（食品科学与工程专业论文）大麦（hordeum+vulgare+l）理化特性及其挤压膨化加工机理与应用的研究.pdf

董查塑! 奎耋堕竺! 竺垒蟹兰：! 堡丝塑垡壁基堑堡墅丝垫三垫堡兰生里塑塑塞 大麦强r 口，咖惭陀l 夕 理化特性及其挤压膨化加工机理与应用的研究 摘要 ( 大麦是我国主要的栽培作物之一，其含有丰富的营养成分和较高的营养保健价值， 在改善国民营养健康水平和促进我国营养保健食品的发展中起着重要的作用林研究以 大麦和发芽大麦为研究对象，对其在生物学、物理、化学和深加工技术等因素的影响下 内部营养成分和加工品质的变化机理进行了深入、系统的研究，实验结果表明： 大麦蛋白质中谷氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸和精氨酸含量较高，限制性氮基酸为蛋氨 酸和色氨酸，赖氨酸的含量高于小麦的，表现出较好的营养品质；大麦蛋白质组分中醇 溶蛋白和麦谷蛋白含量较低，是其不能形成面筋网络组织的主要原因；大麦中含有b 葡聚糖和多酚类化合物是其生理活性功能较强的主要因素之一 发芽处理能显著提高大麦自身的营养价值与未发芽处理的相比，两品种发芽4 8 h 、 7 2 矗和9 6 h 的大麦中有效赖氨酸、还原糖和b 葡聚糖的含量平均增长了6 5 、2 0 5 1 、 2 7 7 ；1 9 5 、3 2 2 3 、4 4 2 和2 1 5 、5 1 6 7 、1 2 4 5 ：从s 值平均增长了8 2 、 1 9 2 和2 6 5 营养价值明显提高矿物质对发芽处理的反应变化不大土 挤压膨化处理对大麦和发芽大麦中主要营养成分、质构的变化有显著影响作用f 与 未膨化处理的相比，随着挤压膨化处理条件的提高，大麦和发芽大麦中各种氨基酸、还 原糖、b 葡聚糖和淀粉的含量明显下降，而褐变强度和膨化度则明显上升，质地结构 由片状组织向气孔网状及海绵状组织发展；各种营养成分消长规律明显，并存有显著的 相关性；发芽处理对提高挤压膨化产物蛋白质的总体营养价值有一定的促进作用在螺 杆转速为1 3 0r 邮、挤压温度为1 3 0 、物料水分为2 0 的处理条件下其从s 值高于未 f 发芽处理的但发芽处理对增加膨化处理的褐变强度有一定的辅助作用，即在同一膨化 处理条件下，发芽处理的褐变强度高于未发芽处理的大麦和发芽大麦最佳挤压工艺参 数范围为l 螺杆转速 1 4 0 r p m 1 5 0 r p m 】；挤压温度 1 5 0 1 】；水分含量【1 5 2 5 j ； 进料量为5 0 0 幽乩 挤压过程中淀粉的分子量和体积变化主要发生在支链淀粉上，而对直链淀粉的影响 不大；支链淀粉分子的裂解主要发生在a 1 6 苷键上：其降解度：t r i 为1 8 6 ；盹 为3 1 4 d ；t b 为卯。2 】；1 h 为6 5 4 6 添加过量挤压大麦粉和发芽大麦粉造成小麦粉粉质品质和焙烤品质下降的机理是： 随着挤压大麦粉和发芽大麦粉添加量的增多，小麦粉面团的贮能模量( g ，) 和损耗模量 中国农业大学博士学位论文 ( g ，) 值降低，损耗角正切( t a f l6 ) 值增大面团吸水量提高，蛋白质水膜形成，面 筋网络组织形成受阻，面团高分子聚合物合成减少，低分子聚合物增多，面团粘弹性下 降，面团的粉质特性和焙烤品质降低 以大麦芽粉为主要原料生产制作的a d 钙大麦芽营养麦片，营养丰富，氨基酸含量 ，转速3 - 5 r p m 成片厚度在1 2 衄之间) 关键词：挤压膨化；发芽大麦：大麦v 有效赖氨酸：9 葡聚糖t 4 粘弹性；营养成分。 2 s t u d y o nt h e p h y s i c o c h e m i c a l c h a r a c t e ra sw e ua se x t r u s i o n p i o c e s s i n gm e c h a n i s m a n d a p p i i c a t i o no fb a r l e y t h o r d e h mv 越g 诩el ) a b s l l a c t b 盯l e y 仔f a ，出啪刚g 讲譬l ) i so o f l em a mc u l t i v a t e dc m p s i no l l rc o m i 自呼i ti 5 a b t l f i d 跚ti nn u 研矗o nl l l l dl l a ss u p e 矗o rn u 研虹o nh m i y 涮l l c w 蝴c h p l 曩y sa ni m p o n a n t r o l e i ni m p v i n gt l i em i 埘t i o nh e a l t l l yl e v e lo fo c h i 聆珥如dd e v e l o p i m gm en 嘣廿h 蛐 f b o db a r l e ya n dg c 哪i n a l i o nb 酊i e yw 雒l e e d 船托a r c ho b j e c ti i it i i i ss t u d y tad 唧 s