閆美姣 李云龍 何永吉 儀 鑫 孫元琳 趙 琳

(1. 山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，山西 太原 030031；2. 特色農(nóng)產(chǎn)品加工山西省重點實驗室，山西 太原 030031；3. 山西大學生命科學學院，山西 太原 030006；4. 運城學院生命科學系，山西 運城 044000)

中國雜糧品種豐富且是主要生產(chǎn)國[1]。雜糧含有豐富的微量元素、維生素、膳食纖維以及生物活性成分，對糖尿病、高血壓、高血脂等代謝異常類慢性病有良好的預防和控制作用[2]。青稞和燕麥的膳食纖維豐富，富含β-葡聚糖[3-5]；燕麥和藜麥的氨基酸組成合理[6-8]；甜蕎和苦蕎同屬蓼科蕎麥屬，富含黃酮類物質(zhì)[9-10]，都是重要的雜糧品種。隨著消費觀的改變以及食品加工行業(yè)的發(fā)展，將雜糧主食化一直是人們面臨的問題[11]。面條是亞洲國家常見的傳統(tǒng)主食，制作簡單，食用方法多樣，深受人們喜愛[12]。在小麥粉中加入適量雜糧，不僅可以增加面條的營養(yǎng)價值，還能使面條具有獨特的風味和口感。

粉質(zhì)特性是谷物粉的重要加工特性之一，決定著面條的復水性、硬度、彈性、蒸煮損失以及其他特性，顯著影響面條的質(zhì)地和口感。研究[13]表明，超微粉碎會產(chǎn)生較多的破損淀粉，膨脹度大，常溫下持水力高。輕度損傷的淀粉顆?？梢愿纳泼鏃l質(zhì)構，損傷過度則會使面條品質(zhì)下降[14]。彭國泰[15]研究發(fā)現(xiàn)干法制粉得到的糙米粉具有更高的吸水指數(shù)、水溶性和膨脹勢，半干法和濕法磨粉獲得的糙米粉的黏度糊化溫度高于干法磨粉的。半干法磨制小米粉的吸水能力好，具有較高的溶脹能力，淀粉損傷程度小，小米面條富有彈性、蒸煮損失小[16]。

試驗擬通過對5種雜糧(燕麥、青稞、苦蕎、甜蕎、藜麥)的基本成分、破損淀粉和直鏈淀粉含量、粒徑分布狀態(tài)、面團流變學特性和水合特性進行測定，深入了解不同雜糧粉的粉質(zhì)特性，研究5種雜糧粉的面條加工適應性，為雜糧面條的發(fā)展提供依據(jù)。

1 試劑與儀器

1.1 材料與試劑

苦蕎(晉蕎麥5號)、甜蕎(晉蕎麥3號)、燕麥(白燕2號)、青稞(藏青2000)、藜麥(冀藜1號)：山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所；

膳食纖維試劑盒、α-淀粉酶(真菌酶，≥10 U/mg)、馬鈴薯直鏈淀粉、馬鈴薯支鏈淀粉：美國Sigma公司；

D-無水葡萄糖、可溶性淀粉、2-(N-嗎啉代)乙烷磺酸、重鉻酸鉀等均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設備

五谷雜糧磨粉機：HK-860型，廣州市旭朗機械設備有限公司；

離心機：TGL20C型，湖南湘立科學儀器有限公司；

紫外分光光度計：A380型，翱藝儀器(上海)有限公司；

數(shù)顯恒溫振蕩器：SHA-CA型，常州朗越制造有限公司；

混合實驗儀：MIXOLAB2型，法國肖邦公司；

激光粒度分析儀：BT-2001型，丹東百特儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 雜糧粉的制備 將5種雜糧籽粒除雜后清洗晾干。利用脫殼機脫去苦蕎和甜蕎籽粒外的黑色硬殼，保留麩皮，利用壟谷機去除藜麥表皮。將處理后的5種雜糧用五谷雜糧磨粉機磨粉后全部過80目篩，于-4 ℃密封保存。

1.3.2 基本成分測定

(1) 水分：按GB 5009.3—2016執(zhí)行。

(2) 總灰分：按GB 5009.4—2016執(zhí)行。

(3) 蛋白質(zhì)：按GB 5009.5—2016執(zhí)行。

(4) 脂肪：按GB 5009.6—2016執(zhí)行。

(5) 淀粉：按GB 5009.9—2016執(zhí)行。

(6) 總膳食纖維：按GB 5009.88—2014執(zhí)行。

(7) 破損淀粉：按GB/T 9826.88—2008執(zhí)行。

(8) 直鏈淀粉：按GB/T 15683—2008執(zhí)行。

1.3.3 粒徑分布 取少量雜糧粉樣品，使用激光粒度分析儀進行測定。

1.3.4 面團流變學特性 利用肖邦混合實驗儀對5種雜糧全粉進行面團流變學特性的測定。采用Chopin+80 g程序，試驗過程中觀察目標扭矩C1值是否在(1.10±0.05) N·m 范圍內(nèi)，若C1值不在，則調(diào)整預估吸水率來調(diào)節(jié)雜糧粉和水的量直至符合扭矩范圍[17]。

