小麦胚芽糊加工工艺探讨

王家良,许晖,邓源喜,怀军,王梅

1(蚌埠学院 生物与食品工程系，安徽 蚌埠，233010) 2(安徽雁湖面粉有限公司，安徽 蚌埠，233426)

小麦胚芽糊加工工艺探讨

王家良1*,许晖1,邓源喜1,怀军2,王梅2

1(蚌埠学院 生物与食品工程系，安徽 蚌埠，233010) 2(安徽雁湖面粉有限公司，安徽 蚌埠，233426)

采用喷雾干燥法研究小麦胚芽糊制备工艺。先将小麦胚芽在沸腾干燥床上80℃干燥25min，利用气流粉碎机粉碎至100～120目，0.4%蔗糖脂肪酸酯(HLB>10)为乳化剂，3 000 r/min转速分散1.5 min进行乳化分散。结果表明：单因素实验和正交实验确定适宜壁材组合为，黄原胶与麦芽糊精的质量比=0.3∶40、配成液体浓度40%、小麦胚芽粉∶壁材(质量比)=1∶4、喷雾干燥进料速度10 mL/min，进风温度130 ℃，出风温度75 ℃，制作成小麦胚芽糊在30 ℃下放置7 d，其过氧化值为3.48 meq/kg，感官分值为90。

小麦胚芽；糊；蔗糖脂肪酸酯；喷雾干燥；加工工艺

小麦胚芽为加工小麦粉的副产品，只占麦粒干重2 %左右，但小麦的主要营养成分都集中在胚芽中。据报道[1]，小麦胚芽蛋白质含量约30 %、脂肪含量约10 %，其中蛋白质含有8种人体必需氨基酸，其中赖氨酸含量占18.5%，远高于米面制品[2]；脂肪中亚油酸含量占60%，其中80%为多不饱和脂肪酸 ，而亚油酸也是人体最重要的一种必需脂肪酸[3-4]。另外，小麦胚芽还含有丰富的维生素及钙、钾、镁、铁、锌、硒、磷、锰、铜等多种微量元素。因此，小麦胚芽是一种极为珍贵的天然食品营养资源，它对人体健康的作用已越来越得到研究人员的关注[5-6]。然而，由于麦胚中含有活性较高的脂肪水解酶、脂肪氧化酶、过氧化物酶等多种酶类，能够较快将胚芽脂肪分解成脂肪酸，导致胚芽变质，失去其食用价值[7-8]。

本研究拟采用干燥工艺对胚芽灭酶，除去小麦胚芽的部分水分，将粉碎后的胚芽进行包埋[9-11]，先考察小麦胚芽粒度、胚芽粉与壁材比、进料速度、进出口风温等单因素对胚芽糊的感官指标和过氧化值影响，再采用正交实验优化小麦胚芽糊加工工艺参数，以期制作成保质期长、易于冲调、易消化吸收、营养丰富、口味纯正浓厚的小麦胚芽糊产品。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料

小麦胚芽购置于安徽雁湖面粉有限公司，黄原胶、麦芽糊精、蔗糖脂肪酸酯均为食用级。

1.1.2 设备

FA1004电子分析天平，上海精密仪器仪表有限公司；FJ-12型实验室沸腾干燥机，苏州国郎设备制造有限公司；YQ50-1实验室专用小型气流粉碎机，上海赛山粉体机械制造有限公司；数显式NDJ-5S旋转粘度计，杭州衡元仪器设备有限公司；SP-1500实验型喷雾干燥机，上海顺仪实验设备有限公司；高速搅拌机，上海东华均质机厂；BDM130多功能生物显微镜，重庆奥特光学仪器有限公司等。

1.2 小麦胚芽糊的制备

1.2.1 工艺流程

小麦胚芽 → 干燥灭酶 → 粉碎 → 过筛 →分散 → 喷雾干燥 → 小麦胚芽糊

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 干燥和灭酶

由于小麦胚芽的水分较高，据资料[12]，其含水量在14%～15%，而小麦胚芽粉碎时，比较适宜的水分应<5%，由于小麦胚芽中含含有多种酶类，而且酶活很高，易于变质，本研究采用沸腾干燥法进行干燥，在灭酶的同时除去小麦胚芽的部分水分，使其便于下一步粉碎处理。采用80 ℃沸腾干燥小麦胚芽，干燥25 min 后小麦胚芽颗粒水分仅为4.8%，同时实现灭酶的目的。

