左 锋 钱丽丽 闫峥嵘 迟晓星 包诗伟 周世珠

（黑龙江八一农垦大学食品学院1，大庆 163319）

（黑龙江省北大荒米业集团有限公司2，哈尔滨 150036）

米糠（Rice bran，RB）占稻谷质量的7%～8%，年产1 000万t以上，我国目前90%米糠用于动物饲料。米糠尚未得到合理利用。随着米糠稳定化技术的进步，米糠的进一步深加工利用成为趋势，但米糠中蛋白、矿物元素等生物利用率并不高，机体吸收受到抑制。一方面米糠中植酸降低了米糠中蛋白质和矿物质的生物利用率；另一方面米糠中膳食纤维具有很强的螯合金属离子和结合蛋白质的作用，也会导致蛋白质和矿物元素利用率低下。且米糠中膳食纤维以不溶性膳食纤维为主，膳食纤维的生理功能需建立在合理的水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维比例基础上，水溶性膳食纤维含量超过10%被认为是高品质膳食纤维的标准［1］。因此，研究者开发米糠产品时需考虑以上因素。通过酶处理可以达到改善米糠营养物质的目的［2-3］。试验采用植酸酶和纤维素酶处理米糠，利用米糠酶解物（EBR）研制营养饼干，提高饼干中蛋白质和矿物质的生物利用率、改善可溶性膳食纤维（SDF）和不溶性膳食纤维（IDF）的比例关系，开发的米糠酶解物营养饼干既保留了米糠中生物活性物质，又很好的提高了产品营养成分。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜米糠为试验室稻谷砻谷所得；纤维素酶（食品级）：北京挑战生物技术有限公司；植酸酶（食品级）：荷兰DSM公司；低筋小麦粉、白砂糖、鸡蛋、食用盐、食用油、饼干发粉、饼干松化剂：市售。

1.2 主要仪器

TA-XT2i质构仪：英国 Stable Micro Systems公司；红菱XYF-K系列高级食品烤炉：广州红菱电热设备有限公司；JFSD-100A小型粉碎机：郑州南北仪器设备有限公司；格兰仕微波炉：顺德市格兰仕微波电器有限公司；JML-50胶体磨：上海科劳机械设备有限公司；星丰B10G高速三功能食品搅拌机：江门市蓬江区荷塘新丰食品机械厂。

1.3 试验流程

图1 米糠营养饼干制备流程图

1.4 操作要点

1.4.1 米糠预处理

将新鲜米糠过20目筛，取100 g置于玻璃容器中，摊开平铺厚度为1 cm，微波功率800 W处理5 min［4］，使米糠脂肪酶失活，解脂酶钝化，得到稳定化米糠。将稳定化米糠按1∶5比例加水混匀，胶体磨均质 10 min［5］。

1.4.2 米糠酶解

取一定质量的稳定化米糠，加入植酸酶、纤维素酶酶解米糠（以稳定化米糠干基重计算），分别在pH 2.5和pH 5.5、温度37℃、转速150 r／min条件下水解2 h［6］，降解植酸和大分子纤维素，释放被包裹的蛋白质及矿物质等营养成分。

1.4.3 灭酶

将酶解液沸水浴加热5 min，使酶失活。

1.4.4 浓缩

将酶解米糠真空旋转蒸发去除水分，得到酶解物作为米糠营养配料进行调粉，控制浓缩程度，可适当加水调整。

1.4.5 调粉

将辅料称量白砂糖150 g、鸡蛋22 g、食盐2.25 g、发酵粉10 g、松化剂0.1 g，加入一定量植物油混合搅拌5～8 min。主料添加小麦粉500 g、一定质量米糠酶解浓缩物，主辅料混合搅拌装置中搅拌8 min，调粉温度28～30℃，静置10 min，增强面筋弹性。

1.4.6 成型

将静置好的面团，手工擀压，切块成型，试验切割成长方形，长5 cm、宽3 cm、厚1 cm。

1.4.7 烘烤

底火温度为160℃，面火温度为180℃，时间10～15min。

1.4.8 冷却

将烘烤好的半成品自然冷却，蒸发水分。

1.5 试验方法

1.5.1 感官品评

根据GB／T 1433.1—2005评定饼干形态、色泽、口感、组织，采用3点标度法，请10名品评员（年龄20～30岁，5男5女）在饭后2～3 h对产品进行评分得出总体接受分数，总分为100分。