y s t e m 船e a 托hw o f i ( h a db n 咖d u c 剐她c h 曲蒈髂o fn u 螂d 彻m p 嘴i 埔m 如d p r o c 铭s i n gq u a l 蚵m t l a 面s mo f b a 订e y 锄dg 咖1 m a t 洲e y 州c h w e 托i i i n 呦c c db yt l l e f 砬t o 培o f b i o l o 秭p l i y s i c a lc i l e m i c a l 蛐dp m c 嚣s i i l gt c c t l l 的l o g y t h ee 砷咖n t r 嚣u l 乜w e a sl - o l l o 、v s ： l i lt l l ep r a i c i no f b a r l e y t t i ec o n t e n bo f g l l l ，p f o ，p h e ，a l ga m t i i g h ，a r l dt t 】幢l i m i 诅t i 帅i n o 池a 他m c t 柚dt r p t h e c o n t c m o f l y s i n b a r l e y i s h i g h e r t i l a 】m m 砒i 1 1 w t 怵w h i c h s h a w e dj h a da g o o dn 删t i 伽q u a l j 吼t 1 1 e r e a s o nf o 】h a f j e yp r 砷l i n 湘f i o n n s9 1 u 咖n e f 矗s s u e w t h ec o n t e n tl e 鹞o f p r o l 锄i r 把a n dg l u l e mi nt h ep m t e i no f b a r l e y t h c eo f m a t nf h 眦。硌 f o r b 矾c ys h a w i n gl l i 曲b i o l 啷c a l d v i t y 觚甜。惦m i g h tl i e m 乜h i 曲b - g l u c 眦a n d 酬y p 把n o lc h 啪i c a lc o m p o m l d c o n t e f l t t h en 删t i o nv a l u eo fb a r i c yw 船i n c a s e ds i g n 墒c 柚u yb yg e 眦m 砒i o n 缸朗舡l l e n t c 啪p 删1 i mu n - g 咖i i i 曲e db l u l e y t h e 硎e n t o f 枷i a b l el y s 址，f e d i n g 叫辨璐鲫i db g i t 瑚no ft w og e 咖i 舱旭db a c y e 矗髂w h i c h 弘m j n 删w i t l l4 8 量l 7 2 1 1 9 6 l i 删锄萨 i n c r e a s c d6 5 2 0 5 1 2 7 7 1 9 5 3 2 2 3 ，4 4 2 姐d2 1 5 5 1 6 7 2 4 5 糟s p e c t j v e i y n 圯从sv a l 嶙o ft w og e 皿m 龇c db 砌e yv 面嘶伪w e 8 2 1 9 泓，柚d 2 6 5 m g i l e r 妇n 吐l 砒o f l m - g c 咖i n a 【把d e y n ec 触to f g e 咖j i l a i 蛔臼咖t 册t 量】时 c h a r 学s o f m 岫r a li sl i m e e x 岫i o n 缸e a 舡r i e mk i dag 他缸e 丘k to nt i i em a i nn 嘶t b nc o m p o s m o l l ，t c 】c l u 托锄d p r 骼s i n gq 删姆o f b 州e y 锄dg e 册i n a 刚e y c o m p a r e dw 油盼_ e x 撖l s i o n 缸e 咖曲m e c o n t e n to f 州。璐锄i i i o i d s ，f e d u c m gs u g a 幅， b - g l u 咖柚ds t a f c hi i ig e m i r i 砒e d 孤d u n - g e m l i n 删b a r l c yd e c 他器c d t h ee ) c h m i 仃e 咖c n tc o n d m o nr a i s i r 强恤eb r 州v f i i i l g i n t e n s 蚵蛐dp u 伍n g 鹅乎刖懈，t l l et e x t u 他d e v e i o p s l i s 忉：把t o s t o m an c tt i s s u 器锄i d s p o n g et i 鹞雠，c o n 伪p d i i l g l y t h eg r o w m 蛐d d l i i l cl a wo f 州。