組間的差異，顯著性水平選擇0.05，試驗(yàn)結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差( x±SD)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 大蒜添加量和水分含水量對(duì)膨化率的影響

由圖1可知,大蒜添加量為15%，米糕條水分含量為10%時(shí),產(chǎn)品膨化效果最佳。當(dāng)大蒜添加量為0時(shí)，膨化率隨著水分含量的增加呈先減后增的趨勢(shì)；大蒜添加量為10%時(shí)，產(chǎn)品膨化率隨著水分含量增加而降低。導(dǎo)致產(chǎn)品膨化率降低可能是因?yàn)槲锪纤趾窟^(guò)高使熔融體黏度降低，氣泡塌陷，造成膨化率減小。劉超等[23]的擠壓參數(shù)對(duì)小麥淀粉擠出物截面膨化率的影響試驗(yàn)中得出,物料含水率增加，熔融體粘度下降，對(duì)氣體的束縛能力減弱，水分蒸發(fā)動(dòng)力增強(qiáng)，以致氣泡破裂增加，從而導(dǎo)致擠壓產(chǎn)品的截面膨化率下降。大蒜添加量為15%和20%時(shí)，產(chǎn)品膨化率隨著水分含量增加呈先升高后降低趨勢(shì)。劉超等[24]在影響淀粉類(lèi)擠壓膨化產(chǎn)品膨化率的因素研究進(jìn)展中得出,水是形成膨化產(chǎn)品微孔結(jié)構(gòu)的前提，當(dāng)膨化動(dòng)力較大時(shí)，熔融體黏度或表面張力越大，膨化率越大; 但水分過(guò)大時(shí)，物料熔融體黏度減小，氣泡壁的強(qiáng)度不能承受內(nèi)部的壓力時(shí)，氣泡開(kāi)始爆裂，氣泡收縮，使產(chǎn)品膨化率降低。當(dāng)水分含量一定時(shí)，產(chǎn)品膨化率隨大蒜添加量增加,

呈先升高后降低趨勢(shì)，導(dǎo)致膨化率下降的原因可能是由于大蒜添加量增加，使米糕條中淀粉所占比例減少，使產(chǎn)品膨化不完全。馬曉軍等[25]研究得出,淀粉降解對(duì)產(chǎn)品膨化率有一定影響，淀粉含量越少膨化率越低。

圖1 大蒜添加量-水分含量對(duì)膨化率的影響

2.2 大蒜添加量和水分含水量對(duì)硬度的影響

由圖2可知,大蒜添加量為15%，米糕條水分含量為11%時(shí),產(chǎn)品硬度相對(duì)最小。隨著大蒜添加量的增加，產(chǎn)品硬度總體有下降趨勢(shì)，這可能是因?yàn)榇笏庵泻惺秤美w維使得膨化產(chǎn)品更酥脆。Kee等[26]添加洋蔥渣和洋蔥的膨化特性研究中得出,加入洋蔥使得膨化物硬度變小。金海珠等[27]研究的添加海藻粉及海藻提取物的米類(lèi)擠壓膨化物特性中得出,海藻含較高的食用纖維，使得擠壓成型物變得松脆，從而硬度有所減小。

圖2 大蒜添加量-水分含量對(duì)硬度的影響

2.3 大蒜添加量和水分含水量對(duì)體積密度的影響

由圖3可知，在大蒜添加量為10%時(shí),產(chǎn)品均值最小，體積密度相對(duì)最低。當(dāng)米糕條水分含量一定時(shí)，隨著大蒜添加量增加，產(chǎn)品體積密度呈先增后減的趨勢(shì)。當(dāng)大蒜添加量為0、10%時(shí)，隨著米糕條水分含量增加，產(chǎn)品體積密度呈先增后減的趨勢(shì)；當(dāng)大蒜添加量為15%、20%時(shí)，隨著米糕條水分含量增加，產(chǎn)品體積密度呈逐漸減小的趨勢(shì)。Wang等[28]研究得出,擠出物在離開(kāi)模具后會(huì)失去更多水分，重量變輕，體積密度減小。

