（农产品加工及贮藏工程专业论文）裸燕麦方便米的加工工艺及燕麦米饭抗老化的研究.pdf

摘要 采用内蒙地区所产的裸燕麦为原料，通过对其主要工艺打磨时间、浸泡时间、蒸 煮时间、干燥温度的筛选，在以上单因素工艺环节基础上，进行l 1 6 ( 4 5 ) 正交试验，制 作出口感和风味适合与米饭搭配的方便燕麦米，并对燕麦的主要营养成分和功能因子 进行测定。加工制得的燕麦米饭进行抗老化的试验，在单因素的基础上对燕麦米饭的 浸泡条件、单甘酯添加量和加水量进行b ( 3 4 ) 正交试验，以确定抗老化的最佳组合， 方法为在2 - 4 条件下冷藏7 d ，采用糖化酶法测其糊化度。并对抗老化和未抗老化 的燕麦米饭进行扫描电镜比较。实验结果表明，方便燕麦米加工工艺的最佳组合 打磨5m i n ，浸泡3 0m i n ，蒸煮3 0 m i n ，以1 2 0 干燥。试验测得方便燕麦米的蛋白 质含量是大米的2 倍，脂肪含量是大米的1 3 倍，燕麦米中的不饱和脂肪酸占脂肪酸 总量的8 1 2 8 ，其中亚油酸含量最高，占不饱和脂肪酸含量4 7 2 2 ，其次是油酸含 量占3 3 8 3 。燕麦米中p 一葡聚糖的含量较高，占燕麦米的6 0 2 。抗老化试验结果 表明，最佳组合为0 8 a 一淀粉酶溶液浸泡，蒸煮时添加0 6 单甘酯，加水量1 2 倍的 处理抗老化能力最强。扫描电镜结果显示，添加抗老化剂的燕麦米饭淀粉颗粒分散均 匀，颗粒间隙较大，淀粉颗粒饱满。 关键词：裸燕麦；方便米；j n - r 工艺；抗老化；糊化度 s t u d i e so np r o c e s s i n ga n da n t i r e t r o g r a d a t i o no fc o n v e n i e n t p o l i s h e do a t s a b s tr a c t b a r eo a t sp l a n t e di ni n n e rm o n g o l i aw e r es t u d i e da sr a wm a t e r i a li nt h i s p a p e r p o l i s h i n gt i m e ，s o a k i n gt i m e ，s t e a m i n gt i m ea n dd r y i n gt e m p e r a t u r ew e r ed e t e r m i n e db y s i n g l e f a c t o rt e s t sa n do r t h o g o n a lt e s t s c o n v e n i e n tp o l i s h e do a t sw e r es t e a m e dw i t h s i m i l a rf l a v o u ra n dt a s t ei nr i c e e s s e n t i a ln u t r i e n t sa n df u n c t i o n a lf a c t o r sw e r ea n a l y z e di n c o n v e n i e n tp o l i s h e do a t s q u a n t i t i e so fw a t e r , s o a k i n gc o n d i t i o n s ，k i n d sa n dq u a n t i t i e so f a g i n g - r e s i s t a n tr e a g e n t w e r ed e t e r m i n e d b ys i n g l e - f a c t o r t e s t sa n d o r t h o g o n a l t e s t s s t r u c t u r ec h a n g e so fc o n v e n i e n tp o l i s h e do a t sw i t l la n dw i t h o u ta g i n g r e s i s t a n tr e g a n t w e r eo b s e r v e db ys e m t h er e s u l t ss h o w e dt h a to p t i m a lc o n d i t i o n so fc o n v e n i e n tp o l i s h e d o a t sw e r ep o l i s h i n g5m i n u t e s ，s o a k i n g3 0m i n u t e s ，s t e a m i n g3 0m i n u t e sa n dd r y i n g t e m p e r a t u r e12 0 c t h ec o n t e n to fp r o t e i ni nc o n v e n i e n tp o l i s h e do a t sw a st w i c et h a nt h a t i nr i c e ，a n dc o n t e n to ff a ti nc o n v e n i e n tp o l i s h e