壓力和水分對苦蕎米花氣流膨化倍數(shù)的影響

鞏發(fā)永

（西昌學(xué)院，四川西昌615013）

壓力和水分對苦蕎米花氣流膨化倍數(shù)的影響

鞏發(fā)永

（西昌學(xué)院，四川西昌615013）

以苦蕎麥為原料，研究不同壓力和水分添加量對苦蕎米花膨化倍數(shù)的影響。結(jié)果表明：壓力和水分添加量對苦蕎米花膨化倍數(shù)均有影響；在試驗條件范圍內(nèi)，隨著水分添加量的增大，苦蕎米花膨化倍數(shù)先增大后減??；隨著壓力的增大，苦蕎米花膨化倍數(shù)逐漸增加；在水分添加量為3.4%、壓力為1.2MPa時，苦蕎米花的膨化倍數(shù)理論最大值為28.7，試驗驗證值為28.4。

苦蕎麥；氣流膨化；膨化倍數(shù)

苦蕎麥為蓼科蕎麥屬植物，又名韃靼蕎、野蕎麥、萬年蕎、野南蕎，主要分布于中國西南、中南、華北等地區(qū)[1]?？嗍w麥?zhǔn)且环N獨特的食藥兩用糧食作物，不僅含有淀粉、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)，還含有蘆丁、蕎麥堿、植物甾醇類、硫胺蛋白質(zhì)等功能性物質(zhì)[2-5]。現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)觀察表明，苦蕎麥及其制品具有降血糖、降血脂、降糖尿、防輻射、健胃消食和增強(qiáng)人體免疫力等作用，對糖尿病、高血壓、高血脂、冠心病、中風(fēng)等病人都有輔助治療作用[6-9]。

苦蕎麥口感與小麥、大米等糧食作物有較大差異，不易被以小麥、大米為主食的人群接受，通過氣流膨化工藝可以改善苦蕎食品的口感[10]。壓力和苦蕎含水量對氣流膨化效率、氣流膨化效果及產(chǎn)品感官評價指標(biāo)具有重要影響。由于苦蕎氣流膨化要經(jīng)過高溫處理，其內(nèi)含的保健成分不可避免的會有一定程度的損失，同時，其質(zhì)構(gòu)也會發(fā)生很大變化。與苦蕎生粉相比經(jīng)過氣流膨化制得的苦蕎粉總黃酮和蘆丁含量明顯降低，槲皮素含量差別不大；氣流膨化能明顯改善苦蕎粉的水溶性、吸水性以及延展性；氣流膨化能明顯降低苦蕎粉的密度，改善其感官品質(zhì)[11]?？嗍w米花的膨化倍數(shù)越大，苦蕎麥的脫殼效果越好，本試驗以壓力和水分添加量為主要因素，以苦蕎米花膨化倍數(shù)為指標(biāo)，以確定合適的操作條件，得到品質(zhì)較好的產(chǎn)品，為氣流膨化苦蕎麥提供一個合適的壓力和水分添加量參考值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

苦蕎麥（水分含量為13.6%）：由西昌航飛苦蕎有限公司提供。

1.2 試驗儀器

電子計量稱：廈門佰倫斯電子科技有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京市永光明醫(yī)療儀器廠；氣流式糧食膨化機(jī)：武漢香來爾食品機(jī)械有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 均勻試驗設(shè)計

根據(jù)試驗?zāi)康?，選壓力（MPa）、水分添加量（%）為試驗因素，每個因素取5個水平，按U5（53）均勻設(shè)計表安排試驗因素。設(shè)計因素水平表見表1。

表1 因素水平表Table 1 Factors and levels graph

1.3.2 試驗安排

準(zhǔn)確稱取5份2 500 g苦蕎麥置于潔凈干燥的5個不銹鋼盤中，噴水量分別為 0、50、100、150、200 g，混合均勻。將混合均勻的苦蕎麥分別放入氣流膨化機(jī)中進(jìn)行膨化，壓力分別達(dá)到 0.8、0.9、1.0、1.1、1.2 MPa 時釋放，完成一個樣品膨化之后立即收集，收集完之后再進(jìn)行第二個樣品的膨化。試驗設(shè)3次重復(fù)。

1.4 測定方法

用電子天平稱取50 g苦蕎米，用100 mL量筒測量其體積。再稱取50 g膨化后的苦蕎米花，用1 000 mL量筒測量其體積，苦蕎麥的膨化倍數(shù)由兩者的體積比得出。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用DPS軟件進(jìn)行均勻試驗設(shè)計、作圖及數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 均勻試驗設(shè)計結(jié)果

均勻試驗方案及結(jié)果見表2。

表2 試驗方案及結(jié)果Table 2 Experimental design and results

2.2 壓力和水分添加量對苦蕎米花膨化倍數(shù)的影響

根據(jù)上述試驗結(jié)果，利用二次多項式回歸分析，以回歸系數(shù)建立水分添加量、壓力兩個因素的數(shù)學(xué)回歸模型：

式中：X1、X2為壓力和水分添加量。

回歸方程的相關(guān)系數(shù)R=0.999 999，顯著性檢驗F=124 377.922 6，P=0.002 1＜P=0.01極顯著，說明模型的預(yù)測值與實際值吻合非常好，模型成立。在壓力為1.2 MPa、水分添加量為3.4%時，苦蕎米花的膨化倍數(shù)最大，為28.7。根據(jù)模型繪制三維圖，具體結(jié)果如圖1所示。

