杂粮预糊化处理及营养品质特性

张媛，苏静雯，张克，薛文通

中国农业大学食品科学与营养工程学院（北京 100083）

中国是一个农业大国，有着丰富的杂粮资源[1]，如除水稻、小麦等主要作物以外的粮豆作物，主要包括薏米、红豆、绿豆、黑米、燕麦等[2-3]。但在城乡居民粮食消费结构中，精细粮占很大比重，粗粮比重大幅下降[4]，富贵病的发病率逐渐升高[5]。根据相关研究，食物中全谷物的摄入量与死亡呈明显负相关，长期食用加工过于精细的粮食产品，会导致2型糖尿病与癌症的发病率增加[5]。但由于杂粮的密度和硬度较高，难以糊化，与大米同时食用需提前浸泡和蒸煮，且不同种杂粮处理时间不同，难以适应快速的生活节奏，给消费者带来了很大不便[6]。目前杂粮加工工艺有很多种，其中蒸煮工艺是以水为传热介质将谷物杂粮熟化。由于水比空气比热大，传热效率更高，同时水是参与淀粉糊化的重要条件之一，因此采用蒸煮工艺能使杂粮熟化更加充分，是加工较难熟的谷物杂粮的一种好方法[7]。基于此，将几种杂粮（绿豆、黑豆、薏仁、黑米）经过浸泡、不同热处理方式与时长的预处理，并进行熟化时长测定、感官评价和营养素测定，制成能够通过普通蒸煮后同时成熟、口感适宜且营养丰富的杂粮米产品。

1 材料与方法

1.1 材料

绿豆、黑豆、薏仁、黑米；氢氧化钠固体、氢氧化钾固体、硫酸液体、盐酸溶液、（无水）乙醇溶液、石油醚溶液等（均为分析纯）。

1.2 主要仪器与设备

电子恒温水浴锅（DZKW-4，林茂科技（北京）有限公司）；水浴恒温振荡器（THZ-82A，金坛市荣华仪器制造有限公司）；SM-98-10茂福电阻炉（2001型，余姚第二热工仪表厂）；电子调温万用电炉（DK-98-Ⅱ，天津市泰斯特仪器有限公司）；循环水式多用真空泵（SHB-Ⅲ，北京神泰伟业仪器设备有限公司）；美的家用普通电磁炉（美的公司）；氨基酸分析仪（L-8900，日立全自动氨基酸分析仪）。

1.3 试验方法

参考文献[8]，选择绿豆、黑豆、薏仁、黑米4种杂粮，采用浸泡或未浸泡处理后，经微波或预蒸处理使其预糊化。处理后在阴凉处自然风干除去水分，测定水分、灰分、氨基酸含量和粗纤维时，使用的是风干后的杂粮。浸泡处理的时长通过吸水率测定试验决定，微波或预蒸处理时长通过处理后杂粮的形态是否完整决定。

1.4 测试方法

1.4.1 基本指标的测定

水分测定按照GB 5009.3—2010执行；灰分测定按照GB 5009.4—2016执行；粗纤维测定按照GB/T 5009.10—2003执行；氨基酸测定按照GB 5009.124—2016执行。

1.4.2 吸水率的测定

准确称取多份绿豆，每份15.0 g，分别置于容器中，加入30 mL蒸馏水同时开始浸泡，浸泡10，20，30，40，50，60，80，100和120 min时各称取一份绿豆质量，测定浸泡不同时长后的绿豆质量，按式（1）[9]计算增重率即吸水率。

式中：m1为浸泡前绿豆质量，g；m2为浸泡后绿豆质量，g。

增重率基本不变时，选取此时间为浸泡时长。黑豆、薏仁、黑米同理，得出浸泡所需时长。

1.4.3 熟化时间的测定

根据GB/T 15682—2008《粮油检验 稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》，随机编号已烘干制备好的试样并记录下对应信息，称取相同质量的试样分别置于碗内，快速清洗沥干，料水比1∶1，加水量可依据最终产品软硬程度适当增减。用电磁炉在蒸锅内蒸煮至杂粮蒸熟，记录下熟化时间。

1.4.4 感官评定

根据GB/T 15682—2008《粮油检验 稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》，具体步骤为：