1.3.5 水合特性 稱取0.1 g樣品，加入20 mL蒸餾水，輕輕震蕩至混勻，分別于25，100 ℃振蕩30 min，6 000 r/min 離心15 min，將上清液烘至恒重記為P，濕沉淀物質(zhì)稱重記為S[18]，分別按式(1)～(3)計算持水力、水溶性及溶脹性。

(1)

(2)

(3)

式中：

WAI——持水力；

S——濕沉淀物質(zhì)質(zhì)量，g；

D——樣品干重，g；

WS——水溶性指數(shù)，%；

P——上清液干重，g；

SP——溶脹性。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理 試驗所得數(shù)據(jù)均為3次重復的平均值，結果以(x±s)表示，采用IBM SPSS Statistics 24軟件進行數(shù)據(jù)分析，通過Duncan多重檢驗進行數(shù)據(jù)間的顯著性差異分析，采用Origin 9.0軟件作圖分析。

2 結果與分析

2.1 基本成分

由表1可知，5種雜糧粉的灰分、脂肪、膳食纖維含量均具有顯著性差異(P<0.05)，其中甜蕎的灰分含量最高，為2.58%，說明甜蕎的礦物質(zhì)含量較高；燕麥和藜麥的脂肪含量顯著高于其他3種雜糧全粉，含量分別為9.48%，9.38%；甜蕎的膳食纖維含量最低(4.90%)，青稞的最高(20.94%)，是甜蕎的4.3倍。甜蕎的蛋白質(zhì)含量最高，為18.13%，青稞的最低，苦蕎的蛋白質(zhì)含量與青稞和藜麥的差異不顯著(P>0.05)；5種雜糧粉的淀粉含量為60%～75%，其中苦蕎的最高，為70.77%。

表1 不同雜糧粉營養(yǎng)成分?

破損淀粉是在磨粉過程中受到損傷的淀粉[19]。當破損淀粉含量較高時，制作的面條偏軟，品質(zhì)較差。5種雜糧中，燕麥的破損淀粉含量最高，為24.68%，淀粉損傷嚴重；苦蕎的破損淀粉含量最少，顯著低于其他4種雜糧粉(P<0.05)?？嗍w的直鏈淀粉含量顯著高于其他4種雜糧粉(P<0.05)，為23.46%，說明苦蕎的面制品比較容易老化[20]，藜麥的直鏈淀粉含量最少，為7.62%，燕麥與青稞的直鏈淀粉含量并無顯著性差異(P>0.05)。

2.2 粒徑分布

粒徑分布對雜糧粉的吸水率、破損淀粉含量以及感官品質(zhì)影響顯著，粒徑越小，淀粉損傷越大，破損淀粉含量越高，雜糧粉越容易吸水[21]。由表2可知，燕麥粉與藜麥粉的粒徑分布無顯著性差異(P>0.05)，均小于其他3種雜糧粉，說明燕麥粉和藜麥粉粉質(zhì)細膩，但所含破損淀粉含量也相對較高。青稞粉的粒徑顯著大于其他4種雜糧粉(P<0.05)，且粒徑分布范圍較大，表明青稞粉粉質(zhì)不均勻，比較粗糙。

表2 雜糧粉的粒徑分布?

2.3 面團流變學特性

由圖1可知，藜麥第一階段的扭矩明顯小于其他4種雜糧，說明藜麥和面時的耐揉性較差，攪拌刀與面團彼此之間的剪切力較小，面團容易稀化。燕麥、青稞、苦蕎和甜蕎的曲線前期較類似，但從C2開始，曲線出現(xiàn)差異，燕麥和青稞的糊化溫度和糊化時間均小于苦蕎和甜蕎的，說明燕麥和青稞相對容易糊化，但扭矩值下降較快，表明燕麥和青稞中淀粉酶的活性較強?？嗍w和甜蕎的面團扭矩持續(xù)升高，C3值明顯高于燕麥和青稞的，說明苦蕎和甜蕎經(jīng)糊化后面團的硬度和膠黏性較強，但當溫度下降后，其終點值較高，說明苦蕎和甜蕎比較容易回生。

