不同热处理方式对小米粉粉质特性及冲调性的影响

任彩霞,王立霞,梁思怡,吴 丹,李白存,杨苗苗,郭雅琴

(陕西学前师范学院,陕西 西安 710100)

小米(millet)是粟(北方称谷子)(SetariaitaticaBeauv)脱壳而成的粮食,粒径小,直径约1 mm,是世界上最古老的农作物之一,起源于我国黄河流域,至今已有7 300多年的栽种史[1-3]。小米富含多种营养素,其中蛋白质含量高于大米、玉米,且含有人体八种必需氨基酸,其中色氨酸的含量居谷物之首,维生素与矿物质含量也很可观,其中维生素B1含量居杂粮之首[4]。此外小米不需要精细加工,可保留较多微量元素和维生素[5]。小米作为全谷物食品,有利于预防多种与饮食相关的慢性疾病,还可影响婴幼儿饮食偏好的形成,并持续到生命后期,因此尽早摄入小米食品,对构建健康膳食结构,形成科学饮食习惯具有积极意义[6-7]。冲调米粉是婴幼儿最主要的辅食,但长期以来小米在米粉中的含量低,市场占有率低,产品冲调性差,易结块分层等问题,成为制约小米冲调粉发展的瓶颈。

炒制、蒸煮、微波、气流膨化是谷物加工的重要方式,对产品的风味、质构、冲调、营养等品质具有不同影响。付永霞等[8]指出,小米经高温蒸煮后会充分吸水膨胀,并发生一定程度的糊化,但同时降低了淀粉的消化率。Obadina等[9]发现烘焙在一定程度上可以提升小米粉的水溶性指数和吸油能力。炒制法对小米的芳香成分具有积极影响,可增加芳香气味,但食用易上火。而微波过程中,小米中的氨基化合物和还原糖等物质发生反应,生成有香味的物质,增添了小米新的风味。气流膨化技术原理是通过加热物料,逸出水分形成较大的压力,然后瞬时泄压使高温高压状态转换为常温常压,物料和气流瞬时膨出,并且使物料的组织结构发生改变,营养成分得到较好的保留[10]。本研究通过探究4种传统热处理方式对小米粉粉质特性、冲调性和感官品质等食用品质的影响,筛选出最优制备工艺,以期为速食营养小米粉的制备提供技术支持。

1 试验材料与方法

1.1 材料

小米,购于陕西银波农产品开发有限公司。

1.2 主要仪器和设备

H2050R低温离心机,北京海天友诚科技有限公司;SC-80C全自动色差计,北京康光光学仪器有限公司;PYX-DHS.400-BS-Ⅱ恒温培养箱,上海恒宇仪器有限公司;HN-2电热恒温水浴锅,怀柔北辰仪器科技有限公司;AD-20多功能粉碎机,上海爱德科技有限公司。

1.3 小米粉加工工艺流程及工艺条件确定

1.3.1炒制法(FM)

工艺流程:小米→淘洗、浸泡→炒制→磨粉→过筛(80目筛)。

工艺条件确定:称取100 g优质小米,快速淘洗后按照水∶小米为2∶1的比例浸泡120 min,晾干水分后进行炒制,炒制时间和功率见表1。通过感官品质鉴评确定最佳条件,即600 W炒制20 min,此时炒制出的小米粉有淡淡的焦香味,熟化程度适中,无生小米粉味,粉质较均匀细腻,呈淡黄色。

表1 炒制加工工艺条件

1.3.2蒸煮法(CM)

工艺流程:小米→淘洗、浸泡→蒸煮→干燥→磨粉→过筛(80目筛)。

工艺条件确定:浸泡后的小米放入锅中蒸煮,蒸煮功率及时间见表2。通过感官品质鉴评确定最佳条件,即2 100 W蒸煮10 min,蒸煮后放入凉水中,以避免干燥后结块。所制小米粉呈黄色色泽,粉末均匀、细腻,有小米特有的香味,无焦香味。

表2 蒸煮加工工艺条件

1.3.3微波法(MM)