1.2.2.2 粉碎

干燥后的小麦胚芽在气流粉碎机中工作压力1.0 MPa，分级机转速2 400 r/min，空气耗量3 m3/min下粉碎，烘干，所得的胚芽粉分别过筛，控制目数范围为60～160 目。

1.2.2.3 分散

由于小麦胚芽粉碎后的颗粒度较小及含有油脂，小颗粒由于表面张力的作用易聚集为大颗粒而导致分层，而喷雾液进行喷雾干燥前要有一定的稳定性，因此，应采用乳化剂在小颗粒表面形成双电层，阻止颗粒的由于聚集而沉降[13]。分散后的胚芽液有2 h可以进行下一步喷雾干燥，加上喷雾干燥所需的时间，喷雾液保持3 h的稳定性即可。

取一定体积冷水，边搅拌边加入0.4%蔗糖脂肪酸酯(HLB值>10)、0.2%黄原胶和40%麦芽糊精，待分散后加热，使其充分溶解，冷却至室温，然后边搅拌边加入小麦胚芽粉，最后用高速分散机3 000 r/min分散1.5 min。喷雾液的分层时间已达3 h以上，可以满足加工要求。

1.2.2.4 喷雾干燥

将上述分散后胚芽液进行喷雾干燥,即可制成小麦胚芽粉。

1.3 测定指标

1.3.1 水分的测定

参照GB5009.3—2010食品中水分的测定，采用卡尔·费休法测定。

1.3.2 过氧化值测定

胚芽油提取：先称取5 g左右小麦胚芽糊，用滤纸包裹，置于索氏提取器中，用石油醚 在60 ℃下提取5 h，再移置旋转蒸发仪浓缩至无有机溶剂，称量计算胚芽油量。

胚芽油过氧化值测定参照GB/T 5538—2005 动植物油脂过氧化值测定。

1.3.3 黏度的测定

采用旋转黏度计法测定黏度。

1.3.4 感官评定

由10名食品专业教师和10名企业职工组成感官评定小组，分别从外观、溶解性、状态和滋味等4方面进行评定打分，试验结果取其加权值。具体评定细则见表1。

1.4 实验内容

在前期预实验结果基础上，可知影响小麦胚芽糊制备主要因素有小麦胚芽粒度、胚芽粉与壁材比、进料速度、进出口风温等。为考察这几个因素对胚芽糊感官指标和过氧化值影响，先考察前述单个主要影响因素对胚芽糊的过氧化值和感官指标影响，然后再采用4因素3水平正交实验优化小麦胚芽糊加工工艺参数。

表1 小麦胚芽糊感官评价细则

1.5 数据处理

数据处理采用Origin 8.5和SPSS 17.0统计分析软件进行处理，各组间均数差异性比较采用的是One-Way ANOVA方法，P﹤0.05则认为差异显著。结果以平均值表示，每个处理重复3次。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果分析

2.1.1 壁材的选择及配比

壁材特性是影响胚芽糊的重要因素。用于胚芽糊的壁材应具备较高的水溶性，便于在加工过程中易于进料及加工成品后冲调溶解。麦芽糊精可以形成不同浓度清澈透明的溶液，且黏度较低，但其形成的壁材韧性较低，成膜易开裂。因此，本试验选择黄原胶和麦芽糊精复配作为包埋壁材。

在参考前人[14]研究结果的基础上，先将黄原胶与麦芽糊精按不同质量比例配成溶液，设定控制喷雾液40%，蔗糖脂肪酸酯0.4%，再加入小麦胚芽粉(小麦胚芽粉与壁材质量比1∶4，胚芽粉粒度100～120 目)，3 000 r/min转速分散时间1.5 min，进气量8 m3/min，进料速度9 mL/min，进出口风温140/80 ℃下进行喷雾干燥后，然后在30 ℃放置7 d，分别测定感官分值和过氧化值(见表2)。

表2 不同壁材组合对产品的过氧化值及感官分值的影响

注：“/”表示由于此条件下无法进行后续实验等原因没有继续测定。

由表2可知，当黏度<100 mPa·s时，有利于喷雾干燥顺利进行。但较低黄原胶量会导致成膜开裂，产品过氧化值升高，胚芽糊冲调口感厚度不够，分值较低；较高黄原胶量，黏度过高，进料困难，胚芽糊冲调口感过于稠厚，也会导致分值下降。因此，本实验应选择黄原胶∶麦芽糊精(质量比)=0.3∶40为宜。

