過熱蒸汽制備藜麥的工藝

鐘鑫榮 ，朱新婷 ，周子文 ，張維瑞 ，方婷，魏奇 ,

1. 寧德師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院（寧德 352100）；2. 福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院（福州 350000）；3. 福建省科技廳產(chǎn)學(xué)研合作示范基地（寧德 352100）

藜麥（Chenopodium quinoaWilld）是藜科藜屬植物，原產(chǎn)于南美洲安第斯山脈的哥倫比亞、厄瓜多爾、秘魯?shù)戎懈吆０紊絽^(qū)[1]，廣泛種植于我國的甘肅、青海、內(nèi)蒙古、寧夏等地區(qū)，是一種全營養(yǎng)和高膳食纖維的堿性食物[2-4]。藜麥中富含蛋白質(zhì)、維生素、多酚、不飽和脂肪酸和植物甾醇類物質(zhì)，符合人類對安全、健康、天然食品的需求[5-7]，具有均衡補(bǔ)充營養(yǎng)、增強(qiáng)機(jī)體功能和預(yù)防疾病等功效，適于所有群體食用，尤其適于慢性疾病患者（高血壓、高血糖及高血脂患者）、嬰幼兒、孕產(chǎn)婦和老年人等特殊體質(zhì)人群[8-10]。以藜麥為基料的產(chǎn)品具有獨(dú)特的香味和口感。因此，藜麥及其相關(guān)產(chǎn)品深受消費(fèi)者的喜愛[11]。但是，由于藜麥含有較高含量的皂苷，采用傳統(tǒng)的熱處理方法所制備的藜麥無法完全激發(fā)藜麥的香味，并且還會造成藜麥的受熱不均，甚至?xí)a(chǎn)生焦味，由此阻礙了藜麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[12-14]。

過熱蒸汽處理技術(shù)是一種綠色環(huán)保的熱處理技術(shù)。過熱蒸汽處理技術(shù)能夠減少食品表面的微生物、改善食品的理化性質(zhì)、抑制食品的脂質(zhì)氧化及減少營養(yǎng)損失。過熱蒸汽處理技術(shù)可用于玉米、薯片、香蕉片、谷物和面制品等食品的干燥[15-18]。舒星琦等[19]研究發(fā)現(xiàn)，過熱蒸汽干燥能夠增加米粉的硬度，降低米粉的黏附性并且提高米粉的爽口性。徐志村等[20]研究發(fā)現(xiàn)，微波聯(lián)合過熱蒸汽處理能夠抑制紅米、黑米和糙米在貯藏過程中的氧化哈敗，并且能夠提高紅米、黑米和糙米的穩(wěn)定化效果。過熱蒸汽處理能夠使淀粉的糊化特性和消化特性發(fā)生改變，并且改變淀粉的微觀結(jié)構(gòu)[21-23]。應(yīng)用過熱蒸汽處理藜麥的研究報道相對較少，采用過熱蒸汽技術(shù)不僅能有效去除藜麥中的苦味和生味，而且還能激發(fā)藜麥產(chǎn)生特殊的香氣。

鑒于此，以藜麥為原料，通過改變過熱蒸汽處理溫度、過熱蒸汽處理時間和藜麥鋪設(shè)厚度等影響因素，探究過熱蒸汽處理對藜麥品質(zhì)的影響，以期獲得過熱蒸汽處理藜麥的較優(yōu)處理條件，制出具有較好品質(zhì)且具有特殊香氣的藜麥產(chǎn)品，為應(yīng)用過熱蒸汽處理改善藜麥的品質(zhì)奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

藜麥（青海谷匠藜麥有限責(zé)任公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

CP214型電子天平（奧豪斯儀器常州有限公司）；試驗使用的過熱蒸汽設(shè)備為自主設(shè)計制造（圖1）。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

工藝流程1：藜麥→稱重→清洗→過熱蒸汽處理→成品。

工藝流程2：藜麥→稱重→清洗→傳統(tǒng)的熱處理（炒制）→成品。

1.3.2 感官評定

藜麥的感官評分表見表1。

表1 藜麥感官評分

1.3.3 單因素優(yōu)化試驗

設(shè)定過熱蒸汽處理溫度（120，130，140，150和160 ℃）、過熱蒸汽處理時間（15，20，25，30和35 min）和藜麥鋪設(shè)厚度（2~4，4~6，6~8，8~10和10~12 mm），以感官評分為指標(biāo)，由此獲得過熱蒸汽處理藜麥的較優(yōu)處理條件。

