胡 潔,陳樹俊,龐震鵬,劉曉娟,徐曉霞,儀 鑫,石 玥,李 樂

(山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山西太原 030006)

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藜麥萌發(fā)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化規(guī)律及藜麥芽乳制漿工藝研究

胡 潔,陳樹俊*,龐震鵬,劉曉娟,徐曉霞,儀 鑫,石 玥,李 樂

(山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山西太原 030006)

為進(jìn)一步開發(fā)利用藜麥芽類產(chǎn)品,以藜麥為原料,經(jīng)一定條件萌發(fā),分別測(cè)定藜麥萌發(fā)后蛋白質(zhì)、粗脂肪、淀粉、還原糖含量、α-淀粉酶、β-淀粉酶活性、維生素B1、B2含量、多酚、黃酮以及γ-氨基丁酸(GABA)含量的變化規(guī)律,并確定最佳萌發(fā)時(shí)間。在單因素的基礎(chǔ)上采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化,以原料利用率和多酚提取率的綜合水平值作為評(píng)價(jià)指標(biāo),探尋藜麥芽乳最佳磨漿工藝。結(jié)果表明,最佳萌發(fā)時(shí)間為第3 d,磨漿溫度為60 ℃,磨漿時(shí)間為3 min,磨漿液料比為6∶1 mL/g,磨漿pH為6.5時(shí)工藝最佳。此條件下原料利用率達(dá)到70.91%,多酚提取率為79.79%,綜合水平值為77.13%。

藜麥,萌發(fā),營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),變化規(guī)律,磨漿工藝

藜麥(ChenopodiumquinoaWilld.)是一種原產(chǎn)于印第安地區(qū)的植物,藜屬藜科,因其性質(zhì)作用與常見谷物小麥、水稻等相似而被稱作“假谷物”[1-2]。藜麥的歷史可以追溯到5000年前,印第安人稱之為“糧食之母”[3]。我國(guó)于上世紀(jì)80年代引入藜麥,直到近幾年才引起關(guān)注[4],雖然藜麥不被人們所熟知,但由于其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極其豐富,受到越來(lái)越多人的關(guān)注。據(jù)報(bào)道,藜麥蛋白質(zhì)含量高達(dá)12%～23%,且富含人體生長(zhǎng)所需的必需氨基酸[5],特別是賴氨酸,含量達(dá)到5.1%～6.4%,高于水稻、小麥和玉米等一般谷物[6]。藜麥還含有豐富的維生素和礦物質(zhì)(30.0 g/kg),其中鈣、鐵、鉀、錳等遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)谷物[7]。另外,藜麥富含多種植物化學(xué)物質(zhì),如多酚(3.75±0.05 mg/g)、花青素(120.4±7.2 mg/100 g)[8]、黃酮(3.861 mg/g)[9]和皂苷(20%～30%)[10]等,這些物質(zhì)具有抗氧化、抗衰老的功能,同時(shí)能夠預(yù)防治療多種疾病。因而藜麥被稱為是“超級(jí)谷物”、“營(yíng)養(yǎng)黃金”,聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)認(rèn)為,藜麥?zhǔn)俏ㄒ灰环N單體植物即可滿足人體基本營(yíng)養(yǎng)需求的食物,并正式推薦藜麥為最適宜人類的完美的全營(yíng)養(yǎng)食品[11]。

種子發(fā)芽是高等植物生命活動(dòng)最強(qiáng)烈的一個(gè)時(shí)期,谷物種子在發(fā)芽過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生一系列生理生化變化,一些營(yíng)養(yǎng)成分如蛋白質(zhì)、淀粉會(huì)被分解從而減少[12],γ-氨基丁酸、酚類物質(zhì)的含量將會(huì)提高[13],營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的變化會(huì)使得谷物的原料利用率及消化率得到提高。因此,研究發(fā)芽藜麥的一些性質(zhì)特征將有重大實(shí)際意義。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于藜麥的研究?jī)H僅集中在對(duì)其種子生物特性及功能特性的研究上,關(guān)于藜麥萌發(fā)的研究甚少,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)探索藜麥萌發(fā)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化規(guī)律,為進(jìn)一步研究藜麥芽類產(chǎn)品提供理論依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。據(jù)報(bào)道[14],藜麥在食品中的應(yīng)用相對(duì)較少,主要是藜麥研磨成粉做成各種主食及糕點(diǎn),小吃、飲料如藜麥南瓜八寶粥、藜麥蘋果汁等,藜麥芽類產(chǎn)品仍然是一個(gè)空缺。因此,通過(guò)本實(shí)驗(yàn)的初步研究,旨在為研制一種營(yíng)養(yǎng)豐富、口感俱佳的藜麥芽乳提供前期理論基礎(chǔ),為藜麥芽產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