do a t sw a s13t i m e st h a nt h a ti nr i c e u n s a t u r a t e df a t t ya c i dc o n t e n tw a s81 2 8 o ft o t a lf a ta n dl i n o l e i ca c i dw h i c hh a sh i g l a e s t c o n t e n ta c c o u n t sf o r4 7 2 2 i nu n s a t u r a t e df a t t ya c i da n do l e i ca c i da c c o u n t sf o r3 3 8 3 c o n t e n to f1 3 - g l u c a n a s ea c c o u n t i n gf o r6 0 2 i nc o n v e n i e n tp o l i s h e do a t sw a sh i g h e r a 百n g - r e s i s t a n tt e s t s r e s u l t ss h o w e dt h a to p t i m a lc o n d i t i o nw a ss o a k i n gw i t h0 8 a - a m y l a s e ，1 2t i m e sq u a n t i t yo fw a t e ra n da d d i n g0 6 g l y c e r i nm o n o s t e a r a t e s e m r e s u l t ss h o w e dt h a tt h es t a r c hg r a n u l e so fc o n v e n i e n tp o l i s h e do a t sw i t ha g i n g - r e s i s t a n t r e g a n ti sd i s p e r s e du n i f o r m l y k e yw ords ：b a r eo a t ；c o n v e n i e n tr i c e ；p r o d u c t i o n t e c h n o l o g y ；a g i n g - r e s i s t a n t ； g e l a t i n i z a t i o nd e g r e e d ir e c t e db y ：p r o f z h a n gm e iii a p p iic a n tf o rm a s t e rd e g r e e ：y a olin g b ai ( a g r i c u l t u r a lp r o d u c t sp r o c e s s i n ga n ds t o a g e ) ( c o l l e g eo f f o o ds c i e n c ea n de n g i n e e r i n g i n n e rm o n g o l i aa g r i c u l t u r a lu n i v e r s i t y h o h h o t0 10 0 18 c h i n a ) 内蒙古农业大学 研究生学位论文独创声明 本人申明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果据我所知，除了文中特别加以标注和致谢坷 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得我校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料，与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任 论文作者签名：型脸捣日期：2 丝墨：笸：星 内蒙古农业大学研究生学位论文版权使用授权书 本人完全了解内蒙古农业大学有关保护知识产权的规定，印：研 究生在攻读学位期间论文工作的知识产权单位属内蒙古农业大学本 人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位为内蒙 古农业大学，且导师为通讯作者，通讯作者单位亦署名为内蒙古农业 大学学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子文档，允许论文被查阅和借阅学校可以公布学位论文的全部或部 分内容( 保密内容除外) ，采用影印，缩印或其他手段保存论文 论文作者签名：丝竣拉 指导教师签名：丞薹砻 日 期：2 之：三l 内蒙古农业大学硕士学位论文 1 1 引言 1 。1 燕麦概述 燕麦( o a t s ) 又称莜麦，属禾本科植物，人类八大粮食作物之一。前苏联是世界 上燕麦产量最大的国家，其次是加拿大、美国、中国、澳大利亚及欧盟各国等。燕麦 有带壳燕麦和裸燕麦之分，欧美等地区主产带壳燕麦，而我国则以裸燕麦为主。内蒙 古、山西、甘肃、青海等地是我国燕麦主产地，云南、贵州、四川等省份也有种植。 其中内蒙地区的种植面积最大，约占全国燕麦种植总面积的4 0 左右n 。