陳若瑀，舒 林，龍 璐，郭玉深，郭慶彬

（天津科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院食品科學(xué)與工程系，天津300457）

藜麥（Chenopodium quinoa Willd.），屬莧科，是一年生雙子葉植物[1]，在南美已有7 000年以上的栽培歷史。由于藜麥具有耐冷、耐旱、耐鹽堿和耐貧瘠等良好的耐逆特性已被許多國家推廣種植[2-3]，目前藜麥在中國的種植面積約15萬畝[4]。藜麥籽粒中蛋白質(zhì)含量十分豐富，顯著高于小麥、玉米和稻米等谷物，其膳食纖維含量也遠(yuǎn)高于小米和稻米[5]。同時(shí)，藜麥的氨基酸種類豐富、比例協(xié)調(diào)，內(nèi)含9種人類無法合成的必需氨基酸 （包括兒童必需氨基酸-組氨酸），賴氨酸含量更優(yōu)于傳統(tǒng)谷物籽實(shí)中的含量[6-7]。此外，藜麥中含有維生素、礦物質(zhì)等微量營養(yǎng)素和多種生物活性化合物，如多酚類、黃酮類、γ－氨基丁酸(GABA)等[8]。 作為一種“類全谷物”，藜麥享有“營養(yǎng)黃金”[9]的美稱。

谷物萌芽對改善種子氨基酸的組成、提高蛋白質(zhì)的利用率、降低抗?fàn)I養(yǎng)因子的水平和改善加工特性及適口性具有積極的作用[9-10]。藜麥生命活動最為劇烈的一個(gè)時(shí)期就是萌發(fā)階段，這一階段涉及到一些生物學(xué)變化，同時(shí)會產(chǎn)生一系列的生理生化反應(yīng)，在這個(gè)階段酚類、黃酮、γ-氨基丁酸（GABA）等具有生物活性的物質(zhì)含量均會有相應(yīng)增加，萌發(fā)的藜麥不僅豐富了營養(yǎng)價(jià)值[11-13]，同時(shí)也加強(qiáng)了生物利用率，所以研究發(fā)芽藜麥具有很重要現(xiàn)實(shí)意義[14]。

藜麥籽中淀粉含量占藜麥營養(yǎng)物質(zhì)的50%以上[15]，較高[15-18]的淀粉含量會使制得的飲料中營養(yǎng)物質(zhì)含量偏低[16-17]，極大地影響產(chǎn)品品質(zhì)。因此，為了有效地提高藜麥飲料中營養(yǎng)物質(zhì)的利用率及穩(wěn)定性往往采用酶解或發(fā)酵工藝[18]。本實(shí)驗(yàn)以萌芽2.5 cm的藜麥為原料，用酶解糊化工藝制作萌芽藜麥蛋白飲料，解決了萌芽藜麥蛋白飲料產(chǎn)生回生，老化等問題，且保留了萌芽后藜麥的營養(yǎng)成分及其獨(dú)特風(fēng)味。該款飲料可以滿足三高人群、麩質(zhì)過敏癥人群等特殊人群的需要，為他們提供更充足的蛋白營養(yǎng)，為市場上藜麥蛋白產(chǎn)品增加品種[9,19]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

黃藜麥 市售、α-淀粉酶、果膠、D-木糖、甲基紅配制成的0.1%無水乙醇溶液、溴甲酚綠配制成的0.1%無水乙醇溶液、1%硼酸溶液、40%氫氧化鈉溶液、凱爾特催化片、濃硫酸、無水乙醚、Megazyme總淀粉試劑盒、GOPOD試劑、MES/TRIS緩沖液、Megazyme總膳食纖維試劑盒、0.561 mol/L HCl、90%乙醇、沒食子酸、FC（福林酚）顯色劑、Na2CO3。

