全 文 ：2007年第04期
Vol.28,No.04,2007
工 艺 技 术
食品工业科技
苦荞营养保健粉的研制
徐宝才 1,孙 芸 2,*,丁霄霖 3
(1.中国雨润食品集团技术中心,江苏南京210041;2.南京工业大学制药与生命科学学院,江苏南京210009;
3.江南大学食品学院,江苏无锡 214036)
摘 要:以苦荞粉、籼米粉为原料,采用挤压膨化技术生产苦荞营
养保健粉。通过实验确定挤压膨化工艺条件及产品配方,
并评价挤压工艺对苦荞中活性成分的影响。结果表明,采
用苦荞粉:籼米粉:全脂牛奶 (50∶50∶3)的原料配比,在
60℃、300r/min条件下,进行挤压膨化制备基本膨化料,
以基本膨化料与 0.6%CMC+0.3%香精+15%蔗糖混合
时,产品有较好的感官品质;挤压工艺对苦荞活性成分-
黄酮和糖醇的破坏作用都较小,同时可使芦丁降解酶
(RDEs)失活,防止芦丁降解为槲皮素而造成产品苦味的
产生和加重,大大改善了口感。挤压产品的水分、游离脂
肪酸含量相对较低,利于品质保藏。
关键词:苦荞,挤压膨化,营养保健粉,活性成分
Abstract:Nutritionalandhealthytartarybuckwheatflourwas
madebyextrusion.Extrusionconditionsandthe
formula for product were established by
experimentsandtheefectsofextrusiononthe
activecompoundswereevaluated.Resultsshowed
thatthebasematerialscanbeextrudedwitha
formulaoftartarybuckwheatflour,riceflourand
wholemilkpowderatratioof50∶50∶3,whenthe
basematerialsweremixedwith0.6% CMC,0.3%
flavorand15%sugar,theproductcanbeobtained
withthebestsensoryproperty.Extrusionhadlitle
destructiveefectonflavonoidsand fagopyritols,
whileitcaninactivatetheRDEs,whichprevents
rutinfromdegradationandbiterflavor.Furthermore,
thisextrusionproductislowinmoistureandfree
fatyacidcontentandisconvenientforstorage.
Keywords:tartarybuckwheat;extrusion;nutritionalandhealthy
flour;activecompounds
中图分类号:TS218 文献标识码:B
文 章 编 号 :1002-0306(2007)04-0159-05
收稿日期:2006-08-28*通讯联系人
作者简介:徐宝才(1973-),男,博士,高级工程师,研究方向:肉品科
学研究及新品研发。
苦荞中不仅富含高生物价的蛋白质、维生素、矿
质元素等,最为重要的是含有极为丰富的生物活性
成分―酚类化合物,尤其是黄酮类化合物。由于苦荞
具有平衡的营养功能和明显的保健作用,近年来,对
苦荞食品的开发研究引起广泛的关注 [1,2]。目前大多
数荞麦加工厂都将荞麦加工制粉,用于生产荞麦面
条、饼干、面包、蛋糕等,但苦荞粉存在口感粗糙、味
苦等缺点,如何科学、合理地利用苦荞粉,研制出满
足大众需求的食品,仍是尚待解决的问题。挤压加工
技术是一种经济实用的新型加工方法,广泛应用于
谷物食品的生产。采用该技术生产膨化营养保健粉,
成为一些具有保健功能的杂粮,如燕麦、大麦、荞麦、
玉米等谷物的加工新工艺[3]。随着食品方便化、营养
全面化、口味多样化的发展,大力开发荞麦谷物早餐
食品,会更加适合现代消费需求的客观环境,具有强
大的市场前景,对于充分利用苦荞资源,造福人类有
着重要意义。本文研究目的在于以苦荞粉、籼米粉为
原料,采用挤压膨化技术生产苦荞保健营养粉。
1材料与方法
1.1材料与仪器
苦荞粉 由Brabander磨粉机制得,市售籼米粉
