挤压处理对麸皮、胚芽及全麦粉品质的影响研究

汪丽萍，刘 宏，田晓红，刘艳香，刘 明，陈永红，谭 斌，*

（1.国家粮食局科学研究院，北京 100037；2.中国农业科学院农业信息研究所，北京 100017；3.中国农村技术开发中心，北京 100045）

挤压处理对麸皮、胚芽及全麦粉品质的影响研究

汪丽萍1，刘 宏2，田晓红1，刘艳香1，刘 明1，陈永红3，谭 斌1，*

（1.国家粮食局科学研究院，北京 100037；2.中国农业科学院农业信息研究所，北京 100017；3.中国农村技术开发中心，北京 100045）

研究了全麦粉稳定化加工过程中挤压热处理对麸皮与胚芽的脂肪酸值、烷基间苯二酚、B族维生素、植酸、总酚、总抗氧化值等品质指标的影响。结果表明，挤压处理能有效地降低麸皮和胚芽的脂肪酸值，提高其抗氧化活性；有利于提高全麦粉的储藏稳定性；同时有利于保留麸皮与胚芽中的生理活性组分，很好的保持全麦粉的营养价值。因此，挤压加工是一种有效的全麦粉稳定化处理工艺。

全麦粉，挤压，麸皮，胚芽，品质

Abstract：We studied the influence on the qualities of bran and germ like fatty acid value，alkylresorcinol，Vitamin B，phytic acid，total phenol，total value of anti-oxidation made by extrusion processing during whole-wheat flour processing.The result showed that extrusion processing was one kind of effective technology on stabilization of whole-wheat flour.It could reduce the fatty acid value and improve the antioxidant activity in bran and germ effectively and enhance the store stability of whole-wheat flour.It could also save the nutrition in bran and germ and enhance the nutrition quality of whole-wheat flour.

Key words：whole-wheat flour；extrusion；bran；germ；quality

欧美等发达国家大量的流行病学和基础性研究显示，经常食用全谷物食品可以降低患心血管疾病、II型糖尿病等营养代谢疾病的风险[1]。因此，近年来全谷物食品日益受到人们的关注，产业得到了快速发展，尤其是全麦食品的生产和消费量呈逐年上升的趋势[2-3]。然而，在全麦粉加工过程中，由于麸皮和胚芽含有多种酶类，如过氧化物酶、多酚氧化酶、淀粉酶，以及胚芽的高脂肪含量，而且加工过程易造成抗氧化剂被破坏，脂类得不到保护，所以全麦粉中的脂类物质更容易被氧化[4]，脂肪酸值增加明显，不利于全麦粉的储存稳定性。因此，有必要对全麦粉进行稳定化加工处理。目前，全麦粉的稳定化加工技术主要包括对麸皮、胚芽的干燥热处理、蒸汽加热处理、微波处理和挤压膨化处理技术等[5]，但是这些稳定化加工技术对于麸皮和胚芽品质影响的研究鲜有报道。本文研究了全麦粉加工过程中挤压处理对麸皮与胚芽的稳定化效果及营养品质指标的影响，以期为全麦粉的加工提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

粗麸（22.8%）、细麸（2%）、胚芽（0.08%）、次粉（1.5%）及心粉（73.7%）等原料 采自中央储备粮承德直属库热河面粉厂；总抗氧化值测定试剂盒 购于南京建成生物工程研究所；各种化学试剂均为分析纯。

电子分析天平 梅特勒托利多公司；电热恒温鼓风干燥箱 上海森信实验仪器有限公司；样品磨天津泰斯特公司；SLG30-IV双螺杆挤压实验机 济南赛百诺科技开发有限公司；722光栅分光光度计上海第三分析仪器厂；气相色谱/质谱（GC/MS）、高效液相色谱/质谱（HPLC） 美国安捷伦公司。

1.2 实验方法

1.2.1 全麦粉的挤压加工处理方法 将从面粉厂采集得到的粗麸、细麸、胚芽和次粉按各自出粉比例混合后进行挤压膨化处理，所得膨化料粉碎后与心粉按照相应比例混合即得稳定化全麦粉。

1.2.2 脂肪酸值测定方法 参照GB/T20569-2006稻谷储存品质判定规则附录A稻谷脂肪酸值测定方法，测定值为干重。

1.2.3 总酚的测定方法[6]称取全麦粉2～3g置于250mL锥形瓶中，加入70%乙醇80mL（2g样品60mL乙醇），在40℃下过夜振荡提取（100r/min）。提取后抽滤得滤液。滤液经旋蒸浓缩去除有机溶剂后用蒸馏水定容至25mL。取0.1～0.5mL样液置于10mL容量瓶中，加入1mL 0.2mol/L FC试剂和2mL 15%碳酸钠溶液，加水定容。在室温下放置60min中后在760nm下测定吸光度。