燕麦具有 独特的营养价值和保健功能，在我国古代不仅作为一种耐饥抗寒食品，也作为一种药 物，汉古籍中记载：燕麦可用于产妇催乳及治疗婴儿营养不良和老人的年老体衰等症。 中医认为，燕麦味甘性平，能治虚汗。随着对燕麦营养和生理功能的逐步认识，我国 消费者对燕麦食品的消费量呈逐年上升趋势。欧美等国人民素来有食用燕麦食品的传 统，由于燕麦具有较高的营养价值，近年来燕麦食品也越来越受到我国人民的青睐。 燕麦的高营养价值不仅表现在其富含蛋白质、油脂等营养成分，更重要的是，燕麦中 富含膳食纤维及抗氧化性物质，从而使燕麦具有降血糖、降血脂，提高免疫能力及抑 制脂质氧化、延缓衰老等重要的生理功能。国外学者很早就开始研究燕麦中的生理活 性成分并取得了一些进展。越来越多的糖尿病和高血脂患者将燕麦食品作为一种重要 营养膳食来源，日益迫切希望各种燕麦类保健食品的不断涌现，这种需求高涨与实际 研发严重不足的尖锐矛盾为燕麦产品的开发利用提供良好契机口。 1 1 1 燕麦的营养价值 燕麦营养成分极为丰富( 表1 ) ，每1 0 0 9 燕麦中含蛋白质1 5 6 9 ，约是大米白面的 2 倍，脂肪为每1 0 0 9 燕麦中含有8 8 9 ，约为大米、白面的6 倍，蛋白质和脂肪含量 在谷物中均居首位。尤其是评价蛋白质质量高低的人体必需氨基酸含量均居首位。并 且其氨基酸含量比例合理，有利于人体消化吸收。防止脱发的色氨酸含量也高于大米 和小麦。脂肪含量尤为丰富，并富含大量不饱和脂肪酸和人体必需的脂肪酸。据中国 农科院分析中心等单位的分析结果，裸燕麦中的亚油酸含量占脂肪含量的3 8 1 5 2 0 ，可软化毛细血管，预防血管硬化，延缓人体衰老；油酸占不饱和脂肪酸的3 0 4 0 。其他的营养素，如钙、铁、b 族维生素的含量也很高。钙含量为6 9 o m g 1 0 0 9 ， 为大米8 倍；铁含量3 8 m g 1 0 0 9 ，为大米的1 5 倍； v a 2o 1 7m g 1 0 0 9 ，为大米的3 倍；v p p6 。5m g 1 0 0 9 ，为大米的5 倍。这些营养素都是人体正常代谢和生长发育不可 缺少的，也是其他谷物所不及的。 另外，燕麦含1 1 左右的膳食纤维，约是大米的2 0 倍。经现代科学研究发现， 燕麦膳食纤维对心血管病和糖尿病有较好的防治作用。燕麦还是一种高热能食物 1 0 0 9 燕麦粉的能量为3 9 1 k c a l ，高于大米( 3 4 9 k c a l ) 和小麦标粉( 3 4 9 k c a l ) 。 燕麦粒大部分为胚乳，胚乳由淀粉、蛋白质及d ，葡聚糖组成。由于燕麦中含有 2 裸燕麦方便米的加工工艺及燕麦米饭抗老化的研究 能降低胆固醇的b 一葡聚糖，具有降低血中胆固醇含量及降低血脂含量作用，能有效减 轻糖尿病症状睁耵。 表1几种粮食的主要营养指标比较 t a b l el c o m p a r i s o nw i t hn u t r i t i v ei n d e xo fs e v e r a lg r a i n s 1 1 2 燕麦的功能特性 1 1 2 1 降血脂作用 燕麦中含有丰富的油脂，在燕麦油脂中不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的8 2 1 7 ， 其中油酸和亚油酸的含量最高，对降低血清总胆固醇( t c ) 有显著作用。燕麦的降 血脂作用可能与其含有较多亚油酸有关，亚油酸为不饱和脂肪酸，能与胆固醇结合成 酯，进而降解为胆酸而排泄，尤其是大量的亚油酸可软化毛细血管，具有预防血管硬 化，延缓人体衰老的功能。 1 9 6 4 年，美国科学家通过2 0 例临床试验观测，首次证实每天食用1 4 0 9 全燕麦 面包可明显降低血液胆固醇水平。研究表明燕麦具有明显的降低血清总胆固醇和甘油 三酯及b 酯蛋白作用，并具有一定的升高血清高密度脂蛋白作用，降血脂效果非常明 显，而对继发性高甘油三脂血症疗效更优于原发性，有助于改善胆固醇、脂肪和糖类 在体内的代谢方式，进而影响到血脂、血糖值的变化。因而，燕麦可作为今后临床治 疗和防治高血脂、动脉硬化、冠心病等主要心血管病的一种理想药物原料归1 。 1 1 2 2 防癌作用 根据中国传统医学文献的记载和国际上对抑制肿瘤的研究报道，麦类资源中存在 内蒙古农业大学硕士学位论文 3 防止癌变物质的可能性。目前采用燕麦进行抑制肿瘤的研究已初见端倪，对采用单纯 喂燕麦的动物进行研究，观察发现动物的肿瘤生长较小，生存期也较长，但是尚未达 到肿瘤抑制率3 0 ，生存期延长率5 0 的活性标准，然而这一结果和发现也足以证 明燕麦中存在抑癌物质，只是其中起作用的成分及作用的机理研究尚有待于进一步深 入。 1 1 2 3 燕麦的抗氧化作用 抗氧化性是燕麦较为突出的一个生理功能。早在2 0 世纪3 0 年代l o w e n l ， p e t e r s e n 及m u s h e r s 等人就发现燕麦中含有为数众多的抗氧化成分，并提出将燕麦 作为一种抗氧化剂的来源。近年来，国外学者对燕麦中的抗氧化成分的研究表明，燕 麦中的抗氧化成分主要是各种多酚类物质，如肉桂酸衍生物、对香豆酸、对羟基苯甲 酸、邻羟基苯甲酸、4 一羟基苯乙酸、香草醛、儿茶酚等。