超高壓處理對黑大麥加工特性及超微結(jié)構(gòu)的影響

超高壓處理對黑大麥加工特性及超微結(jié)構(gòu)的影響

黑大麥?zhǔn)且粋€常見的大麥新品種，來自前蘇聯(lián)。在中國進(jìn)口后，經(jīng)過多次雜交后，它基本上克服了野生黑大麥產(chǎn)量低、容易流失的缺點(diǎn)，并提供了高產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良、適應(yīng)性強(qiáng)等新優(yōu)勢。黑大麥雖具有豐富的營養(yǎng)，但由于其富含纖維素，質(zhì)地較硬，傳統(tǒng)的加熱手段很難使生淀粉糊化當(dāng)前對黑大麥的處理主要采用擠壓膨化技術(shù)1材料和方法1.1材料表面黑大麥，產(chǎn)自青海，由青海省西寧市澤華綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)合作社提供。經(jīng)稻谷脫殼機(jī)脫殼后備用，水分含量（10±0.4）%。1.2n200sem和表1eds電子天平（YP2002N），上海菁華科技儀器有限公司；差示掃描量熱儀（DSC204F1），德國Netzsch公司；高分辨場發(fā)射掃描電鏡【Sirion200(SEM)&INCAX-Act(EDS）】，美國FEI；超高壓處理設(shè)備（RANAISI），上海詩斯自動化設(shè)備有限公司；電磁爐，浙江蘇泊爾股份有限公司；蒸鍋，?？铺夭讳P鋼制品廠；質(zhì)構(gòu)儀（TA.XT.Plus），英國SMSTA公司；冷凍干燥機(jī)（2.5L），美國LABCON-CO公司；多功能粉碎機(jī)（圣順200T），浙江武義海納電器有限公司；標(biāo)準(zhǔn)100目篩，浙江飛達(dá)金屬砂篩廠；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（YHG-9030A），上海姚氏儀器設(shè)備廠。1.3方法1.3.1超高壓組保壓方法將黑大麥分為14組，每2組1個平行，分為未處理組和超高壓組（100,300MPa和600MPa，分別保壓5,15min）。每組稱取250g樣品于同樣大小的盛滿水的塑料瓶中，試驗(yàn)全程恒溫，勻速升壓。1.3.2黑大米制備將150mL水加至250mL燒杯中，煮沸。挑選顆粒飽滿、外表完整的黑大麥10g放入沸水中，蒸煮15min后，每隔1min用漏勺取出10粒黑大麥，分別置于載玻片中央，用另一載玻片擠壓。若黑大麥中心透明、無實(shí)心白點(diǎn)，則說明已煮熟，該時間記為熟化時間1.3.3蒸煮和保溫取20g黑大麥，用清水淘洗3次，瀝干，置于鋁盒中，加入20g水，加蓋后置于蒸鍋蒸煮30min，保溫15min。試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：探頭P/50，測試前速度1mm/s，測試速度0.5mm/s，測試后速度1mm/s，壓縮比70%。1.3.4黑天麻粉的制備取一定量冷凍干燥的黑大麥于多功能粉碎機(jī)中，黑大麥的量應(yīng)覆蓋粉碎機(jī)的刀片，打粉后過100目篩，收集粉末，備用。用電子天平準(zhǔn)確稱量4.00mg黑大麥粉末，置于鋁制坩堝中，記錄其質(zhì)量，加入12μL超純水，混合均勻后密封坩堝，置4℃冰箱平衡24h后放入差示掃描量熱儀中。試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：起始溫度30℃，終止溫度110℃，升溫速率10℃/min。1.3.5超高壓處理對黑大米感官品質(zhì)的影響取各組黑大麥20g（處理?xiàng)l件見表1），用清水淘洗3次，瀝干，置于鋁盒中，加入20g水，加蓋后置于蒸鍋蒸煮30min，保溫15min。選擇10名品評員，男、女各半，分別從氣味、外形、適口性、滋味和冷飯質(zhì)地5個方面評價超高壓處理前、后和不同處理?xiàng)l件下黑大麥的感官特性變化。根據(jù)《糧油檢驗(yàn)稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)研究感官評定法》（GB/T15682-2008）設(shè)定評分表（表2）。評分50以下為很差，51～60分為差，61～70分為一般，71～80分為較好，81～90分為好，90分以上為很好。1.3.6掃描電鏡觀察將未處理和經(jīng)100,300,600MPa超高壓處理的黑大麥取出瀝干，在35℃條件下烘至原重，將烘干的米粒從中掰斷，均勻放在噴金機(jī)的臺面上，在真空條件下噴上1層炭和金，用掃描電鏡（Scanningelectronmicroscopy,SEM）觀察。