微粉碎对燕麦麸皮营养成分及物理特性的影响.pdfVIP

? 2008, No. 3?17? ? ? 收稿日期: 2007- 12- 27 基金项目: 河南省教育厅自然科学研究项目资助 ( 2007550021) 作者简介: 申瑞玲 ( 1967- ), 女, 博士, 教授, 主要研究方向为粮油深加工。 微粉碎对燕麦麸皮营养成分及物理特性的影响 申瑞玲, 程珊珊, 张? 勇 (郑州轻工业学院食品与生物工程学院, 河南 郑州? 450002) 摘? 要: 以燕麦麸皮为原料, 研究了微粉碎对麸皮营养成分及物理特性的影响。结果表明微粉碎可以提高燕麦麸皮总膳食纤 维含量, 但对麸皮蛋白质、 脂肪、 水分及灰分含量影响不大; 微粉碎还可以改善燕麦麸皮的物理特性, 在粒度为 250 125 ?m 时燕麦麸皮持水力最强; 在 180 150?m时麸皮膨胀力最大; 在 150 125 ?m时麸皮水溶性最佳。 关键词: 燕麦麸皮; 微粉碎; 营养成分; 物理特性 中图分类号: TS211 . 4+3; TS201. 4? ? 文献标识码: A? ? 文章编号: 1003- 6202( 2008) 03- 0017- 02 Effects of Fine Grinding on Nutrient Com ponents and PhysicalCharacteristics ofOat Bran ABSTRACT : The effects of fine grinding on nutrient components and physical characteristics of oat bran were studied .The results showed that the contents of totaldietary fiberwas increased, but the contents of protein, fat , water and ash were notmore affected by fine grinding . The physicalcharacteristics of oat branwere also i mproved after fine grinding . The best granularity ranges ofwater holding ca? pacity , water swelling capacity andwater solubility of oat branwere 250 125?m, 180 150?m and 150 125 ?m respectively . KEYWORDS : oatbran ;fine grinding ; nutrient co mponents; physical characteristics ? ? 燕麦是一种品质好、 营养价值高、 多用途的谷物, 蛋白 质、 脂肪、 膳食纤维、 维生素和矿物质含量居谷物之首。有关 专家提出燕麦将成为继稻米、 小麦之后的? 第三主粮 。作为 加工副产物的燕麦麸皮, 其营养成分也相当丰富, 蛋白质含 量高达 20 . 13% 、 脂肪含量 9. 88% 、 总膳食纤维含量 21. 20 % ( ? 葡聚糖 9. 92% ) 1, 丰富的营养组分使燕麦麸皮具备了 多种生理功能, 特别是其中所含的 ? 葡聚糖是一种重要的生 物活性多糖, 许多研究表明, ? 葡聚糖在调节血糖、 降低胆固 醇、 预防结肠癌、 减肥等方面具有显著作用 2。另外, 燕麦麸 皮中还含有酚酸、 酚酸衍生物、 甾醇等有效成分。燕麦麸皮 大多作饲料使用, 而近年来在食品中的应用逐渐增多, 或者 将其功能性成分 ( ? 葡聚糖、 膳食纤维和 ? 谷甾醇等 )经提 取后用于食品中, 或者将燕麦麸经简单粉碎后加入食品中应 用。但是仅进行有效功能成分的提取利用容易造成资源浪 费, 如从燕麦麸中经提取可得到 5. 7% 的 ? 葡聚糖 3, 其中 的 94 . 3% 的剩余成分作为废弃物丢弃; 而将简单粉碎后的燕 麦麸粗粉加入食品中则会影响产品口感, 因此要提高燕麦麸 皮的食用性必须对其整体加工处理方法进行研究。