鄭洋洋，任傳順，付 敏，楊太豪，陳子豪，卞 科

河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001

我國(guó)稻谷的產(chǎn)量連續(xù)多年居世界第一，2017年產(chǎn)量約為20 856萬(wàn)t[1]。米糠是稻谷加工的副產(chǎn)物，占稻谷總質(zhì)量的6%～7%[2]，有著“天賜營(yíng)養(yǎng)源”的稱號(hào)，不僅含有優(yōu)質(zhì)的油脂、低過(guò)敏性蛋白、膳食纖維、維生素和礦物質(zhì)[3]，還富含多種生物活性成分和天然抗氧化劑，如米糠多糖、植物甾醇、γ-谷維素等，因此，米糠可作為開發(fā)功能性食品的原料。

由于米糠含有較多油脂、脂解酶和氧化酶，導(dǎo)致其穩(wěn)定性較差，限制了米糠的開發(fā)與利用[4-5]。穩(wěn)定化處理可以提高米糠的利用價(jià)值，當(dāng)其過(guò)氧化物酶殘余酶活力小于5%時(shí)，可最大程度地防止米糠酸敗[6]。目前，米糠穩(wěn)定化的方法主要有干熱法、濕熱法、冷藏法、化學(xué)法、擠壓法、微波法等[7-8]。其中,濕熱法較干熱法復(fù)雜[9]，冷藏法費(fèi)用較高，化學(xué)法易引入有害物質(zhì)[10]，擠壓法易破壞米糠中的營(yíng)養(yǎng)成分[11]，微波法會(huì)使米糠發(fā)生顯著褐變[12]，而干熱法則具有節(jié)能、簡(jiǎn)單易行、費(fèi)用低等特點(diǎn)[13]。

作者采用干熱法對(duì)米糠進(jìn)行穩(wěn)定化處理，通過(guò)測(cè)定米糠的過(guò)氧化物酶殘余酶活力來(lái)檢測(cè)不同條件下米糠的穩(wěn)定性，并將穩(wěn)定化效果最好的米糠按一定比例加入大米粉中制作曲奇餅干，探究干熱穩(wěn)定化米糠對(duì)大米曲奇餅干品質(zhì)特性的影響，以篩選出干熱法穩(wěn)定米糠的最佳條件。旨在改善我國(guó)大米加工深度不足的現(xiàn)狀，提高產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)，豐富市場(chǎng)上無(wú)麩質(zhì)食品的種類。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

糙米：哈爾濱市家彬米業(yè)有限公司；大米：重慶鉑玉農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司；黃油：恒天然商貿(mào)(上海)有限公司；白砂糖：廣州福正東海食品有限公司；泡打粉：安琪酵母股份有限公司；雞蛋：北京德青源農(nóng)業(yè)科技股份有限公司。

鄰苯二胺、檸檬酸、磷酸氫二鈉、亞硫酸氫鈉、30%過(guò)氧化氫溶液，均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 設(shè)備

9099型全智能精米機(jī)：上海浦運(yùn)機(jī)電設(shè)備有限公司；YD-88型多功能烘干箱：浙江省瑞安市華興機(jī)電有限公司；PB-10酸度計(jì)：賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；SHZ-B水浴恒溫振蕩器：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；5810 R高速離心機(jī)：艾本德中國(guó)有限公司；UV-2000紫外可見分光光度計(jì)：尤尼柯(上海)儀器有限公司；SEC-2Y遠(yuǎn)紅外線食品烤爐、SAIN-MATE攪拌機(jī)：廣州三麥機(jī)械設(shè)備有限公司；HK-04 A手提式粉碎機(jī)：旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司；100目、120目分樣篩：浙江上虞市五四儀器篩具廠；CR-410色彩色差計(jì)：柯尼卡美能達(dá)控股公司；TA.XT.plus質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)Stable Micro Systems。

1.3 方法

1.3.1 原料的制備與處理

大米粉的制備：將大米在水中浸泡2 h，干燥12 h，用粉碎機(jī)粉碎1 min，過(guò)120目篩。

米糠的制備：稱量糙米150 g，置于精米機(jī)碾磨10 s，收集米糠，于-40 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

米糠的干熱處理：將米糠攤勻于托盤上，厚度約為1 cm，分別在130、140、150、160 ℃的烤爐中各加熱10、15、20 min，冷凍30 min，粉碎1 min，過(guò)100目篩，-40 ℃下冷凍保存。

