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皮燕麦片和裸燕麦片的化学组分及流变学特性比较



全 文 :2015 年 12 月
第 30 卷第 12 期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol. 30,No. 12
Dec. 2015
皮燕麦片和裸燕麦片的化学组分及流变学特性比较
车甜甜1 郑建梅1 胡新中2
(西北农林科技大学食品科学与工程学院1,杨凌 712100)
(陕西师范大学食品工程与营养科学学院2,西安 710062)
摘 要 为了解皮燕麦片和裸燕麦片的品质差异,收集国内(n = 15)、国外(n = 42)市场上的纯燕麦片共
57 个品种,分别测定其蛋白质、脂肪、灰分、β -葡聚糖、热量以及流变学特性等指标。研究表明,裸燕麦片的
蛋白质含量高于皮燕麦片但差异不显著;裸燕麦片的脂肪含量显著高于皮燕麦片(P < 0. 05) ,且几乎为皮燕麦
片的 2 倍;皮燕麦片的灰分含量高于裸燕麦片;皮燕麦片的 β -葡聚糖含量显著高于裸燕麦片(P < 0. 05) ;裸
燕麦片的热量显著高于皮燕麦片(P < 0. 05) ;裸燕麦片的糊化温度高于皮燕麦片;皮燕麦片的峰值黏度、崩解
值、回生值均显著高于裸燕麦片(P < 0. 05)。皮燕麦片和裸燕麦片在化学组分和流变学特性方面存在不同程
度的差异,可为燕麦片的研究和开发应用提供有参考价值的数据。
关键词 皮燕麦片 裸燕麦片 蛋白质 脂肪 β -葡聚糖 流变学特性
中图分类号:TS219 文献标识码:A 文章编号:1003 - 0174(2015)12 - 0033 - 05
基金项目:国家燕麦荞麦产业技术体系(CARS - 08 - D)
收稿日期:2014 - 06 - 11
作者简介:车甜甜,女,1989 年出生,硕士,粮食、油脂及植物蛋白
工程
通讯作者:胡新中,男,1972 年出生,教授,谷物科学与营养
燕麦(Avena L.) ,禾本科燕麦属一年生草本植
物,是古老的饲草、饲料及粮食作物,在世界谷物生
产中居于第 6 位[1],因其营养物质含量高,是药食同
源食品,具有降低胆固醇,预防糖尿病、结肠癌和心
血管疾病[2],减肥等功效[3 - 4],已成为人们生活中不
可或缺的营养保健食品。燕麦的品种类型一般按其
外稃性状分为带稃型和裸粒型两大类。世界主要栽
培品种为带稃型的普通燕麦(A. sativa L.) ,又称皮燕
麦;而我国则以无稃的裸燕麦(A. nuda L.)品种为
主[5 - 6]。
燕麦经过加工制成麦片,使其食用更加方便,口
感也得到改善,且几乎保留了燕麦中的所有营养成
分,成为深受欢迎的全谷物食品[7]。目前,国内市场
上出售的“麦片”种类很多。有用大麦生产的大“麦
片”,有小麦生产的小“麦片”,有用各种粮谷粉或淀
粉生产的速溶“麦片”等。燕麦片、大麦片、小麦片都
属于“早餐谷物”类。与燕麦片一样,大麦片和小麦
片经煮沸数分钟也成稀粥,但是从营养价值和保健
效果来说就有很大不同。大麦和小麦中蛋白质含量
和氨基酸比例不如燕麦,尤其缺少赖氨酸和色氨酸,
营养效价低于燕麦;至于保健作用,大麦和小麦中的
亚油酸及可溶性食物纤维远低于燕麦,因而,这些麦
片也就不具备燕麦的降脂作用。速溶麦片(即食麦
片或麦精片)是由一些粮食粉浆经滚筒干燥成薄片
状,粗粉碎后加入一些奶粉、糖、香料混合而成。实
质上是一种饮品,口感不错,食用方便,但营养价值
和保健功效不能与燕麦片相提并论[8]。所以消费者
在选择燕麦片时一定要注意商品外包装介绍。
目前国内外对燕麦片的研究主要集中在营养特
性、加工工艺、贮藏期等方面,对于流变学特性的研
究集中在燕麦粉方面[8]。测定食品物料流变学特
性,可以控制产品的质量,鉴别成品的优劣,预测食
品口感,还可以为工艺和设备的设计提供参数,可以
说研究流变学特性已成为目前食品研究和生产中必
不可少的研究方向,而关于皮燕麦片和裸燕麦片的
流变学特性分析鲜见报道。
本研究以国内外市场上销售的 42 种皮燕麦片
和 15 种裸燕麦片为试验材料,分别测定其蛋白质、
脂肪、灰分、β -葡聚糖以及热量,并进行流变学特性
分析,对皮燕麦片和裸燕麦片进行系统分析比较,为
燕麦片加工和广大消费者选购优质燕麦片提供参考
信息,为燕麦的深入研究和利用提供参考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