这些组成，形式不同的多酚 类物质根据其溶解性的不同大致可分为醇溶性和脂溶性两种，它们都具有较好的抗氧 化性能，如抑制食用油脂的氧化、抑制生物体内由a a p h 或c u 2 + 诱导的低密度脂蛋 i 刍( l d l ) 的氧化等。近年来，燕麦的抗氧化活性已成为西方发达国家研究的热点之一， 其中利用异丙醇提取燕麦抗氧化剂的技术成熟，成本较低，并极有可能实现产业化生 产。 t 1 2 4 抗高血粘度和血小板聚集作用 燕麦还具有抗高血粘度和抗血小板聚集作用。试验证明，燕麦面粉可显著降低高 脂饲料组大鼠的血浆粘度和高切、低切变率下的全血粘度，同时能明显抑制a d p 和 胶原诱导的血小板聚集，因而燕麦粉可具有预防血栓形成的作用和功效。 1 2 国内外燕麦功能食品的研究与开发现状 国内具有品质上乘的燕麦资源，长期以来多以原料及初级加工产品面市。近年来， 由于燕麦具有很高的营养价值和保健功能，对燕麦的深入研究和开发利用已经成为了 国内外研究的热点。国内对燕麦的研究主要集中在对燕麦活性多糖一b 葡聚糖的分离 纯化方法、抗氧化成分的分离提取及其抗氧化能力的研究。开发利用方面，目前开发 的燕麦产品主要有：燕麦片、燕麦面包、燕麦挂面、燕麦粉、燕麦饼干、速煮燕麦粥、 饮料等。世界范围内，美国、加拿大、瑞典、澳大利亚、日本等国科学家相继进行了 大量研究n 州们。1 9 9 7 年，美国食品和医药管理局( f d a ) 认定：燕麦水溶性膳食纤维 可以减少心脑血管疾病的发生，燕麦食品无需报批，就可进行保健功效的宣传。燕麦 食品己成为发达国家和地区近年来消费量上涨最快的谷物食品，其中美国近十年来增 加了3 0 多倍。据加拿大农业部研究中心( 1 9 9 6 ) 报告显示，燕麦经加工后增值幅度达 1 0 倍以上，其中燕麦麸最高要达3 0 - 5 0 倍。国外已开发生产的添加燕麦麸的产品有 4 裸燕麦方便米的加工工艺及燕麦米饭抗老化的研究 饼干、面包、休闲食品、早餐食品以及液体状燕麦纤维食品和低脂香肠、调料品等， 品种繁多，均能产生较高的市场价值，创造较好的经济效益n l 。 1 2 1 燕麦粉加工 用燕麦或预煮燕麦生产燕麦粉n ”。其主要加工工艺：原料燕麦一称重一筛分机( 除 杂质) 一去石机( 去砂石) 一磁选机一精选机一分级精选一脱壳机一燕麦仁分离一净 燕麦仁一粉碎机一燕麦粉 工艺中要求清理时能完善地分离出低质量的原料和杂质；不可采用气力输送，防 空气中的细菌进入产品；研磨生产线设计成能生产粒度极细的燕麦粉，要求用不同的 精选机加以分离，否则会降低燕麦制品的质量。 。 1 2 2 燕麦片的加工 燕麦片嗍是作为主食的燕麦粥，欧美各国作为主要的即食早餐食品。其加工方法 是： 清理一分级一脱壳一分离颖壳和籽一水热处理一碾麦、分离一切割籽粒一筛分一 汽蒸调湿一压片一冷却一筛选一产品 水热处理( 1 0 0 ) 是为了钝化燕麦中的脂肪分解酶，防止酸败；碾麦可使燕麦 籽粒外表光亮，碾麦后所得的产品燕麦米可直接作为一种食品；燕麦籽粒切割可使籽 粒大小为原来的1 4 ，并改变了组织结构，容易制备食品，同时也提高了最终产品的 外观质量；压片之前要对籽粒加温、加湿，蒸汽加湿可使切剂籽粒变形，这样压片就 能产生淀粉所要求的糊化凝胶作用，使产品有较好的可消化性。 1 2 3 燕麦保健面包 燕麦的籽粒蛋白质含量较高，营养全面，所以燕麦粉和小麦粉混合制做的面包， 可提高面包的营养价值。色泽呈深黄褐色，松软适口，具有燕麦的清香味。加工方法 是嘲，翻： 原辅料处理一面团调制一面团发酵一分块、搓圆一中间发酵一整形一醒发一烘 烤一冷却一包装成品 1 2 4 燕麦保健挂面 在高蛋白面粉中掺入燕麦粉可以改善挂面的营养与口感，在以枸杞子、食盐、红 花等作为辅料生产出的产品色泽、气味正常，煮后不糊、不浑汤、口感不粘、柔软爽 口。其加工方法是堋： 原辅料一混合一和面一熟化一轧片一切条一挂条一自动上架一烘干一自动下架 一自动切面一计量包装。 内蒙吉农业大学硕士学位论文 5 1 2 5 燕麦饼干的开发 在面粉中添加燕麦粉，可以改善饼干旺5 1 的疏松度和营养，产品口感酥松、有利 于消化吸收。其加工方法： 配料：按燕麦粉2 0 - 3 0 的比例与特一粉一起称取粉料3 0 0g _ 搅拌混合_ 面 团静置_ 压模成型一烘烤( 炉温2 0 0 c 、烘烤时间1 2m i n ) _ 冷却 1 2 6 燕麦发酵饮料生产 贾建波与徐玉霞都进行了燕麦发酵饮料工艺的研究，其中贾建波以燕麦和脱脂 奶粉为主要原料，燕麦经双酶水解所得的糖化液，配以脱脂奶粉，经杀菌冷却，以鼠 李糖乳杆菌和双歧杆菌为发酵剂，接种发酵而成的含有活性成分且具有保健功能的生 物乳嘲。工艺流程如下： 燕麦一浸泡一粉碎一液化一灭酶一糖化一灭酶一过滤 鼠李糖乳杆菌+ 双歧杆菌一活化一混合 一去渣一调配一均质一杀菌冷却一接种一发酵一成品 t 脱脂奶粉 1 2 7 其他燕麦保健食品 此外，可以以燕麦为原料生产燕麦八宝粥、燕麦奶粉、燕麦方便面等保健食品睁删。 但是，国内外燕麦功能食品现状中m 删，燕麦片，燕麦粉的加工工艺均为皮燕麦 的工艺，且几乎都是采用国外的皮燕麦为原料，而裸燕麦的加工工艺却少有研究。并 且，裸燕麦是我国内蒙古地区的主要作物，因此我们对裸燕麦的加工工艺进行研究。 1 3 淀粉类食品老化机理与抗老化方法的研究 1 3 1 淀粉类食物老化的现象及机理 淀粉类食物的品种繁多，风味各异。