1.2 主要設(shè)備和儀器

AX622ZH/E型電子天平；JK－WB－2A數(shù)顯恒溫水浴鍋；Kjeltec8400全自動凱氏定氮儀；DGG-101-2B鼓風(fēng)干燥箱；TDL-5-A離心機(jī)；InfiniteM200PRO型酶標(biāo)儀;BJ-800A型多功能粉碎機(jī)。

1.3 藜麥萌發(fā)過程中營養(yǎng)成分測定

藜麥粒過篩，除雜后選取飽滿完好的藜麥粒，用去離子水浸泡20 min后清洗2次。將藜麥粒平鋪于鋪有4層紗布的培養(yǎng)箱上，噴灑去離子水，放入恒溫恒濕培養(yǎng)箱于（24±1）℃下萌芽[13]。 每隔 2～4 h觀察藜麥的生長情況，記錄萌芽長度以及相應(yīng)的萌發(fā)時(shí)間。分別選擇種子、剛出芽、芽長1 cm、芽長2.5 cm以及芽長5 cm的藜麥，在60℃下干燥12 h，粉碎后過100目篩，得到藜麥芽粉樣品，隨后進(jìn)行營養(yǎng)成分的測定[19-20]。蛋白質(zhì)含量的測定采用GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》凱氏定氮法（N系數(shù)為6.25，以干基計(jì)）；脂肪含量的測定采用GB/T 5512-2008《糧油檢驗(yàn) 糧食中粗脂肪含量測定》索氏抽提法；淀粉含量的測定采用蒽酮—硫酸比色法[21]；總膳食纖維含量的測定采用酶-重量法[22]。其中根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)和前期測得的蛋白、脂肪、淀粉含量，選取種子、剛出芽和芽長2.5 cm的藜麥進(jìn)行總膳食纖維含量的測定；總酚含量的測定采用福林酚試劑法測定[23]。

1.4 發(fā)芽藜麥飲料的開發(fā)工藝流程

發(fā)芽藜麥→篩選去雜→干燥磨粉→加水糊化→酶解→調(diào)配→均質(zhì)→罐裝→殺菌冷卻→成品

操作要點(diǎn)：

（1）磨粉：將萌發(fā)好的藜麥芽用蒸餾水洗凈，于60℃烘箱中烘干，用粉碎機(jī)磨碎過100目篩，得到藜麥芽粉。

（2）糊化：將萌芽藜麥粉以1:12比例加水糊化，充分震蕩混勻，放置于80℃水浴鍋中不間斷晃動，糊化30 min[24]。

（3）酶解：加酶量 0.6%(以藜麥漿液計(jì))、溫度50℃、酶解時(shí)間55 min的條件下進(jìn)行酶解，然后沸水浴 10～15 min 滅酶[25-26]。

（4）調(diào)配：加入D-木糖、果膠等進(jìn)行飲料調(diào)配。

（5）均質(zhì)：將發(fā)芽藜麥汁置于均質(zhì)機(jī)中均質(zhì)，調(diào)節(jié)壓力為20～25 MPa，使?jié){液更加細(xì)膩均勻。

（6）灌裝、殺菌、冷卻：將高壓均質(zhì)處理后的發(fā)芽藜麥汁飲料立即灌裝于預(yù)先殺菌處理的潔凈玻璃瓶中，封口后在98～100℃條件下進(jìn)行殺菌處理5～10 min，冷卻至55℃。

1.5 發(fā)芽藜麥粉酶解工藝優(yōu)化

1.5.1 酶解工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)

（1）加酶量對發(fā)芽藜麥粉酶解的影響。確定料液比為 1∶12，酶解溫度 65 °C，酶解時(shí)間 60 min，加酶量分別為 0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%，以透光率為指標(biāo)，確定單因素最佳水平。

（2）酶解溫度對發(fā)芽藜麥粉酶解的影響。確定料液比為1∶12，加酶量0.6%，酶解時(shí)間60 min，酶解溫度分別為 40、50、60、70、80、90 °C， 以透光率為指標(biāo)，確定單因素最佳水平。

