闫美姣 李云龙 何永吉 仪 鑫 孙元琳 赵 琳

(1. 山西省农业科学院农产品加工研究所，山西 太原 030031；2. 特色农产品加工山西省重点实验室，山西 太原 030031；3. 山西大学生命科学学院，山西 太原 030006；4. 运城学院生命科学系，山西 运城 044000)

中国杂粮品种丰富且是主要生产国[1]。杂粮含有丰富的微量元素、维生素、膳食纤维以及生物活性成分，对糖尿病、高血压、高血脂等代谢异常类慢性病有良好的预防和控制作用[2]。青稞和燕麦的膳食纤维丰富，富含β-葡聚糖[3-5]；燕麦和藜麦的氨基酸组成合理[6-8]；甜荞和苦荞同属蓼科荞麦属，富含黄酮类物质[9-10]，都是重要的杂粮品种。随着消费观的改变以及食品加工行业的发展，将杂粮主食化一直是人们面临的问题[11]。面条是亚洲国家常见的传统主食，制作简单，食用方法多样，深受人们喜爱[12]。在小麦粉中加入适量杂粮，不仅可以增加面条的营养价值，还能使面条具有独特的风味和口感。

粉质特性是谷物粉的重要加工特性之一，决定着面条的复水性、硬度、弹性、蒸煮损失以及其他特性，显著影响面条的质地和口感。研究[13]表明，超微粉碎会产生较多的破损淀粉，膨胀度大，常温下持水力高。轻度损伤的淀粉颗粒可以改善面条质构，损伤过度则会使面条品质下降[14]。彭国泰[15]研究发现干法制粉得到的糙米粉具有更高的吸水指数、水溶性和膨胀势，半干法和湿法磨粉获得的糙米粉的黏度糊化温度高于干法磨粉的。半干法磨制小米粉的吸水能力好，具有较高的溶胀能力，淀粉损伤程度小，小米面条富有弹性、蒸煮损失小[16]。

试验拟通过对5种杂粮(燕麦、青稞、苦荞、甜荞、藜麦)的基本成分、破损淀粉和直链淀粉含量、粒径分布状态、面团流变学特性和水合特性进行测定，深入了解不同杂粮粉的粉质特性，研究5种杂粮粉的面条加工适应性，为杂粮面条的发展提供依据。

1 试剂与仪器

1.1 材料与试剂

苦荞(晋荞麦5号)、甜荞(晋荞麦3号)、燕麦(白燕2号)、青稞(藏青2000)、藜麦(冀藜1号)：山西省农业科学院农产品加工研究所；

膳食纤维试剂盒、α-淀粉酶(真菌酶，≥10 U/mg)、马铃薯直链淀粉、马铃薯支链淀粉：美国Sigma公司；

D-无水葡萄糖、可溶性淀粉、2-(N-吗啉代)乙烷磺酸、重铬酸钾等均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

五谷杂粮磨粉机：HK-860型，广州市旭朗机械设备有限公司；

离心机：TGL20C型，湖南湘立科学仪器有限公司；

紫外分光光度计：A380型，翱艺仪器(上海)有限公司；

数显恒温振荡器：SHA-CA型，常州朗越制造有限公司；

混合实验仪：MIXOLAB2型，法国肖邦公司；

激光粒度分析仪：BT-2001型，丹东百特仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 杂粮粉的制备 将5种杂粮籽粒除杂后清洗晾干。利用脱壳机脱去苦荞和甜荞籽粒外的黑色硬壳，保留麸皮，利用垄谷机去除藜麦表皮。将处理后的5种杂粮用五谷杂粮磨粉机磨粉后全部过80目筛，于-4 ℃密封保存。

1.3.2 基本成分测定

(1) 水分：按GB 5009.3—2016执行。

(2) 总灰分：按GB 5009.4—2016执行。

(3) 蛋白质：按GB 5009.5—2016执行。

(4) 脂肪：按GB 5009.6—2016执行。

(5) 淀粉：按GB 5009.9—2016执行。

(6) 总膳食纤维：按GB 5009.88—2014执行。

(7) 破损淀粉：按GB/T 9826.88—2008执行。

(8) 直链淀粉：按GB/T 15683—2008执行。

1.3.3 粒径分布 取少量杂粮粉样品，使用激光粒度分析仪进行测定。

1.3.4 面团流变学特性 利用肖邦混合实验仪对5种杂粮全粉进行面团流变学特性的测定。采用Chopin+80 g程序，试验过程中观察目标扭矩C1值是否在(1.10±0.05) N·m 范围内，若C1值不在，则调整预估吸水率来调节杂粮粉和水的量直至符合扭矩范围[17]。