藜麥 山西稼祺農(nóng)業(yè)科技有限公司;維生素B1、維生素B2標(biāo)準(zhǔn)品、GABA標(biāo)準(zhǔn)品 北京索萊寶科技有限公司;Folin-Ciocalteu試劑、沒食子酸、乙醇等均為分析純。

磨粉機(jī) 永康市小寶電器有限公司;DHG-9240A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;JA1203N型精密電子天平 上海良平儀器儀表有限公司;UV-2800型紫外分光光度計(jì) 美國(guó)尤尼柯儀器有限公司;TDL-5型臺(tái)式離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;HRHS24 Haier電熱恒溫水浴鍋 青島海爾醫(yī)用低溫科技有限公司;JYL-c010料理機(jī) 九陽(yáng)股份有限公司;FA25高剪切分散乳化機(jī) 上海弗魯克流體機(jī)械制造有限公司;雷磁PHS25型pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 藜麥萌發(fā)及芽粉制備 在前期預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,確定藜麥萌發(fā)條件。將新鮮藜麥挑揀、除雜后,清洗浸泡2 h,用蒸餾水反復(fù)沖洗干凈后平鋪于濾紙上,置于22 ℃培養(yǎng)箱中發(fā)芽,發(fā)芽過(guò)程中每8 h用蒸餾水淋洗一次,每隔24 h取樣,連續(xù)發(fā)芽5 d,所有樣品取樣后于-20 ℃下冷凍干燥保存直至分析。分析時(shí)將藜麥芽置于恒溫干燥箱中40～50 ℃下干燥12 h,用粉碎機(jī)粉碎得到藜麥芽粉,干燥條件下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 常規(guī)成分測(cè)定 蛋白質(zhì)測(cè)定方法:GB/T5009.5-2010《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定-凱氏定氮法》(N系數(shù)為6.25,以干基計(jì));粗脂肪測(cè)定方法:GB/T5512-2008《糧食中粗脂肪含量測(cè)定-索氏抽提法》;淀粉測(cè)定方法:GB/T5009.9-2008《食品中淀粉的測(cè)定-酸水解法》,還原糖測(cè)定方法:GB/T5009.7-2008《食品中還原糖的測(cè)定-直接滴定法》。

1.2.3 其他成分測(cè)定α-淀粉酶活性、β-淀粉酶活性測(cè)定:參見文獻(xiàn)[15-16];維生素B1、B2含量測(cè)定:參見文獻(xiàn)[17];多酚含量測(cè)定:參見文獻(xiàn)[18];黃酮含量測(cè)定:參見文獻(xiàn)[19];γ-氨基丁酸(GABA)含量測(cè)定:參見文獻(xiàn)[20]。

1.2.4 藜麥芽的磨漿工藝 將萌發(fā)好的藜麥芽揉搓去皮并用蒸餾水洗凈,在一定磨漿溫度、磨漿時(shí)間、磨漿液料比、磨漿pH下用攪拌機(jī)磨碎,過(guò)30目篩網(wǎng)后再用紗布過(guò)濾去除殘?jiān)?得到黎麥芽汁。