（3）酶解時(shí)間對發(fā)芽藜麥粉酶解的影響。確定料液比為 1∶12，加酶量 0.6%，酶解溫度 65 °C，酶解時(shí)間分別為 50、60、70、80、90、100 min，以透光率為指標(biāo)，確定單因素最佳水平。

1.5.2 酶解工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取加酶量、酶解溫度、酶解時(shí)間設(shè)計(jì)L9（33）正交試驗(yàn)，以透光率為指標(biāo)，確定最佳酶解糊化工藝條件。

表1 酶解工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素水平表

1.5.3 透光率（T）的計(jì)算

取一定量的發(fā)芽藜麥酶解液，以4 500 r/min的轉(zhuǎn)速離心10 min后，采用紫外分光光度計(jì)，在波長660 nm下測定其吸光度A[15]。重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次取平均值，計(jì)算發(fā)芽藜麥酶解液的透光率T，計(jì)算公式為：

1.6 發(fā)芽藜麥汁飲料的配比設(shè)計(jì)

1.6.1 發(fā)芽藜麥汁飲料配比設(shè)計(jì)單因素實(shí)驗(yàn)

（1）發(fā)芽藜麥汁添加量對飲料品質(zhì)的影響。確定D-木糖添加量為6%，果膠添加量為0.3%，分別加入30%、40%、50%、60%、70%的發(fā)芽藜麥汁，確定發(fā)芽藜麥汁添加量對發(fā)芽藜麥汁飲料品質(zhì)的影響。

（2）D-木糖添加量對飲料品質(zhì)的影響。確定發(fā)芽藜麥汁添加量為50%，果膠添加量為0.3%，分別加入 6%、8%、10%、12%、14%的 D-木糖，確定 D-木糖添加量對發(fā)芽藜麥汁飲料品質(zhì)的影響。

（3）果膠添加量對飲料品質(zhì)的影響。確定發(fā)芽藜麥汁添加量為50%，D-木糖添加量為6%，分別加入0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的果膠，確定果膠添加量對發(fā)芽藜麥汁飲料品質(zhì)的影響。

1.6.2 發(fā)芽藜麥飲料配比正交試驗(yàn)

依據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選發(fā)芽藜麥汁添加量、D-木糖添加量、果膠添加量設(shè)計(jì)L9（33）正交試驗(yàn)，以感官評價(jià)作為指標(biāo)，確定發(fā)芽藜麥汁飲料最佳配比。

表2 發(fā)芽藜麥汁飲料配比正交試驗(yàn)因素水平表

1.7 發(fā)芽藜麥汁感官評價(jià)

以產(chǎn)品的香氣、色澤、組織狀態(tài)及口感為指標(biāo)對藜麥中功能飲料進(jìn)行感官評價(jià)，邀請食品科學(xué)與工程專業(yè)并對試驗(yàn)樣品的感官性質(zhì)差別具有識別能力的5位學(xué)生作為品評員，樣品隨機(jī)提供給評價(jià)員，每位評價(jià)員單獨(dú)進(jìn)行品評，相互不接觸交流，樣品評定之間用清水漱口。

表3 發(fā)芽藜麥飲料的感官評價(jià)評分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 藜麥發(fā)芽過程中營養(yǎng)成分的變化

選取飽滿完好的藜麥粒，置于（24±1）℃的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行萌芽處理。分別選擇種子、剛出芽、芽長1 cm、芽長2.5 cm以及芽長5 cm的藜麥，測定其蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、總酚、總膳食纖維含量。

