花生燕麦复合谷物浓浆稳定性影响因素分析

2021-08-25 15:27:59 来源：食品安全导刊

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耿静静，张铎，李毅丽，陶秀娥，崔旸

（河北化工医药职业技术学院，河北石家庄 050026）

摘要：谷物浓浆产品营养成分高、口感好，符合现阶段人们膳食开始向“粗粮”转变的科学健康膳食观念。但谷物饮料由于淀粉、纤维等含量高、成分复杂，在货架期易出现上层析水或浮油、下层沉淀等质量问题，本文从谷物原料搭配、加工工艺、稳定剂选择与复配等3个方面对花生燕麦复合谷物浓浆稳定性影响因素进行了分析。
关键词：谷物浓浆；沉淀；稳定性
我国是一个农业大国，谷物品种丰富，产量巨大。谷物浓浆产品营养丰富、口感稠厚，可以满足人们的代餐需求，具有很好的市场前景。本研究旨在对花生、燕麦及其他辅料进行研究，科学合理搭配原辅料，并通过对焙烤、煮制、磨浆、均质等工艺条件研究，确定产品加工工艺，通过对各种增稠剂、乳化剂的研究，筛选合适的稳定剂，为谷物浓浆产品开发提供依据。
1 谷物原料性质研究及合理搭配
1.1 谷物营养价值
近年来，随着人们生活水平的提高，人们吃得越来越好、越来越精，活动量却越来越少，导致营养过剩，从而引发了一系列富贵病，如便秘、肥胖、高血脂、冠心病等。因此，人们越来越重视科学健康膳食观念，谷物中含有丰富的膳食纤维、碳水化合物、蛋白质、多种维生素、矿物质、生物活性物质等[1]，具有一定的保健功效，将谷物制成浓浆产品符合现阶段人们的营养需求，具有良好的市场前景。
1.2 谷物原料合理搭配
不同种类谷物合理搭配制备谷物浓浆，营养更加丰富全面。燕麦是国际公认的具有降低胆固醇和降低血脂功效的谷物，燕麦中淀粉60%～63%、膳食纤维17%～21%、蛋白质13%～20%、脂类2%～11%，燕麦谷物原料成分复杂，淀粉含量高，对产品稳定性影响较大。燕麦淀粉颗粒较小，直链淀粉较其他谷物含量高，易聚集，凝沉性与抗老化性差[2]，且燕麦中膳食纤维含量高，不仅会造成产品口感粗糙，还会在货架期产生沉淀等。
花生是一种富含蛋白质的油脂类坚果，饮品粘度低、口感顺滑，将花生与燕麦复合加工，即解决了单一花生饮品黏度低的问题，也解决了单一燕麦饮品顺滑度不够的问题。此外，大料中还添加白芝麻、小麦仁等，在口感品评的基础上进行合理搭配，最终确定了原料组成为燕麦10‰、花生15‰、小麦仁15‰、白芝麻15‰、白糖75‰、植脂末10‰。
2 加工工艺研究及操作要点
2.1 加工工艺对产品稳定性的影响
谷物中淀粉含量高，产品加工过程中，煮制、焙烤、磨浆、均质等环节对产品稳定性影响较大。蒸煮是通过加水高温煮制，使原料中大量生淀粉吸水并在高温下糊化，使产品粘度增大，改善淀粉颗粒稳定性和溶解性。焙烤是通过高温处理使谷物中淀粉、蛋白质等物质发生一系列的化学变化，包括淀粉高温糊化、蛋白质高温变性等。此外，焙烤还会使原料产生特殊香气，因此根据产品口感香气要求，确定要对花生、白芝麻等进行焙烤。
另外，根据斯托克斯方程=22(—0)/9，谷物微粒在产品中的沉降速度与微粒半径成正相关，越小，颗粒的沉降速度越小。要解决产品货架期内沉淀问题，可以尽量减小谷物颗粒半径。谷物浓浆加工过程中，磨浆和均质工艺都可以减小谷物颗粒。磨浆过程中，胶体磨的目数越高，磨浆后谷物颗粒越小。均质过程中，谷物颗粒在挤压、强冲击和失压膨胀的三重作用下颗粒破碎[3]，在一定程度上，均质温度越高、压力越高、次数越多，均质效果越好。
2.2 加工工艺流程及关键工艺操作要点
2.2.1 加工工艺流程通过实验确定的燕麦花生复合谷物浓浆加工工艺流程见图1。