收集国内外市场上共 57 种燕麦片,其中皮燕麦
片 42 个品种,分别是美国 8 个、加拿大 6 个、丹麦 5
中国粮油学报 2015 年第 12 期
个、新西兰 8 个、瑞典 8 个、英国 7 个;中国市场上裸
燕麦片 15 个品种。样品均集中采购于 2011 年 4 月,
所有样品均在保质期内,购买前包装完整。样品磨
粉后,过 60 目筛,置于 4 ℃冰箱保存备用。
1. 2 主要试剂与仪器
FW100 高速万能粉碎机:天津市泰斯特仪器有
限公司;KJELTEC2100 凯氏定氮仪:瑞典福斯 - 特
卡脱公司;SZF - 06C 索氏脂肪仪:浙江托普仪器有
限公司;UV - 1240 分光光度计:苏州岛津公司;
GR3500 氧弹式热量计:长沙长兴高教仪器公司;
MVAG803202 型微量快速黏度仪:德国 Brabender
Gmbh 食品仪器公司。
1. 3 试验方法
蛋白质含量:AACC46 - 10;脂肪含量:AACC30 -
10;灰分含量:AACC08 - 16;β -葡聚糖含量:AACC32
- 22;β -葡聚糖试剂盒:爱尔兰 Megazyme 公司[9]。
热量测定:GR3500 氧弹式热量计。
流变学特性测定:采用布拉本德微量快速黏度
仪(MICRO VISCO - AMYLO - GRAPH,简称 MVAG)
测定。分别测定燕麦粉的糊化起始温度、峰值黏度、
最终黏度和低谷黏度,并由计算机实时记录扭矩,绘
制黏度曲线图[10]。
1. 4 数据处理
采用 DPS7. 55 分析软件对数据进行方差分析和
多重比较(选择 Duncan新复极差法)。2 组间均数显
著性比较采用组间 t 检验,显著性比较采用 P <
0. 05。
2 结果与分析
2. 1 皮燕麦片和裸燕麦片的化学组分比较
由表 1 可知,裸燕麦片的蛋白质平均质量分数
(12. 89%)高于皮燕麦片(12. 47%) ,但变化范围和
变异系数均差异不大,差异也不显著。本试验的结
果与闫金婷等[11]所测的纯燕麦片的蛋白质平均质量
分数相近。参试裸燕麦片的脂肪平均质量分数
(8. 22%)显著(P < 0. 05)高于皮燕麦片(4. 83%) ,
几乎为皮燕麦片的 2 倍,裸燕麦片的脂肪含量的最
大值和最小值远高于皮燕麦片,且变异系数远低于
皮燕麦片。皮燕麦片的 β - 葡聚糖平均质量分数
(3. 78%)显著(P < 0. 05)高于裸燕麦片(3. 22%)。
皮燕麦片的 β - 葡聚糖质量分数的最大值和最小
值远高于裸燕麦片,且变异系数远低于裸燕麦片。
这个结果在郑殿升等[12]所测定的 β -葡聚糖质量
分数范围(2. 0% ~ 7. 5%)内。皮燕麦片的灰分平
均质量分数(1. 88%)略高于裸燕麦片(1. 83%) ,
皮燕麦片的灰分变幅均高于裸燕麦片,且变异系数
较小。裸燕麦片的平均热量值(430. 50 kcal·100
g - 1)显著高于皮燕麦片(419. 07 kcal·100 g - 1)。
皮燕麦片和裸燕麦片的热量值的变化范围以及变
异系数接近。
表 1 皮燕麦片和裸燕麦片的化学组分比较
指标
蛋白质
/%
脂肪
/%
β -葡聚
糖 /%
灰分
/%
热量 /
kcal·100 g -1
裸燕麦片(n = 15)
均值 12. 89a 8. 22a 3. 22b 1. 83a 430. 50a
标准差 ± 1. 42 ± 1. 11 ± 1. 16 ± 0. 60 ± 16. 06
变幅
10. 57 ~
14. 83
5. 70 ~
9. 62
0. 06 ~
4. 25
1. 44 ~
3. 82
391. 02 ~
450. 79
变异系数 /% 10. 99 13. 56 36. 2 32. 53 3. 73
皮燕麦片(n = 42)
均值 12. 47a 4. 83b 3. 78a 1. 88a 419. 07b
标准差 ± 1. 23 ± 0. 94 ± 0. 44 ± 0. 40 ± 10. 00
变幅
10. 11 ~
15. 00
2. 93 ~
6. 43
2. 84 ~
5. 23
1. 46 ~
4. 15
398. 46 ~
451. 32
变异系数 /% 9. 85 19. 5 11. 54 21. 34 2. 39
裸燕麦片的蛋白质含量显著高于英国的皮燕麦
片,而与美国、加拿大、新西兰、瑞典和丹麦地区的皮