峪n 删岵锄啪p 硒。惦 i so b v i o 吣d 谢n g 出u s i o n 缸毪l 舡n t ；t l l c 托w 鹤am 甜k e d 坞l a t i o nb e t w nt t i c m g e 咖i n a t i o n 仃咖n c n th a d 蛐o b v i o i i s l yc 触to nm em i s i l l g 即n 训m l h i 6 0 nv a l u eo f p r o t e mi t ie 】( t m s i o np f o d u a 协t h e 从sv a l o f g e n i l i l l 种e d 恤咖c n tw h i g h c r m 哪t h 砒o f 3 ! 里壅些查兰堡主兰竺笙壅 硼。g e m m a t e d t r e 咖e n t u n d e r m e t r e a 蛐e n tc o n d i 廿o n o f w d r i v 盯s p e e dc q u a l s t 01 3 0 r p m ， e 】c h l 戚t e m p e 埔l i l c q u a l st 0 1 3 0 舡l dm a l c r i a lm o i s t u 坞c o i l t e n te q u a l st 02 0 b u t g e 姗i i l 撕t r e 咖e mt l a das u p p l e m e n 乜r ye 侬：c t 仰t l l ei i ic r e 笛i l i gb r o w n i n gi n t e 璐时o f 【h u s i 帆p r o d u c 乜nw 鹊f o 吼dt l l a tt h eb r o 啪1 i n gi m 朗s i t yo f 群加1 i r 删c e d 心e 咖e mw 鹤 h j g h e rt l l 锄t 量l a to f 啪莒明n i 越刚舡咖肋硼d e rs 锄e 强吣i 的呦锄tc o n d 砌1 1 h c o p t 蚰啪p r o c e s s 抽gp 啪e t e rm n g eo fa ( 叭西f o rk i r l e y 锄d 蓼m i n 曲e db a f l c yw 鹳罄 f o l l o w i n g ；他w d r i v 盯s p e c d 【1 4 0 r q m ，1 5 0 呻】，c ) 【t m s i o nt e m p e 糟t u 托【1 5 0 ，1 6 0 】 m a t e r i a lm o i s t u r e n 蜘t 【1 5 ，2 5 吲，例锄。吼t 【5 0 0 咖血】 i i lt l l ec o u r o f c 廿1 坞i o i i ，t i l ec h 锄g e o f m o l e c u l 盯、 i g h t 蹰dv o i 岫em a i n l y c u r c d i i i 锄1 y 1 0 i e c t i o i l ，nl l a dl i n l ei n n u 蜘o na m y l o a i i l y l 饵l e c t i s p l i t t i 岵m 血i y c i l r 酣a l a - l ，6g l y c o s i d e sb o n d s ，t h ec a 协b 0 1 cd e g 嗽w 够n1 8 6 ，1 r 23 1 4 0 1 b6 0 2 1 ，1 h 6 5 4 6 t 1 l em l l a | l i 锄f o rt h ef a r i o 卿hc t l a m c t e r 蛐db a k i n gq u a l i d 砖a s e do fb l 岛删 w h e 玳n o 盯w 鹤t h es t o m g em o d u l m ( g ) 锄dl o 豁m o d u i 峭( g ”) o fd o u g hd e a 既斟，d 。l o 嚣 a n g l e ( 诅n6 ) 矾d a b s o r bw 砒c r 蛐。吼to f d o u g hi m a s e d ，w a l c rm c m b i 船eo f 觥i n f o l 胁酣，g l u t c nn e 6 鼹f o m l i i l gw 鹊b l o c k e d ，l l i g hp o l y m e 格o fd 伽g hd e a 啊黼d ，i 删 p o l y m e 幅o f d o u g hi l l 甜蜘d v i l a s t i cp r o p 硎o f d o u g hd 坞b s e d a d d i n g 锄1 0 吼t o f e x h m i b a n e yn o w 蛐dg e m i n 眦db a d c y n o 咐i i l c 坤a s e d a ，dc a l c i 姗b 州c y m a l tn 删t i o n m c a lw a s m a d eb yb 州e y m a l tn o w f o r i i l a i nr 州 m a t c r i a l w h i c hf i c l l e di i lv ，v d ，b g l u c 锄柚db i o l o g i c a la c t i v j t yc o m p o r i 廿也蛐dt l l e c o n t e n to f 州。