由表4可知，經(jīng)萌芽處理后，藜麥中的營養(yǎng)成分含量豐富，呈動態(tài)變化趨勢。其中以蛋白質(zhì)為主，蛋白質(zhì)含量先增后減，在芽長2.5 cm時(shí)蛋白質(zhì)含量達(dá)到最高值15.5 g/100 g；脂肪含量前期呈下降趨勢，在芽長為1.5 cm有短時(shí)下降，從總體上看呈逐漸下降趨勢，在芽長5 cm時(shí)達(dá)到最低值6.79 g/100 g；總膳食纖維含量先減后增；總酚含量前期呈下降趨勢，在芽長期1.5 cm有短時(shí)上升，從總體上看呈下降趨勢，此趨勢與酚類物質(zhì)在藜麥體內(nèi)的代謝有關(guān)。通過萌芽處理后的藜麥可改善藜麥種子時(shí)期的口感，改變藜麥功能性營養(yǎng)成分含量，因此在食用及加工藜麥時(shí)，人們可根據(jù)其具體的變化規(guī)律選擇實(shí)驗(yàn)需要的萌芽時(shí)期，使各種指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)[10]。

表4 藜麥萌發(fā)過程中的營養(yǎng)物質(zhì)含量

2.2 酶解工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 加酶量對發(fā)芽藜麥粉酶解的影響

加酶量單因素試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，當(dāng)加酶量較小時(shí)，藜麥糊化效果較差；當(dāng)加酶量為0.8%時(shí)透光率達(dá)到最大值為40.56%。此時(shí)，淀粉酶的糊化效果最好，淀粉酶的添加量達(dá)到飽和。因此選擇0.8%加酶量對發(fā)芽藜麥汁進(jìn)行酶解。

圖1 加酶量對發(fā)芽藜麥粉酶解的影響

2.2.2 酶解溫度對發(fā)芽藜麥粉酶解的影響

酶解溫度單因素試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，當(dāng)酶解溫度較低時(shí)，發(fā)芽藜麥飲料糊化效果較差；當(dāng)酶解溫度較高時(shí)，由于高于70℃時(shí)，破壞了淀粉酶的結(jié)構(gòu)，影響了其催化活性，導(dǎo)致部分淀粉酶失活。酶解溫度在70°C，透光率達(dá)到最大值為71.10%。因此，以70℃作為淀粉酶的最適酶解溫度。

圖2 酶解溫度對發(fā)芽藜麥粉酶解的影響

2.2.3 酶解時(shí)間對發(fā)芽藜麥粉酶解的影響

酶解時(shí)間單因素試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，當(dāng)酶解時(shí)間短時(shí)，發(fā)芽藜麥飲料糊化效果較差。隨著酶解時(shí)間的延長，酶解液中的透光率逐漸增加直至趨于平衡。在酶解時(shí)間為90 min時(shí)，酶解液中的透光率達(dá)到最大值74.75%，說明此時(shí)酶解反應(yīng)完全。因此，以90 min作為淀粉酶的最適酶解時(shí)間。

圖3 酶解時(shí)間對發(fā)芽藜麥粉酶解的影響

2.3 酶解工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以透光率為考察指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)對酶解溫度、加酶量、酶解時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化，確定發(fā)芽藜麥飲料最佳酶解工藝條件，正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表5。

表5 發(fā)芽藜麥飲料酶解工藝正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

由表5可知，對發(fā)芽藜麥粉酶解工藝影響大小依次為：酶解溫度＞加酶量＞酶解時(shí)間，根據(jù)表5中K值得到最優(yōu)酶解糊化組合為A3B1C2即加酶量0.8%、酶解溫度70℃和酶解時(shí)間90 min。使用該組合制得萌芽藜麥蛋白飲料色澤柔和，呈淡黃色，具有藜麥特有香氣，組織細(xì)膩。

2.4 發(fā)芽藜麥飲料配比單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.4.1 發(fā)芽藜麥汁添加量對飲料品質(zhì)的影響