表1 米糠酶解物营养饼干感官评分表

1.5.2 指标测定

水分的测定：GB／T 5009.3—2010；蛋白质含量的测定：GB／T 5009.5—2010；脂肪含量的测定：GB／T 5009.6—2003；灰分的测定 GB／T 5009.4—2010；总膳食纤维（DF）含量的测定、水溶性膳食纤维（SDF）的测定、水不溶性膳食纤维（IDF）的测定：采样酶-重量法（AOAC）；总糖的测定：直接滴定法；硬度的测定［7］；松密度的测定 GB／T 20980—2007采用计算法；植酸含量的测定GB／T 5009.153—2003。

持水性的测定：

准确称取1.000 g研磨后的饼干渣，置于100 mL烧杯中，加蒸馏水75 mL，在室温下浸泡1 h，将液体倒入滤纸漏斗上过滤，待水滴干后称重。

式中：P0为米糠原料中的植酸含量；P1为米糠酶解后冻干粉中的植酸含量。

1.6 数据分析

数据采用Excel软件作图分析，产品理化指标测定数据采用SPSS 18.0对各组数据分析。

松密度的测定：

取2块饼干样品，用天平称其质量m（g），再用游标卡尺分别测量每块饼干的长度、宽度和厚度（cm），计算饼干总体积 V（cm3）。

P＝m／V

式中：P为松密度／g／cm3；m为样品的质量／g；V为样品得体积／cm3。

硬度的测定：

用TA-XT2i质构仪测定饼干硬度，采用圆柱状P／2探头，初始速度 2 mm／s，测试速度 0.5 mm／s，结束速度10 mm／s。

植酸降解率的测定：

2 结果与分析

2.1 纤维素酶添加量对膳食纤维品质的影响

取100 g稳定化米糠，添加植酸酶0.5%（以稳定米糠质量计），加水量1∶5，pH 2.5，温度37℃，转速150 r／min，水解2 h，分别添加纤维素酶0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%（以稳定米糠质量计）调整 pH为5.5水解 2 h，3 000 r／min离心 5 min，冻干粉碎后测定IDF／SDF比值的影响。

膳食纤维的主要成分是纤维素和半纤维素以及非淀粉类的多糖及寡糖。在不添加纤维素酶的情况下，见图2，膳食纤维主要以IDF为主，IDF／SDF比例较高，随着纤维素酶的添加部分IDF水解为SDF，IDF和SDF的比例发生变化，提高了膳食纤维的品质。纤维素酶添加量在0.5%～1.0%之间，IDF／SDF比值下降明显，而纤维素酶添加量在1.0%～2.5%之间时，IDF／SDF比值趋于平稳，说明纤维素酶与细胞壁纤维素底物的结合和作用浓度有限，因此降解程度也是有限的，试验选择纤维素酶添加量1.0%，此时IDF／SDF＝8，可溶性膳食纤维含量12.5%，达到高品质膳食纤维的标准。

图2 纤维素酶添加量对膳食纤维品质的影响

2.2 植酸酶添加量对植酸的影响

取100 g稳定化米糠，分别添加植酸酶0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%（以稳定米糠质量计），加水量1∶5，pH 2.5，温度37℃，转速150 r／min，水解2 h，再添加纤维素酶1.0%（以稳定米糠质量计），调整pH为5.5水解 2 h，3 000 r／min离心 5 min，冻干粉碎后测定植酸，并计算植酸降解率。

图3 植酸酶添加量对植酸的影响

植酸在人体胃肠道环境下带负电荷，将与带正电荷的矿物元素形成不溶性复合物，同时，Belei［8］研究发现，植酸可以与食物中的蛋白质和氨基酸结合为不溶性复合物，导致生物体吸收矿物质和蛋白质受到抑制，因此利用米糠的同时降解植酸是很必要的。植酸酶可以催化植酸及植酸盐生成对人体有益的肌醇。从图3可以看出，植酸酶可以很好的将植酸降解。植酸酶添加量在0.2%～0.8%之间，植酸降解率明显增大，而植酸酶添加量在0.8%～1.0%之间时，植酸进一步降解缓慢，试验采用植酸酶添加量0.8%，植酸降解率为82.4%，而文献降解率可达到95%，这可能与植酸酶活力和添加量有关。