吣眦m o i d s w e 化h i g h t h eo p 虹m 咖p l d 豁主i l gp a m m e t e r 瑚g eo f b a d e y m a l t 棚m 廿m c a lw 粘器f o u o 、v i n g ：s o e 锄p 他s s u 【6 2 6 3 l c g 锄】，咖咖e 赋i o n t e m p e 咖托【1 7 2 1 7 3 】f i g h t 慨lt e m p c 釉l l 【1 4 l - 1 4 2 】他wm t a 虹s p e e d 【2 - 4 r p m 】 r i g h tw t 啪it e m 牟伯t u 【1 4 0 - 1 4 l 】，s c 怫wr o t 娟o ns p e e d ( 3 - 5 r p m ) n 地t i i i c - m 髓so f s n c e 【1 - 2 胁】 k e yw o r d ：c 栅s i ；g e m i n a t e db 训e y ；b 盯l e y ；删i 砌ei y s 妇；b 埘u c 柚； “s c l a s t i c ；n 嘣吐o nc o m p o s i 廿o n 4 垄堕型坠j 望塑型! ! 竺堡l ! 竺兰：! 里丝塑竺壁苎塑垦壁丝垫三塑堡墨堕旦塑堡窒 第一章文献综述及立题思路 一、文献综述 大麦( 舭v 船l ) ，别名饭麦、赤膊麦等。大麦是最古老的栽培作物之一， 在世界粮食作物中，其产量仅次于小麦、水稻和玉米而居第四位。大麦不仅是重要的工 业原料，而且有着极其广泛的食用和药用价值步入2 0 世纪九十年代以来，随着世界 营养保健和方便食品生产的飞速发展，大麦食品的开发利用受到了国内外食品专家的关 注。被认为是今后一定时期内新型食品的开发热点p 1 ”。现就其研究文献综述如下。 l 大麦的起源与栽培史 大麦被人类栽培已有1 0 ，0 0 0 年以上的历史，早期的大麦栽培主要在东亚和西南亚 的古文明区，后来传至欧洲古代人以大麦为主食，至近代传到美洲，1 7 世纪初由英 国引入北美，荷兰和西班牙殖民者将欧洲和北非的大麦品种引入南美。近二、三百年来， 随着小麦的兴起。代替了大麦的主食地位。但在生态条件不甚适合小麦生长的地区，大 麦的面积仍然较为稳定l l 我国栽培大麦已有五千年的历史，在西汉以前就以大麦作为 主要粮食作物之一种植，般商时代已知用大麦麦芽酿酒，唐代用大麦作军粮到本世纪 三十年代，我国大麦播种面积曾达到9 ，5 7 0 万亩，总产量8 5 亿公斤，居世界各国的 首位。第二次世界大战后，大麦是世界发展速度最快的粮食作物，它既是粮食、饲料， 又是啤酒工业原料，在近代工农业生产和人民生活中占有相当重要的地位i l ”目前我国 大麦栽培面积大致在5 0 0 0 - 7 0 0 0 亩，产量5 5 亿公斤，主要分布在东南沿海盐碱地区、 长江中下游棉、麦两熟制和稻、麦三熟制地区以及青藏高原寒冷地区。江苏是我国的主 要大麦产区，总产量占全国总产量1 ，3 之多对大麦的应用，过去一个时期以来，我国 主要将其应用于生产麦芽及用作饲料，忽视了他在食品工业上的独特价值在大麦食品 的加工利用和科学研究上已落后于世界发达国家，如何综合有效的开发利用大麦这一丰 富资源，将是我国2 1 世纪食品工业不可忽略的一个重要的课题【7 j 2大麦的营养成分和食疗保健功效 大麦的营养价值十分丰富，与大米、小麦、玉米等主要粮食作物相比，大麦含有量 多且质好的蛋白质和氨基酸，丰富的膳食纤维、维生素b 复合体和尼克酸、铁、磷、 钙等矿质元素( 见表1 1 ) ，其营养成分总指标符合现代营养学所提出的高植物蛋白、高 维生素、高纤维素、低脂肪、低糖新型功能食品的要求【l 。叫。据n e w m 蛐和石永峰等 报道，现在新培育出的赖氨酸含量较高的大麦品种的赖氨酸含量可达到5 o 巧n g ，1 0 0e 而一般大麦品种的赖氨酸含量则只有3 肛3 5 9 ，1 0 0 n 这些赖氨酸含量较高的大麦品 种可以为人类食品提供新的蛋白质资源，也可用于饲料工业减少或取代饲料中所使用的 山东省科委。九五”重点科技攻关项目( n o 9 9 1 0 7 1 3 0 1 ) ! 里壅些查堂壁主堂堡垒壅 价格较贵的蛋白质添加物7 a m 和b h a l i y 等报道，大麦胚芽油中的脂肪主要为 亚油酸( 5 5 ) 、棕榈酸( 2 1 ) 和油酸( 1 8 ) 大麦中的非皂化成分包括胡萝h 素、 生育酚和异戊二烯类等约占大麦油的8 ，这些成分对软化人的血管。促进人体健康十 分有利f 7 “”。 