如米饭、馒头、面食及其它各种糕点、面点 等均属于淀粉类食物。然而，这些淀粉食物制作成熟后，在贮存中会随着时间的推移 而发生一系列的内在品质上的变化。这些变化将会影响其营养价值和感官品质。例如， 煮好的米饭在存放过程中会慢慢发生米粒变硬现象，这种米粒的变硬先从米心开始形 成硬心，然后逐步扩大到整个米粒，致使整个米粒完全变硬。而米饭的粘性也随之减 少，直到完全消失。同时，米饭的口感由松软转为老硬，并且有一种夹生味产生。又 如新鲜面包的表皮脆而易碎，面包的内部松软而富有弹性，具有一种特殊的风味。而 存放后的面包，面包皮软塌，面包心硬脆而易碎，面包原有的特殊风味随之消失。还 有，刚刚出笼的新鲜馒头，经存放会逐渐发硬，如此等等。上述这些变化都是由于淀 6 裸燕麦方便米的加工工艺及燕麦米饭抗老化的研究 粉的老化作用所致。淀粉的老化又称为淀粉的回生、陈化或退化作用。 淀粉类食物的制作，主要利用在加热过程中，食物中的淀粉颗粒受热吸水膨胀最 后导致糊化的原理所制成。从化学的观点看，糊化作用的本质是淀粉颗粒中有序及无 序( 即晶质与非晶质) 态的淀粉分子之间的氢键发生断裂，淀粉颗粒中的淀粉分子逐步 分散在水中形成一种胶体溶液。在这过程中，水分子进入淀粉颗粒的结晶区域和非结 晶区域，使得结晶区域的结构由原来排列紧密的状态逐步转变为疏松散乱的状态。淀 粉颗粒的体积急剧膨胀，体积由原来的体积膨胀增大到原始体积的1 0 - 1 0 0 倍左右。 淀粉分子从破裂的颗粒中扩散出来，扩散出来的淀粉分子之间以无规则的方式互相联 结、缠绕在一起，形成一个复杂的网状含水胶体。这就是淀粉类食物加工成熟的内在 实质。 加工成熟后的各种淀粉类食物在逐渐冷却和贮藏的过程中，食物中发生糊化后的 淀粉分子会慢慢失去糊化时所形成的那种状态，这就是老化现象已经开始。在淀粉发 生老化的过程中，随着淀粉类食物的逐渐冷却和水分的逐步挥发，食物中的淀粉分子 从原来已经松散开的混乱状态会重新慢慢聚拢。这种聚拢并非是无规则可循的，它是 以淀粉在糊化过程中某些分子与分子之间残留下来的氢键聚合点为聚拢的起点，淀粉 分子之间相邻近的羟基产生缔结。这种缔结是以氢键相连的，而原来淀粉分子的羟基 与水分子之间形成的氢键已断开。在淀粉分子微晶束结构形成的同时，淀粉分子会排 挤出淀粉类食物中的一部分水分而发生自身收缩的现象，从而使食物的口感变得发 硬，体积也相应地减小。以上就是淀粉类食物老化的机理。 我们把淀粉的糊化称为淀粉的旺化，而把淀粉的老化称为淀粉的d 化。淀粉类食 物发生老化后由于会给食物带来种种的不良影响，所以从它的内在品质上来看，主要 有以下几方面的变化： ( 1 ) 淀粉类食物的硬度和脆性增大 ( 2 ) 可溶性淀粉的含量不断减少 ( 3 ) x 射线衍射图象会发生变化 ( 4 ) 对于淀粉酶的敏感性下降 ( 5 ) 淀粉分子的结晶性不断增大 ( 6 ) 大多数食物的表皮会逐渐变硬变脆( 如馒头、面子等) ，极少数食物的表皮却 会以原来的松脆变为软塌( 如面包) 。 对于米饭来说，由于米饭中淀粉颗粒的体积很小( 常常在3 8 微米之间) ，所以 淀粉的分子之间较为紧密，形成的微晶束使水分子一般不太容易进入。因为这个原因 的存在，当我们蒸煮米饭时，要使米饭中的淀粉分子由受热吸水膨胀转变为a 型就需 要一定的加热时间。米饭在蒸煮的过程中，当水分子的热动能大于淀粉颗粒中微晶束 的结合能时，就会使得这些微晶束逐步分解，从而使水分子进入其间。然而，在通常 蒸饭的条件下，水分子进入米粒内并不是呈均匀状态的。有人曾用染色法的实验手段 内蒙古农业大学硕士学位论文 7 研究表明，蒸饭过程中水分子大约只能进入米粒的2 3 的部位为止，尚有1 3 的部位( 即 米粒的中心部位) 是水分子不能进去的地方。从淀粉的糊化我们已知，淀粉的糊化是 一个受热吸水膨胀后最终导致糊化的过程。如果没有水的存在，只有加热的条件是不 能够完成淀粉糊化过程的。由于在蒸饭的过程中通过实验方法得知水分子进入米粒内 部是不完全及不均匀的，这样就会使得整个米粒的糊化发生不完全或是不均匀，尤其 是米粒的中心。米粒在受热时外层的淀粉由于吸收充足的水分而糊化比较完全、而中 心部位的淀粉由于水分子不易进入( 外层淀粉糊化后使得水分子更不容易进入) ，使得 米粒中心部位糊化受到阻碍，糊化很不完全，甚至只能处于一种受热膨胀状态而已。 据测定，般米饭的糊化程度大约在百分之八十左右，而还有百分之二十左右的米糊 化部位实际上可以看作为以后米饭发生老化留下的“诱导因素”。所以，从米饭的整 个老化过程来看，米粒中心部位发生老化要先于米粒的外层，老化是一个由内向外发 展的过程秘硎。 1 。3 2 抗老化方法的研究进展 近些年来方便米饭在国外研制发展迅速，在一些发达国家的超级市场上，特别是 日本和美国，方便米饭在方便食品中的比重愈来愈高，在日本的销售量仅次于方便面 条，而且花式品种繁多。我国市场近年来对食品的需求量日益增加，但适合中国消费 习惯的方便米饭并不多见，方便米饭蒸煮方便，符合现代人的生活节奏，且米饭可根 据消费者的爱好进行调味，更富营养，该产品必将具有广阔的市场。方便米饭制作技 术的关键是如何延缓米饭的老化，众多研究表明，一般淀粉最易老化的温度范围为 2 - 4 ，水分范围为3 0 - 6 0 ，如果温度大于6 0 或低于- 2 0 ，水分低于1 0 或 高6 0 则不易老化。 