燕麦片差异并不明显。裸燕麦片的脂肪含量显著高
于每个国家的皮燕麦片。裸燕麦片的 β -葡聚糖含
量显著低于瑞典和丹麦地区的皮燕麦片,而与美国、
加拿大、新西兰和英国地区的皮燕麦片差异不显著。
裸燕麦片的灰分与各个国家的皮燕麦片差异不显
著。裸燕麦片的热量与各个国家的皮燕麦片差异不
显著(表 2)。
表 2 中国的裸燕麦片与美国、加拿大、新西兰、瑞典、
丹麦、英国的皮燕麦片化学组分多重比较
指标
蛋白质
/%
脂肪
/%
灰分
/%
β -葡聚
糖 /%
热量 /
kcal·100 g -1
中国(n = 15) 12. 89ab 8. 22a 1. 83a 3. 22b 430. 50a
美国(n = 8) 12. 00bc 5. 85b 2. 05a 3. 72ab 425. 38a
加拿大(n = 6) 12. 90ab 4. 53cd 1. 88a 3. 89ab 419. 63a
新西兰(n = 8) 13. 58a 4. 10d 1. 83a 3. 55ab 420. 66a
瑞典(n = 8) 12. 54abc 5. 15bc 1. 93a 4. 09a 419. 48a
丹麦(n = 5) 12. 47abc 5. 08bc 2. 00a 4. 05a 405. 65a
英国(n = 7) 11. 32c 4. 19cd 1. 60a 3. 49ab 418. 69a
从表 2 结果可知,不同来源的燕麦片的蛋白质
含量差异比较大;燕麦片的脂肪含量主要受皮、裸品
种差异的影响较大,裸燕麦片的脂肪含量显著高于
皮燕麦片;燕麦片的灰分含量受地域影响及皮、裸差
异影响均较小;燕麦片的 β -葡聚糖主要受皮、裸品
种差异的影响较大,同时也受地域影响。燕麦片的
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第 30 卷第 12 期 车甜甜等 皮燕麦片和裸燕麦片的化学组分及流变学特性比较
热量主要受到皮、裸品种的影响,受地域影响不大,
参试样品中裸燕麦片的热量高于皮燕麦片,但不同
地区之间燕麦片的热量差异不大。
2. 2 皮燕麦片和裸燕麦片的流变学特性比较
裸燕麦片的糊化温度平均值(74. 73 ℃)略高于
皮燕麦片(72. 33 ℃)。裸燕麦片和皮燕麦片的糊化
温度变化范围及变异系数接近。皮燕麦片的峰值黏
度平均值(104. 85 cmg)显著高于裸燕麦片(84. 47
cmg)。皮燕麦片的峰值黏度的最大值和最小值均远
高于裸燕麦片,且变异系数远低于裸燕麦片。皮燕
麦片的崩解值平均值(30. 15 cmg)显著高于裸燕麦
片(18. 99 cmg)。皮燕麦片的崩解值的最大值和最
小值均远高于裸燕麦片,且变异系数较小。皮燕麦
片的回生值平均值(93. 12 cmg)显著高于裸燕麦片
(85. 73 cmg)。皮燕麦片的回生值的变化范围和变
异系数均较裸燕麦片大(表 3)。
表 3 皮裸燕麦片的流变学特征参数的变异
指标
糊化温度
/℃
峰值黏度
/ cmg
崩解值
/ cmg
回生值
/ cmg
裸燕麦片(n = 15)
均值 74. 73a 84. 47b 18. 99b 85. 73b
标准差 ± 3. 97 ± 7. 00 ± 5. 12 ± 4. 68
变幅
68. 30 ~
82. 20
68. 60 ~
96. 60
9. 10 ~
28. 00
79. 10 ~
98. 70
变异系数 /% 5. 31 8. 29 26. 93 5. 46
皮燕麦片(n = 42)
均值 72. 33a 104. 85a 30. 15a 93. 12a
标准差 ± 3. 99 ± 7. 30 ± 6. 48 ± 8. 47
变幅
61. 30 ~
80. 20
81. 90 ~
119. 00
14. 00 ~
46. 20
79. 10 ~
127. 40
变异系数 /% 5. 51 6. 96 21. 50 9. 10
裸燕麦片的糊化温度显著高于瑞典、丹麦、英国
的皮燕麦片,而与美国、加拿大、新西兰的皮燕麦片
差异不显著。各个国家的皮燕麦片的峰值黏度均显
著高于裸燕麦片,但不同地区之间皮燕麦片的峰值
黏度差异不大。各个国家的皮燕麦片的崩解值均显
著大于裸燕麦片,其中,瑞典和丹麦的皮燕麦片的崩
解值显著大于美国、新西兰和英国的皮燕麦片。瑞
典、丹麦的皮燕麦片的回生值显著大于裸燕麦片,其
他国家的皮燕麦片的回生值与裸燕麦片差异不显著