表1 1 主要粮食平均营养成分( 1 0 0 9 中的含量) t a b i e1 1t h ea v e r a 的n u t r i t i o nc 岬o s ；t ；o no f i ng r a i n ( 1 曲 碳水化合物国6 6 3 7 i j 一了五_ j 云厂一 蛋白质1 0 2 8 57 89 - 4 脂肪国2 24 31 3 1 9 粗纤维( g )6 5 1 5o 3o 6 维生素b l ( n l g )0 3 60 3 40 1 9 维生素b 2 ( m g )o 1 00 1 00 0 60 1 0 尼克酸( r n g )4 82 3】64 0 钙( m g ) 4 3 02 2 09 0 4 3 0 磷( m g )枷02 l o o2 0 3 03 3 0 o 铁( m g )4 11 62 45 9 注，表中数据b 【电物患舟衰 卫生出版杜1 9 8 1 大麦具有明显食疗保健功能，本草纲目) 日：大麦味甘威凉。有清热利水，和 胃宽肠之功效别录 说：大麦主消渴、除热、益气、调中嘉佑本草 载：久服之 头发不白，甚益人。故大麦主治消渴烦热，有益气，调中、补需养颜，消积进食之功据 现代药理分析，大麦中丰富的膳食纤维素和p 葡聚糖有降低人体血液中胆固醇的作用 ”c a 珊和c e 他a l 触。dw o r l d ( 1 9 9 1 ) 报道，在临床实验中，将大麦麸加入面包、饼干 食品中，大麦食品平均l d i 广_ 艟周醇比同样的小麦食品低7 1 7 m m 啪c k i ，m c c i e a l y 和胡 正芝等报道从谷物中提取的b 葡聚糖加入焙烤面包中饲喂小老鼠，结果可降低血清胆 固醇：从无壳大麦中提取的富含b 葡聚糖的成分比用玉米作对比饲喂小鸡可使其血清 胆固醇降低3 6 ：用大麦油饲喂雌性小猪可明显降低其血清胆固醇和珈o c o a 还原 酶的活性t 对胆固醇较高的小鸡分别饲喂大麦油、玉米油和人造黄油。l o 天后，小鸡 的血清胆固醇的含量分别为：饲喂大麦油的为1 7 2 m g ，d l 、饲喂玉米油的为2 2 7 m g d l 、 饲喂人造黄油的为2 6 2 m g d o o ”】。由此证实，大麦油也同样具有降低胆固醇的作用。 此外。大麦黄酮类化合物( y e i i o wn “v o ) 是大麦中重要的生物活性成分， 6 羔塑型! 查耋! 丝型! ! 竺生暨! 兰：! 堡丝鳖丝垦基塑垦壁垡垫三垫里兰堡旦塑塑塞 并赋于大麦多种生理功能。大麦黄酮的主要成分为黄酮，黄酮醇、黄烷酮和儿茶酸，其 化学分子结构见图1 1 。该类物质为橙黄色粉末，微溶于水、溶于甲醇、乙醇和油脂等， 属于脂溶性化合物。它们具有清热解毒、活血化瘀，防腐生肌，改善微循环，增强免疫 力等功效。 妒艚 ll 黄酮( n 如o n e )黄酮醇飞n a v o n o 】) 黄烷酮( n a v a i l o n e ) 图1 1 黄酮类物质化学分子结构( 引自参考文献2 4 第4 1 2 页) f i 9 1 1c h e m i c a ir 帕l e c u i a rs t r u c t u r eo ff i a v o n e 大麦籽粒与稻谷相同，外部是由稃皮、果皮、种皮及糊粉层构成的糠层，其内部是 胚乳和胚。大麦通常不象小麦那样被碾磨成麦粉和其它成分但当碾磨条件合适时，也 可进行碾磨加工n e w m a i l 和b h 撕等研究者们认为，大麦及其主要碾磨成分( 麸皮 和面粉) 可引起不同的脂类反应。大麦麸和大麦粉可能通过其较高的可溶性纤维的含量。 对血脂产生有利的影响f 7 2 4 ”表2 2 表明了两种典型的无壳蜡质大麦品种碾磨前后的平 均化学成分由表2 2 中可以看出，膳食纤维f 聊) 含量主要集中在次粉和麸皮中，p 一 葡聚糖和可溶性膳食纤维( s d f ) 主要集中在次粉中大麦可溶性纤维是大麦粉悬浮液粘 度以及食用时肠溶物黏度的决定因素可溶性纤维的低胆固醇效应部分地取决于这种粘 性，这将有利于抑制膳食胆固醇和脂肪及其它营养物的吸收倒“删 7 吼凡y 一! 里壅些查兰堕主兰焦笙奎 表2 2 蜡质无壳大麦及其碾磨成分的典型化学成分( 干基幻 丁a b i e2 2t h em d e ic h 鲫i s t r yc 伽s ；t j o no fu n - h u s k 舶xb a r i e y a n d ；t ，sf i o u r _ ：= ：_ = = = = = 篇毒害害三罂型 大麦p 葡聚糖可溶性膳食纤维 非可溶性纤维两夏萌砸一 大麦中还含有一种特有物质一尿囊紊，该物质以o 4 4 浓度的溶液局部使用， 能促进化脓性刨伤及顽固性溃疡愈合，还可用于治疗慢性骨髓炎【，】大麦脂肪中的油酸 在人体合成花生四烯酸能降低血脂，是合成前列腺素的重要成分m 1 3大麦在食品中的应用 大麦可采用碾磨、制塘、发芽、酿造、压片，爆裂、烘脆等加工形式，以适应各种 食品和饮料加工的需要大麦在食品中用途广泛，可用于谷物快餐、面团食品、焙烤食 品和酿造食品中，既可用做方便、营养保健食品，也可用做主食哪舳在丹麦进行 的一项长期食用大麦食品的实验结果表明：长期食用大麦能保证人体健康吲 3 1 大麦在焙烤食品中的应用 m 0 0 m ，n e l s o n 和p 0 l r m z 等报道，在制作酵母发酵面包时，大麦粉的效果不如 小麦粉理想，因大麦中缺少面筋，且可溶性纤维的持水性较高影响面团的含水量，在面 包粉中加入不超过l o 的大麦粉，对面包体积和外观无明显影响。