大米饭抗老化的研究中，主要从原料大米、加工工艺、添加抗老化剂等角度入手 进行了一些实验，也取得了一定的成就。( 1 ) 有学者对稻米的品种对方便米饭品质的影 响研究表明棚，天津小站米所制产品回老值低，不易回生，且食味佳。配合2 5 的 糯米，添加o 1 4 亲水单甘酯，1 8 d 环状糊精，所制产品回老值最低，不易回生且 食味也较好。( 2 ) 对即食米饭的制作工艺的研究中，用化学方法与感官分析方法相结合， 重点研究了即食米饭中淀粉老化的因素，研究表明：蒸煮3 0 m i n 可得到口感能够接受 的即食米饭，适量加碱( o 6 以下) 可以改善口感；对粳米进行预处理和浸泡液中添加 淀粉酶均能提高即食米饭的抗老化能力，通过正交试验表明，最佳工艺条件是采用酶 液浸泡，浸泡后稻米水份为6 5 ，添加蔗糖酯和单甘酯( o 5 ：0 5 1 ) 的混合物。( 3 ) 添加 抗老化剂的研究表明鄹，三种表面活性剂单甘酯( g m s ) 、硬脂酸乳酸钠( s s l ) 及双乙 酰酒石酸单甘醋( d a t e m ) 对存放一定时间后面包的抗老化效果，正交实验得出：抗老 化效果显著性顺序为s s l ( 1 2 ) ，d a t e m ( 1 5 ) ，g m s ( 1 3 ) ；对面包比容影响d a t e m ( 1 5 ) s s l ( 1 2 ) g m s ( 1 5 ) ，综合考虑以s s l ( 1 。2 ) 为佳。在海绵蛋糕中加入单 8 裸燕麦方便米的加工工艺及燕麦米饭抗老化的研究 甘油酯、蔗糖酯、硬酯酰乳酸钙( c s l ) 及t w e e n 8 0 等乳化剂均能提高蛋糕品质h 引，通 过正交试验研究不同配比乳化剂对提高海绵蛋糕感官品质和保鲜性不同作用，其中蛋 糕保鲜性通过测定蛋糕水分活度变化和感官变化加以判断：试验结果表明，海绵蛋糕 乳化剂最佳工艺配方为：单甘油酯0 2 、蔗糖酯0 2 、硬酯酰乳酸钙( c s l ) 0 4 ， t w e e n 8 0 为0 1 。对谷物淀粉的理化特性的研究中一，分析了淀粉的老化机理及 老化模型。根据淀粉的特性，选用酶制剂( a - 淀粉酶，d 一淀粉酶，葡萄糖淀粉酶，支 链酶) 、乳化剂( 硬脂酰乳酸钙钠，单硬脂酸甘油酯，卵磷脂) 和亲水胶体( 海藻酸 钠，卡拉胶，魔芋胶) 等作为抗老化剂用于谷物食品保鲜，能有效延长食品的货架期。 研究表明，直链淀粉分子长短及直、支链的比例与回生速率相关。因此，利用淀粉酶 对淀粉进行一定程度地降解，通过改变链长，增强分子链排列的无序性来延缓回生， 具有良好的应用效果；乳化剂的疏水基团进入q 一螺旋结构内并在这里借助氢键加成 到淀粉表面上，与淀粉以疏水方式结合起来，形成一种稳定的强复合物，直链淀粉在 淀粉粒中被固定下来，防止了因淀粉粒之间的再结晶而发生老化；亲水性胶体之所以 具有保鲜性能的原因是它具有良好的成膜性，能够防止食品在加工或贮藏过程中水分 的散失，且胶体本身的羟基能与淀粉链上的羟基及周围的水分形成大量的氢键，起到 阻止淀粉回生的作用。在验证抗老化效果时，大多实验采用糊化度法，也有研究采用 扫描电子显微镜对米粒的结构进行观察拍照h ，以形象的方法作出了更合理的验证与 解释。 可见，目前对大米米饭抗老化的研究已取得一定的成果，但对燕麦米饭的抗老化 问题尚未见报道。 1 4 研究目的及意义 米饭是我们主食的主要组成部分。现代家庭食用的大米绝大多数是经过多次加 工、碾磨得到的精米，米粒品莹剔透，煮出来的米饭口感好。但是，精加工出来的大 米，其营养价值则要大打折扣。由于蛋白质、脂肪、膳食纤维、b 族维生素和矿物质 主要分布于胚芽和糊粉层，随着谷类加工精度的提高，胚芽和糊粉层保留的就越少， 营养素的丢失就愈多。如果长期吃精米而又缺少其他副食，就会出现各种营养素的摄 入不足，尤其是维生素b 1 的缺乏。此外，大米的蛋白质中赖氨酸含量较低，属于质 量不太好的蛋白质。目前，在我国强化大米还不普遍的情况下，要想提高米饭的营养 质量，搭配适宜的营养伴侣很有必要4 h ”。 燕麦属于粗杂粮，其高营养价值不仅表现在其富含蛋白质、油脂等营养成分，更 重要的是，燕麦中富含膳食纤维及抗氧化性物质，从而使燕麦具有降血糖、降血脂提 高免疫能力及抑制脂质氧化、延缓衰老等重要的生理功能嗍。大量人体临床研究和动 物试验表明，每天食用一定量的燕麦可以达到降低胆固醇，而且不会造成任何不良反 应，所以越来越多的糖尿病和高血脂患者将燕麦食品作为一种重要营养膳食来源。但 内蒙古农业大学硕士学位论文 9 是其从口感而言适口性较差，与大米相比较其口感偏硬；从风味而言具有较浓的麦香 气味，对于长期以大米为主食的人来说可能感觉较难适应，因此在燕麦与大米混合之 前对其进行前期加工是很有必要的瞰1 。通过前期加工中的打磨和蒸煮来降低燕麦米饭 的硬度，以此来改善燕麦的硬度和风味，使其与大米能够适宜搭配。人们在食用米饭 的同时不仅能够起到降血压、降胆固醇的作用，还可以预防心脏病和控制糖尿病，所 以研究和开发燕麦米加工工艺，对于开发保健性的功能食品具有极其重大的现实意 义。正如国际生命科学学会推荐的那样，燕麦食品必定成为一种十分主要的功能性食 品删。 