(表 4)。
皮、裸燕麦片的流变学特征参数存在不同程度
的变异。燕麦片的糊化温度受地域影响较大,裸燕
麦片的糊化温度略高于皮燕麦片;燕麦片的峰值黏
度只受到皮、裸品种差异的影响,几乎不受地域环境
影响;燕麦片的崩解值、回生值既受到皮、裸品种差
异的影响,又受到地域环境的影响,皮燕麦片的崩解
值和回生值均大于裸燕麦片,不同地区皮燕麦片的
崩解值、回生值各不相同。崩解值大的燕麦片,空间
网络结构不易破坏,根据崩解值的大小,可以为消费
者选择耐煮或易熟的燕麦片提供试验依据。
表 4 中国裸燕麦片与美国、加拿大、新西兰、瑞典、
丹麦、英国皮燕麦片的流变学特性比较
指标
糊化温度
/℃
峰值黏度
/ cmg
崩解值
/ cmg
回生值
/ cmg
中国(n = 15) 74. 73ab 84. 47b 18. 99d 85. 73b
美国(n = 8) 74. 24abc 103. 34a 28. 44bc 94. 41ab
加拿大(n = 6) 72. 30bc 106. 40a 31. 85ab 89. 95ab
新西兰(n = 8) 76. 56a 105. 61a 27. 13bc 94. 15ab
瑞典(n = 8) 70. 60cd 103. 86a 35. 35a 95. 81a
丹麦(n = 5) 67. 94d 105. 00a 35. 00a 94. 92a
英国(n = 7) 70. 46cd 105. 40a 24. 70c 88. 80ab
3 讨论
GB 19640—2005《麦片类卫生标准》规定了麦片
的原料、感官、理化(水分、总砷、铅、黄曲霉毒素)、微
生物、添加剂等指标,没有具体的营养指标和流变学
指标的规定[13]。分析结果表明,皮燕麦片和裸燕麦
片之间的脂肪含量、β - 葡聚糖含量、热量、峰值黏
度、崩解值和回生值差异较大。
燕麦中的脂肪含量居于谷类作物的首位[14]。燕
麦油脂有很重要的营养功能特性,其不饱和脂肪酸
(亚油酸)比例高,这些必需脂肪酸在人体前列腺合
成,在控制心脏平滑肌方面有十分重要的作用[1],同
时油酸和亚油酸分别作为单不饱和脂肪酸和多不饱
和脂肪酸的代表,还赋予燕麦多种生理功能,如调节
血脂、调节内皮细胞功能、调节血凝和纤维蛋白溶解
性、提高机体免疫力[15 - 16]。因此,燕麦亦称得上是
营养和保健价值优良的新型油脂资源。参试裸燕麦
片的脂肪含量显著高于皮燕麦片,且几乎为皮燕麦
片的 2 倍。与 Biel 等[17]的皮、裸燕麦籽粒的脂肪质
量分数分别为 8. 36%和 4. 79%结果基本一致,且含
量之比也几乎为 2∶ 1。
β -葡聚糖是燕麦降胆固醇的重要功能物质,其
含量和特性对功能特性影响较大。燕麦片生产过程
如压片、挤压、蒸煮、烘烤等均会影响其分子结构、聚
合度、分子间作用力、功能特性(溶解性、持水性、黏
度)。在加工过程,β -葡聚糖分子大小(化学结构和
聚合度)、结构(分子间相互作用)、功能特性(黏度,
吸水能力和溶解性)发生改变,进而影响燕麦片的感
官和物理特性,最终影响对人体的健康作用[18 - 20]。
参试皮燕麦片的 β -葡聚糖含量显著高于裸燕麦片,
这可能是由于地域和环境不同造成的不同品种燕麦
53
中国粮油学报 2015 年第 12 期
的 β -葡聚糖含量不同。
参试皮燕麦片的灰分变幅均高于裸燕麦片,且
变异系数较小。Biel等[17]研究表明皮燕麦籽粒的灰
分含量显著高于裸燕麦籽粒。可能是由于燕麦片加
工过程中皮燕麦灰分损失较裸燕麦更多一些。
在热量方面,裸燕麦片的平均热量值显著高于
皮燕麦片。皮燕麦片和裸燕麦片的热量值的变化范
围以及变异系数接近。这可能是由于不同品种燕麦
的蛋白质、脂肪等营养物质的比例不同,从而使得单
位燕麦片提供的热量不同。
参试皮燕麦片的糊化温度较裸燕麦片低,且峰
值黏度、崩解值、回生值均显著高于裸燕麦片。国内
外大量研究表明,淀粉的结构与理化性质直接影响
小麦粉的加工性能和食用品质。已有研究表明,淀
粉黏度参数与面条、馒头和面包等食品加工品质呈
极显著相关,淀粉糊化起始温度较低、峰值黏度越
高,面条的品质越好。Konik[21]指出面条的硬度和口
感与 RVA的峰值黏度、低谷黏度和最终黏度呈极显
著相关。杨学举等[22]认为,具有高峰值黏度、较低的
低谷黏度的淀粉可增加焙烤面包的体积、纹理结构
和适口性。路长喜等[23]建立的燕麦片质量评价体系