2.1.2 胚芽粉与壁材配比对胚芽糊感官分值和过氧化值的影响

胚芽粉与壁材比例大小直接影响到包埋效果。随着胚芽粉与壁材比例的增加，则壁材量少，包埋不完整或破裂，胚芽糊因在放置过程中容易接触氧气，出现过氧化值增高现象[15]。改变胚芽粉与壁材配比，对胚芽粉进行微胶囊化处理，30 ℃下放置7 d，测定感官分值和过氧化值(见表3)。

表3 胚芽粉与壁材配比对产品的过氧化值感官分值的影响

从表3可以看出，当胚芽粉∶壁材(质量比)=1∶4时，产品感官分值达到最高值(85分)，此时过氧化值为最小值(3.60 meq/kg)；当胚芽粉∶壁材(质量比)< 1∶4时，产品感官分值下降，这可能是由于胚芽粉/壁材比不当引起胚芽糊产品冲调后口感过于稠厚，从而导致感官分值下降的缘故。因此，本实验应选择胚芽粉∶壁材(质量比)=1∶4为宜。

2.1.3 小麦胚芽粒度对胚芽糊感官分值和过氧化值的影响

干燥后小麦胚芽粉碎和过筛，改变小麦胚芽粉粒度，在胚芽粉∶壁材(质量比)=1∶4，对胚芽粉进行微胶囊化处理，30 ℃下放置7 d，测定感官分值和过氧化值(见表4)。

表4 胚芽粉粒度对产品过氧化值及感官分值的影响

小麦胚芽粉进行包埋时，颗粒度过大，容易出现包埋不完全，造成胚芽粉接触氧气，过氧化值升高，胚芽粉颗粒度较大，口感粗糙，降低感官分值。颗粒度过小，总表面积增大，壁材量不足，包埋效果下降，过氧化值升高，胚芽即食粉也黏结，流动性差，感官分值下降。因此，本实验小麦胚芽粉粒度应选择100～120为宜。

2.1.4 进料速度对胚芽糊感官分值和过氧化值的影响

在进气量8 m3/h和小麦胚芽粉100～120目，胚芽粉∶壁材(质量比)=1∶4，进出口风温140/80 ℃下，改变进料速度进行喷雾干燥，30 ℃放置7 d，分别测定感官分值和过氧化值(见表5)。

表5 进料速度对产品过氧化值和感官分值的影响

由表5看出，进料太慢，胚芽粉在喷雾干燥机中停留时间过长，胚芽粉香气成分损失过多，胚芽粉过于干燥，冲调时间较长，造成感官分值下降。过氧化值随进料速度加快逐渐上升，其主要原因在于喷雾干燥进行二次高温灭酶，进料太快，蒸发能力不够，胚芽粉含有一定水分，导致表面膜破裂，包埋效率下降，干燥效果和产品流动性不好。因此，综合感官分值和过氧化值两个指标考虑，本实验进料速度应选择10 mL/min为宜。

2.1.2 进出风温度对胚芽糊感官分值和过氧化值的影响

在进气量为8 m3/h，小麦胚芽粉为100～120目，胚芽粉∶壁材(质量比)=1∶4，进料速度10 mL/min时，改变进出口风温进行喷雾干燥，30 ℃下放置7 d，分别测定感官分值和过氧化值见表6。

进风温度过低，喷雾液水分含量较大，喷雾干燥时有粘壁现象，胚芽粉附着在瓶壁上，不易收集。提高进风温度，能够有效地促进膜的形成，消除粘壁现象。但温度过高，膜形成过快，阻止胚芽粉水分的挥发，造成膜内胚芽粉含水量较大，同样可导致表面膜溶解破裂，产品过氧化值升高。出风温度升高， 可以加快胚芽粉的水分除去，降低胚芽粉含水量，但温度过高会造成膜过热而破裂，反而使感官分值下降和过氧化值升高。因此，综合感官分值和过氧化值2个指标考虑，本实验进出风温度应选择130 ℃/75 ℃为宜。