1.3.4 正交試驗設(shè)計

在單因素試驗基礎(chǔ)上，選擇過熱蒸汽處理溫度（130，140和150 ℃）、過熱蒸汽處理時間（20，25和30 min）和藜麥鋪設(shè)厚度（4~6，6~8和8~10 mm）進(jìn)行優(yōu)化試驗，進(jìn)行三因素三水平正交試驗，優(yōu)化過熱蒸汽處理藜麥的條件，因素與水平見表2。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每個試驗重復(fù)測定3次，取其平均值，應(yīng)用SPSS 16.0和Design-Expert 8.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并用Graphpad Prism 9.0.2作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 處理溫度對藜麥感官評分的影響

由圖2可知，隨著過熱蒸汽處理溫度的增加，藜麥的感官評分呈現(xiàn)先增加后減少趨勢。過熱蒸汽處理溫度140 ℃時，藜麥的感官評分達(dá)到最大值（83分）。過熱蒸汽處理溫度120~140 ℃時，通過增加過熱蒸汽處理溫度能夠增加藜麥的感官評分。過熱蒸汽處理溫度120 ℃和130 ℃時，藜麥的感官評分（71分和79分）顯著低于過熱蒸汽處理溫度140 ℃時的評分（83分，P＜0.05），其原因可能是較低的過熱蒸汽處理溫度無法完全滅活藜麥中的內(nèi)源酶，從而無法有效消除藜麥的生味，由此導(dǎo)致藜麥的感官評分較低。過熱蒸汽處理溫度140~160 ℃時，藜麥的感官評分呈現(xiàn)下降趨勢，這是由于過熱蒸汽處理溫度過高會導(dǎo)致藜麥產(chǎn)生焦糊的味道，因此選擇140 ℃為過熱蒸汽的最佳處理溫度。

圖2 處理溫度對藜麥的感官影響

2.1.2 處理時間對藜麥感官評分的影響

不同過熱蒸汽處理時間（15，20，25，30和35 min）條件下藜麥的感官評分結(jié)果如圖3所示。設(shè)定過熱蒸汽處理時間15~25 min時，通過延長過熱蒸汽處理時間能夠增加藜麥的感官評分。過熱蒸汽處理時間過短，藜麥傳熱不均勻，所以達(dá)不到處理的效果。過熱蒸汽處理時間25 min時，此時藜麥的感官評分達(dá)到最大值（85分）。過熱蒸汽處理時間大于25 min時，藜麥的感官評分呈現(xiàn)下降趨勢。過熱蒸汽處理時間30 min和35 min條件下的藜麥感官評分顯著低于過熱蒸汽處理時間25 min條件下所制備藜麥的感官評分（P＜ 0.05）。由此可知，過長的過熱蒸汽處理時間并不能有效提高藜麥的感官評分。因此，最佳的過熱蒸汽處理時間為25 min。

圖3 處理時間對藜麥的感官影響

2.1.3 鋪設(shè)厚度對藜麥感官評分的影響

由圖4可知，藜麥鋪設(shè)厚度6~8 mm時，藜麥的感官評分達(dá)到最大值（84分）。藜麥鋪設(shè)厚度2~4 mm和4~6 mm時，隨著藜麥鋪設(shè)厚度的增加，藜麥的感官評分也隨之增加。由此可知，合理的麥鋪設(shè)厚度能夠獲得高品質(zhì)的藜麥產(chǎn)品。藜麥鋪設(shè)厚度8~10 mm和10~12 mm時，藜麥的感官評分（81分和71分）顯著低于藜麥鋪設(shè)厚度6~8 mm條件下的評分（84分，P＜0.05）。由此可知，過高的藜麥鋪設(shè)厚度無法有效提高藜麥的感官評分，因此藜麥的鋪設(shè)厚度選擇6~ 8 mm。

圖4 鋪設(shè)厚度對藜麥的感官影響

2.2 過熱蒸汽正交試驗結(jié)果

以過熱蒸汽處理溫度（A）、過熱蒸汽處理時間（B）和藜麥鋪設(shè)厚度（C）為試驗的3個因素，每個因素設(shè)置3個不同水平。通過正交試驗找出各因素水平的適宜組合，并確定各因素對藜麥感官評分的影響，從而確定最適的處理條件。過熱蒸汽正交試驗方案和結(jié)果如表3所示。過熱蒸汽處理溫度、過熱蒸汽處理時間和藜麥鋪設(shè)厚度對藜麥的感官評分的影響程度為過熱蒸汽處理溫度（A）＞過熱蒸汽處理時間（B）＞藜麥鋪設(shè)厚度（C）。由k值得到的過熱蒸汽處理最優(yōu)的組合為A2B2C1或A2B3C1。由于縮短過熱蒸汽的處理時間能夠獲得良好的藜麥品質(zhì)并且能夠節(jié)約能源，因此選定的過熱蒸汽處理最優(yōu)組合為A2B2C1，即過熱蒸汽處理溫度140 ℃、處理時間25 min、藜麥鋪設(shè)厚度4~6 mm。在最優(yōu)組合條件下，對過熱蒸汽處理藜麥進(jìn)行驗證試驗，藜麥的感官評分為89分。

