巩发永

（西昌学院，四川西昌615013）

压力和水分对苦荞米花气流膨化倍数的影响

巩发永

（西昌学院，四川西昌615013）

以苦荞麦为原料，研究不同压力和水分添加量对苦荞米花膨化倍数的影响。结果表明：压力和水分添加量对苦荞米花膨化倍数均有影响；在试验条件范围内，随着水分添加量的增大，苦荞米花膨化倍数先增大后减小；随着压力的增大，苦荞米花膨化倍数逐渐增加；在水分添加量为3.4%、压力为1.2MPa时，苦荞米花的膨化倍数理论最大值为28.7，试验验证值为28.4。

苦荞麦；气流膨化；膨化倍数

苦荞麦为蓼科荞麦属植物，又名鞑靼荞、野荞麦、万年荞、野南荞，主要分布于中国西南、中南、华北等地区[1]。苦荞麦是一种独特的食药两用粮食作物，不仅含有淀粉、蛋白质、维生素、矿物质，还含有芦丁、荞麦碱、植物甾醇类、硫胺蛋白质等功能性物质[2-5]。现代临床医学观察表明，苦荞麦及其制品具有降血糖、降血脂、降糖尿、防辐射、健胃消食和增强人体免疫力等作用，对糖尿病、高血压、高血脂、冠心病、中风等病人都有辅助治疗作用[6-9]。

苦荞麦口感与小麦、大米等粮食作物有较大差异，不易被以小麦、大米为主食的人群接受，通过气流膨化工艺可以改善苦荞食品的口感[10]。压力和苦荞含水量对气流膨化效率、气流膨化效果及产品感官评价指标具有重要影响。由于苦荞气流膨化要经过高温处理，其内含的保健成分不可避免的会有一定程度的损失，同时，其质构也会发生很大变化。与苦荞生粉相比经过气流膨化制得的苦荞粉总黄酮和芦丁含量明显降低，槲皮素含量差别不大；气流膨化能明显改善苦荞粉的水溶性、吸水性以及延展性；气流膨化能明显降低苦荞粉的密度，改善其感官品质[11]。苦荞米花的膨化倍数越大，苦荞麦的脱壳效果越好，本试验以压力和水分添加量为主要因素，以苦荞米花膨化倍数为指标，以确定合适的操作条件，得到品质较好的产品，为气流膨化苦荞麦提供一个合适的压力和水分添加量参考值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

苦荞麦（水分含量为13.6%）：由西昌航飞苦荞有限公司提供。

1.2 试验仪器

电子计量称：厦门佰伦斯电子科技有限公司；电热鼓风干燥箱：北京市永光明医疗仪器厂；气流式粮食膨化机：武汉香来尔食品机械有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 均匀试验设计

根据试验目的，选压力（MPa）、水分添加量（%）为试验因素，每个因素取5个水平，按U5（53）均匀设计表安排试验因素。设计因素水平表见表1。

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

1.3.2 试验安排

准确称取5份2 500 g苦荞麦置于洁净干燥的5个不锈钢盘中，喷水量分别为 0、50、100、150、200 g，混合均匀。将混合均匀的苦荞麦分别放入气流膨化机中进行膨化，压力分别达到 0.8、0.9、1.0、1.1、1.2 MPa 时释放，完成一个样品膨化之后立即收集，收集完之后再进行第二个样品的膨化。试验设3次重复。

1.4 测定方法

用电子天平称取50 g苦荞米，用100 mL量筒测量其体积。再称取50 g膨化后的苦荞米花，用1 000 mL量筒测量其体积，苦荞麦的膨化倍数由两者的体积比得出。

1.5 数据分析

采用DPS软件进行均匀试验设计、作图及数据分析。

2 结果与分析

2.1 均匀试验设计结果

均匀试验方案及结果见表2。

表2 试验方案及结果Table 2 Experimental design and results

2.2 压力和水分添加量对苦荞米花膨化倍数的影响

根据上述试验结果，利用二次多项式回归分析，以回归系数建立水分添加量、压力两个因素的数学回归模型：

式中：X1、X2为压力和水分添加量。

回归方程的相关系数R=0.999 999，显著性检验F=124 377.922 6，P=0.002 1＜P=0.01极显著，说明模型的预测值与实际值吻合非常好，模型成立。在压力为1.2 MPa、水分添加量为3.4%时，苦荞米花的膨化倍数最大，为28.7。根据模型绘制三维图，具体结果如图1所示。

图1 压力和水分添加量对苦荞米花膨化倍数的交互作用Fig.1 Interaction of pressure and added water content on the popping fold of Tartary buckwheat rice flower