编号。随机取已烘干的试样，编排试样的编号、碗号，记录下各试样对应的处理条件等必要信息。

称样。称取约5 g试样于对应编号的蒸碗内。

清洗。清洗杂粮样品后快速沥干，放入蒸碗内。

加水。加入样品量1倍的蒸馏水。

蒸煮。在蒸锅内加入适量的水，用电磁炉加热至沸腾，取下锅盖，将盛放样品的蒸碗置于蒸屉上，盖上锅盖，继续加热并开始计时，至试样蒸熟后取出并记录下取出时间。

感官评分。将制成的不同试样的蒸碗放在白色空盘上，每盘平均4份试样，趁热品尝，参照杂粮感官评价标准进行评分。

1.5 数据分析

所有数据均采用Microsoft Word 2013和Microsoft Excel 2013处理与作图。

2 结果与讨论

2.1 基本指标

采用国家标准测定方法，测定得出4种杂粮的水分、灰分、粗纤维等基础数据，见表1。

表1 4种杂粮的基础数据

2.2 不同杂粮吸水率的测定与浸泡时长的确定

根据浸泡不同时长后质量的变化，绘制4种杂粮的吸水率曲线，如图1～图4所示。

为了保证杂粮可吸收水分达到饱和值、避免加水预蒸时二次浸泡产生的影响、节省时间，选取吸水率基本不变时所用的最短时长为浸泡时长，所以选取薏仁浸泡时长80 min、黑米浸泡时长50 min。但由于绿豆和黑豆吸水膨胀体积变大、表皮吸收部分水分质地变软，未达到饱和值即表皮脱落、外观改变，为了保证外观完好、种粒完整，选取绿豆浸泡时长40 min、黑豆浸泡时长60 min。

图1 绿豆的吸水率测定曲线

图2 黑豆图的吸水率测定曲线

图4 黑米的吸水率测定曲线

2.3 不同预处理方法对产品熟化时间的影响

记录汇总各杂粮熟化时间，结果见表2，并根据大米普遍熟化时间的范围，缩小处理后四种杂粮选择范围。初步拟定熟化用时在25 min至35 min的样品的处理条件为备选条件。

由表2中数据可以看出，整体上，浸泡处理后相同热处理条件下蒸熟用时均会减少，薏仁明显减少，而且与预蒸处理比较，浸泡后微波处理的样品蒸熟用时减少得更明显。蒸熟用时不仅会减少，随着预蒸用时增加，蒸熟用时缩短的变化幅度也会增大。浸泡对绿豆蒸熟用时变化影响不大，热处理微波时长长短对蒸熟用时变化的影响较小，预蒸时长对蒸熟用时变化的影响较大。其中，未浸泡微波处理180 s后蒸熟用时反而很长，可能是因为加热时长过长，水分降低到最低值，进而内部皱缩、结构致密，在蒸煮时水分很难进入，从而蒸熟用时增加。

浸泡条件下蒸熟用时时长随着微波用时增加而缩短，其中绿豆的蒸熟用时缩短变化幅度最大，黑豆、薏仁次之，黑米变化幅度最小。

表2 各杂粮经不同的预处理后熟化用时记录

2.4 不同预处理方法对杂粮感官品质的影响

表3 杂粮感官总评分 分

参照杂粮感官评价标准[10]，汇总16个实验员对四种杂粮共计47组试样的评分，得到所有杂粮的感官总评分，如表3所示。

绿豆感官评分与处理条件间没有太大的相关性，滋味值高的样品其总分也较高；对于黑豆来说，处理条件为未浸泡预蒸或浸泡后微波的样品的感官得分普遍偏高；未浸泡处理的薏仁样品的得分普遍偏高，预蒸处理后的样品的得分比较相近，也比较稳定；黑米则是经微波处理后评分比较高。

蒸熟用时限制筛选范围，尽可能地在其中选取备选样品中评分较高的样品，进一步缩小备选样品的范围。

根据蒸熟时间和感官评价得分的相关数据，将每种杂粮的处理条件范围缩小到2种。选择的预处理条件有：未浸泡微波处理90 s的绿豆、未浸泡微波处理180 s的绿豆、未浸泡预蒸处理30 min的黑豆、浸泡预蒸处理30 min的黑豆、浸泡微波处理30 s的薏仁、未浸泡预蒸处理40 min的薏仁、未浸泡预蒸处理30 min的黑米、浸泡预蒸处理20 min的黑米。

2.5 不同预处理方法对杂粮营养品质的影响

经过处理后，为保证杂粮的营养，比较每种杂粮2种处理后试样的必需氨基酸含量，选择含量相对较高的样品。氨基酸含量的比较如表4所示，选择时优先考虑必需氨基酸含量较高的样品。最终确定每种杂粮的处理条件：绿豆，未浸泡微波90 s；黑豆，浸泡预蒸30 min；薏仁，浸泡微波30 s；黑米，浸泡预蒸20 min。

表4 各种处理后杂粮的必需氨基酸含量

3 结论

以绿豆、黑豆、薏仁、黑米四种杂粮为原料，经过预处理后，蒸煮时4种杂粮可与大米同熟。浸泡可使部分水分进入淀粉和蛋白质间隙内，增加杂粮的柔韧性和弹性，口感更佳；微波可快速、均匀地加热杂粮，省时省力；预蒸可使杂粮在加热和水的作用下实现部分糊化。根据每种杂粮不同处理后的蒸熟时间、感官评价和营养素数据，最终得到每种杂粮的最优处理条件：绿豆，未浸泡微波90 s；黑豆，浸泡预蒸30 min；薏仁，浸泡微波30 s；黑米，浸泡预蒸20 min。蒸煮杂粮所用时长缩短，食物种类和口感得到丰富，纤维摄入增加，营养均衡，5种杂粮也可与大米同时蒸熟，时长约30 min。