本实验 以燕麦麸皮为研究对象, 考察了微粉碎加工方法对麸皮营养 成分及物理特性的影响, 以期为燕麦麸皮在食品工业中的应 用提供参考。 1? 材料与方法 1. 1? 主要材料 燕麦麸, 晋燕九号购于山西高寒作物研究所; 蛋白酶, 广 西南宁庞博生物工程有限公司; 耐热 ? 淀粉酶, 北京奥博星 生物技术责任有限公司; 其它化学试剂均为分析纯。 1. 2? 主要设备 原泰奇气引式粉碎机 (北京鑫环亚科技有限公司 ); XP4 型显微镜 (上海米厘特精密仪器有限公司 ); SHZ- D 循环水 式真空泵 (巩义市英峪予华仪器厂 ); TDL - 5A 低速大容量 离心机 (上海悦丰仪器仪表有限公司 )。 1. 3? 实验方法 1. 3. 1? 燕麦麸粗粉的粉碎及分级 将燕麦麸粗粉过 40目筛, 除杂后放入气引式粉碎机中, 不添加任何抗结剂、 助磨剂的情况下进行微粉碎。之后, 通 过手动筛分, 麸皮细粉依次通过 60目、 80目、100目和 120目 分样筛进行初步分级, 得到不同粒度范围的燕麦麸细粉, 见 表 1。 表 1? 目数粒度对照表 目数 /目406080100120 粒度 /?m420250180150125 1. 3. 2? 营养成分测定 蛋 白 质 测 定GB/T5009 .5!2003; 脂 肪 测 定 GB/T 5009. 6! 2003; 水分测定 GB/T 5009. 3!2003 ; 灰分测 定 GB/T 5009. 4! 2003 ; 总膳食纤维测定依据 AOAC32. 1. 17 ( 991. 43)方法。 1. 3. 3? 持水力、 膨胀力和水溶性测定 4 准确称取 1. 00 g样品 (m 1)于 100m l烧杯中, 加入 50m l 蒸馏水, 电磁搅拌 30m in后, 2 000 r/m in下离心 30m in, 除去 上层的水分后样品质量为 m2。样品的持水力 ( g /g) = (m2- m1) /m1。 准确称取 1. 00 g样品, 放入带刻度的玻璃试管中记录样 品干基体积 V1, 加入 10 m l蒸馏水, 振荡均匀后, 室温下静止 12 h, 记录样品湿基体积 V2。样品的膨胀力 = ( ( V2- V1) / V1) 100 。 准确称取 0. 500 g 样品 (m1) 于 100 m l烧杯中, 加入 50 ml 蒸馏水, 在恒温水浴锅中 90# 下连续搅拌 30 m in后, 3 000 r/m in下离心 15m in, 取出上清液于 105# 烘干至恒重, 残留物质量为 m2。样品的水溶性 = (m2/m1) 100 。 2? 结果与分析 2. 1? 不同粒度燕麦麸皮的颗粒形态 将燕麦麸皮经微粉碎处理后, 利用手动筛分将麸皮细粉 分级, 得到五个粒度范围的麸皮细粉。观察其颗粒形态, 结 果见图 1。麸粉颗粒大于 250?m和 250 180?m粒度较为 18? ? ?申瑞玲等: 微粉碎对燕麦麸皮营养成分及物理特性的影响 /2008年第 3期 图 1? 燕麦麸细粉显微图片 均匀; 粒度在 180 125?m和 150 125 ?m 时麸粉中小粒 度麸粉比例增加, 但细胞壁基本完好; 当粒度小于 125 ?m时 麸粉粒度均匀, 且由于细胞破损增加, 水分、 可溶性成分及油 分等析出形成粘稠的团状结构增多。 2. 2? 微粉碎对燕麦麸皮营养成分的影响 微粉碎对燕麦麸皮各营养成分的影响见图 2 。 图 2? 微粉碎对燕麦麸营养成分的影响 通过对燕麦麸粗粉与各粒度细粉之间的比较可知, 微粉 碎可以提高燕麦麸总膳食纤维含量。这可能是由于燕麦麸 粗粉粉体粒度大, 部分膳食纤维 (特别是水溶性膳食纤维 )在 细胞密实结构的包裹下无法溶出; 但经微粉碎后, 在高速剪 切、 冲击、 研磨等综合作用下, 燕麦麸皮得以细化, 同时细胞 结构也被破坏, 包裹在细胞内的水溶性膳食纤维溶出率增 大, 提高了测定时总膳食纤维的得率, 因而总膳食纤维含量 提高。当粒度小于 150 ?m 时膳食纤维含量呈下降趋势, 可 能是由于使用沙心漏斗过滤时部分可溶性膳食纤维和粒度 过小的不溶性膳食纤维流失所致。 经微粉碎处理后, 燕麦麸的蛋白质含量没有变化。本研 究用凯氏定氮法测定蛋白质, 微粉碎前后, 无论粒度大小, 燕 麦麸在浓硫酸作用下均被完全消化, 由于总氮量不变, 所以 蛋白质含量不变。 