1.2.4 B族维生素的测定 参照GB/T7628-2008谷物中维生素B1测定和GB/T7629-2008谷物中维生素B2测定。

1.2.5 植酸的测定 参照GB/T5009.153-2003植物性食品中植酸的测定。

1.2.6 烷基间苯二酚的测定 参照文献[7]测定。

1.2.7 总抗氧化值的测定（FRAP法） 取20g样品于组织粉碎机中，加入250mL蒸馏水振荡提取后，取0.1mL提取液于试管中，加入总抗氧化值测定试剂盒中试剂。混合均匀后，以蒸馏水为空白在520nm下测定吸光度值A。

1.2.8 数据处理 实验数据采用Excel软件进行统计分析处理，除非特别的说明，所有数据都是三次测试的平均值。

2 结果与分析

2.1 挤压前后粗麸、细麸、胚芽及挤压混合料中脂肪酸值的变化

考察了粗麸、细麸、胚芽及混合料中挤压前后脂肪酸值的变化，结果见图1。在胚芽、粗麸、细麸三部分原料中，胚芽由于其高脂肪含量，脂肪酸值是最高的为140.4mg KOH/100g，粗麸其次、细麸最低。经过挤压加工热处理，各原料中脂肪酸值明显降低，由初始值88.4～140.4mg KOH/100g降低为22.3～47mgKOH/100g，下降幅度都超过50%。这主要是因为高温对游离脂肪酸的破坏作用，有利于增强全麦粉的稳定化效果。

图1 挤压处理对脂肪酸值的影响Fig.1 Influence of extrusion processing on fatty acid value

2.2 挤压前后粗麸、细麸、胚芽及挤压混合料中烷基间苯二酚（ARs）的含量变化

考察了粗麸、细麸、胚芽及混合料中挤压前后烷基间苯二酚（ARs）的含量变化，结果见图2。从图2可以看出，在胚芽、粗麸、细麸三部分原料中，ARs主要分布于粗麸中，挤压前其含量达1194.66μg/g，细麸其次，胚芽最低，仅有96.34μg/g，可能来自于混入的麸皮部分，这一结果与Alastair B Ross[8]的研究结论相符，ARs主要存在于麸皮中。利用这个性质可以探讨能否将ARs作为鉴定全麦粉的一种标记物。经过挤压热加工处理，各原料中ARs的含量都明显降低，降幅在12%～44%之间，表明升高温度对全麦粉中的烷基间苯二酚具有一定的破坏作用，造成其含量损失。

图2 挤压处理对ARs的影响Fig.2 Influence of extrusion processing on ARs

2.3 挤压前后粗麸、细麸、胚芽及挤压混合料中B族维生素的含量变化

考察了粗麸、细麸、胚芽及混合料中挤压前后B族维生素的含量变化，结果见图3。由图3可见，在胚芽、粗麸、细麸三部分原料中，VB1主要分布于细麸中，挤压前其含量为26.84mg/100g，胚芽其次，粗麸最低；VB2主要存在于胚芽中，挤压前其含量为1.31mg/100g，粗麸其次，细麸最低。经过挤压加工热处理，各部分原料中VB1和VB2含量都明显降低，VB1含量降幅最大的是混合料，下降46%左右，VB2含量降幅最大的是胚芽，下降13%左右。结果表明，升高温度对B族维生素也存在一定的破坏作用，但是对VB2的破坏作用要小于VB1，VB2相对于VB1具有更好的热稳定性。

图3 挤压处理对B族维生素的影响Fig.3 Influence of extrusion processing on VB1and VB2

2.4 挤压前后粗麸、细麸、胚芽及挤压混合料中植酸的含量变化

考察了粗麸、细麸、胚芽及混合料中挤压前后植酸的含量变化，结果见图4。由图4可见，在胚芽、粗麸、细麸三部分原料中，植酸主要存在于粗麸中，挤压前其含量为28.42mg/g，胚芽其次，细麸最低。经过挤压热加工处理后，各部分中的植酸含量明显降低，降幅最大的是混合料，从挤压前的26.91mg/g下降为14.41mg/g，降幅为46%左右。其余各原料部分经过挤压加工，植酸含量下降幅度在20%左右。结果表明，植酸具有热不稳定性，挤压热加工能降低原料中的植酸含量。

图4 挤压处理对植酸的影响Fig.4 Influence of extrusion processing on phytic acid

2.5 挤压前后粗麸、细麸、胚芽及挤压混合料中总酚的含量变化

考察了粗麸、细麸、胚芽及混合料中挤压前后总酚的含量变化，结果见图5。由图5可见，在胚芽、粗麸、细麸中挤压前胚芽中的总酚含量最高，为4.41mg/g，粗麸其次，细麸最低。经过挤压热处理后，各原料部分中总酚含量较挤压处理前有所升高，尤其是细麸中总酚含量上升最多，升幅达42%左右。这可能是由于挤压膨化过程造成了某些热稳定性酚类物质结合态的释放，引起了总酚含量的升高。结果表明，挤压膨化瞬时热加工不仅没有导致总酚含量的下降，反而有利于某些热稳定酚类物质的释放。