圖1 壓力和水分添加量對苦蕎米花膨化倍數(shù)的交互作用Fig.1 Interaction of pressure and added water content on the popping fold of Tartary buckwheat rice flower

從圖1可以看出壓力和水分添加量對苦蕎米花膨化倍數(shù)均有影響。隨著水分添加量的增大，苦蕎米花膨化倍數(shù)先增大后減小，最合適的水分添加量為3.4%；隨著壓力的增大，苦蕎米花膨化倍數(shù)逐漸增加。

2.3 壓力降維分析

壓力降維分析見圖2。

圖2 壓力降維分析Fig.2 Dimension reduction analysis of pressure

由圖2可知：在相同水分添加量條件下，隨著壓力的增加，苦蕎米花膨化倍數(shù)均表現(xiàn)出逐漸增大趨勢，每增加0.1 MPa，苦蕎米花增加的膨化倍數(shù)逐漸降低。為保證苦蕎麥的脫殼效果，同時便于苦蕎殼和苦蕎米花的分離，膨化壓力應(yīng)選擇在1.1MPa～1.2MPa時較好。

2.4 水分添加量降維分析

水分添加量降維分析見圖3。

圖3 水分添加量降維分析Fig.3 Dimension reduction analysis of added water content

由圖3可知：在相同壓力條件下，隨著水分添加量的增大，苦蕎米花膨化倍數(shù)均表現(xiàn)出先增大后降低的趨勢；為保證苦蕎麥的脫殼效果，同時便于苦蕎殼和苦蕎米花的分離，水分添加量應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，結(jié)合壓力和水分添加量對苦蕎米花膨化倍數(shù)的數(shù)學(xué)回歸模型，水分添加量在2～4水平（2%～6%）范圍內(nèi)時，苦蕎米花膨化效果較好，在水分添加量為3.4%時，苦蕎米花的膨化倍數(shù)最大。

3 結(jié)論

由以上研究可知，在苦蕎麥進(jìn)行氣流膨化的過程中，壓力和水分添加量對米花膨化倍數(shù)均有影響；由均勻試驗的二次多項式數(shù)學(xué)回歸模型可知：在水分添加量為3.4%、壓力為1.2 MPa時，苦蕎米花的膨化倍數(shù)理論值最大，為28.7，經(jīng)試驗驗證為28.4。在試驗條件范圍內(nèi)，隨著水分添加量的增大，苦蕎米花膨化倍數(shù)先增大后減小，水分添加量在2～4水平（2%～6%）范圍內(nèi)時，苦蕎米花膨化效果較好；隨著壓力的增大，苦蕎米花膨化倍數(shù)逐漸增加，為保證苦蕎麥的脫殼效果，同時便于苦蕎殼和苦蕎米花的分離，膨化壓力應(yīng)選擇在1.1 MPa～1.2 MPa時較好。

筆者前期研究表明，苦蕎麥經(jīng)氣流膨化制得的氣流膨化苦蕎粉在感官上明顯好于苦蕎生粉。顏色由乳黃色變?yōu)槿榘咨?；香氣由淡淡清香、有面粉氣味和苦蕎的特有香味變?yōu)榈熘葡闾饸馕叮淮送?，蓬松度也得到大大改善。與苦蕎生粉相比，氣流膨化粉中總黃酮、蘆丁、槲皮素含量分別由原先的1.42%、1.17%、0.13%，降低為0.87%、0.72%、0.11%，分別降低了38.73%、38.46%、15.38%；水溶性指數(shù)和吸水性指數(shù)由4.40%和2.216增大至19.0%和5.264，分別增加了3.32倍和1.38倍，水溶性和速溶性均有顯改善?？嗍w米花經(jīng)粉碎后可加工成苦蕎速溶粉，其速溶效果遠(yuǎn)好于苦蕎擠壓膨化粉，此外還可制成苦蕎奶茶、苦蕎速溶麥片，苦蕎米酥等產(chǎn)品，不同的產(chǎn)品對苦蕎米花膨化倍數(shù)要求不同，各類產(chǎn)品可結(jié)合氣流膨化脫殼效果選擇合適的壓力和水分添加量確定最佳的苦蕎米花膨化倍數(shù)。

[1] 王安虎,夏明忠,蔡光澤,等.淺議栽培苦蕎的地理起源中心[J].西昌學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2008,22(1)：4-7

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[11]鞏發(fā)永.膨化方式對苦蕎粉品質(zhì)的影響[J].食品科技,2013,38(4)：168-171

Effect of Pressure and Water on Explosion-puffing Fold of Tartary Buckwheat Rice Flower

GONG Fa-yong
（Xichang College，Xichang 615013，Sichuan，China）

With Tartary buckwheat as the test material，the effect of different explosion-puffing pressure and added water content on the popping fold of Tartary buckwheat rice flower was studied.The results as follows：both the explosion-puffing pressure and added water content had effect on the popping fold；with the increase of added water content，the popping fold increased firstly and then decreased under the experimental conditions；with the increase of pressure，the popping fold increased gradually；when the added water content was in 3.4%，the pressure was 1.2 MPa，the maximum value of popping fold was 28.7，and the test verification value was 28.4.

Tartary buckwheat；explosion-puffing；popping fold

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.14.003

四川省科技支撐計劃“涼山苦蕎現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)研究與集成示范”（14ZC2164）；“四川苦蕎麥”重點實驗室建設(shè)基金（12SJ5005）

鞏發(fā)永（1978—），男（漢），副教授，碩士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

2016-04-02