表3 試驗設(shè)計和結(jié)果

由表4可知，F(xiàn)（A）=28，F(xiàn)（B）=8.895，F(xiàn)（C）= 0.684。過熱蒸汽處理溫度的P=0.034＜0.05，過熱蒸汽處理時間和藜麥鋪設(shè)厚度的P值均大于0.05。由此可知，過熱蒸汽處理溫度對藜麥的感官評分具有顯著影響（P＜0.05），過熱蒸汽處理時間和藜麥鋪設(shè)厚度對藜麥的感官評分影響不顯著（P＞0.05）。

表4 正交試驗分析結(jié)果

2.3 不同干燥方法對藜麥干制品外觀品質(zhì)的影響

如圖5所示，藜麥經(jīng)過過熱蒸汽處理后，藜麥的外觀呈現(xiàn)出金黃的色澤。過熱蒸汽處理能夠使藜麥均勻受熱，并且?guī)в修见湹南銡?，無異味。傳統(tǒng)加熱工藝（炒制）處理的藜麥外觀呈現(xiàn)出不均一的色澤，部分藜麥的外觀發(fā)黑，同時還帶有焦糊味，幾乎沒有藜麥的香味。因此，過熱蒸汽處理技術(shù)不僅能使藜麥均勻受熱，還能有效激發(fā)藜麥的香味并且去除藜麥的苦味。

圖5 不同干燥方法對藜麥干制品外觀品質(zhì)的影響

3 討論與結(jié)論

過熱蒸汽處理技術(shù)已被應(yīng)用于谷物、肉類、果蔬等食品的干燥。周穎等[24]研究發(fā)現(xiàn)，過熱蒸汽能夠降低燕麥掛面中的脂質(zhì)酶和過氧化物酶的活性，從而有效改善燕麥掛面的風(fēng)味并且提高燕麥掛面的儲藏穩(wěn)定性。黃江楠[25]研究發(fā)現(xiàn)過熱蒸汽處理能夠使小麥粉中的淀粉和蛋白質(zhì)發(fā)生聚集，使小麥粉結(jié)構(gòu)特性發(fā)生變化，蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)向β折疊轉(zhuǎn)變。過熱蒸汽能夠延長生鮮面的貨架期。吳紹華等[26]研究發(fā)現(xiàn)過熱蒸汽處理能夠促進(jìn)全麥面團(tuán)形成面筋網(wǎng)絡(luò)，并且提高全麥粉的谷值黏度、峰值黏度和最終黏度，由此提高全麥粉的加工特性。張澤偉等[27]研究發(fā)現(xiàn)過熱蒸汽對熟制小龍蝦優(yōu)勢腐敗菌（賴氨酸芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌）具有殺菌效果。由此可知，過熱蒸汽已被廣泛用于食品的干燥、殺菌和改善食品品質(zhì)。但是，關(guān)于過熱蒸汽處理技術(shù)應(yīng)用于藜麥加工的相關(guān)研究還未見諸報道。藜麥中含有皂苷，由于皂苷具有一定苦味，因此藜麥會帶有苦味和生味。過熱蒸汽能夠抑制藜麥的內(nèi)源酶活性，從而去除藜麥的苦味和生味。采用過熱蒸汽處理有效去除藜麥中的苦味和生味，也是一次應(yīng)用的創(chuàng)新。

此次研究通過正交試驗分析法優(yōu)化過熱蒸汽處理藜麥的制備工藝。最佳制備工藝為過熱蒸汽處理溫度140 ℃，過熱蒸汽處理時間25 min，藜麥鋪設(shè)厚度4~6 mm，此時藜麥的色澤和香味最佳。與傳統(tǒng)熱處理（炒制）工藝相比，采用過熱蒸汽處理藜麥具有明顯的優(yōu)勢。此次研究能夠為藜麥的加工提供新的方法，并且具有良好應(yīng)用前景。