1.3.5 水合特性 称取0.1 g样品，加入20 mL蒸馏水，轻轻震荡至混匀，分别于25，100 ℃振荡30 min，6 000 r/min 离心15 min，将上清液烘至恒重记为P，湿沉淀物质称重记为S[18]，分别按式(1)～(3)计算持水力、水溶性及溶胀性。

(1)

(2)

(3)

式中：

WAI——持水力；

S——湿沉淀物质质量，g；

D——样品干重，g；

WS——水溶性指数，%；

P——上清液干重，g；

SP——溶胀性。

1.3.6 数据处理 试验所得数据均为3次重复的平均值，结果以(x±s)表示，采用IBM SPSS Statistics 24软件进行数据分析，通过Duncan多重检验进行数据间的显著性差异分析，采用Origin 9.0软件作图分析。

2 结果与分析

2.1 基本成分

由表1可知，5种杂粮粉的灰分、脂肪、膳食纤维含量均具有显著性差异(P<0.05)，其中甜荞的灰分含量最高，为2.58%，说明甜荞的矿物质含量较高；燕麦和藜麦的脂肪含量显著高于其他3种杂粮全粉，含量分别为9.48%，9.38%；甜荞的膳食纤维含量最低(4.90%)，青稞的最高(20.94%)，是甜荞的4.3倍。甜荞的蛋白质含量最高，为18.13%，青稞的最低，苦荞的蛋白质含量与青稞和藜麦的差异不显著(P>0.05)；5种杂粮粉的淀粉含量为60%～75%，其中苦荞的最高，为70.77%。

表1 不同杂粮粉营养成分†

破损淀粉是在磨粉过程中受到损伤的淀粉[19]。当破损淀粉含量较高时，制作的面条偏软，品质较差。5种杂粮中，燕麦的破损淀粉含量最高，为24.68%，淀粉损伤严重；苦荞的破损淀粉含量最少，显著低于其他4种杂粮粉(P<0.05)。苦荞的直链淀粉含量显著高于其他4种杂粮粉(P<0.05)，为23.46%，说明苦荞的面制品比较容易老化[20]，藜麦的直链淀粉含量最少，为7.62%，燕麦与青稞的直链淀粉含量并无显著性差异(P>0.05)。

2.2 粒径分布

粒径分布对杂粮粉的吸水率、破损淀粉含量以及感官品质影响显著，粒径越小，淀粉损伤越大，破损淀粉含量越高，杂粮粉越容易吸水[21]。由表2可知，燕麦粉与藜麦粉的粒径分布无显著性差异(P>0.05)，均小于其他3种杂粮粉，说明燕麦粉和藜麦粉粉质细腻，但所含破损淀粉含量也相对较高。青稞粉的粒径显著大于其他4种杂粮粉(P<0.05)，且粒径分布范围较大，表明青稞粉粉质不均匀，比较粗糙。

表2 杂粮粉的粒径分布†

2.3 面团流变学特性

由图1可知，藜麦第一阶段的扭矩明显小于其他4种杂粮，说明藜麦和面时的耐揉性较差，搅拌刀与面团彼此之间的剪切力较小，面团容易稀化。燕麦、青稞、苦荞和甜荞的曲线前期较类似，但从C2开始，曲线出现差异，燕麦和青稞的糊化温度和糊化时间均小于苦荞和甜荞的，说明燕麦和青稞相对容易糊化，但扭矩值下降较快，表明燕麦和青稞中淀粉酶的活性较强。苦荞和甜荞的面团扭矩持续升高，C3值明显高于燕麦和青稞的，说明苦荞和甜荞经糊化后面团的硬度和胶黏性较强，但当温度下降后，其终点值较高，说明苦荞和甜荞比较容易回生。

