超高压处理对黑大麦加工特性及超微结构的影响

超高压处理对黑大麦加工特性及超微结构的影响

黑大麦是一个常见的大麦新品种，来自前苏联。在中国进口后，经过多次杂交后，它基本上克服了野生黑大麦产量低、容易流失的缺点，并提供了高产、品质优良、适应性强等新优势。黑大麦虽具有丰富的营养，但由于其富含纤维素，质地较硬，传统的加热手段很难使生淀粉糊化当前对黑大麦的处理主要采用挤压膨化技术1材料和方法1.1材料表面黑大麦，产自青海，由青海省西宁市泽华绿色生态农业合作社提供。经稻谷脱壳机脱壳后备用，水分含量（10±0.4）%。1.2n200sem和表1eds电子天平（YP2002N），上海菁华科技仪器有限公司；差示扫描量热仪（DSC204F1），德国Netzsch公司；高分辨场发射扫描电镜【Sirion200(SEM)&INCAX-Act(EDS）】，美国FEI；超高压处理设备（RANAISI），上海诗斯自动化设备有限公司；电磁炉，浙江苏泊尔股份有限公司；蒸锅，海科特不锈钢制品厂；质构仪（TA.XT.Plus），英国SMSTA公司；冷冻干燥机（2.5L），美国LABCON-CO公司；多功能粉碎机（圣顺200T），浙江武义海纳电器有限公司；标准100目筛，浙江飞达金属砂筛厂；电热恒温鼓风干燥箱（YHG-9030A），上海姚氏仪器设备厂。1.3方法1.3.1超高压组保压方法将黑大麦分为14组，每2组1个平行，分为未处理组和超高压组（100,300MPa和600MPa，分别保压5,15min）。每组称取250g样品于同样大小的盛满水的塑料瓶中，试验全程恒温，匀速升压。1.3.2黑大米制备将150mL水加至250mL烧杯中，煮沸。挑选颗粒饱满、外表完整的黑大麦10g放入沸水中，蒸煮15min后，每隔1min用漏勺取出10粒黑大麦，分别置于载玻片中央，用另一载玻片挤压。若黑大麦中心透明、无实心白点，则说明已煮熟，该时间记为熟化时间1.3.3蒸煮和保温取20g黑大麦，用清水淘洗3次，沥干，置于铝盒中，加入20g水，加盖后置于蒸锅蒸煮30min，保温15min。试验参数设置：探头P/50，测试前速度1mm/s，测试速度0.5mm/s，测试后速度1mm/s，压缩比70%。1.3.4黑天麻粉的制备取一定量冷冻干燥的黑大麦于多功能粉碎机中，黑大麦的量应覆盖粉碎机的刀片，打粉后过100目筛，收集粉末，备用。用电子天平准确称量4.00mg黑大麦粉末，置于铝制坩埚中，记录其质量，加入12μL超纯水，混合均匀后密封坩埚，置4℃冰箱平衡24h后放入差示扫描量热仪中。试验参数设置：起始温度30℃，终止温度110℃，升温速率10℃/min。1.3.5超高压处理对黑大米感官品质的影响取各组黑大麦20g（处理条件见表1），用清水淘洗3次，沥干，置于铝盒中，加入20g水，加盖后置于蒸锅蒸煮30min，保温15min。选择10名品评员，男、女各半，分别从气味、外形、适口性、滋味和冷饭质地5个方面评价超高压处理前、后和不同处理条件下黑大麦的感官特性变化。根据《粮油检验稻谷、大米蒸煮食用品质研究感官评定法》（GB/T15682-2008）设定评分表（表2）。评分50以下为很差，51～60分为差，61～70分为一般，71～80分为较好，81～90分为好，90分以上为很好。1.3.6扫描电镜观察将未处理和经100,300,600MPa超高压处理的黑大麦取出沥干，在35℃条件下烘至原重，将烘干的米粒从中掰断，均匀放在喷金机的台面上，在真空条件下喷上1层炭和金，用扫描电镜（Scanningelectronmicroscopy,SEM）观察。1.4数据的统计与分析试验数据用平均数±标准差2结果与分析2.1压力和保压时间对黑天麻熟化时间的影响图1反映黑大麦在不同超高压处理条件下熟化时间的变化。