碎后过60目筛,其理化指标见表 1;全脂奶粉 广东
省雅士利集团乳业有限公司;白糖 市售,粉碎过 60
目筛后装袋密封;盛利香精(主要成分为香兰素、麦
芽酚)、进口奶香食用香料 杭州盛利香料有限公司;
羧甲基纤维素钠(CMC)食品级添加剂。
磨粉机 Brabander-880200型,西德;高速粉碎
机 SF-BC100型,上海中药机械厂;挤压机 为单螺
杆挤压机,模头为三孔模(ф4mm);UV-VIS分光光度
计 755B型,上海精密科学仪器有限公司;高效液相
色谱仪 HPAgilent1100,美国;气相色谱仪
ShimadzuGC-14B,日本。
1.2挤压膨化粉生产工艺流程
1.3挤压膨化实验设计方案
采用三因素三水平正交实验L9(33)设计方案,见
表2。
1.4挤压产品膨胀指数[4]
用卡尺测量挤出物的直径,除以模口直径即得
挤压产品的直径膨胀指数。对每个样品均进行10次
→混合→挤压膨化→粉碎过筛→配料→混匀、包装
苦荞粉
籼米粉
全脂奶粉
159
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2007.04.040
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测量,取平均值。
1.5挤压产品比容的测定[5]
采用样品的比容ρ(mL/g)间接反映膨化程度。称
取一定量(m)的样品,置于量筒中,加入已知体积的
油菜籽(V油),观察并记录量筒中物料的总体积V总,
则V=V总-V油,ρ=V/m,单位mL/g。
1.6产品感官评定
挤压产品粉碎后,过 40、60、80目筛,加入香精、
白砂糖、CMC等辅料,拌匀,包装。对这一粥糊类方便
食品进行感官评定。采用评分实验法(9分制,9=非常
喜欢,1=极不喜欢)对挤压产品的色泽、风味、口感、
冲调性以及总体接受程度进行感官评定。评定小组
成员 10人,将不同配方的产品以任意顺序同时分发
给每个评定小组成员。
1.7产品理化指标的测定
1.7.1水分、淀粉、蛋白质、脂肪和灰分含量的测定[6]水
分:常压干燥法;淀粉:酶水解法;蛋白质:微量凯氏定氮
法;脂肪:氯仿-甲醇改良法(CM法);灰分:干法灰化-
高温灰化。
1.7.2游离脂肪酸的测定 参见文献[7～9]。
1.7.3多酚的测定 样品粉碎后,精确称取250mg,分别
加入20mL80%乙醇,室温下过夜振荡提取(120r/min),
过滤提取液,定容至 25mL,得样品提取液。总黄酮
含量:AlCl3比色法[10,11];总酚:Folin-Ciocalteus法[12],
总酚量以没食子酸计 (galicacidequivalents,GAE
mg/100mL);芦丁:HPLC法[11]。
1.7.4糖醇含量的测定 总糖的测定:苯酚-硫酸法[6];
苦荞糖醇的测定:HPLC法[13]。
2结果与分析
2.1苦荞粉与籼米粉的挤压膨化
大米粉是一种营养价值非常高的谷物原料,近
年来在日本成为非常流行的食品配料,在中国则是
婴儿营养米粉的主要原料,我们选择籼米粉作为苦
荞粉的基本配料。牛奶是营养价值最高的几种蛋白
质之一,并可提高挤压产品的风味[14],所以我们在原
料中加了3%的奶粉。
一般要求挤压膨化原料的水分含量为 12%～
18%。本实验采用的苦荞粉与籼米粉,其含水量均在
此范围内,因此我们主要考察了操作参数中的挤压
温度(A)、螺杆转速(B)、原料配比(C)对物料膨化效
果的影响(表3)。
表3实验结果表明,膨胀指数与比容具有一定
的相关性,均可用于表征物料的膨化性能。本文以膨
胀指数表示膨化性能,进行实验结果的极差分析(表
4)。可以看出,原料本身成分对膨化性能具有较大的
影响,苦荞粉中蛋白质、脂肪含量相对较高,苦荞粉
配比较大时,不利于膨化;同时色泽加深,口感变硬,
脆性降低,这与肖诗明等报道的结果是一致的[5]。当
原料配方一定时,螺杆转速、挤压温度则是苦荞粉挤
压膨化过程中的关键因素。螺杆转速对所试物料的
膨化影响最大,综合膨化度、制品色泽等方面考虑,
采用苦荞粉∶籼米粉∶全脂牛奶(50∶50∶3)的配比混合,
在60℃、300r/min的挤压膨化条件下制备膨化料。这
里需要提出的是挤压温度(60℃)指的是套筒表面温
度,而不是挤压腔内的实际温度,这也是单螺杆挤压
机温控系统的缺陷。
2.2粉碎粒径大小对苦荞挤压膨化粉冲调性的影响