1.2.5 單因素實(shí)驗(yàn) 選擇磨漿初始條件為磨漿溫度60 ℃、時(shí)間2 min、液料比6∶1 mL/g和pH6,固定其中三個(gè)因素條件,考慮剩下因素的變化情況,即分別選取磨漿溫度(40、50、60、70、80、90 ℃)、磨漿時(shí)間(1、2、3、4、5、6 min)、磨漿液料比(4∶1、6∶1、8∶1、10∶1、12∶1、14∶1 mL/g)、磨漿pH(5、5.5、6、6.5、7、7.5)四個(gè)因素進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn),考察其原料利用率和多酚提取率的影響,其中二者計(jì)算公式為:

原料利用率(%)=(原料質(zhì)量-殘?jiān)|(zhì)量)/原料質(zhì)量×100

多酚提取率(%)=P1/P2×100

式中:P1為藜麥芽汁中多酚含量(mg/g);P2為藜麥芽原料中多酚含量(mg/g)。

1.2.6 正交實(shí)驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以磨漿溫度、磨漿時(shí)間、磨漿液料比、磨漿pH為考察因素,設(shè)計(jì)四因素三水平正交實(shí)驗(yàn),根據(jù)每個(gè)因素變化范圍及每個(gè)因素所取水平設(shè)置因素水平表見表1,以原料利用率和多酚提取率的綜合水平值作為指標(biāo),確定最佳磨漿工藝條件。其中:

綜合水平數(shù)值=原料利用率值×30%+多酚提取率值×70%

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

Table 1 Orthogonal factor level table

水平因素A磨漿溫度(℃)B磨漿時(shí)間(min)C磨漿料液比(mL/g)D磨漿pH16024∶1627036∶16538048∶17

1.3 數(shù)據(jù)分析處理

本實(shí)驗(yàn)采用Excel、Origin 6.0與mintab 3軟件分析數(shù)據(jù)作圖,每組數(shù)據(jù)均采用3次重復(fù)實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)用平均值±SD值來(lái)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 藜麥種子主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

由表2可知,藜麥營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富,其中以淀粉為主,含量63.01 g/100 g,蛋白質(zhì)、多酚等含量也很高,尤其蛋白質(zhì),達(dá)到17.09 g/100 g,多酚含量達(dá)到3.31 mg/g,研究表明,藜麥多酚具有抗氧化、抗衰老、抗癌等多種功效,是一種天然抗氧化物質(zhì)[21]。所以研究藜麥上述物質(zhì)在萌發(fā)過(guò)程中的含量變化,尤其多酚含量,根據(jù)其變化規(guī)律選擇最佳取材時(shí)間,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供良好數(shù)據(jù)支持,研制出一款營(yíng)養(yǎng)豐富的功能飲品。

表2 藜麥種子的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

Table 2 Major nutrients of quinoa seed

蛋白質(zhì)(g/100g)粗脂肪(g/100g)淀粉(g/100g)還原糖(g/100g)水分(g/100g)多酚(mg/g)黃酮(mg/g)1709±005654±0046301±017744±008930±015331±004099±001

2.2 藜麥芽中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化規(guī)律

2.2.1 蛋白質(zhì)含量變化 由圖1可知,藜麥萌發(fā)過(guò)程中,蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì),均比種子中高,在第4 d達(dá)到峰值,含量為20.97 g/100 g。在萌發(fā)過(guò)程中,含氮量相對(duì)增加、生長(zhǎng)發(fā)育需要消耗供能物質(zhì)導(dǎo)致總干基質(zhì)量的減少,都會(huì)使蛋白質(zhì)含量增加,另外分解的氨基酸等物質(zhì)運(yùn)送到新芽中也會(huì)合成新的蛋白質(zhì),從而增加蛋白質(zhì)的含量[22],從未萌發(fā)時(shí)的17.09 g/100 g增長(zhǎng)至第4 d的20.97 g/100 g。第4 d之后開始下降至19.84 g/100 g,可能是由于萌發(fā)過(guò)程中種子吸水后一些結(jié)合的蛋白質(zhì)從結(jié)合體上脫落下來(lái),同時(shí)細(xì)胞進(jìn)行分化也需要大量消耗蛋白質(zhì),所以導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量下降[23-24]。