2.2.2 关键工艺控制要点
①焙烤。花生200 ℃，10～15 min；白芝麻180 ℃，5 min左右。②浸泡、煮制。对燕麦、小麦仁提前浸泡，然后将浸泡后的燕麦、小麦仁和焙烤后的花生和芝麻一起进行煮制，煮到谷物变软，适宜打浆，煮制对淀粉糊化起着重要作用，时间要充分。煮制终点的判定以掐开谷物后看横截面，颜色一致，无硬芯作为评判标准。③磨浆。胶体磨进行磨浆，磨浆目数120目。④剪切化料。稳定剂和白糖干混后，缓慢倒入剪切罐，85 ℃，高速剪切15 min。⑤均质。均质温度65～75 ℃、均质压力2.0～2.5 MPa、采用二次均质。
3 稳定剂对产品稳定性的研究
3.1 乳化剂对产品稳定性的影响
谷物浓浆产品成分复杂，淀粉、脂肪、纤维等含量都很高，在货架期易出现上层析水或浮油、下层沉淀等现象，需要加入稳定剂，保持产品的均一稳定状态。产品析水是由于谷物淀粉老化回生导致，为防止淀粉老化，可以加入单甘酯、蔗糖酯、硬脂酰乳酸钠等乳化剂。乳化剂属于具有亲水基和疏水基的表面活性剂，将乳化剂加入到谷物浓浆当中，乳化剂的疏水基团可以进入淀粉的α-螺旋，并与淀粉以疏水方式结合起来，形成稳定强复合物抑制淀粉
老化[4]。
3.2 增稠剂对产品稳定性的研究
根据斯托克斯方程=22(—0)/9，谷物微粒的沉降速度与产品粘度成负相关，要解决产品沉淀问题，可以考虑增加产品粘度。产品粘度与原料选择、产品加工工艺有很大关系，此外还可以通过添加增稠剂去增加产品粘度。黄原胶、瓜胶、微晶纤维素、卡拉胶等增稠剂均可在谷物饮料中添加，起到很好的增稠和防止沉淀的作用。
此外，多数增稠剂都属于亲水性胶体，从本质上来说是多糖，其羟基能与淀粉链上的羟基及周围的水分形成大量氢键，起到阻止淀粉回生的作用[5]。这与郜培等[6]称黄原胶的添加可以延缓燕麦淀粉的老化回生的研究结果是一致的。
3.3 乳化剂、增稠剂等的复配研究
乳化剂或者增稠剂单一使用，对产品稳定效果不佳。通过筛选合适的乳化剂和增稠剂复配使用，由于它们之间的协同增效作用，更能改善产品析水和沉淀现象，使谷物浓浆更加均一稳定。通过对稳定剂的筛选和复配，最后确定了燕麦花生复合谷物浓浆稳定剂由硬脂酰乳酸钠、黄原胶、瓜胶、微晶纤维素组成。
4 结语
针对谷物浓浆易在货架期出现的产品上层析水、下层沉淀等问题，从谷物原料搭配、加工工艺、稳定剂选择与复配等3个方面对影响谷物浓浆稳定性的因素进行了分析，通过实验确定了原料组成、产品加工工艺及稳定剂组成，为谷物浓浆产品的开发提供了依据。
参考文献
[1]熊荣园,罗通彪,尚英.全谷物食品得工艺品质研究进展[J].农产品加工,2021(2):84-86.
[2]张杰,何义萍,韩小贤,等.燕麦淀粉与常见淀粉的性质对比研究[J].粮食与饲料工业,2012(11):20-22.
[3]董秋玲,高仕宇,张昊伟,等.均质工艺对板栗浊汁饮料持水力的影响[J]．食品工业,2019,40(6):97-100．
[4]李建磊,陆淳,王东泽等.燕麦谷物饮料的研制[J].食品科技,2020,37(3):178-181.
[5]鲁卉,姚远,高景阳.液态谷物饮料原淀粉抗老化问题探讨[J].饮料工业,2010,13(6):26-29.
[6]郜培,刘传菊,霍银强,等.黄原胶对燕麦淀粉凝胶特性的影响[J].食品科技,2019,44(5):264-270.
基金项目：河北省高等学校科学技术研究项目——指导项目（Z2019048）。
作者简介：耿静静（1984—），女，河北石家庄人，硕士，讲师。研究方向：食品添加剂的复配及应用、乳制品加工技术。