挤压膨化后的物料,粉碎后其粒径大小是影响
其冲调性的重要因素。粒径过大,冲调过程中颗粒变
原料 水分(%) 淀粉(%) 蛋白质(%) 脂肪(%) 灰分(%)
籼米粉 14.4 68.60 8.71 0.49 1.01
苦荞粉 13.5 62.13 9.57 1.78 1.79
表1原料成分理化指标
水平
因素
A套筒
温度(℃)
B螺杆转速
(r/min)
C苦荞粉∶籼米
粉∶全脂奶粉
1 40 200 70∶30∶3
2 60 250 50∶50∶3
3 80 300 30∶70∶3
表2实验因素与实验水平
实验号 A B C 膨胀指数 比容
1
2
3
4
5
6
7
8
9
40
40
40
60
60
60
80
80
80
200
250
300
200
250
300
200
250
300
70∶30∶3
50∶50∶3
30∶70∶3
30∶70∶3
70∶30∶3
50∶50∶3
50∶50∶3
30∶70∶3
70∶30∶3
3.23
3.58
4.10
4.13
3.53
4.70
4.25
3.73
3.98
5.12
5.67
6.51
6.49
5.60
7.67
7.26
4.97
5.86
表3挤压膨化设备参数对膨化效果的影响
K值 A B C
K1 10.91 11.61 10.74
K2 12.36 10.84 12.53
K3 11.96 12.78 11.96
k1 3.64 3.87 3.58
k2 4.12 3.61 4.17
k3 3.99 4.26 3.99
R 0.48 1.94 0.60
表4挤压膨化结果的极差分析
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软、复水困难,颗粒分布不均匀;粒径过小,开水冲调
后迅速吸水,糊化后的淀粉分子伸长,并在吸水粉末
与未吸水的粉末间形成一个凝胶层,包裹成糊团,并
易发生粘连,水分散性不好。通过比较发现,过60目
筛的膨化料具有较好的复水性和冲调性。
2.3苦荞挤压膨化粉的配方实验
苦荞粉∶籼米粉∶全脂牛奶的基本物料经挤压膨
化后,粉碎过60目筛作为基本原料。选择香精、白
糖、羧甲基纤维素钠(CMC)为辅料,按成品的感官指
标综合评分,安排了 L9(33)正交实验,以筛选出辅料
的最佳配比。从表5可以看出,辅料最佳因素水平为
CMC0.6%,香精 0.3%,蔗糖 15%,以此配比与基本物
料混合,产品感官品质较好。对于糖尿病人,可不加
糖或用甜味剂代替蔗糖。
据此得到的产品具有以下感官品质:色泽:呈均
匀的淡黄色;形状:松散干燥粉末状;口感:均匀而细
腻,无颗粒感;风味:香甜;冲调性:水中搅拌能迅速
成为糊状,有明显的苦荞谷物香味,入口爽滑。
2.4不同加水量及水温对产品冲调性的影响
不同倍数的加水量,对膨化粉的悬浮性有重要
影响。加入5倍量(v/m)的开水,则产品较粘稠,流动
性不好;加20倍的开水,产品悬浮性不好,易发生水
粉分层;加 10倍的开水,则产品具有较好的悬浮性
和流动性,易于饮用。原料经挤压膨化后,其中的淀
粉基本都发生了糊化,完成了产品“由生到熟”的过
程。因此,我们也可采用温开水进行冲调,其效果与
开水相近。
2.5苦荞挤压膨化粉的理化指标
2.5.1苦荞挤压膨化粉的基本化学成分 经测定,苦
荞挤压膨化粉的基本成分含量如下:水分6.88%,淀
粉67.38%,蛋白质8.48%,脂肪1.81%,灰分1.52%。
2.5.2挤压前后活性成分(黄酮和糖醇)的变化 由表
6可以看出,该产品在挤压前后黄酮和糖醇的保存率
都较高。挤压后苦荞黄酮组分基本没有发生变化,主
要成分仍为为芦丁和山奈酚-3-芸香糖苷 (图1),其
他黄酮成分含量较低,在 HPLC色谱峰上很难看清,
经计算芦丁占总黄酮含量的91.23%。 图2表明,苦
荞挤压膨化粉中的可溶性糖 (醇)主要是手性肌醇
(DCI)及蔗糖,还有少许山梨醇和肌醇,挤压前后手
性肌醇几乎没发生变化。
2.5.3挤压前后游离脂肪酸(FFA)的变化 比较挤压
前后游离脂肪酸的含量变化(图3)可以看出,挤压后
游离脂肪酸的含量,尤其是油酸与亚油酸变化明显,
经计算四种主要脂肪酸 C16∶0、C18∶0、C18∶1、C18∶2的下降率
分别为57.27%、21.23%、76.56%、73.62%。
3讨论
挤压对苦荞粉进行膨化处理能改变其内部分子