认为,品质好的燕麦片要求汤汁黏稠度较大,口感润
滑、丰满;燕麦片粥有劲道,不黏牙,口感特别润滑。
Hu等[24]研究认为因为育种目标不同,国外皮燕麦育
种以燕麦片为目标产品,国内裸燕麦育种以燕麦粉
和面制品为目标产品。从燕麦片的口感而言皮燕麦
整体稍优于裸燕麦片,但裸燕麦片的常温吸水能力
要优于皮燕麦片。
4 结论
通过分析国内外市场上的 42 种皮燕麦片和 15
种裸燕麦片,发现皮燕麦片和裸燕麦片在化学组分
和流变学特性方面存在不同程度的差异。裸燕麦片
的蛋白质含量高于皮燕麦片;裸燕麦片的脂肪含量
显著高于皮燕麦片(P < 0. 05) ,且几乎为皮燕麦片的
2 倍;皮燕麦片的灰分含量高于裸燕麦片;皮燕麦片
的 β -葡聚糖含量显著高于裸燕麦片(P < 0. 05) ;裸
燕麦片的热量显著高于皮燕麦片(P < 0. 05) ;裸燕麦
片的糊化温度高于皮燕麦片;皮燕麦片的峰值黏度、
崩解值、回生值均显著高于裸燕麦片(P < 0. 05)。
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Characteristics of Husked and Naked Oat Flakes
Che Tiantian1 Zheng Jianmei1 Hu Xinzhong2
(College of Food Science & Engineering,Northwest A & F University1,Yangling 712100)
(College of Food Engineering & Nutritional Science,Shaanxi Normal University2,Xian 710062)
Abstract In order to comprehend the differences of quality within husked and naked oat flakes,15 categories
of domestic naked oat flakes and 42 categories of husked ones abroad bought from supermarket have been used as ma-
terials including the protein content,fat content,ash content,β - glucan content & energy,and the rheological char-
acteristics including gelatinization temperature,peak viscosity,breakdown value and setback have been determined in
the paper. The results indicated that naked oat flakes were considerably different with the husked ones on chemical
compositions and rheological characteristics. Compared with the husked flakes,the naked oat flakes had a statistically
significantly (P < 0. 05)higher level of fat (almost double) ,energy while a lower value of ash,β - glucan,peak
viscosity,breakdown value,setback. Further,the contents of protein and gelatinization temperature of naked oat
flakes were higher than those of husked flakes,but the difference was not significant.
Key words husked oat flakes,naked oat flakes,protein,fat,β - glucan,rheological characteristics
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