參照GB 5009.3—2016中105 ℃烘箱法，測(cè)定以上樣品水分含量。

1.3.2 過(guò)氧化物酶活力的測(cè)定

參照崔富貴等[14]的方法，過(guò)氧化物酶活力、過(guò)氧化物酶殘余酶活力計(jì)算公式分別如下：

過(guò)氧化物酶殘余酶活力=處理后的酶活力/處理前的酶活力×100%，

式中：E為過(guò)氧化物酶活力，g；A為吸光度；W為樣品干基質(zhì)量，g。

1.3.3 大米曲奇餅干的制作

將在最佳條件下穩(wěn)定化的米糠粉碎、過(guò)篩，分別按照0%、5%、10%、15%、20%的比例加入大米粉中，均勻混合后，分別稱取200 g，加入2 g泡打粉，得到混合粉。將140 g黃油、40 g白砂糖放入攪拌器打發(fā)5 min，將70 g雞蛋液分2～3次加入，再加入混合粉混合均勻，冷藏30 min后將成型餅干在上火170 ℃、下火180 ℃的烤爐內(nèi)烤制15 min，室溫下冷卻1 h。

1.3.4 大米曲奇餅干理化特性的測(cè)定

記錄餅干烘烤前后的質(zhì)量，計(jì)算大米曲奇餅干的烘烤損失率。

烘烤損失率=(M1-M2)/M1×100%，

式中：M1、M2分別為烘烤前后餅干的質(zhì)量，g。

參照Gul等[15]的方法計(jì)算曲奇餅干的延展度。

延展度=d/h，

式中：d為餅干的直徑，cm;h為餅干的厚度，cm。

采用色彩色差計(jì)測(cè)定曲奇餅干的L*、a*、b*值，分析大米曲奇餅干的色澤。

采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)大米曲奇餅干進(jìn)行穿刺試驗(yàn)，測(cè)定時(shí)采用HDP/CFS P/0.25S探頭，穿刺深度為10 mm，測(cè)前、測(cè)試和側(cè)后速度分別為5、1、10 mm/s。

請(qǐng)9名經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的人員對(duì)餅干進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 曲奇餅干感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft excel 2010、SPSS 20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，采用Origin 8.5制圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 干熱處理對(duì)米糠過(guò)氧化物酶殘余酶活力的影響

注：不同大寫字母表示不同處理溫度的米糠的過(guò)氧化物酶殘余酶活力差異顯著(P<0.05)，不同小寫字母表示不同處理時(shí)間的米糠的過(guò)氧化物酶殘余酶活力差異顯著(P<0.05)。

米糠穩(wěn)定性差主要是因?yàn)槊卓分械挠椭装l(fā)生氧化酸敗和水解酸敗[16]，其中的脂肪酶和氧化酶是控制這些反應(yīng)的關(guān)鍵[17]。與脂肪酶、氧化酶等酶相比，過(guò)氧化物酶的耐熱性極強(qiáng)，所以，米糠過(guò)氧化物酶活力的大小可以反映其熱穩(wěn)定化處理的效果，當(dāng)過(guò)氧化物酶的殘余酶活力不超過(guò)5%時(shí)，說(shuō)明過(guò)氧化物酶失活，脂肪酶和氧化酶也已失活[18]。

當(dāng)處理溫度達(dá)到160 ℃時(shí)，米糠焦糊，所以只測(cè)定了米糠在130、140、150 ℃下處理10、15、20 min的過(guò)氧化物酶殘余酶活力。隨著處理溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)，米糠的過(guò)氧化物酶殘余酶活力降低。在150 ℃、20 min的處理?xiàng)l件下，米糠的過(guò)氧化物酶殘余酶活力最小，為4.33%，相比130 ℃、10 min處理?xiàng)l件下的米糠其值降低了94.6%，說(shuō)明此條件可有效降低脂肪酶的活性，從而抑制米糠酸敗。

2.2 干熱穩(wěn)定化米糠對(duì)大米曲奇餅干烘烤損失率的影響

將在150 ℃、20 min條件下處理的米糠粉碎，過(guò)篩后分別加入大米粉中制作餅干，其烘烤損失率如圖2所示。隨著米糠添加量的增加，大米曲奇餅干的烘烤損失率整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在5%和15%的添加量時(shí)顯著降低，這是因?yàn)槊卓分泻写罅可攀忱w維，其主要成分為非淀粉多糖和木質(zhì)素，這些多糖含有大量的親水基團(tuán)，使得米糠具有較強(qiáng)的吸水性和持水性[19]。在制作大米曲奇餅干的過(guò)程中，米糠中的膳食纖維吸水膨脹，并可保持產(chǎn)品水分含量的穩(wěn)定，因此，隨著米糠量的增加，大米曲奇餅干的烘烤損失率降低。

注：不同字母代表數(shù)據(jù)間存在顯著性差異(P<0.05)，圖3同。

2.3 干熱穩(wěn)定化米糠對(duì)大米曲奇餅干延展度和色澤的影響(表2)