的结构和性质,淀粉很快发生糊化 (α化),不易老化
(回生);挤压膨化技术使得食品具有体轻、松脆、香
实验号 CMC(%) 香精(%) 白糖(%) 色泽(2分) 风味(2分) 口感(3分) 冲调性(3分) 总评(10分)
1 0.2 0.1 5 1.18 1.49 1.73 1.77 4.51
2 0.2 0.3 10 1.24 1.16 1.97 1.87 6.24
3 0.2 0.5 15 1.51 1.36 2.00 2.27 7.14
4 0.4 0.1 15 1.47 1.42 2.07 2.20 7.16
5 0.4 0.3 5 1.20 1.33 1.77 1.80 6.10
6 0.4 0.5 10 1.31 1.36 1.80 1.97 6.44
7 0.6 0.1 10 1.53 1.29 1.70 2.17 6.69
8 0.6 0.3 15 1.60 1.44 2.10 2.40 7.54
9 0.6 0.5 5 1.49 1.29 1.90 2.23 6.91
表5产品的感官评定结果
注:基本物料为苦荞粉∶籼米粉∶全脂牛奶(50∶50∶3)。
活性物质(%,干基) 挤压前 挤压后 保存率(%)
总酚 0.31 0.26 87.36
总黄酮 0.67 0.62 91.88
苦荞糖醇(DCI) 0.076 0.094
表6挤压前后苦荞活性成分(黄酮及糖醇)的变化
图1挤压膨化产品的黄酮组分
峰1:芦丁;峰2:山奈酚-3-芸香糖苷
160
140
120
100
80
60
40
20
0
mAU VWD1A,Wavelength=354nm(XBC\FLAVONO4.D)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
图2挤压后可溶性糖(醇)的变化
峰1:山梨醇;峰2:手性肌醇(DCI);峰3:蔗糖;峰4:肌醇
2500
2000
1500
1000
500
0
-500
-1000
nRIU
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
1
2
3
4
1
2
min
min
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味浓的独特风味[3]。通过挤压手段还能使抗营养因子
失活,提高蛋白质的消化利用率[4]。同时,挤压对脂
酶、芦丁降解酶具有钝化作用。我们知道苦荞粉中存
在芦丁降解酶(RDEs),该酶在水溶液中可将芦丁迅
速分解为槲皮素,这也是苦荞苦味产生的主要原因
[15],但在挤压膨化后的膨化粉中加入水,并没有发现
芦丁的变化。挤压膨化使RDEs失活,阻止芦丁转化
为槲皮素,从而防止了产品苦味的加重。从这个角度
上说挤压膨化工艺对苦荞产品口感的改善,又是一
个积极的方面。
据报道,具有明显药理效用的芦丁摄入剂量为
180～350mg/d[16]。食用100g甜荞粉或麸皮只能达到该
剂量的 1/10[17],而如果每天冲食一袋本产品,按 50g/
包装袋计算,可摄入的芦丁量为50×0.62%×91.23%=
287.37mg,完全能满足要求;同时苦荞糖醇(主要是
DCI)的摄入量为47mg,虽然低于DCI的建议摄入剂
量[18](25～100mg/kg人体重,口服),但对于预防性营
养及药后营养治疗 (preventivenutritionandpost-
therapeuticnutritionaltreatment)有着重要作用。在日
本,荞麦面条是荞麦食品的主要消费形式,荞麦面条
经水煮后,其中的活性成分,如芦丁等,会部分溶解
到热水中而造成损失[19]。为了充分获取这些活性成分,
人们吃完面条后都会有喝面汤的习惯,但仍会有大
量的活性成分得不到利用。而本产品加开水冲调后
成糊状,即可直接食用,活性物质利用充分、完全。
4结论
4.1采用苦荞粉∶籼米粉∶全脂牛奶(50∶50∶3)的配比
混合,在60℃、300r/min的挤压膨化条件下制备膨化
料。苦荞营养保健粉最优配方为基本膨化料与CMC
0.6%,香精 0.3%,蔗糖 15%配比,在此条件下产品感
官品质较好。
4.2挤压膨化工艺对苦荞活性成分——黄酮和糖醇
的破坏作用都较小,同时可使芦丁降解酶(RDEs)失
活,阻止芦丁降解为槲皮素,防止产品苦味的产生和
加重,大大改善了口感。挤压产品的水分、游离脂肪