圖1 藜麥萌發(fā)過(guò)程中蛋白質(zhì)含量Fig.1 Protein contents during germination of quinoa

2.2.2 粗脂肪含量變化 如圖2所示,藜麥萌發(fā)期間粗脂肪含量總體呈下降的趨勢(shì),未萌發(fā)的藜麥中粗脂肪含量為6.54 g/100 g,而在萌發(fā)5 d后,減少至5.30 g/100 g。原因是藜麥萌發(fā)過(guò)程中存在于細(xì)胞質(zhì)脂質(zhì)體中的脂肪被脂肪酶水解、利用,一部分作為能源供給生長(zhǎng)需要,一部分參與萌發(fā)過(guò)程中物質(zhì)的生成。許多研究也表明,在種子萌發(fā)中脂肪逐漸減少,碳水化合物增加,從代謝途徑來(lái)講這是由于脂肪首先被脂肪水解酶水解成甘油和脂肪酸,脂肪酸進(jìn)行β-氧化,再通過(guò)糖酵解的逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為蔗糖,輸送到生長(zhǎng)部位,甘油迅速磷酸化轉(zhuǎn)化成丙酮酸,進(jìn)入三羧酸循環(huán)[25]。

圖2 藜麥萌發(fā)過(guò)程中粗脂肪含量Fig.2 Crude fat contents during germination of quinoa

2.2.3 淀粉和還原糖含量變化 由圖3可知,隨著萌發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng),淀粉含量呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì),經(jīng) 5 d 發(fā)芽后其含量從63.01 g/100 g減少至46.78 g/100 g,出現(xiàn)這種變化的原因可解釋為:在藜麥發(fā)芽過(guò)程中藜麥胚乳中貯藏的淀粉從不溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鉅顟B(tài),并在各種水解酶的作用下被分解、利用,以及其旺盛的呼吸代謝,消耗了部分糖類從而使淀粉下降。另外由于種子吸水導(dǎo)致干物質(zhì)減少也是淀粉含量下降的原因之一。

圖3 藜麥萌發(fā)過(guò)程中淀粉和還原糖含量Fig.3 Starch and reducing sugar contents during germination of quinoa

萌發(fā)是酶促反應(yīng)的啟動(dòng)過(guò)程,在萌發(fā)過(guò)程中,藜麥中還原糖含量呈上升趨勢(shì),未萌發(fā)藜麥中,還原糖含量為7.44 g/100 g,在萌發(fā)后,各時(shí)期還原糖含量與未萌發(fā)時(shí)相比均顯著增加,最高達(dá)10.91 g/100 g。藜麥萌發(fā)時(shí)淀粉酶被激活,會(huì)不同程度地作用于淀粉骨架結(jié)構(gòu),將淀粉轉(zhuǎn)化成分子量由大到小的各種糊精,最后形成麥芽糖,再由α-葡萄糖苷酶將麥芽糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖[26],因此導(dǎo)致還原糖含量增加。

2.2.4α-淀粉酶活性、β-淀粉酶活性變化 藜麥淀粉酶活力主要在發(fā)芽階段形成,主要是α-淀粉酶和β-淀粉酶。α-淀粉酶隨機(jī)水解淀粉的α-1,4-糖苷鍵,作為淀粉分解的起始酶而起主要作用,其水解產(chǎn)物為麥芽糖、麥芽三糖、糊精等還原糖,β-淀粉酶水解非還原端的第二個(gè)α-1,4-糖苷鍵,水解產(chǎn)物為麥芽糖,并能使一部分糊精糖化,這也是還原糖增加的原因之一。藜麥發(fā)芽過(guò)程中α-淀粉酶與β-淀粉酶均發(fā)生變化,由圖4可以看出藜麥萌發(fā)的第0～2 d,β-淀粉酶活力逐漸增加,從2.451 mg/(g·min)增加至5.877 mg/(g·min),而α-淀粉酶活力相對(duì)下降,從4.680 mg/(g·min)減少至3.637 mg/(g·min),是由于二者作用點(diǎn)不同,合成速度有明顯區(qū)別。隨著萌發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng),種子內(nèi)的淀粉消耗,β-淀粉酶活力呈現(xiàn)下降趨勢(shì),從第2 d的5.877 mg/(g·min)減少至0.189 mg/(g·min),而α-淀粉酶活力從第3 d到第5 d變化進(jìn)入一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),這說(shuō)明在這段時(shí)間α-淀粉酶起主要作用,并且在第3 d達(dá)到最大值為5.240 mg/(g·min)。