燕麦属于淀粉类食品，在制作成熟后经长时间贮藏易发生老化现象。众多研究 表明h “捌：直链淀粉的含量是直接影响老化的因素，由于麦类中的直链淀粉含量比大 米中直链淀粉的高7 8 ，所以，燕麦米制作成熟后比大米更容易发生老化，影响 了食物的口感及品质。另一方面，在人们日常生活中或工厂车间贮藏燕麦米饭的温度 常常是冰箱的冷藏室，其温度在0 - - 4 ，而这个温度恰恰是淀粉最易老化的温度范 围。因此，在燕麦米的前期加工中进行抗老化处理，能够延长燕麦米饭的贮藏时间， 使其与大米饭的贮藏期相近，同时改善燕麦米饭的适口性，使改良后的燕麦米饭软硬 适中，长久保持新鲜，并且达到燕麦米饭与大米饭口感相近。本研究主要目的是通过 改变加工工艺条件提高燕麦米饭在2 - 4 贮藏时抗老化的能力，为改善燕麦米饭的 产品质量，延长货架期，以及燕麦米饭的商品化生产提供理论依据。 2 材料与方法 2 1 材料 2 1 1 试验材料 燕麦( 内蒙古武川县产) 2 1 2 试验试剂 无水乙醚、甲醇、乙醇、戊二醛、乙酸异戊酯、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氢氧 化钾、浓硫酸、无水硫酸钠、碘、碘化钾、硫代硫酸钠、氢氧化钠均为分析纯试剂； 棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、硬脂酸均为色谱纯试剂。 糖化酶：北京京华强盛生物技术有限公司；c 【一淀粉酶：北京双旋微生物培养基制 品厂；b 一环状糊精：国药集团化工试剂有限公司；单甘酯：上海银荔食品添加剂有限 公司等。 2 1 3 主要试验设备 f l c 3 超净工作台；h p s 一2 5 0 生化培养箱；k y k y - 1 0 0 0 b 型扫描电子显微镜； h i - t a c h ih c p 5 临界点干燥仪、i t 3 2 离子溅射仪、h p 5 8 9 0 i i 型气相色谱仪； 1 0 裸燕麦方便米的加工工艺及燕麦米饭抗老化的研究 s h b i i i a 型循环水式多用真空泵；b c d 2 5 9 d v c 海尔冰箱；p b 2 1 型酸度计；h h 2 型电热恒温水浴锅；a y l 2 0 型分析天平；烘箱、索氏提取器、回流装置、分液漏斗、 碘量瓶、碱氏滴定管、打磨机、粉碎机、离心机、电炉等。 2 2 试验方法 2 2 1 方便燕麦米加工工艺的研究 2 2 1 1 试验流程5 糊如下： 裸燕麦原料米一清理一打磨一浸泡一去毛、去皮一清洗一蒸煮一 冲洗一沥干一干燥一冷却一包装一燕麦米 2 2 1 2 裸燕麦米打磨时间的筛选 将原料燕麦在打磨机里进行打磨，做不同打磨时间的单因素试验，加工时间分别 设：1m i n 、3m i n 、5m i n 、7m i n 、9m i n 、1 2m i n 。加工后经3 0m i n 浸泡，3 0r a i n 蒸煮，在1 0 0 。c 下干燥，再与大米以1 ：2 的比例进行蒸煮，得到燕麦米饭，由感官 评定对其外观、硬度进行比较旧1 2 2 1 3 裸燕麦米浸泡时间的筛选 取打磨5m i n 的燕麦米3 份，各2 0 9 置于烧杯中，加2 倍水浸泡，做不同浸泡时 间的单因素试验，浸泡咖1 时间分别设：1 0m i n 、2 0m i n 、3 0m i n 、4 0m i n 、5 0m i n 、6 0 m i n 、7 0m i n 、8 0m i n 。浸泡后，先用吸水纸吸干燕麦米表面水分，再称重，测定其 含水量。 大米吸水率( ) = 大米吸水后增加的重量大米重量1 0 0 2 2 1 4 裸燕麦米蒸煮时间的筛选 取经打磨5m i n 、浸泡3 0 m i n 的燕麦米3 份，各2 0 9 置于烧杯中，放入沸水浴中 进行蒸煮，做不同蒸煮时间的单因素试验，蒸煮旧，时间分别设：1 5m i n 、2 0m i n 、2 5 m i n 、 3 0m i n 、4 0m i n 、5 0 m i n 、6 0m i n 。蒸煮后的燕麦米饭进行米饭熟透度的测定：随机取 出饭粒( 不少于2 0 粒) ，用刀片将饭粒中部切开，如果中心存在白芯的，说明未熟透； 如果断面色泽均匀，半透明，说明已熟透。统计已熟透的饭粒数。 米饭熟透程度( ) = 熟透的饭粒数总的饭粒数1o o 2 2 1 5 干燥温度的筛选 打磨5m i n 、浸泡3 0m i n 、蒸煮3 0 m i n 的燕麦米要充分冲洗，沥干后高温烘烤， 进行干燥时间的单因素试验，高温干燥温度分别设为8 0 c 、9 0 。c 、1 0 0 c 、1 1 0 c 、 1 2 0 c 、1 5 0 c 。燕麦米最终含水量达到1 0 以下时，取出样品。在干燥过程中，每隔 内蒙古农业大学硕士学位论文 2 0m i n 测定燕麦米的含水量，绘制各温度下燕麦米的干燥曲线。 2 2 1 6 最佳加工工艺的正交试验设计 根据以上对燕麦米打磨时间、浸泡时间、蒸煮时间、干燥温度的单因素试验结果， 选取各因素的较优区域，按表2 因素水平表安排l 。( 4 5 ) 正交试验哺7 5 8 1 以确定最佳加工 工艺。蒸煮熟的燕麦米饭由1 0 人组成的打分组进行外观、硬度、风味的感官评分。 