2.3 米糠添加量对米糠营养饼干品质的影响

图4 米糠添加量对米糠营养饼干感官和持水性的影响

取稳定化米糠20%、25%、30%、35%、40%（按小麦粉质量计），添加植酸酶0.8%（以稳定米糠质量计），加水量 1∶5，pH 2.5，温度 37℃，转速 150 r／min，水解2 h，再添加纤维素酶1.0%（以稳定米糠质量计），调整 pH为5.5水解2 h，加热100℃，5 min，使酶失活，真空旋转蒸发得到米糠营养素浓缩物，在配方基础上，加入20%油脂（按小麦粉质量计），调粉后制作米糠营养饼干，考察米糠添加量对饼干感官评价、持水性、松密度和硬度的影响。从图4可以看出，米糠添加量对饼干的感官有明显影响，随着米糠添加量的增加，感官得分明显下降，在预试验中按米糠添加量50%制作米糠营养饼干，但此时饼干过硬不酥松，组织出现空洞现象，口感粗糙，因此试验米糠添加量设置在20%～40%之间，饼干感官得分在优质等级中。同时考虑到饼干持水性、硬度和松密度3个指标，由图4～图5所见随米糠添加量的增加，持水性、硬度和松密度明显提高，这主要与米糠中SDF有关，综合考虑饼干的营养和感官指标，米糠添加量选择30%（以小麦粉质量计）。目前公开发表的直接添加米糠开发米糠膳食纤维饼干的研究结论中，添加米糠量一般在5%～10%之间［9-10］，而本试验通过酶解米糠添加量可增加至30%，大大增加了产品营养，降低了成本，具有较高的经济效益。

2.4 植物油添加量对米糠营养饼干感官品质的影响

植物油是影响饼干加工和品质的主要因素。取稳定化米糠40%（按小麦粉质量计），添加植酸酶0.8%（以稳定米糠质量计），加水量 1∶5，pH 2.5，温度 37℃，转速150 r／min，水解 2 h，再添加纤维素酶 1.0%（以稳定米糠质量计），调整pH为5.5水解2 h，加热100℃，5 min，使酶失活，真空旋转蒸发得到米糠营养素浓缩物，在配方基础上，分别加入15%、20%、25%、30%、35%油脂（按小麦粉质量计），调粉后制作米糠营养饼干，考察油脂添加量对饼干感官品质的影响。

图5 米糠添加量对米糠营养饼干感官和持水性的影响

油脂主要影响饼干疏松度和口味。从图5可以看出，油脂添加量控制在15%～30%之间，米糠营养饼干的感官评分随着添加量的增加而提高，而油脂添加量控制在30%～35%之间，米糠营养饼干感官评分随着添加量的增加而降低。此时饼干有轻微“走油”现象，这与膳食纤维不持油有关，有利于人体健康，综合感官得分和经济成本两方面考虑，试验采用油脂添加量25%。

图6 油脂添加量对米糠营养饼干感官品质的影响

2.5 米糠酶解物营养饼干的品质

为考察添加米糠酶解物制备的饼干中营养品质的改善情况，采用空白对照试验加以对比，由表2可知，按照试验确定的配方和工艺过程，研发的米糠酶解物营养饼干与未添加米糠酶解物制备的饼干相比，脂肪、蛋白、总膳食纤维、总糖、灰分和含水量都有不同程度的增加。统计分析结果显示，蛋白质、总膳食纤维和总糖均呈极显著差异（P＜0.01），脂肪和灰分呈显著差异（P＜0.05），其中蛋白质含量增加67%，总膳食纤维含量是对照的4.99倍，灰分含量是对照的2.6倍，灰分主要包括矿物质和无机盐类物质，说明矿物质含量明显提高。这与添加酶解米糠营养素浓缩物有关，酶解使得总膳食纤维中IDF／SDF＝8，符合高品质膳食纤维标准。

表2 米糠酶解物营养饼干理化指标

3 结论

3.1 采用植酸酶和纤维素酶预处理米糠，添加量分别为0.8%和1.0%（以稳定米糠质量计），植酸降解82.4%，可溶性膳食纤维质量分数12.5%。米糠添加量30%时，酶解米糠营养饼干感官品评优质，饼干硬度 1 236 g，持水性 4.4 g／g和松密度 1.1 g／cm3。3.2 从米糠酶解物营养饼干的理化指标中可以看出，在此工艺下，蛋白质、总膳食纤维和灰分质量分数分别为9.74%、4.79%和2.94%。与空白对照组相比蛋白质含量增加了67%，总膳食纤维含量是对照组的4.99倍，灰分含量是对照组的2.6倍。经过酶解米糠中植酸大部分降解，部分IDF转化为SDF，同时释放被螯合的蛋白质及矿物质，大大增加了产品的营养成分。

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