圖4 藜麥萌發(fā)過(guò)程中α-淀粉酶活性和β-淀粉酶活性Fig.4 α-amylase activity and β-amylase activity during germination of quinoa

2.2.5 維生素B1、B2含量變化 由圖5可以看出,藜麥萌發(fā)過(guò)程中維生素B1、B2含量均有所增加,但變化不同,其中維生素B1含量呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),由0.43 mg/100 g增長(zhǎng)至0.95 mg/100 g,而維生素B2含量先稍微減少而后增加,第3 d達(dá)到最低值0.61 mg/100 g。由于藜麥在發(fā)芽過(guò)程中為了維持正常的代謝過(guò)程而需要微量的維生素,所以二者作為輔酶均會(huì)增加,其中維生素B2稍有下降可能是由于營(yíng)養(yǎng)需要的消耗而導(dǎo)致。

圖5 藜麥萌發(fā)過(guò)程中維生素B1和維生素B2含量Fig.5 Vitamin B1and vitamin B2 contents during germination of quinoa

2.2.6 多酚含量變化 由圖6可知,在藜麥萌發(fā)過(guò)程中,第0～1 d多酚含量稍微增加,第1 d之后呈現(xiàn)先增加后逐漸減少的趨勢(shì),第3 d達(dá)到峰值4.94 mg/g。這與多酚類物質(zhì)經(jīng)過(guò)苯丙烷代謝有關(guān),藜麥萌發(fā)時(shí),隨著種子濕度的增加,種皮受到氧化或微生物的浸入而破壞,誘導(dǎo)糖酶分解淀粉,苯丙烷代謝途徑酶被激活,逐步將代謝中間產(chǎn)物(羥基苯乙烯蔗糖酯等)分解轉(zhuǎn)化,進(jìn)而不斷修飾和釋放酚類物質(zhì),從而提高多酚含量[27]。由于隨著發(fā)芽的進(jìn)行,淀粉含量下降,控制酚類代謝途徑的酶類活性下降,另外多酚氧化酶活性的增強(qiáng)使多酚氧化分解這些原因均會(huì)導(dǎo)致多酚含量的減少。

圖6 藜麥萌發(fā)過(guò)程中多酚含量Fig.6 Polyphenol contents during germination of quinoa

2.2.7 黃酮含量變化 由圖7可知,藜麥萌發(fā)后黃酮的含量逐漸增加而后減少,第4 d達(dá)到最高值1.29 mg/g。這是因?yàn)槔棼湹拿劝l(fā)過(guò)程使藜麥呼吸作用增強(qiáng),同時(shí)也激活了不同的酶類,合成異黃酮的重要酶即苯丙氨酸解氨酶也隨之激活,從而増加了藜麥黃酮含量,第4 d之后開始減少,是由于萌發(fā)時(shí)間增長(zhǎng),旺盛的呼吸作用消耗使黃酮含量下降[28]。

圖7 藜麥萌發(fā)過(guò)程中黃酮含量Fig.7 Flavonoids contents during germination of quinoa

2.2.8 GABA含量變化 由圖8可知,藜麥萌發(fā)期間GABA含量逐漸增加,從0 μg/g增加至546.53 μg/g,其原因主要有以下,首先由于發(fā)芽期間蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下開始分解,增加了游離谷氨酸的含量,而谷氨酸是合成GABA的底物,谷氨酸在谷氨酸脫羧酶(GAD)的作用下發(fā)生脫羧的不可逆反應(yīng),使反應(yīng)平衡向合成GABA的方向移動(dòng),從而提高了GABA的含量。另外多胺也是合成GABA的底物,二胺氧化酶(DAO)是GABA合成的一個(gè)關(guān)鍵酶,在藜麥種子萌發(fā)過(guò)程中,二胺氧化酶活性顯著增加,在合適的溫度、濕度條件下,GABA合成加速,提高了GABA的含量[29-30]。