图5 挤压处理对总酚的影响Fig.5 Influence of extrusion processing on total phenols

2.6 挤压前后粗麸、细麸、胚芽及挤压混合料中总抗氧化值的变化

考察了粗麸、细麸、胚芽及混合料中挤压前后总抗氧化值的变化，结果见图6。由图6可见，在各原料中总抗氧化值分布趋势与总酚含量分布一致，胚芽最高，粗麸其次，细麸最低。经过挤压热加工处理后，各部分原料中的总抗氧化值较挤压前略有升高，胚芽部分的总抗氧化值最高，为0.83个单位/mg。这主要也是因为挤压膨化过程造成了某些热稳定性抗氧化物质的释放，如酚类物质，引起了总体抗氧化值的升高。

图6 挤压处理对总抗氧化值的影响Fig.6 Influence of extrusion processing on total antioxidant value

2.7 挤压机筒体IV区不同的挤压温度对麸皮、胚芽混合料中各品质指标的影响

固定挤压膨化其他工艺参数，考察了挤压机筒体IV区温度分别在110、130、150、160、180、200℃条件下，挤压对麸皮和胚芽混合料中脂肪酸值、烷基间苯二酚、B族维生素、植酸、总酚和总抗氧化值的影响见图7～图12。从图中可以看出，由于挤压加工是一个瞬时高温过程，挤压温度变化对混合料中各品质指标值的影响不明显。从110～150℃，脂肪酸值呈下降趋势，当温度到150℃后，随着温度的增加，脂肪酸值无明显变化，脂肪酸值维持在25mg KOH/100g左右；随着温度的升高，混合料中ARs的含量无明显变化，当温度达到160℃后，ARs含量小幅度上升到895.17μg/g，然后随着温度的升高，ARs含量又回降到760.2μg/g；VB1和VB2维生素含量随温度的升高，其含量值基本保持不变；混合料中植酸的含量在110～160℃呈下降趋势，下降幅度为25%，当温度达到160℃后，继续升高温度，植酸含量基本维持不变；温度变化对总酚含量和总抗氧化值无显著影响，总酚含量维持在2.5mg/g左右，总抗氧化值维持在0.23单位/mg左右。

图7 IV区不同的挤压处理温度条件对脂肪酸值的影响Fig.7 Influence of extrusion processing temperature on fatty acid value

图8 IV区不同的挤压处理温度条件对ARs的影响Fig.8 Influence of extrusion processing temperature on ARs

图9 IV区不同的挤压处理温度条件对B族维生素的影响Fig.9 Influence of extrusion processing temperature on VB1and VB2

图10 IV区不同的挤压处理温度条件对植酸的影响Fig.10 Influence of extrusion processing temperature on phytic acid

图11 IV区不同的挤压处理温度条件对总酚的影响Fig.11 Influence of extrusion processing temperature on total phenols

图12 IV区不同的挤压处理温度条件对总抗氧化值的影响Fig.12 Influence of extrusion processing temperature on total antioxidant value

3 结论

3.1 挤压加工能有效钝化麸皮和胚芽中其所含的脂肪酶，经过挤压加工处理，其脂肪酸值明显下降，有利于增强全麦粉的储藏稳定性。挤压加工对麸皮和胚芽中的ARs、B族维生素、植酸、总酚和总抗氧化值等生理活性物质都有一定的影响，挤压升温会造成ARs、B族维生素和植酸含量的降低。同时，却有利于某些酚类物质的释放，增加全麦粉的总酚含量，增强其抗氧化活性。

3.2 挤压机筒体IV区温度的变化对麸皮和胚芽混合料中的脂肪酸值、ARs、B族维生素、植酸、总酚和总抗氧化值等品质指标值无显著影响，这主要是因为挤压加工是一个瞬时高温过程。

3.3 挤压加工是一种有效的全麦粉稳定化处理工艺，能有效地降低麸皮和胚芽的脂肪酸值，增强全麦粉的储藏稳定性，同时有利于保留麸皮与胚芽中的营养物质，增加全麦粉的营养价值。

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Research of influence on quality of bran，germ and whole-wheat flour by extrusion processing

WANG Li-ping1，LIU hong2，TIAN Xiao-hong1，LIU Yan-xiang1，LIU Ming1，CHEN Yong-hong3，TAN Bin1，*
（1.Academy of State Administration of Grain，P.R.C，Beijing 100037，China；2.Agricultural Information Institute of Caas，Beijing 100017，China；3.Rural Technology Development Center，Beijing 100045，China）

TS210.1

A

1002-0306（2012）16-0141-04

2012-01-16 *通讯联系人

汪丽萍（1978-），女，博士，副研究员，研究方向：粮食加工与安全分析。

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（2011ZX1104）；农业科技成果转化资金项目（2010GB24490678）；“十二五”国家科技支撑计划课题（2012BAD34B05）。