圖3 大蒜添加量-水分含量對(duì)體積密度的影響

2.4 大蒜添加量和水分含水量對(duì)水溶性指數(shù)的影響

由圖4可知，當(dāng)大蒜添加量為0時(shí)，產(chǎn)品水溶性指數(shù)較小；隨著大蒜添加量的增加，產(chǎn)品水溶性指數(shù)呈逐漸增加趨勢(shì)，可能是產(chǎn)品內(nèi)不溶性長(zhǎng)鏈淀粉分解成可溶性短鏈淀粉、糊精和糖類(lèi)等小分子物質(zhì)，水溶性物質(zhì)逐漸增加。王霞等[29]得出，經(jīng)膨化后部分半纖維素水解成水溶性成分，使產(chǎn)品水溶性指數(shù)增加。潘小莉[30]得出,經(jīng)過(guò)膨化后有利于產(chǎn)品水溶性物質(zhì)的溶出。李飛等[31]得出,淀粉在受熱條件下，淀粉顆粒內(nèi)部從有序向無(wú)序狀態(tài)過(guò)渡，隨著水分含量的增加，淀粉的水溶性隨之增高。錢(qián)麗麗等[32]得出經(jīng)擠壓膨化處理，由高溫高壓瞬間變?yōu)槌爻?，?qiáng)大的壓力差作用使物料結(jié)構(gòu)發(fā)生根本性變化，由結(jié)實(shí)緊密變得疏松多孔，使蛋白質(zhì)具有較高的溶出率。

圖4 大蒜添加量-水分含量對(duì)水溶性指數(shù)的影響

2.5 大蒜添加量和水分含水量對(duì)吸水性指數(shù)的影響

由圖5可知，當(dāng)大蒜添加量為0、水分含量為9%時(shí)，產(chǎn)品吸水性指數(shù)最大。產(chǎn)品吸水性指數(shù)隨著大蒜添加量的增加逐漸降低。導(dǎo)致吸水性指數(shù)逐漸減小的原因可能是因?yàn)榈矸劢到?，分子持水力下降。裴斐等[33]研究得出,在擠壓膨化過(guò)程中物料含有的淀粉、蛋白質(zhì)、部分膳食纖維會(huì)分解成小分子物質(zhì)，從而擠出的膨化產(chǎn)品水溶性物質(zhì)增多，吸水能力降低，導(dǎo)致產(chǎn)品WAI下降。

圖5 大蒜添加量-水分含量對(duì)吸水性指數(shù)的影響

2.6 大蒜添加量和水分含水量對(duì)色度的影響

由表2可知，L*值隨大蒜添加量增加而逐漸變小，這可能是物料在高溫高壓下發(fā)生美拉德反應(yīng)，使產(chǎn)品顏色逐漸變深，亮度降低；a*和b*值隨著大蒜添加量的增加而顯著升高，這說(shuō)明產(chǎn)品顏色偏向于紅黃色。吳冬青等[34]得出,大蒜皮中含有紅色素和黃色素，且具備一定的增色能力。在大蒜添加量為0時(shí),L*值的均值最大，在大蒜添加量為0，水分含量為11%時(shí)，L*值均值最大，隨著大蒜添加量的增加，產(chǎn)品亮度變暗；在大蒜添加量為20%時(shí)，a*和b*值的均值最大，在大蒜添加量為20%，水分含量為9%時(shí)，a*值均值最大，隨著大蒜添加量的增加，產(chǎn)品呈現(xiàn)紅色；在大蒜添加量為20%，水分含量為10%時(shí),b*值均值最大，隨著大蒜添加量的增加，產(chǎn)品呈現(xiàn)黃色。樣品顏色應(yīng)適當(dāng)，顏色過(guò)深會(huì)使消費(fèi)者接受程度下降，因此，需要依據(jù)感官評(píng)價(jià)中色澤的分值來(lái)確定。