圖8 藜麥萌發(fā)過(guò)程中GABA含量Fig.8 GABA contents during germination of quinoa

2.3 藜麥芽磨漿工藝單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

圖9 藜麥芽磨漿溫度(a)、時(shí)間(b)、液料比(c)和pH(d)的影響Fig.9 Effect of temperature(a),time(b),liquid-solid ratio(c)and pH(d)of quinoa malt

通過(guò)對(duì)藜麥萌發(fā)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化規(guī)律分析發(fā)現(xiàn),藜麥中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)呈現(xiàn)不同程度變化,萌發(fā)初期還原糖、多酚、黃酮和GABA等生物活性物質(zhì)均不斷增加,隨著萌發(fā)時(shí)間繼續(xù)增加,部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)出現(xiàn)減少的趨勢(shì),而且伴隨藜麥芽顏色變深并出現(xiàn)根部,不利于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。所以綜合考慮,藜麥在第3 d營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量相對(duì)較高,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較為豐富,其中尤其多酚含量達(dá)到4.94 mg/g,最終選擇發(fā)芽第3 d為磨漿實(shí)驗(yàn)發(fā)芽時(shí)間。

經(jīng)過(guò)對(duì)磨漿溫度、磨漿時(shí)間、磨漿液料比和磨漿pH的單因素實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索,最終結(jié)果見圖9。

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

Table 3 Orthogonal experimental results

實(shí)驗(yàn)號(hào)因素A磨漿溫度B磨漿時(shí)間C磨漿液料比D磨漿pH原料利用率(%)多酚提取率(%)綜合水平值(%)111116657589161212122270887976770931333585467416475421236339631663235223158095891586662312672960536256731326748680267868321378655729637093321676746965318K120305192301874717305K218445199451935020751K318474180491912719168k16768641062495768k26148664864506917k36158601663766389R6206322011149

由圖可以看出,在其他條件一定的情況下,藜麥芽原料利用率隨著磨漿時(shí)間、溫度、液料比的增加而增加,而磨漿pH呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì),在pH為6.5時(shí)達(dá)到最大為76.16%。由此可見,長(zhǎng)時(shí)間、溫度高、液料比大的條件下都有利于原料的溶出從而提高原料利用率。相同情況下,多酚提取率的變化與原料利用率不同,其中磨漿溫度、時(shí)間和pH均是先增加后減少,分別在60 ℃、2 min、pH7時(shí)達(dá)到最大,多酚提取率增加是由于該條件下有利于多酚的溶出,提高多酚提取率,相反減小是因?yàn)闇囟仍黾印r(shí)間加長(zhǎng)、pH增大會(huì)導(dǎo)致多酚內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞,使多酚含量減少,從而使多酚提取率減小。而磨漿液料比對(duì)原料利用率的影響則是使其一直減少,原因是由于水比例增加,使得藜麥芽汁濃度降低,多酚溶出少含量減少。但綜合考慮各因素,由于是制作一款口感適中、營(yíng)養(yǎng)平衡的藜麥芽產(chǎn)品,所以選擇以下條件作為正交實(shí)驗(yàn)的最佳水平值范圍:磨漿溫度60～80 ℃;磨漿時(shí)間2～4 min;磨漿液料比4∶1～8∶1 mL/g;磨漿pH6～7。

2.4 藜麥芽磨漿工藝正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取磨漿溫度、磨漿時(shí)間、磨漿液料比和磨漿pH進(jìn)行四因素三水平正交實(shí)驗(yàn),根據(jù)下一步研制藜麥芽乳的實(shí)驗(yàn)要求及實(shí)際需要,同時(shí)考慮原料利用率和多酚提取率的影響,分析綜合水平值。正交設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3。