C1. 揉混面團時扭矩最大值，可表示吸水率；C2. 蛋白質(zhì)的弱化程度；C3. 糊化黏度最大值，可表示淀粉的糊化特性；C4. 淀粉糊化熱穩(wěn)定性；C5. 淀粉的回生特性；α. 加熱過程中蛋白的弱化速度；β. 加熱過程中淀粉的糊化速度；γ. 加熱過程中酶的降解速度

通過測定5種雜糧粉中的膳食纖維發(fā)現(xiàn)，雜糧粉的吸水率隨膳食纖維含量的增加而升高。由表3可知，甜蕎的吸水率最低，為51.00%，青稞的最高，達95.50%，燕麥的吸水率也較高，是因為青稞和燕麥中富含膳食纖維，容易吸水。燕麥的C1時間和穩(wěn)定時間顯著高于其他4種雜糧粉(P<0.05)，分別為4.45，8.20 min，說明燕麥的面團耐揉性最好。甜蕎和藜麥的C1時間和穩(wěn)定時間最短，且均<2 min，說明甜蕎和藜麥所形成的面團耐揉性較差。

C2為蛋白弱化度，C2越小，說明蛋白弱化程度越大。由表3可知，5種雜糧粉的蛋白弱化度差異顯著(P<0.05)，但蛋白弱化速度并無顯著性差異(P>0.05)，其中藜麥的弱化度最小，僅為0.09 N·m，明顯低于其他4種雜糧粉，說明藜麥的蛋白弱化程度最大，和成面團后容易產(chǎn)生稀化反應，使面團黏度降低。藜麥的糊化時間最長，明顯高于燕麥和青稞，但與苦蕎和甜蕎的糊化時間無明顯差異(P>0.05)，說明藜麥、苦蕎、甜蕎的蒸煮時間相近，且高于燕麥和青稞。

表3 不同雜糧粉的蛋白與淀粉特性?

由表3還可知，苦蕎和甜蕎的糊化特性明顯高于燕麥、青稞和藜麥，其中苦蕎的糊化特性最強，且糊化速度最快，說明苦蕎面團的黏度最大，組織黏連性最好。5種雜糧粉的糊化熱穩(wěn)定性差異顯著(P<0.05)，其中青稞的淀粉熱穩(wěn)定性最低，說明加熱時青稞中的淀粉酶還具有較高活性，使淀粉降解，出現(xiàn)扭矩降低的現(xiàn)象。而甜蕎的C3-C4出現(xiàn)負值，可能是樣品儲存時間較長，且糊化溫度較高，淀粉酶失活，無法水解淀粉，出現(xiàn)黏度上升的現(xiàn)象。5種雜糧中，甜蕎最容易回生，青稞與燕麥、藜麥的回生特性無顯著差異(P>0.05)。

綜上，青稞和燕麥的吸水率較高，面團形成時間和穩(wěn)定時間長，且糊化時間短，回生值較低，容易蒸煮?？嗍w的吸水率適中，面團形成時間和穩(wěn)定時間較長，面團結合力較強，且糊化時間較短，淀粉糊化特性和淀粉糊化熱穩(wěn)定性最強，不容易崩解。甜蕎的吸水率最低，容易回生，但甜蕎的淀粉糊化特性和熱穩(wěn)定特性較好。藜麥的面團形成時間和穩(wěn)定時間較短，糊化時間長，其面團扭矩也明顯低于其他4種雜糧粉，說明藜麥的蛋白弱化程度大，面團結合力較弱，和成面團后容易產(chǎn)生稀化反應，不適合制作面條。

2.4 水合特性

由表4可知，燕麥的水溶性、持水力及溶脹性在25，100 ℃時都低于其他3種雜糧。當溫度為100 ℃時，4種雜糧的持水力和溶脹性均存在顯著差異(P<0.05)，苦蕎的持水力和溶脹性最高，表明所制作的面條越光滑[22]，口感好，甜蕎和藜麥的次之。當溫度為25，100 ℃時，甜蕎的水溶性均高于其他雜糧，說明甜蕎的加工產(chǎn)品在高溫糊化后的混湯現(xiàn)象較嚴重，預示著由甜蕎所制作的面條的蒸煮損失率較高。

表4 不同雜糧粉的水合特性?

3 結論

對燕麥、青稞、苦蕎、甜蕎、藜麥5種雜糧的基本成分、粒徑分布、面團流變學特性及水合特性進行了分析。結果表明，5種雜糧粉具有不同的粉質(zhì)特性，其中青稞、燕麥和苦蕎的吸水率較高，面團流變學特性較好，面團穩(wěn)定性好，有著良好的持水力和溶脹性，預測比較適合制作雜糧面條。后續(xù)可對其雜糧面條的加工適應性進行研究。