面包的营养有明显的 改善呻”1 国外已成功地用1 0 0 的大麦粉制成了小松糕，尽管因大麦的粉质对产品 的体积和密度有影响。但对大麦粉制成的小松糕的评价却相当于或高于小麦粉小松糕 p 卅在瑞典的达拉那，将丁香粉、燕麦粉搭配掺和在大麦粉中，用来烘焙成薄烤饼在 中东大麦粗粉被广泛地单独食用或同蔬菜、肉类配合食用，南朝鲜用3 0 大麦粉，7 0 小麦粉或2 0 大麦粉、7 5 小麦粉和5 大豆粉制作面包效果良好德田生产的珠形大 麦米，有1 2 种大小不同的品种，运销欧洲及其它各地珠形大麦米用来做汤，加入调 料可制成膨化食品和速食早餐食品美国用珠形大麦米加工成麦片作为风味添加剂制成 特种面包【l ”j 对大麦在焙烤食品加工理论方面的研究尚未见报道 3 2 发芽大麦在食品中的应用 发芽大麦因其淀粉酶活性特别强，除应用于酿造工业外，也常被添加到许多面粉基食 品中，以增加产品风味和提高酶的活性关于发芽处理对食品加工品质的影响，目前田内 外在稻谷和豆类作物上的研究报道颇多，但对大麦这方面的研究尚未见报道 m o s t a f a ，b 跏，a k p a p l m a m 和l 麒等报道，发芽处理可以降低或消除谷物和豆类 中有毒、有害或抗营养物质的含量，提高蛋白质和淀粉的消化率以及某些谷物中限制氨 8 蔓童巡：查麦( 舶r 出一玩培口r p l ) 理化特性及其挤压膨化加工机理与应用的研究 基酸和维生素等营养物质的含量【”“”2 1 2 。因此，在食品生产中发芽处理有着特殊 的用途和地位。r a o 和v e m a 等认为，利用发芽能提高谷物和豆类营养价值的特点，可 制得营养丰富的各类食品“。b a u 和d a g n i a 等以发芽豆类为原料研制的婴儿断奶食 品，其营养价值与酪蛋白相近i ”o “2 “。熊善柏等采用膨化工艺，利用发芽糙米与发芽大 豆粉制得营养丰富、冲调性和风味良好的儿童膨化米粉”。发芽处理还可以被用来改善 食品的某些物理特性，在面粉中添加适量发芽粉，依靠其中蛋白酶和淀粉酶的作用，改 善面团的流变特性，从而使面包的焙烤品质得到提高。g e e r v a n i ，h a m a d 和e 1 h a n g 利 用谷物和豆类发芽后，其产品黏度下降，而单位体积营养成分又有较大提高的特点，制 造出适于断奶婴儿食用的食品1 1 ”“j 。d a l b y 认为发芽处理是协调产品黏度与营养 的经济有效的手段”。此外，发芽处理对改善某些食品的风味也有重要作用，如利用 发芽去除豆腥味和利用谷物发芽后还原糖含量增加的特点，采用焙烤和膨化等加工方 法，使还原糖与氨基酸发生m a i l l a r d 反应产生芳香气味而提高产品的感官品质p 8 ”1 ”4 j ”j 圳。 3 3 焙烤与膨化处理对发芽谷物蛋白质价值的影响 发芽谷物或豆类一般要经过某种方式的加工才能成为真正有实用价值的食品，加工 对发芽食品最终的营养价值起着重要的作用，很多与发芽处理有关的产品，如添加麦芽 粉面包、焙烤与膨化玉米产品和发芽大麦、发芽大豆膨化产品的加工都是直接采用焙烤 和膨化的手段进行的”。1 。大量文献表明，焙烤和膨化对蛋白质的营养价值有重要影 响。g u z r n ，b i o r c k ，c 0 1 0 n n ap 和r a i o n s o 等指出，适度的焙烤和膨化可促使原料蛋 白质二级结构的改变，使营养抑制因子受到破坏或使产品膨松多孔更利于被消化酶分 解，从而提高了蛋白质的消化率【1 1 8 1 2 “。但同时焙烤和膨化对蛋白质营养价值 的破坏也是显而易见的，食品蛋白质的最终价值将取决于这两种作用程度的对比f 。 蛋白质在焙烤和膨化中的损失不仅表现为氨基酸本身的降解，而且还表现为其可利用性 的降低1 1 5 3 “。1 “1 5 ”。里切西尔指出，过度的热处理会使蛋白质内部某些氨基酸侧链通 过共价键相互结合交联，产生异肽导致部分蛋白质与酶作用的部位被遮掩，使之难以被 酶水解而降低了消化率，致使可利用性下降1 3 ”。另一个重要原因是m a i l l a r d 反应，食品 中常含有一定数量的还原糖或在加工过程中具有转化为还原糖潜力的淀粉、蔗糖等，在 焙烤或膨化过程中常会与蛋白质或氨基酸发生m a 1 l a r d 反应，而使蛋白质的营养价值受 到损失【1 9 8 2 。由于赖氨酸在结构上除含有一个q - n h 2 外，还有一个n h 2 ，后者 在蛋白质中多数呈游离状态，特别容易在加工过程中受其它基团的攻击，而使赖氨酸受 到降解或阻断，在某些情况下，赖氨酸m1 2 受阻断的程度比受到降解的程度还要大” 2 0 “。受阻断的赖氨酸由于不能被人体内的消化酶水解为游离赖氨酸而失去了营养价值， 同时赖氨酸在多数谷物食品中是第一限制性氨基酸，其有效含量与产品中蛋白质的营养 价值高度相关1 1 5 5 2 0 “l 。