根據(jù)表3可知,影響藜麥芽磨漿工藝的主要因素順序?yàn)?磨漿pH>磨漿時(shí)間>磨漿溫度>磨漿液料比,最佳實(shí)驗(yàn)條件為A1B2C2D2,即磨漿溫度60 ℃,磨漿時(shí)間3 min,磨漿液料比6∶1 mL/g,磨漿pH6.5,以優(yōu)化所得組合進(jìn)行3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),取平均值,結(jié)果表明在最優(yōu)條件下,原料利用率為70.91%,多酚提取率為79.79%,綜合水平值為77.13%。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)測(cè)定藜麥萌發(fā)過(guò)程中多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的變化規(guī)律,并分析出這些物質(zhì)的基本分布趨勢(shì),蛋白質(zhì)、多酚、黃酮含量以及β-淀粉酶活性均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì),達(dá)到最大值分別為20.97 g/100 g、4.94 mg/g、1.29 mg/g、5.877 mg/(g·min);粗脂肪和淀粉含量逐漸減少,分別由開始的6.54 g/100 g減少至5.30 g/100和63.01 g/100 g減少至46.78 g/100 g;還原糖、維生素B1和GABA含量反而一直增加,分別由7.44 g/100 g增長(zhǎng)至10.91 g/100 g、0.43 mg/100 g增長(zhǎng)至0.95 mg/100 g和0 μg/g增長(zhǎng)至546.53 μg/g,在測(cè)定指標(biāo)中,只有α-淀粉酶活性和維生素B2含量呈現(xiàn)先略微減少后又增加的趨勢(shì),但是符合萌發(fā)作用趨勢(shì)的。通過(guò)對(duì)上述營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行綜合分析,最終得出最佳萌發(fā)時(shí)間為第3 d,適合進(jìn)行后續(xù)磨漿實(shí)驗(yàn)。

通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn),篩選出了藜麥芽磨漿溫度、磨漿時(shí)間、磨漿液料比和磨漿pH四個(gè)因素的最佳水平范圍,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn),確定最佳磨漿工藝為磨漿溫度60 ℃,磨漿時(shí)間3 min,磨漿液料比6∶1 mL/g,磨漿pH6.5,此條件下原料利用率為70.91%,多酚提取率為79.79%,綜合水平值為77.13%。得到的藜麥芽汁色澤、細(xì)膩度俱佳,為后期藜麥芽乳研制提供很好的理論基礎(chǔ)及數(shù)據(jù)支持。

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Study on the nutrients change rules during germination of quinoa and quinoa malted milk pulping process

HU Jie,CHEN Shu-jun*,PANG Zhen-peng,LIU Xiao-juan,XU Xiao-xia,YI Xin,SHI Yue,LI Le

(College of Science,Shanxi University,Taiyuan 030006,China)

Forfurtherdevelopmentandutilizationofquinoamaltproducts,quinoawastakenasrawmaterialtogerminateincertainconditions,changerulesofprotein,crudefat,starch,reducingsugarcontent,α-amylaseactivity,β-amylaseactivity,vitaminB1,B2,polyphenol,flavonoidsandγ-aminobutyricacid(GABA)contentweremeasuredafterquinoagermination,respectively.Theoptimalgerminationtimewasdetermined.Usingcomprehensivelevelvalueofrawmaterialsutilizationrateandpolyphenolextractionrateastheevaluationindex,orthogonalexperimentdesignwasadoptedonthebasisofsinglefactortoexplorequinoamaltedmilkoptimumpulpingprocess.Resultsshowedthatthebestgerminationtimewas3d,andtheoptimumpulpingprocesswastemperatureof60 ℃,pulpingtimeof3min,pulpingliquid-solidratioof6∶1mL/gandpH6.5.Undertheseconditions,therawmaterialsutilizationratereached70.91%,polyphenolextractionratewas79.79%,thecomprehensivelevelvaluewas77.13%.

quinoa;germination;nutrients;changerules;pulpingprocess

2016-04-25

胡潔(1991-)，女，碩士，研究方向：食品新工藝，E-mail：hujie01010215@163.com。

*通訊作者:陳樹俊(1964-)，男，大學(xué)本科，副教授，研究方向：食品新工藝及功能食品，E-mail：chenshujun515@163.com。

TS210.4

A

1002-0306(2016)19-0136-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.19.018