唐曉娜，王墨陽，尹紅力*

1. 黑龍江省綠色食品科學(xué)研究院（哈爾濱 150028）；2. 哈爾濱市疾病預(yù)防控制中心（哈爾濱 150028）

鷹嘴豆（chickpea）是豆科鷹嘴豆屬中一年生或多年生草本植物，別名桃豆、雞豌豆[1]。鷹嘴豆是世界上栽培面積較大的豆類作物之一，同時也是世界上第二大消費豆類，屬于高營養(yǎng)豆類植物[2-3]。鷹嘴豆?fàn)I養(yǎng)成分全面豐富，除含有豐富的碳水化合物和蛋白質(zhì)之外，還含有豐富的多種氨基酸、膳食纖維、維生素和微量礦物質(zhì)元素等[4]。鷹嘴豆還具有較好的藥用價值和食療作用，其功效主要體現(xiàn)在潤肺、消炎、強(qiáng)骨、養(yǎng)顏、消毒和健胃等方面[5]。

滾筒干燥裝置一般由一個或多個內(nèi)部加熱的旋轉(zhuǎn)滾筒組成。漿糊狀物料均勻涂布在滾筒外表面獲得以導(dǎo)熱方式傳遞的熱量，物料內(nèi)水分受熱蒸發(fā)以得到脫水產(chǎn)品[6]。滾筒干燥方法具有適應(yīng)性廣、熱效率高、干燥速度快、能耗小、設(shè)備成本低等優(yōu)點，是一種廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)的干燥方式[7]。利用滾筒干燥方式生產(chǎn)鷹嘴豆粉有利于提高產(chǎn)品的品質(zhì)并賦予產(chǎn)品較好的沖調(diào)性，而相關(guān)研究尚未見諸報道。因此，采用正交試驗方法對滾筒干燥生產(chǎn)鷹嘴豆粉工藝條件進(jìn)行研究，以期為鷹嘴豆粉的生產(chǎn)加工及綜合利用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設(shè)備

新疆鷹嘴豆（市售）；蛋白酶（10 000 U/g，河北樂泉生物科技有限公司）；淀粉酶（20 000 U/g，石家莊春信生物科技有限公司）；纖維素酶（20 000 U/g，山東巨榮生物工程有限公司）。

Y0505型雙滾筒干燥機(jī)（東臺市食品機(jī)械廠有限公司）；JMS-80膠體磨（廊坊市通益機(jī)械有限公司）；FW-200型高速萬能粉碎機(jī)（北京市中興偉業(yè)儀器有限公司）；均質(zhì)機(jī)（上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠）；磨漿機(jī)（廣州雷邁機(jī)械有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 鷹嘴豆基本成分含量的測定

水分測定，采用烘箱干燥法[8]；灰分測定，采用干法灰化法[9]。粗蛋白測定，采用凱氏定氮法[10]；粗脂肪測定，采用索氏提取法[11]；淀粉測定，采用酸水解測定還原糖法[12]；膳食纖維測定，采用酶-質(zhì)量法[13]。

1.2.2 工藝流程

鷹嘴豆→除雜→浸泡→打漿→磨漿→預(yù)糊化蒸煮→酶解→均質(zhì)→滾筒干燥→冷卻→成品

1.2.3 鷹嘴豆粉加工工藝

將鷹嘴豆除雜后，加入一定量的水，經(jīng)過浸泡后利用膠體磨粗磨過濾去皮，濾漿加熱到50 ℃，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.50%的淀粉水解90 min，水解完畢后再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.65%的蛋白酶水解120 min，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%的纖維酶水解6 h，水解完畢后在14 MPa壓力下均質(zhì)。將漿料在55～60 ℃下糊化一定時間，滾筒干燥、冷卻獲得產(chǎn)品。

1.2.4 成膜率的測定[14]

滾筒干燥后，以紙附于膜的空洞及不成膜處，繪出其大小，估算面積m1，通過滾筒轉(zhuǎn)速、半徑及長度計算出相應(yīng)成膜面積m0。成膜率按式（1）計算。

式中：m0為理論成膜面積，cm2；m1為未成膜面積，cm2。

1.2.5 單因素試驗

研究漿料質(zhì)量濃度、滾筒轉(zhuǎn)速和滾筒溫度對成膜率的影響。

1.2.5.1 漿料質(zhì)量濃度的影響

分別配制質(zhì)量濃度為300，400，500，600和700 g/L的漿料溶液，控制滾筒表面溫度130 ℃、轉(zhuǎn)速6 r/min。

1.2.5.2 滾筒轉(zhuǎn)速的影響

控制漿料質(zhì)量濃度500 g/L、滾筒表面溫度130 ℃，分別設(shè)定滾筒轉(zhuǎn)速3.0，4.0，5.0，6.0和7.0 r/min，進(jìn)行滾筒干燥研究。

1.2.5.3 滾筒溫度的影響

在漿料質(zhì)量濃度500 g/L、滾筒轉(zhuǎn)速6 r/min條件下，分別調(diào)節(jié)滾筒表面溫度110，120，130，140和150 ℃進(jìn)行滾筒干燥研究。

1.2.6 滾筒干燥工藝參數(shù)的優(yōu)化

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用L9(34)正交試驗表進(jìn)行優(yōu)化，試驗因素和水平表見表1。