表2 大米曲奇餅干的延展度和色澤

注：結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，同列的不同字母表示數(shù)據(jù)存在顯著性差異(P<0.05)，表3同。

在一定范圍內(nèi)，大米曲奇餅干的口感會(huì)受延展度的影響，延展度越大，餅干越酥脆，口感越好[20]。Sharif等[21]的研究表明，將微波穩(wěn)定化處理3 min的米糠脫脂后加入小麥粉中制作餅干，隨著處理米糠添加量的增加，餅干的延展度顯著降低。另有研究表明，添加全脂米糠可改善餅干的延展度，添加脫脂米糠則會(huì)出現(xiàn)相反結(jié)果[22]。而在本研究中，與對(duì)照組相比，米糠曲奇餅干的延展度無(wú)顯著性變化，這說(shuō)明干熱穩(wěn)定化米糠的添加不會(huì)改變餅干的延展度。

色澤是曲奇餅干重要的感官指標(biāo)之一。隨著米糠添加量的增加，曲奇餅干的L*值、b*值降低，a*值顯著增加，這說(shuō)明干熱穩(wěn)定化米糠的添加使大米曲奇餅干表面的亮度和偏黃的程度降低，偏紅的程度增加。這可能是因?yàn)樵诩訜徇^(guò)程中，米糠中的蛋白質(zhì)和糖類(戊聚糖、木糖、甘露糖、半乳糖等)發(fā)生了美拉德反應(yīng)，使曲奇餅干顏色變深。

2.4 干熱穩(wěn)定化米糠對(duì)大米曲奇餅干硬度的影響

圖3顯示了不同米糠含量的曲奇餅干穿刺硬度的變化，隨著米糠添加量的增加，餅干的穿刺硬度呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，在添加量為10%時(shí)，硬度達(dá)到最大。主要原因可能是米糠的添加使餅干的結(jié)構(gòu)變得粗糙，增加了硬度，但當(dāng)米糠添加到一定量時(shí)，由于加入的量過(guò)多，米糠良好的吸水性與持水性又會(huì)導(dǎo)致餅干的水分增加[19]，內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得柔軟，從而降低了大米曲奇餅干的硬度。

圖3 米糠添加量對(duì)大米曲奇餅干穿刺硬度的影響

2.5 干熱穩(wěn)定化米糠對(duì)大米曲奇餅干感官特性的影響(表3)

表3 大米曲奇餅干的感官評(píng)價(jià)

隨著米糠量的增加，與對(duì)照組相比，曲奇餅干的表觀、硬度和適口性的評(píng)分無(wú)顯著性差異，其原因是：雖然米糠的添加會(huì)使餅干的粗糙感和沙質(zhì)感增強(qiáng)，但由于餅干具有酥脆性的特點(diǎn)，各產(chǎn)品的口感無(wú)明顯差異。餅干的色澤評(píng)分隨米糠量的增加而增加，香味評(píng)分在米糠添加量為15%和20%時(shí)較高，這可能是因?yàn)轱灨稍诩訜岬倪^(guò)程中，米糠中的蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了更多的香味物質(zhì)。當(dāng)添加量為0%和15%時(shí)，大米曲奇餅干的綜合評(píng)分較高。且有研究表明，在餅干中可添加10%～20%的米糠，其中穩(wěn)定的全脂米糠添加量可達(dá)20%，未穩(wěn)定的全脂米糠或穩(wěn)定的脫脂米糠添加量可達(dá)10%，適用于各種烘焙產(chǎn)品[23]。

3 結(jié)論

本研究采用干熱法對(duì)米糠進(jìn)行穩(wěn)定化處理，得到的最佳條件為在150 ℃下加熱20 min，此時(shí)，米糠的過(guò)氧化物酶殘余酶活力為4.33%，能有效防止米糠酸敗變質(zhì)。將干熱穩(wěn)定化的米糠添加到大米曲奇餅干中，可使曲奇餅干的烘烤損失率降低，色澤變暗，香味增強(qiáng)，但對(duì)餅干的延展度、表觀、硬度和適口性無(wú)顯著影響。此外，在米糠添加量為15%和20%時(shí)，餅干的香味得分較高。綜合考慮餅干的總體品質(zhì)，添加15%的干熱穩(wěn)定化米糠，可生產(chǎn)出營(yíng)養(yǎng)與口感兼?zhèn)涞臒o(wú)麩質(zhì)曲奇餅干，此時(shí)餅干的烘烤損失率低、香味濃郁、色澤較好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。因此，經(jīng)干熱穩(wěn)定化處理的米糠可用于大米曲奇餅干的生產(chǎn)中。