酸含量相对较低,利于品质保藏。
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图3挤压前后游离脂肪酸的变化
9.287min峰为C16∶0;12.917min峰为C17∶0(内标);18.057min峰为C18∶0;21.015min峰为C18∶1;27.383min峰为C18∶2
START
4.892
9.287
12.91718.057
21.015
27.383
38.445
a.挤压前
START
4.863
9.278 12.912
18.098
20.98
27.465
b.挤压后
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工 艺 技 术
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水溶液提取荞麦水溶性多糖的研究
柴瑞娟,马加红,徐的琴
(安徽工程科技学院生化系,安徽芜湖241000)
摘 要:用水溶液提取荞麦水溶性多糖,分别用料水比(1∶20,
1∶30,1∶40)和提取时间(1、2、3h),提取温度(70、80、90℃)
三因素三水平正交法提取多糖,并研究了这三个因素对
多糖得率的影响。方差分析表明,此提取模型选择恰当
(P<0.05),同时温度对多糖提取影响显著(P<0.05),料水
比对多糖提取影响较显著(P<0.1),时间影响不显著。在
本实验条件下,荞麦多糖的得率达16.50%。同时用Sevag
方法除蛋白,石油醚回流脱脂,淀粉酶、纤维素酶除去淀
粉和纤维素,双氧水脱去色素对多糖进行了纯化。
关键词:荞麦,多糖,正交
中图分类号:TS210.1 文献标识码:A
文 章 编 号 :1002-0306(2007)04-0163-02
收稿日期:2006-09-25
作者简介:柴瑞娟(1975-),女,硕士,讲师,主要从事植物化学方面的
研究。
荞麦是一种具有保健功能的食品,其营养价值
倍受亲睐,并且已有报道荞麦多糖具有一定的药理
作用[1],但对水溶液提取荞麦多糖的报道国内还很少
见。本文首次报道了水溶液提取荞麦水溶性多糖的
条件,并研究了提取条件对多糖提取率的影响。
1材料与方法
1.1材料与仪器
淀粉酶,纤维素酶,分析纯试剂。
JF-SD-70实验室粉碎磨 上海嘉定粮油检测仪
器厂;Sp-723紫外可见分光光度计 上海光谱仪器
有限公司;数显恒温水浴锅、80-2离心机 国华电
器;旋转式蒸发仪 上海青浦沪西仪器厂;冷凝回流
装置等。
1.2实验方法
1.2.1葡萄糖标准曲线的制备及多糖含量的计算
1.2.1.1葡萄糖标准曲线的制备 精密称取干燥的葡
萄糖 50mg,加适量去离子水溶解,并于 500mL的容
量瓶中定容,吸取上述葡萄糖母液1.0、2.0、3.0、4.0、
5.0mL分别置于试管中,加去离子水至10mL,再分别
吸取1.0mL置于另外的试管中,然后加入 1.0mL去
离子水和1.0mL6.0%的苯酚溶液,并迅速滴加浓硫
酸 5.0mL,静置 10min,摇匀再静置 20min,另外取一
试管用去离子水代替葡萄糖溶液作对照,用紫外可
见分光光度计在 490nm处测定它们的吸光度
(OD),并以葡萄糖含量(mg)为横坐标,吸光值为纵
坐标绘制标准曲线,得到回归方程为:y=4.733x+0.005,
r=0.982(x为葡萄糖浓度,y为吸光值)。
1.2.1.2多糖含量的计算[2]
多糖含量 (M)(mg/mL)=葡萄糖浓度×样品稀释
倍数(n)×0.9
(0.9为葡萄糖换算成多糖的系数)。
多糖提取率=多糖含量(M)×多糖溶液体积(V1)/
荞麦质量(G)×100%
1.2.2荞麦前处理
1.2.2.1原料处理 用实验室粉碎磨粉碎荞麦。
1.2.2.2脱脂 称取一定量粉碎好的荞麦粉,用3倍量
(w/v)石油醚回流脱脂 2次,将处理后的荞麦放入
70℃的风箱中风干备用。
1.2.2.3除淀粉[3]上步处理的荞麦放入1000mL的大
烧杯中,加400mL0.5mg/mL的淀粉酶液和600mL
pH为7.0的NaH2PO4缓冲溶液,并在40℃恒温水浴
锅中保温,并不断搅拌,每隔1h取出一点样液,用碘
液和它反应,直到反应为无色,抽滤。
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