發(fā)芽藜麥汁飲料添加量單因素試驗(yàn)如圖4所示，隨著發(fā)芽藜麥汁添加量的增加，感官評分先升高、后下降。當(dāng)發(fā)芽藜麥汁添加量較低時(shí)，飲料中藜麥香氣較淡，當(dāng)發(fā)芽藜麥汁添加量較高時(shí)，飲料略帶苦味，導(dǎo)致評分較低。發(fā)芽藜麥汁添加量為60%時(shí)，感官評分達(dá)到最大值為66.8分。說明在藜麥汁添加量在條件下品嘗者接受度較高。

圖4 發(fā)芽藜麥汁添加量對飲料品質(zhì)的影響

2.4.2 D-木糖添加量對飲料品質(zhì)的影響

D-木糖添加量單因素試驗(yàn)如圖5示，隨著D-木糖添加量增加，感官評分先升高、后降低，在D-木糖添加量為10%時(shí)，感官評分達(dá)到最高值為76.8分。

圖5 D-木糖添加量對飲料品質(zhì)的影響

2.4.3 果膠添加量對飲料品質(zhì)的影響

果膠添加量單因素試驗(yàn)如圖6所示，隨著果膠添加量的增加，感官評分先升高、后降低。在果膠添加量為0.3%時(shí)，感官評分達(dá)到最大值為79分，說明0.3%的果膠添加量接受度更高，飲料口感較好。

圖6 果膠添加量對飲料品質(zhì)的影響

2.5 發(fā)芽藜麥飲料配比正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

依據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以感官評價(jià)作為指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)對發(fā)芽藜麥汁添加量、D-木糖添加量、果膠添加量進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳發(fā)芽藜麥汁飲料配比工藝條件，正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表6。

由表6可知，對發(fā)芽藜麥汁飲料感官評價(jià)值影響梯度為發(fā)芽藜麥汁添加量＞果膠添加量＞D-木糖添加量，且最優(yōu)配比組合為D2E2F2，即60%發(fā)芽藜麥汁添加量、10%D-木糖添加量、0.3%果膠添加量。

表6 發(fā)芽藜麥飲料配比正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果 %

3 結(jié)論與展望

本文將藜麥進(jìn)行萌發(fā)，探究藜麥萌發(fā)過程中營養(yǎng)物質(zhì)變化規(guī)律及最佳萌發(fā)條件。結(jié)果表明，藜麥萌發(fā)中營養(yǎng)物質(zhì)會呈現(xiàn)不同程度變化，在藜麥萌芽芽長2.5cm時(shí)蛋白質(zhì)含量最高，其值為15.55g/100 g，其它成分如淀粉含量為46.35 g/100g，膳食纖維含量為14.09 g/100g，總酚含量為833.49 mg GAE/100 g，脂肪含量為7.49 g/100 g。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)追求高蛋白的目標(biāo)，選擇2.5 cm芽長的藜麥樣品為后續(xù)酶解試驗(yàn)最佳原材料。通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，以透光率結(jié)合正交試驗(yàn)K值為指標(biāo)，對萌芽藜麥蛋白飲料生產(chǎn)中的酶解糊化工藝進(jìn)行探究，確定最佳工藝條件為：加酶量0.8%、酶解溫度70℃、酶解時(shí)間90 min，酶解工藝可以有效解決飲料因淀粉含量高而易產(chǎn)生沉淀絮凝的問題，且提高了藜麥營養(yǎng)成分的消化吸收率。隨后，以感官評分為指標(biāo)，對萌芽藜麥蛋白飲料的配比工藝進(jìn)行單因素試驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)。確定藜麥蛋白飲料最佳配比為：發(fā)芽藜麥汁60%、D-木糖10%、果膠0.3%。該配方下制得的飲料色澤稠度適中，口感細(xì)膩，香氣濃厚，營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富。該款發(fā)芽藜麥飲料的研究為市場上飲料開發(fā)提供了新思路，為大眾消費(fèi)增添了新選項(xiàng)，進(jìn)一步促進(jìn)了藜麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。