同一压力条件下，保压时间对黑大麦熟化时间的影响不显著。而压力300MPa和600MPa较100MPa能显著降低黑大麦的熟化时间（P<0.05）。当压力600MPa，保压时间15min时，黑大麦熟化时间最短，约21min，相比未处理组下降约13min，降幅38%。谷物熟化时间反映谷物蒸煮过程中内部淀粉糊化的难易程度。高嘉琦2.2超高压加工对黑大米硬度、弹性、黏聚性及咀嚼性的影响图2a～g显示未处理黑大麦和压力100,300,600MPa下分别保压5min和15min的黑大麦的质构曲线。硬度是指使样品达到一定形变所需要的力表3列出不同UHP处理条件对黑大麦硬度、弹性、黏聚性及咀嚼性的影响。结合图2和表3数据可知，随着处理压力的升高和保压时间的延长，黑大麦的硬度均呈降低趋势，与已有研究中超高压加工对糙米的影响结果相似食品的弹性越大，在口中的嚼劲越强。从表3可知，当保压5min时，各UHP处理压力对黑大麦弹性均无显著影响。当保压15min时，600MPa处理组较未处理组和100MPa处理组黑大麦弹性差异显著（P<0.05）。咀嚼性是用来描述将固体物品咀嚼成能吞咽状态所需的能量，咀嚼性越小，所需能量越少黏聚性指样品经第一次压缩后对第二次压缩的相对抵抗力2.3降低淀粉糊化温度表4显示不同超高压条件对黑大麦淀粉糊化特性的影响。可以看出，超高压处理能降低黑大麦中淀粉糊化的起始温度和糊化焓，使其更易糊化。将黑大麦在600MPa保压15min，其糊化焓降低了14.4%。超高压处理对淀粉糊化的峰值温度和终止温度无影响。一般来讲，压力越大，时间越长，水分含量越高，淀粉糊化程度越高2.4超高压对黑大米品质的影响图3a显示未处理黑大麦与在压力100,300,600MPa下处理5min的黑大麦在气味、光泽度、滋味等8个指标方面的评分。黑大麦软硬度评分随压力的上升呈明显增长趋势。经600MPa处理5min的黑大麦软硬度评分为81分，而未处理的黑大麦软硬度评分仅49分；黑大麦的完整性和冷饭质地的评分在压力100MPa下几乎无变化，而将压力提至300MPa时，黑大麦软硬度和冷饭质地的评分发生显著变化（P<0.05）。这与用质构仪测定硬度的结果一致，说明超高压可改善麦粒口感，而压力600MPa可使黑大麦的完整性评分发生显著变化（P<0.05）。本试验所用UHP条件对黑大麦的气味、滋味、光泽度、黏性、弹性的评分均无显著影响。图3b显示未处理黑大麦和在压力100,300,600MPa下处理15min的黑大麦在气味、光泽度等8个指标方面的评分。黑大麦的软硬度评分随处理压力的升高显著上升，经600MPa处理15min的黑大麦软硬度评分为81分，较未处理时上升53分，表明此时黑大麦软硬度较好；光泽度和冷饭质地的评分随压力升高而增加。不同压力对黑大麦的气味、光泽度、黏性、滋味的评分无显著影响。当压力为100MPa时，黑大麦的软硬度评分有显著变化（P<0.05）；当压力为300MPa时，麦粒的完整性、弹性和冷饭质地的评分发生显著变化（P<0.05）。2.5保压温度和时间对淀粉颗粒糊化程度的影响图4所示为黑大麦淀粉颗粒经超高压处理后的形态变化。可以看出，未处理黑大麦的淀粉颗粒排列整齐，颗粒间边界分明。当保压5min时，100MPa压力下淀粉颗粒的大小和外观与未处理组相比变化不大；300MPa淀粉颗粒间轻微挤压，排列出现紊乱；600MPa压力下淀粉颗粒边界不清，明显粘连，说明淀粉已被糊化。当保压15min时，100MPa压力下部分淀粉颗粒粘连，边界模糊；当压力300MPa时，淀粉颗粒间几乎全部挤压，难以区分；当压力600MPa时淀粉颗粒被挤压成片状，甚至出现网状空洞，显示淀粉颗粒已被全部糊化，说明超高压破坏了细胞结构，导致水分更易渗入淀粉颗粒内部，使得黑大麦的硬度下降