由于微粉碎制得的燕麦麸细粉平均粒度在 100 ?m左 右, 而燕麦麸皮表皮细胞直径为 30 70 ?m 5, 所以细粉的 细胞破损率显然不高, 加上麸皮中脂肪含量基数也较低, 因 而微粉碎对燕麦麸的脂肪含量没有影响。 气引式粉碎机配制有强力风冷设备以降低粉碎时因机 械力产生的高温作用, 因而微粉碎对物料的水分及灰分也影 响不大。 2. 3? 微粉碎对燕麦麸皮物理特性的影响 微粉碎对燕麦麸皮物理特性的影响见表 2 。随着燕麦麸 粉粒度的降低其持水力、 膨胀力和水溶性均呈先增强后减弱 的趋势, 且各物理特性的最优值位于不同粒度范围。粒度在 250 125 ?m时燕麦麸粉持水力最强; 在 180 150 ?m 时麸 粉膨胀力最大; 在 150 125?m时麸粉水溶性最佳。 表 2? 微粉碎对燕麦麸皮物理特性的影响 粒度 /?m 250250 180180 150150 125 125 持水力 /g g- 1 2. 863. 213 . 223 . 162 . 70 膨胀力 /%68. 7577 . 42115 . 3857 . 1463 . 64 水溶性 /%16. 3415 . 3215 . 5120 . 7515 . 78 ? ? 随着粒度的降低, 颗粒比表面积、 表面能和孔隙率提高, 并且在微粉碎研磨作用下部分细胞破碎, 燕麦麸皮中纤维素 和半纤维素中更多的亲水性基团暴露出来, 颗粒与水的接触 面积、 接触部位增多, 在水中的分散性增强, 因而持水力、 膨 胀力和水溶性随之提高 6。随着粒度的继续细化, 麸粉细胞 群减少、 裂片增加, 且膳食纤维长链减少、 短链增加, 小部分 不溶性成分如阿拉伯木聚糖等半纤维素及果胶类化合物会 发生熔融现象或部分链断裂, 转化为水溶性聚合物成分, 从 而提高了燕麦麸粉的水溶性 7; 但细胞结构的破损和膳食纤 维组成成分的变化使燕麦麸皮对水分的束缚力减弱, 所以麸 皮粒度继续降低时, 其持水力和膨胀力反而下降且趋于平 稳。当粒度小于 125 ?m时麸皮水溶性降低可能是麸皮在强 大机械力作用下, 其微观结构和性质发生变化, 如化学键断 裂, 分子量降低, 产生自由离子、 电子、 或不饱和基团及高聚 物空间结构发生改变, 微粒中内能的聚集和大量新表面的形 成使其处于化学活跃状态, 易于发生化学反应, 进而导致可 溶性成分转化为不可溶成分使水溶性降低 8。 3? 结论 燕麦麸皮经微粉碎处理后, 营养成分方面, 与粗粉相比 总膳食纤维含量提高, 蛋白质、 脂肪、 水分及灰分含量变化不 大; 物理特性方面, 随着燕麦麸粉粒度的降低其持水力、 膨胀 力和水溶性均呈先增强后减弱的趋势, 且各物理特性的最优 值位于不同粒度范围。粒度在 250 125?m时燕麦麸粉持 水力最强; 在 180 150 ?m 时麸粉膨胀力最大; 在 150 125?m时麸粉水溶性最佳。因此, 通过不同的粉碎方法及粒 度的选择控制, 可以得到具有不同物理特性的高纤维燕麦麸 粉, 在食品生产中它既能作为营养强化剂提高产品膳食纤维 含量, 又能作为品质改良剂改良食品的持水性等, 具有良好 的应用前景。同时, 对燕麦麸皮的进一步细化、 粒度达纳米 级时燕麦麸皮营养成分及物理特性的变化情况都有待进行 更深入的研究。 参考文献 1 ? 董吉林, 申瑞玲. 裸燕麦麸皮的营养组成分析及 ? 葡聚糖的提取 J. 山西农业大学学报 (自然科学版 ), 2005 , 25( 1): 70 73. 2 ? W ood P J . R elationship Bet ween Solution Properties of Cereal ? Glucans and Physiolog ical Effects?a Rev iew J. Thends in Food Science& T echnonlgy, 2004, 15 : 313 320. 3 ? 管? 骁, 姚惠源. 燕麦麸中 ? 葡聚糖提取工艺研究 J. 粮食与 油脂, 2002( 10): 2 4 . 4 ? 郑? 慧, 王? 敏, 吴? 丹. 超微处理对苦荞麸理化及功能特性影 响的研究 J. 食品与发酵工业, 2