C1. 揉混面团时扭矩最大值，可表示吸水率；C2. 蛋白质的弱化程度；C3. 糊化黏度最大值，可表示淀粉的糊化特性；C4. 淀粉糊化热稳定性；C5. 淀粉的回生特性；α. 加热过程中蛋白的弱化速度；β. 加热过程中淀粉的糊化速度；γ. 加热过程中酶的降解速度

通过测定5种杂粮粉中的膳食纤维发现，杂粮粉的吸水率随膳食纤维含量的增加而升高。由表3可知，甜荞的吸水率最低，为51.00%，青稞的最高，达95.50%，燕麦的吸水率也较高，是因为青稞和燕麦中富含膳食纤维，容易吸水。燕麦的C1时间和稳定时间显著高于其他4种杂粮粉(P<0.05)，分别为4.45，8.20 min，说明燕麦的面团耐揉性最好。甜荞和藜麦的C1时间和稳定时间最短，且均<2 min，说明甜荞和藜麦所形成的面团耐揉性较差。

C2为蛋白弱化度，C2越小，说明蛋白弱化程度越大。由表3可知，5种杂粮粉的蛋白弱化度差异显著(P<0.05)，但蛋白弱化速度并无显著性差异(P>0.05)，其中藜麦的弱化度最小，仅为0.09 N·m，明显低于其他4种杂粮粉，说明藜麦的蛋白弱化程度最大，和成面团后容易产生稀化反应，使面团黏度降低。藜麦的糊化时间最长，明显高于燕麦和青稞，但与苦荞和甜荞的糊化时间无明显差异(P>0.05)，说明藜麦、苦荞、甜荞的蒸煮时间相近，且高于燕麦和青稞。

表3 不同杂粮粉的蛋白与淀粉特性†

由表3还可知，苦荞和甜荞的糊化特性明显高于燕麦、青稞和藜麦，其中苦荞的糊化特性最强，且糊化速度最快，说明苦荞面团的黏度最大，组织黏连性最好。5种杂粮粉的糊化热稳定性差异显著(P<0.05)，其中青稞的淀粉热稳定性最低，说明加热时青稞中的淀粉酶还具有较高活性，使淀粉降解，出现扭矩降低的现象。而甜荞的C3-C4出现负值，可能是样品储存时间较长，且糊化温度较高，淀粉酶失活，无法水解淀粉，出现黏度上升的现象。5种杂粮中，甜荞最容易回生，青稞与燕麦、藜麦的回生特性无显著差异(P>0.05)。

综上，青稞和燕麦的吸水率较高，面团形成时间和稳定时间长，且糊化时间短，回生值较低，容易蒸煮。苦荞的吸水率适中，面团形成时间和稳定时间较长，面团结合力较强，且糊化时间较短，淀粉糊化特性和淀粉糊化热稳定性最强，不容易崩解。甜荞的吸水率最低，容易回生，但甜荞的淀粉糊化特性和热稳定特性较好。藜麦的面团形成时间和稳定时间较短，糊化时间长，其面团扭矩也明显低于其他4种杂粮粉，说明藜麦的蛋白弱化程度大，面团结合力较弱，和成面团后容易产生稀化反应，不适合制作面条。

2.4 水合特性

由表4可知，燕麦的水溶性、持水力及溶胀性在25，100 ℃时都低于其他3种杂粮。当温度为100 ℃时，4种杂粮的持水力和溶胀性均存在显著差异(P<0.05)，苦荞的持水力和溶胀性最高，表明所制作的面条越光滑[22]，口感好，甜荞和藜麦的次之。当温度为25，100 ℃时，甜荞的水溶性均高于其他杂粮，说明甜荞的加工产品在高温糊化后的混汤现象较严重，预示着由甜荞所制作的面条的蒸煮损失率较高。

表4 不同杂粮粉的水合特性†

3 结论

对燕麦、青稞、苦荞、甜荞、藜麦5种杂粮的基本成分、粒径分布、面团流变学特性及水合特性进行了分析。结果表明，5种杂粮粉具有不同的粉质特性，其中青稞、燕麦和苦荞的吸水率较高，面团流变学特性较好，面团稳定性好，有着良好的持水力和溶胀性，预测比较适合制作杂粮面条。后续可对其杂粮面条的加工适应性进行研究。