表2 大蒜-大米混合膨化物的色度Table 2 Chromaticity of garlic rice compound extrusions

注:同一列中肩標(biāo)有相同字母的數(shù)據(jù)表示差異不顯著(P>0.05),肩標(biāo)字母完全不同表示差異顯著(P<0.05)。

2.7 大蒜添加量和水分含水量對(duì)DPPH自由基清除率的影響

由圖6可以看出，添加大蒜的膨化產(chǎn)品DPPH自由基清除率明顯高于未添加大蒜的膨化產(chǎn)品，可能是因?yàn)榇笏庵械暮蚧衔铩⑽熬S生素等具有清除活性氧自由基的作用，因此，產(chǎn)品的DPPH自由基清除率增大。吳迪迪等[35]研究表明，酚類(lèi)等抗氧化物質(zhì)可與DPPH自由基的單電子配對(duì)，從而達(dá)到對(duì)DPPH自由基的清除作用。付作昌等[36]和李巖等[37]均得出，大蒜水溶性萃液對(duì)羥自由基和超氧自由基等活性氧分子具有較強(qiáng)的清除能力。Lee等[38]研究得出，一些具有抗氧化作用的植物精油或者萃取物對(duì)DPPH自由基有清除作用。在水分含量一定時(shí)，產(chǎn)品DPPH 自由基清除率并未隨大蒜添加量的增加而變大，而是有增有減，這可能和大蒜素提取程度有關(guān)。曾哲靈[39]等人研究得出，溫度越高，大蒜素越不穩(wěn)定；萃取時(shí)間過(guò)短，生成的大蒜素不能完全轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，大蒜素又易轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌碑a(chǎn)物。當(dāng)大蒜添加量為10%、米糕條水分含量為9%時(shí)，DPPH的自由基清除率最大，產(chǎn)品抗氧化性最強(qiáng)。

圖6 大蒜添加量-水分含量對(duì)DPPH清除率的影響

2.8 感官評(píng)價(jià)

大蒜-大米膨化產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)分析結(jié)果見(jiàn)表3。在風(fēng)味方面，感官評(píng)分為(1.99±0.25)～(2.93±0.12)，并且具有顯著性差異(P<0.05)；在口感方面，感官評(píng)分為(1.79±0.25)～(3.86±0.28)，有顯著性差異(P<0.05)；在色澤方面，感官評(píng)分為(2.57±0.44)～(3.55±0.22)，有顯著性差異(P<0.05)；在組織狀態(tài)方面，感官評(píng)分為(2.56±0.34)～(3.16±0.19)，有顯著性差異(P<0.05)；綜合評(píng)分為(9.33±0.86)～(13.50±0.60)，有顯著性差異(P<0.05)。

由個(gè)人喜好度評(píng)分得出，大蒜添加量為15%、米糕片水分含量為10%時(shí)，產(chǎn)品的風(fēng)味、口感、色澤、組織狀態(tài)、綜合評(píng)分均最高，分別為(2.93±0.12)、(3.86±0.28)、(3.55±0.22)、(3.16±0.19)和(13.50±0.60)。

表3 感官評(píng)價(jià)分析Table 3 The analysis of sensory evaluation

注:同一列中肩標(biāo)有相同字母的數(shù)據(jù)表示差異不顯著(P>0.05),肩標(biāo)字母完全不同表示差異顯著(P<0.05)。

3 結(jié)論

對(duì)非油炸型大蒜大米膨化產(chǎn)品的膨化率、硬度、體積密度、水溶性指數(shù)和吸水性指數(shù)、進(jìn)行色度、DPPH自由基清除能力的測(cè)定以及感官評(píng)價(jià)綜合分析，通過(guò)產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)綜合分析得出結(jié)論：大蒜添加量為15%、米糕條水分含量為10%時(shí)，產(chǎn)品品質(zhì)相對(duì)較好，為膨化產(chǎn)品賦予了大蒜的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)，有利于提高大蒜的利用率，以期為酥脆香美、多種營(yíng)養(yǎng)成分互補(bǔ)的膨化產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)提供一定參考。