表6 进风温度、出风温度对过氧化值和感官分值的影响

2.2 正交实验结果分析

在上述单因素实验结果基础上，采用4因素(胚芽粒度、胚芽粉与壁材配比、进料速度、进出口风温)3水平正交实验优化小麦胚芽糊加工工艺参数，结果见表7～表9。

表7 L9(34)正交试验结果

表8 过氧化值的方差分析

表9 感官分值的方差分析

由极差分析表7可知，影响小麦胚芽粉过氧化值的因子主次顺序为D>C>A>B,其最佳组合为A2B2C2D2；影响小麦胚芽粉感官分值的因子主次顺序为B>A=C>D,其最佳组合为A2B2C2D2。由于这前述2个指标单独分析确定的最优条件相一致，因此初步最佳组合确定均为A2B2C2D2，但还要结合方差分析进一步验证和综合考虑。

方差分析的观点认为，选择最佳工艺水平，只要认为对显著因素进行选择，不显著因素原则上可以选择实验范围内的任一点。由方差分析表8和表9可知，A(胚芽粒度)、B(胚芽粉与壁材配比)、C(进料速度)和D(进出口风温)等4因素均对小麦胚芽粉的过氧化值和感官分值影响差异极显著。同时综合极差分析表7得出结论考虑，小麦胚芽粉制备工艺参数的最优试验组合条件为:A2B2C2D2。

2.3 小麦胚芽即食粉制作工艺较优条件的验证

为进一步验证正交实验结果，本研究采用上述正交实验最优工艺参数条件下进行重复实验(见表10)。由表10可知，最适工艺条件下小麦胚芽糊感官分值为90过氧化值为3.48 meq/kg，与正交实验结果相一致。

表10 验证性试验结果

经检测，小麦胚芽糊外观为浅黄色粉末，以60～70 ℃水冲调，所需时间7～9 s,具有麦芽的独特香味，无异味,口感黏稠度适宜。由图1和图2显微结果可知，小麦胚芽糊包埋均匀、紧密、形状合格，这与前面测定的感官分值和过氧化值结果相吻合。

图1 胚芽糊在1 000倍及400倍下显微照片Fig.1 Wheat germ paste with the magnification of 1 000 and 400 multiples

3 结论

(1)以麦芽糊精+黄原胶为壁材，采用喷雾干燥加工小麦胚芽糊是切实可行的。

(2)小麦胚芽糊加工工艺：小麦胚芽先在80 ℃下热风干燥25 min，磨碎，过筛，控制目数100～120目，分散于HLB值大于10，0.4%蔗糖脂肪酸酯溶液中，3 000 r/min转速分散处理1.5 min。包埋最佳工艺条件为黄原胶∶麦芽糊精(质量比)=0.3∶40、配成液体浓度40%、小麦胚芽粉∶壁材(质量比)=1∶4、喷雾干燥条件为进料速度10 mL/min，进风温度130 ℃，出风温度75 ℃，制成小麦胚芽糊在30 ℃下放置7 d，过氧化值3.48 meq/kg，感官分值为90，产品质量上乘。

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Development and processing technology of wheat germ paste

WANG Jia-liang1*, XU Hui1, DENG Yuan-xi1, HUAI Jun2, WANG Mei2

1(Beng Bu College Department of Biology and Food Science Engineering, Bengbu 233010,China)2(Anhui Yan Hu Flour Corporation，Bengbu 233426,China)

This paper studied the processing technology of wheat germ paste by spray-drying. At first, the wheat germ was dried 25min on the boiling and drying bed at 80 ℃, grinding by air jet mill to 100～120 mesh， 0.4% sucrose fatty acid ester (HLB > 10) is emulsifier，emulsifying and dispersing at rotational speed of 3000r/min for 1-2min. The results was optimized by single-factor experiments and the orthogonal experiments. The composition of the proper ratio Xanthan gum to malt dextrine is the 0.3∶40, ratio of wheat gum to wall material is 1∶4, gum liquid concentration is 40%. The optimum spray-drying parameters are as follows: the feed speed 10 mL/min, inlet air temperature 135 ℃ and outlet air temperature 75 ℃. The wheat germ paste was at 30 ℃ for 7 days, the peroxide value of the paste was 3.48 meq/kg and its sensory score was 90.

wheat germ；paste；sucrose fatty acid este；spray-drying；processing technology

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201705024

学士，教授(本文通讯作者， E-mail： wangjialiang1964@126.com)。

安徽省教育厅自然科学研究重大项目(KJ2016SD36);安徽省科技厅重点研究与开发项目(1704a07020097)

2016-04-12，改回日期：2016-10-09