因此，有效赖氨酸在食品加工中的变化及其含量受到特别重 9 中国农业大学博士学位论文 视。众多研究表明，糖特别是还原糖的存在对氨基酸的损失起到显著促进作用【”2 。1 “ ”。糖的种类和数量对于m a i l a r d 反应中的活性有很大差异，其中还原糖的活性大于 非还原糖，且碳链短的还原糖对氨基酸的破坏程度大“7 7 “7 “1 。发芽后谷物或豆 类可溶性糖大量增加，会在加工过程中加剧褐变反应的程度，可能使氩基酸，特别是赖 氨酸受到损失，从而对蛋白质总体营养价值造成不利影响9 3 1 “】。 在m a 川a r d 起始反应时( 图】2 ) ，还原糖开链式的羰基碳原子首先受到氨基氮原子 的孤对电子亲核攻击，然后失水闭环形成葡基胺( g l y c o s y a m i n e ) ，当还原糖过量时则形 成二葡基胺，葡基胺经阿马道莱( a m a d o r i ) 重排反应生成i 氨基2 酮糖( 见图i 3 ) 。 假若起始糖反应物为酮糖，按与醛糖反应相同的历程生成葡基胺，然后发生汉斯重排( 即 逆阿马道莱重排) ，生成2 氨基醛糖( 见图1 4 ) 。 h o h 0 h m 毗喃葡萄糖 图1 2g l y c o s y a m i n e 的形成过程和m a i | i a r d 褐变起始反应“ f i g1 2d e p i o m e n tp r o c e s s i o no fg i y c o s y a m i n ea n dm a il l a r dr e a c t i o na tt h e b e g i n n i n ga n de n d c 晓m o h 葡基胺 一氨基2 - 酮糖 图1 3 葡基胺阿马道莱重排 t a b i e1 3g l y c o s y a m i n ea m a d o r ir e c o m b i n a t i o n 1 0 一 羊 董塑塑! 查茎堕堕! 竺丝i ! 竺生：! 里些壁丝垦基堑垦壁些塑三垫墨墨堕旦塑堡窒 o h 酮糖 o h l o i - + 2 氨基醛糖 图1 4 酮糖形成葡基胺和汉斯重排 f i 9 1 4k e t o s ed e v e i o p i n gg l y c o s y a m i n ea n dh a n sr e c 伽七i n a t i o n 形成的阿马道莱化合物至少可沿着两种途径降解，一种是首先形成了l ，2 烯氨基 醇中间产物；另一种是通过生成甲基a 二羰基化合物( 见图1 5 ) 。这两种途径可以生 成类黑精色素。 m a i l l a r d 反应并不是食品制备，加工或保藏中使必需氨基酸受到破坏的堆一途径， 还有另一种叫做斯特雷克尔( s 仃e c k e r ) 降解途径，它包括d 羰基化合物和a 氨基酸之 间的相互作用( 见图1 6 ) s 廿e c k e r 反应产生的挥发性产物，例如醛、吡嗪和糖的裂解产 物，可以使食品具有香气和风味，在食品生产过程中常常利用s 他c k e r 反应，使某些食 品如面包、蜂糕、巧克力等产品具有特殊的风味。控制食品中m a i j i a r d 和s t r c c k e r 反应 程度是十分重要的，这不仅是因为反应超出一定限度会给食品的风味带来不利的影响， 而且，还因为其降解产物可能属于有害物质，这类反应形成的类黑精前体( p m m e l o i d i n ) 产物可能导致亚硝胺或者其它致突变( m u t a g i c ) 物质形成，这些产物的毒 性还有待进一步研究。 一 生里壅些茎兰竖主兰堡垒奎 ， h 2 c n 瞿c n h c n e o hc oe o h ；f = = 苎i ；f = = 主 i ， c o hc h o he h o h il l c h o hc h o hc h o hj 1 氨基2 ，3 二烯醇脱胺阿马道莱产物 c o 甲基q - 二羰 c o基化合物 i c h o h 甲基 1 ，2 烯氨基醇 i o h p h c 2 n c o h i i c h c h o h 3 脱氧 已糖月公 类黑精色素 i + 碣。 h c = = 0 i c 一0 i c c h o h 瑚c o i c 一0 i 旨h c h + 胺 + 胺、 5 掘甲基- 2 呋哺醛 图1 5 i i l a d o ri 化合物形成类黑精色素的途径 f i g1 5p a t ho f - i i a d o r ic h 鲫i c a ic 州u n dd e v e l o p i n g 胂i a i d i n sp i g m n t 叼鄙阱 啦 li+ciclcic：im卫vl j 堕型坠- 三壁至! 墼! 竺丝鱼竺三= ：! 堡垡壁堡墨苎塑堡壁丝垫三垫里量堕旦塑堡窒 + _ 加麦 岱山 余姚，普陀国外的品种含量较高一些，国内品种略低些，但差异 均未达到显著水平 2 1大麦主要理化成分的比较 t a b i e 2 1t h ec o 呻a r i s o no fb a r i e ym i np h y s i c a ia n dc h 伽i c a lc o n p o s i t i o n 项目小麦粉澳麦加麦余姚岱山普陀 ! 