从图1可以看出压力和水分添加量对苦荞米花膨化倍数均有影响。随着水分添加量的增大，苦荞米花膨化倍数先增大后减小，最合适的水分添加量为3.4%；随着压力的增大，苦荞米花膨化倍数逐渐增加。

2.3 压力降维分析

压力降维分析见图2。

图2 压力降维分析Fig.2 Dimension reduction analysis of pressure

由图2可知：在相同水分添加量条件下，随着压力的增加，苦荞米花膨化倍数均表现出逐渐增大趋势，每增加0.1 MPa，苦荞米花增加的膨化倍数逐渐降低。为保证苦荞麦的脱壳效果，同时便于苦荞壳和苦荞米花的分离，膨化压力应选择在1.1MPa～1.2MPa时较好。

2.4 水分添加量降维分析

水分添加量降维分析见图3。

图3 水分添加量降维分析Fig.3 Dimension reduction analysis of added water content

由图3可知：在相同压力条件下，随着水分添加量的增大，苦荞米花膨化倍数均表现出先增大后降低的趋势；为保证苦荞麦的脱壳效果，同时便于苦荞壳和苦荞米花的分离，水分添加量应控制在一定范围内，结合压力和水分添加量对苦荞米花膨化倍数的数学回归模型，水分添加量在2～4水平（2%～6%）范围内时，苦荞米花膨化效果较好，在水分添加量为3.4%时，苦荞米花的膨化倍数最大。

3 结论

由以上研究可知，在苦荞麦进行气流膨化的过程中，压力和水分添加量对米花膨化倍数均有影响；由均匀试验的二次多项式数学回归模型可知：在水分添加量为3.4%、压力为1.2 MPa时，苦荞米花的膨化倍数理论值最大，为28.7，经试验验证为28.4。在试验条件范围内，随着水分添加量的增大，苦荞米花膨化倍数先增大后减小，水分添加量在2～4水平（2%～6%）范围内时，苦荞米花膨化效果较好；随着压力的增大，苦荞米花膨化倍数逐渐增加，为保证苦荞麦的脱壳效果，同时便于苦荞壳和苦荞米花的分离，膨化压力应选择在1.1 MPa～1.2 MPa时较好。

笔者前期研究表明，苦荞麦经气流膨化制得的气流膨化苦荞粉在感官上明显好于苦荞生粉。颜色由乳黄色变为乳白色；香气由淡淡清香、有面粉气味和苦荞的特有香味变为淡淡熟制香甜气味；此外，蓬松度也得到大大改善。与苦荞生粉相比，气流膨化粉中总黄酮、芦丁、槲皮素含量分别由原先的1.42%、1.17%、0.13%，降低为0.87%、0.72%、0.11%，分别降低了38.73%、38.46%、15.38%；水溶性指数和吸水性指数由4.40%和2.216增大至19.0%和5.264，分别增加了3.32倍和1.38倍，水溶性和速溶性均有显改善。苦荞米花经粉碎后可加工成苦荞速溶粉，其速溶效果远好于苦荞挤压膨化粉，此外还可制成苦荞奶茶、苦荞速溶麦片，苦荞米酥等产品，不同的产品对苦荞米花膨化倍数要求不同，各类产品可结合气流膨化脱壳效果选择合适的压力和水分添加量确定最佳的苦荞米花膨化倍数。

[1] 王安虎,夏明忠,蔡光泽,等.浅议栽培苦荞的地理起源中心[J].西昌学院学报(自然科学版),2008,22(1)：4-7

[2] Gong F Y,Li F L,Zhang,W M,Li J,et al.Effects of Crude Flavonoids from Tatary Buckwheat on Alloxaninduced Oxidative Stress in Mice[J]Bangladesh Journal of Pharmacology,2012,7(2)：124-132

[3] Fayong GONG,Shiming XIAO,Jing LI.Current Situations and Development Ideas of Buckwheat Tea Industry in Liangshan Prefecture[J].Asian Agricultural Research,2013,5(6)：40-42

[4] Jing Li,Fayong Gong,Fenglin Li.Hypoglycemic and hypolipidemic effects of flavonoids from tatary buckwheat in type 2 diabetic rats[J].Biomedical Research,2016,27(1)：132-137

[5] 姚佳,靳秔,贾健斌.苦荞黄酮及其生理功能的研究进展[J].食品科技,2014,39(10)：194-197

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[10]巩发永.气流膨化对苦荞全麦茶品质的影响[J].湖北农业科学,2013,52(16)：3908-3911

[11]巩发永.膨化方式对苦荞粉品质的影响[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

四川省科技支撑计划“凉山苦荞现代产业链关键技术研究与集成示范”（14ZC2164）；“四川苦荞麦”重点实验室建设基金（12SJ5005）

巩发永（1978—），男（汉），副教授，硕士研究生，研究方向：农产品加工与贮藏。

2016-04-02