表1 正交試驗因素和水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 鷹嘴豆基本成分

鷹嘴豆?fàn)I養(yǎng)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為水分9.23%±0.08%、淀粉58.06%±0.11%、粗蛋白18.76%±0.06%、粗脂肪5.52%±0.09%、膳食纖維5.79%±0.10%、灰分2.64%±0.04%。從鷹嘴豆粉營養(yǎng)成分可以看出，其營養(yǎng)豐富且全面，其中淀粉是鷹嘴豆的主要成分，因此，鷹嘴豆可作為營養(yǎng)穩(wěn)定劑提供特性黏度、組織和黏稠等功能性特性等[3]。除此之外，鷹嘴豆中蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相對較高，可以作為優(yōu)良的植物蛋白質(zhì)資源。鷹嘴豆中的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較低，有報道稱鷹嘴豆中的脂肪多為對人體十分有利的不飽和脂肪酸[1]。通過測定鷹嘴豆基本成分可以發(fā)現(xiàn)其具有很好的開發(fā)價值和利用價值。

2.2 單因素試驗結(jié)果

2.2.1 漿料質(zhì)量濃度對鷹嘴豆粉成膜率的影響

從圖1可以看出，鷹嘴豆粉滾筒干燥過程中，漿料質(zhì)量濃度對鷹嘴豆粉的成膜率有很大的影響。漿料質(zhì)量濃度較低時，成膜效果較差，這可能是由于在一定轉(zhuǎn)速和溫度條件下，物料無法干燥成片狀，與刮刀容易粘連成糊[15]。隨著漿料質(zhì)量濃度增加，鷹嘴豆粉的成膜率逐漸變好，但漿料質(zhì)量濃度超過500 g/L后，鷹嘴豆粉成膜率的增幅顯著下降，這可能是由于漿料質(zhì)量濃度過高，造成物料在滾筒表面的流動性變差且布膜不均，且過高的質(zhì)量濃度阻礙膠磨和均質(zhì)效果。綜合考慮，漿料質(zhì)量濃度500 g/L時進(jìn)行鷹嘴豆粉的滾筒干燥較為適宜。

圖1 不同漿料質(zhì)量濃度對成膜率的影響

2.2.2 滾筒轉(zhuǎn)速對鷹嘴豆粉成膜率的影響

由圖2可以看出，滾筒轉(zhuǎn)速對鷹嘴豆粉成膜率有一定影響。隨著滾筒轉(zhuǎn)速逐漸升高，鷹嘴豆粉的成膜率先升高后降低。滾筒轉(zhuǎn)速一方面會影響物料成膜厚度，另一方面也決定物料的干燥時間[16]。滾筒轉(zhuǎn)速越快，其料膜厚度越小，越有利于物料的干燥，但同時物料在滾筒表面停留時間就越短，這不但影響干燥效果，同時也對物料的成膜性具有一定影響。綜合考慮，在保證一定料膜厚度的前提下，選擇滾筒轉(zhuǎn)速6 r/min較為適宜。

圖2 滾筒轉(zhuǎn)速對成膜率的影響

2.2.3 滾筒溫度對鷹嘴豆成膜率的影響

由圖3可以看出，隨著滾筒表面溫度的升高，物料成膜率逐漸變好，物料經(jīng)過干燥水分逐漸降低。但溫度超過130 ℃時，隨著溫度升高，成膜效果逐漸變差，且產(chǎn)品顏色逐漸變深，并會伴有焦糊現(xiàn)象出現(xiàn)。綜合考慮，滾筒表面溫度選擇130 ℃較為適宜。

圖3 滾筒轉(zhuǎn)速對成膜率的影響

2.3 正交試驗結(jié)果

在單因素試驗基礎(chǔ)上，以漿料質(zhì)量濃度、滾筒轉(zhuǎn)速和滾筒溫度為因素，以成膜率為指標(biāo)設(shè)計L9(34)正交試驗優(yōu)化鷹嘴豆粉滾筒干燥的最佳工藝參數(shù)，正交試驗結(jié)果見表2。

由表2的極差分析可知，影響滾筒干燥對鷹嘴豆粉成膜率的因素順序依次為滾筒轉(zhuǎn)速＞漿料質(zhì)量濃度＞滾筒溫度。以鷹嘴豆粉成膜率為指標(biāo)優(yōu)化的理論最佳滾筒干燥工藝因素水平組合為A2B2C2，即漿料質(zhì)量濃度500 g/L、轉(zhuǎn)速6.0 r/min、滾筒溫度130 ℃，在此條件下鷹嘴豆粉的成膜效果最好。在最佳條件下進(jìn)行驗證試驗，鷹嘴豆粉的成膜率為94.31%±0.12%。

表2 正交試驗結(jié)果

3 結(jié)論

在滾筒干燥加工鷹嘴豆粉的試驗中，影響鷹嘴豆粉成膜率的因素順序依次為滾筒轉(zhuǎn)速＞漿料質(zhì)量濃度＞滾筒溫度。通過正交優(yōu)化試驗得到滾筒干燥加工鷹嘴豆粉的最佳工藝條件：漿料質(zhì)量濃度500 g/L、轉(zhuǎn)速6.0 r/min、滾筒溫度130 ℃，在此條件下鷹嘴豆粉的成膜率可達(dá)94.31%±0.12%。