工艺流程:小米→淘洗、浸泡→微波→磨粉→过筛(80目筛)。

工艺条件确定:浸泡后的小米置于微波炉中,微波程度及时间见表3。根据感官鉴评得到最优工艺条件,即中火5 min,磨粉后小米粉呈亮黄色均匀粉体,具有小米特殊香味,无生小米味,有淡淡的焦香味。

表3 微波加工工艺条件

1.3.4气流膨化法(EP)

工艺流程:小米→除杂→调节水分→膨化→磨粉→过筛(80目筛)。

工艺条件确定:除杂后的小米置于传统气流膨化机中,膨化工艺条件见表4。根据感官鉴评得到最优工艺条件,即不添加水分,膨化压力为0.9 MPa,制备出的小米粉呈亮黄色,粉体均匀细腻,有小米特有的醇香味且带有淡淡膨化后的香味。

表4 气流膨化工艺条件

1.4 小米粉感官评定

称取5 g小米粉加入25 mL 90～100℃的热水冲调,挑选15名嗅觉味觉良好,熟悉感官品质鉴评理论知识及操作方法的食品专业的学生进行感官评价,感官评分标准见表5。

表5 小米粉感官品质评分标准

1.5 粉质特性

1.5.1休止角

休止角的测定参照文献[11]的方法。

1.5.2堆积密度

堆积密度的测定参照文献[12]的方法。

1.5.3色值

色值的测定采用全自动色差计。

1.6 冲调性指标

1.6.1吸水性指数(WAI)和水溶性指数(WSI)

WAI和WSI的测定方法参照文献[13]的方法。

1.6.2冲调稳定性

冲调稳定性的测定参照文献[14]的方法,稍作修改。称取5 g小米粉放入100 mL烧杯中,加入80～90℃超纯水45 mL冲泡,再用磁力搅拌器以500 r/min转速搅拌5 min,得到均匀的悬浮液,将悬浮液转移至100 mL量筒中,放置10 min后记下上清液高度和冲调液总高度,计算k值,公式如下:

式中:h1为上清液高度,cm。h为冲调液总高度,cm。

1.6.3结块率

结块率的测定参照文献[14]的方法,稍作修改。称取小米粉10 g倒入500 mL烧杯中,加入100℃的超纯水200 mL,缓慢搅拌2 min,然后用40目的恒重筛网进行过滤,再用净水将筛网上的残留物质漂洗一次,筛网不滴水后,将筛网放置在100℃恒温干燥箱内干燥,至连续两次干燥称重的质量差在0.2 mg以下。结块率计算公式如下:

式中:a为40目的筛网质量,g;A为结块物与筛网质量,g;c为小米粉质量,g。

1.7 数据处理

利用Excel软件处理数据,结果表示为“平均值±标准偏差”,采用SPSS 25.0分析软件,对数据进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同热处理方式对小米粉感官品质影响

热处理方式对小米粉感官评分的影响如图1所示,小米粉的感官评分大小依次为:EP>CM>MM>FM,不同热处理方式对小米粉的感官评分有显著影响(P<0.05)。而FM小米粉呈现浅黄色,有焦香味,冲调后易分层、沉淀,质地较稀薄,入口有颗粒感。MM小米粉呈现出均匀的亮黄色,粉末均匀,口感绵软,有小米特有的香味,略有焦香味;冲调后均匀细腻,但放置一定时间出现分层,质地较稀薄,口感不浓稠。CM小米粉呈现均匀黄色,粉末均匀,口感绵软,有小米特有的香味,冲调后质地较均匀,熟化程度也较均匀,呈现米浊液,入口细腻,没有颗粒感,但放置一段时间后有少许的上清液。而EP小米粉冲调后呈现亮黄色、均匀细腻的米糊状,入口细腻,无明显颗粒感、无分层,从质地、口感、气味方面更受大众欢迎。