1.4數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差2結(jié)果與分析2.1壓力和保壓時間對黑天麻熟化時間的影響圖1反映黑大麥在不同超高壓處理?xiàng)l件下熟化時間的變化。同一壓力條件下，保壓時間對黑大麥?zhǔn)旎瘯r間的影響不顯著。而壓力300MPa和600MPa較100MPa能顯著降低黑大麥的熟化時間（P<0.05）。當(dāng)壓力600MPa，保壓時間15min時，黑大麥?zhǔn)旎瘯r間最短，約21min，相比未處理組下降約13min，降幅38%。谷物熟化時間反映谷物蒸煮過程中內(nèi)部淀粉糊化的難易程度。高嘉琦2.2超高壓加工對黑大米硬度、彈性、黏聚性及咀嚼性的影響圖2a～g顯示未處理黑大麥和壓力100,300,600MPa下分別保壓5min和15min的黑大麥的質(zhì)構(gòu)曲線。硬度是指使樣品達(dá)到一定形變所需要的力表3列出不同UHP處理?xiàng)l件對黑大麥硬度、彈性、黏聚性及咀嚼性的影響。結(jié)合圖2和表3數(shù)據(jù)可知，隨著處理壓力的升高和保壓時間的延長，黑大麥的硬度均呈降低趨勢，與已有研究中超高壓加工對糙米的影響結(jié)果相似食品的彈性越大，在口中的嚼勁越強(qiáng)。從表3可知，當(dāng)保壓5min時，各UHP處理壓力對黑大麥彈性均無顯著影響。當(dāng)保壓15min時，600MPa處理組較未處理組和100MPa處理組黑大麥彈性差異顯著（P<0.05）。咀嚼性是用來描述將固體物品咀嚼成能吞咽狀態(tài)所需的能量，咀嚼性越小，所需能量越少黏聚性指樣品經(jīng)第一次壓縮后對第二次壓縮的相對抵抗力2.3降低淀粉糊化溫度表4顯示不同超高壓條件對黑大麥淀粉糊化特性的影響?？梢钥闯?，超高壓處理能降低黑大麥中淀粉糊化的起始溫度和糊化焓，使其更易糊化。將黑大麥在600MPa保壓15min，其糊化焓降低了14.4%。超高壓處理對淀粉糊化的峰值溫度和終止溫度無影響。一般來講，壓力越大，時間越長，水分含量越高，淀粉糊化程度越高2.4超高壓對黑大米品質(zhì)的影響圖3a顯示未處理黑大麥與在壓力100,300,600MPa下處理5min的黑大麥在氣味、光澤度、滋味等8個指標(biāo)方面的評分。黑大麥軟硬度評分隨壓力的上升呈明顯增長趨勢。經(jīng)600MPa處理5min的黑大麥軟硬度評分為81分，而未處理的黑大麥軟硬度評分僅49分；黑大麥的完整性和冷飯質(zhì)地的評分在壓力100MPa下幾乎無變化，而將壓力提至300MPa時，黑大麥軟硬度和冷飯質(zhì)地的評分發(fā)生顯著變化（P<0.05）。這與用質(zhì)構(gòu)儀測定硬度的結(jié)果一致，說明超高壓可改善麥?？诟?，而壓力600MPa可使黑大麥的完整性評分發(fā)生顯著變化（P<0.05）。本試驗(yàn)所用UHP條件對黑大麥的氣味、滋味、光澤度、黏性、彈性的評分均無顯著影響。圖3b顯示未處理黑大麥和在壓力100,300,600MPa下處理15min的黑大麥在氣味、光澤度等8個指標(biāo)方面的評分。黑大麥的軟硬度評分隨處理壓力的升高顯著上升，經(jīng)600MPa處理15min的黑大麥軟硬度評分為81分，較未處理時上升53分，表明此時黑大麥軟硬度較好；光澤度和冷飯質(zhì)地的評分隨壓力升高而增加。不同壓力對黑大麥的氣味、光澤度、黏性、滋味的評分無顯著影響。當(dāng)壓力為100MPa時，黑大麥的軟硬度評分有顯著變化（P<0.05）；當(dāng)壓力為300MPa時，麥粒的完整性、彈性和冷飯質(zhì)地的評分發(fā)生顯著變化（P<0.05）。2.5保壓溫度和時間對淀粉顆粒糊化程度的影響圖4所示為黑大麥淀粉顆粒經(jīng)超高壓處理后的形態(tài)變化?？梢钥闯?，未處理黑大麥的淀粉顆粒排列整齊，顆粒間邊界分明。當(dāng)保壓5min時，100MPa壓力下淀粉顆粒的大小和外觀與未處理組相比變化不大；300MPa淀粉顆粒間輕微擠壓，排列出現(xiàn)紊亂；600MPa壓力下淀粉顆粒邊界不清，明顯粘連，說明淀粉已被糊化。當(dāng)保壓15min時，100MPa壓力下部分淀粉顆粒粘連，邊界模糊；當(dāng)壓力300MPa時，淀粉顆粒間幾乎全部擠壓，難以區(qū)分；當(dāng)壓力600MPa時淀粉顆粒被擠壓成片狀，甚至出現(xiàn)網(wǎng)狀空洞，顯示淀粉顆粒已被全部糊化，說明超高壓破壞了細(xì)胞結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致水分更易滲入淀粉顆粒內(nèi)部，使得黑大麥的硬度下降