表2 加工工艺因素水平表 t a b e l2i n g r e d i e n ta n dl e v e lo fp r o c e s s i n gt e c h n o l o g y 2 2 1 7 感官评定方法 表3 感官评定打分标准表 t a b e l3a s s e s ss 肌s o r ym a r ks t a n d a r d 感官评定m 1 分为外观、硬度、风味三项，每项的满分为5 分，对于每个样品的打 分最高值为1 5 分，最低分为3 分。评定标准如表3 。 2 2 2 裸燕麦米与大米营养成分测定 2 2 2 1 裸燕麦米与大米中蛋白质含量的测定 准确称取裸燕麦米和大米各1 9 ，分别小心移入干燥洁净的5 0 0 m l 凯氏烧瓶中， 然后各加入研细的硫酸铜0 5 9 、硫酸钾1 0g 和浓硫酸2 0 m l ，轻轻摇匀后，安装消化 1 2 裸燕麦方便米的加工工艺及燕麦米饭抗老化的研究 装置，于凯氏烧瓶口放一小漏斗，并将其以4 5 。角斜支于有小孔的石棉网上。用电炉 以小火加热，待内容物全部炭化，泡沫停止产生后，加大火力，保持瓶内液体微沸， 至液体变蓝绿色透明后，再继续加热微沸3 0 r a i n ，小心加入2 0 0m l 蒸馏水，再放冷， 加入玻璃珠数粒以防蒸馏时微沸。 将凯氏瓶蒸馏装置连接好，塞紧瓶口，冷凝管下端插入吸收瓶液面下( 瓶内预 装5 0m l4 硼酸溶液及混合指示剂2 - 3 滴) 。放松夹子，通过漏斗加入7 0 - 8 0 m l4 0 氢氧化钠溶液，并摇动凯氏瓶，至瓶内溶液变为深蓝色，或产生黑色沉淀，再加入 1 0 0m l 蒸馏水( 从漏斗中加入) ，夹紧夹子，加热蒸馏，至氨气全部放出( 溜液约2 5 0 m l 即可) ，将冷凝管下端提离液面，用蒸馏水冲洗管口，继续蒸馏lm i n ，用表面皿接几 滴馏出液，以奈氏试剂检查，如无红棕色生成物生成，表示蒸馏完毕，即可停止加热。 将上述吸收液用o 1 0 m o l l 盐酸标准溶液直接滴定至由蓝色变为微红色即为终 点，记录盐酸溶液用量，同时做一试剂空白( 除不加样品外，从消化开始操作完全相 同) ，记录空白试验消耗盐酸标准溶液的体积。 2 2 2 2 裸燕麦米和大米脂肪含量的测定 精密称取干燥并研细的裸燕麦米和大米样品各5g ，拌以海砂，无损地移入滤纸 筒内。将滤纸筒放入索氏抽提器内，连接已干燥至恒重的脂肪接受瓶，由冷凝管上端 加入无水乙醚，加量为接受瓶的2 3 体积，于水浴上( 4 5 左右) 加热使乙醚不断的 回流提取，一般视含油量高低提取6 - 1 2h ，提完全为止。取下接受瓶，回收乙醚， 待接受瓶内乙醚1 2m l 时，在水浴锅上蒸干，再于1 0 0 - - 1 0 5 干燥2h ，放干燥瓶 内冷却3 0m i n ，重复操作至恒重。 2 2 2 3 裸燕麦米和大米总糖含量的测定 称取1 0 0 0 0g 葡萄糖，用水定容到1 0 0 0 m l ，从中吸取l 、2 、4 、6 、8 、1 0m 1 分 别移入1 0 0m l 容量瓶中，用水定容，即得1 0 、2 0 、4 0 、6 0 、8 0 、l o o p p m 葡萄糖系列 标准溶液。称取0 1g 葸酮和1 o g 硫脲，溶于1 0 0m l7 2 硫酸中，贮存于棕色瓶中， 在o 4 下存放。配制7 2 硫酸溶液。 吸取系列标准液、裸燕麦米、大米水溶液( 含糖2 0 8 0 p p m ) 和蒸馏水各2m l ， 分别放入8 只具塞比色管中，沿管壁各加入葸酮试剂l o m l ，立即摇匀，放入沸水浴 中准确加热1 0m i n ，取出迅速冷却至室温，在暗处放置1 0m i n ，用l c m 比色杯，以 零管调仪器零点，在6 2 0 n m 波长下测定吸光度，绘制标准曲线。根据样品吸光度查 标准曲线，得出糖含量。 2 2 2 4 裸燕麦米和大米淀粉含量的测定 称取裸燕麦米和大米各5 9 ，置于铺有折叠滤纸的漏斗内，先用5 0m l 乙醚分5 内蒙古农业大学硕士学位论文 13 次洗涤以除去脂肪，再用约l o o m l8 5 的乙醇分次洗去可溶性糖类。用5 0 m l 将残渣 移至2 5 0 m l 烧杯中。 将烧杯置沸水浴上加热15m i n ，使淀粉糊化，放冷至6 0 以下，加入2 0 r a l 淀粉 酶溶液，在5 5 - - - 6 0 保留1h ，并不时搅拌。取一滴此液于白色点滴板上，加一滴碘 液应不成蓝色，若呈蓝色，再加热糊化，冷却至6 0 。c 以下，再加2 0 m l 淀粉酶溶液， 继续保温，直至酶解液加碘液后不呈蓝色为止。加热至沸使酶失活，冷却后移入2 5 0 m l 容量瓶中，加水定容。混匀后过滤，弃去初滤液，收集滤液备用。 取5 0 m l 上述滤液于2 5 0 m l 锥形瓶中，加5 m l6 m o l l 盐酸，装上回流装置，在沸 水浴中回流1h ，冷却后加两滴甲基红指示剂，用2 0 氢氧化钠溶液中和至红色刚好 消失。把溶液移入l o o m l 容量瓶中，洗涤锥形瓶，洗液并入l o o m l 容量瓶中，加水定 容，摇匀，供测定用。 按还原糖测定法中的高锰酸钾法进行结果计算。 2 2 3 裸燕麦米功能指标的测定 2 2 3 1裸燕麦米不饱和脂肪酸含量的测定 实验原理：测定作物脂肪中的脂肪酸5 1 ，需首先提出作物中的脂肪，再用碱将 脂肪水