图1 热处理方式对小米粉感官评分的影响

2.2 不同热处理方式对小米粉粉质特性的影响

不同热处理方式对小米粉粉质特性的影响见表6,热处理方式对小米粉的堆积密度、休止角、色值均影响显著(P<0.05)。色值结果用L*、a*和b*值表示,其中L*值为明亮度,该值越大表示色泽越明亮,a*值为红绿度指数,b*值为黄蓝度指数,两者共同决定了色调。由表6可知,CM小米粉的L*值最低,b*值最高,小米粉颜色较黄,且色泽较暗,EP小米粉L*值最高,a*值和b*值较低,小米粉色泽较为鲜亮。堆积密度指粉体在自然堆积状态下单位体积的质量,是体现粉体粗细程度的主要指标,堆积密度越大则粉体越细[15]。小米粉堆积密度次序为:FM

表6 热处理方式对小米粉堆积密度、休止角、色值的影响

2.3 不同热处理方式对小米粉冲调性的影响

2.3.1热处理方式对小米粉WAI和WSI的影响

WAI和WSI反映粉体的溶解稳定性,其中WAI是物料吸收水分能力的重要指标,WSI是指粉体释放出的营养成分中各种可溶性物质的比例,WAI和WSI越大,表明其在水中的稳定性和溶解性越好。热处理方式对小米粉WAI和WSI的影响如图2所示,4种小米粉的WAI大小次序为:EP>CM>MM>FM,不同热处理方式间小米粉的WAI和WSI差异性显著(P<0.05)。由于在气流膨化的高温和高压的条件下,小米粉中的淀粉、蛋白质等物质与水反应产生很多亲水性基团,使其结合水的能力增强,优于其他小米粉结合水的能力。4种小米粉的WSI大小次序为:EP>FM>CM>MM,WSI越大则释放出的可溶性物质越多,更有利于在水中分散均匀。综上,EP小米粉的WAI和WSI值均最高,更易于冲调,与水充分结合保持稳定。

图2 热处理方式对小米粉WAI和WSI的影响

2.3.2热处理方式对小米粉冲调稳定性和结块率的影响

热处理方式对小米粉的k值和结块率的影响结果见图3。冲调稳定性是小米粉在水中冲调后,静止一段时间是否出现分层现象的反映,结果以k值表示,当k值小于0.05时,可判断该小米粉的冲调稳定性较好[19]。从图3可以看出,不同小米粉间的冲调稳定性具有显著差异(P<0.05),其k值大小次序为EP

图3 热处理方式对小米粉的k值和结块率的影响

结块率是评价冲调性的指标之一,结块率越小则冲调性越好,反之冲调性差。从图3可以看出,EP小米粉结块率最小,MM、CM和FM的结块率依次增大。MM是在快速高温下使其干燥和熟化,其淀粉糊化程度低,而CM小米粉熟化程度较高,进而体现出CM小米粉冲调时比MM小米粉更易结块。结块率的大小影响着人们对小米粉感官品质的评价,在结块率和感官评分中EP小米粉最佳,而FM小米粉最差,这也更好地印证了挤压膨化小米粉在感官和冲调性指标中都表现出最优。

3 结论

(1)采用不同热处理方式制备小米粉,其最优工艺条件分别为:CM小米粉:2 100 W功率下蒸煮10 min;EP小米粉:膨化压力0.9 MPa;MM小米粉:中火微波加热5 min;FM小米粉:600 W炒制20 min,所制小米粉色泽、香气、口感方面均最佳。

(2)不同热处理方式会影响小米粉流动性、色值、冲调性及感官品质,其中,EP小米粉感官评分显著高于其他小米粉(P<0.05),其主要差异在于口感细腻程度及冲调易分层、沉淀现象;不同小米粉间的休止角、堆积密度及色值有显著性差异(P<0.05),EP小米粉的堆积密度、休止角均最大,说明粉质致密,但流动性差,而CM和MM小米粉的tanθ<0.65,流动性较好;冲调性方面,EP小米粉的WAI、WSI显著高于其他小米粉(P<0.05),k值、结块率显著低于其他小米粉(P<0.05),说明EP小米粉冲调稳定性高,溶解性最好。

综上,适宜的气流膨化工艺能改善小米粉的不易冲调的缺陷,且短时气流膨化能够减少营养元素的损失和破坏,更加营养健康。