塑翌型! 塑! 里壁坚垒兰塑迪垒些! 型曼塑! 垫垒型笪篁d 堂旦煎坐塑吐丝 水分( )1 3 01 3 o1 3 01 3 01 3 o1 3 o 、：l 嘶 蛋白质( ) 1 0 6 91 1 6 1n 5 34 3l o 8 41 1 1 6 p r a t c 1 淀粉( ) 7 0 3 76 3 4 26 3 1 86 2 1 66 2 6 26 1 3 7 s t 岫 脂肪( ) 2 1 92 0 92 1 01 7 01 6 81 6 5 f 砒 粗纤维( ) 0 56 26 0s ，85 65 0 f i h r c v b l ( 彬1 0 0 9 ) o 1 2o 3 l0 3 00 2 60 2 60 2 4 n i a m m v 雎( 删川0 0 9 ) o 0 6o 2 2 o ，2 00 1 90 1 80 ，1 7 r j b o n w i n b 葡聚辕( )o 3 8 4 3 54 1 64 0 2 4 1 34 2 0 口- g l u 多酚( m g ，g ) 0 1 65 3 25 1 04 9 7 4 6 84 8 8 p o l y p h o l p ( m 们o o g ) 3 5 6 o4 3 6 04 3 4 14 2 8 2 4 2 5 94 2 3 7 c 8 ( i n g ，1 0 0 9 ) 4 1 54 9 65 0 14 7 7 4 7 64 5 - 3 f c ( m g ，1 0 0 9 ) 3 94 8 4 74 54 34 4 ! 里墨些查兰苎主兰篁笙壅 * 图2 1 小麦v b l 的h p l c 图谱 f i g2 1 t h ev b lh p l cg r a p h i co f 呐e a t 图2 2小麦v b 2 的h p l c 图谱 f i g2 2 t h ev b 2h p l cg r a p h i co fw h e a t 。1 ：3 “：i _ 7。 。-_。-。-_-_-_-_-_-。-_-，_。一 图2 3 大麦中v b ，的h p l c 图谱 f i g2 3 t h ev b lh p l cg r 印h i co fb a r i e y 1 8 | i l | 一 一 一一 垄堡型l 苎! 垫堕! ! 垡! ! 竺! ! 兰：! 里垡堑竺里苎塑垦些丝垫三垫里皇堕旦塑堡塞 图2 4 大麦中v b 2 的h p l c 图谱 f i g2 4t h ev & 艘l l cg r a p h i co fb a r i e y 2 2 2 大麦虽白质主要组分的含量 用d s b o m e 法对大麦蛋白质进行了组分分离，结果表明( 见表2 2 ) 大麦蛋白质中 清蛋白和球蛋白的含量较高，而醇溶蛋白和谷蛋白含量较低这说明大麦缺少面筋组分 ( 面筋中的主要组分为醇溶蛋白和麦谷蛋白) 这种蛋白质组分的差异，决定了大麦与 小麦加工特性的差异，即大麦在食品制作过程中不能像小麦一样形成面筋网络组织而单 独进行面包一类发酵产品的制做。 表2 2 大麦粉蛋白质组分占总蛋白质的百分比( ) t a b i e2 2 t h ep e r c e n to fp r o t e i nc o f r p o s ；t i o ni nt o t a ip r o t e i no fb a r i e yf i o u r ( ) 2 2 3 大麦蛋白质的氨基酸组成 由表2 3 可以看出，大麦蛋白质中谷氨酸含量最高，其次为脯氨酸、天冬氨酸、苯 中国农业大学博士学位论文 丙氨酸和精氨酸。限制性氨基酸为蛋氨酸和色氨酸。与小麦相比，大麦蛋白质中必需氨 基酸除蛋氨酸和亮氨酸略低小麦外。其它的均高小麦的，特别是大麦蛋白质中富含赖氨 酸，含量达到了o 4 5 - o 5 l m g ，1 0 0 9 远远超过了小麦的( o 2 0 m g ，1 0 0 9 ) ，表现出了较好营 养品质。 表2 3 大麦蛋白质氨基酸的组成( 彬1 0 0 9 ) t a b i e2 3t h ea m i n oa c j dc o 忡o s i o no fb a r i e yp r o t e i n ( m g 1 0 0 9 ) 2 2 4 大麦蛋白质的体外消化率 2 0 董海洲：大麦，出地弘ml ) 理化特性及其挤压膨化加工机理与应用的研究 1 。_ _ _ 。- 。_ - _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。_ _ _ _ 。_ _ _ _ _ _ _ 。_ _ _ 。- 。_ _ 。_ _ - _ - 一 以牛乳酪蛋白作对照，进行大麦蛋白质的体外消化率试验结果表明( 见图2 1 ) ，大 麦蛋白质的消化率在7 1 8 0 之间，低于小麦( 8 5 ) 的消化率。说明大麦蛋白质的消化 率略低，对于大麦蛋