婴儿营养米粉三种加工及其对大米氨基酸的影响

讧 一 } 《食品与发酵工业》 Food and Fermentation Industries ≥，3 I 1 996 NO．5 婴儿营养米粉三种加工工艺及其对大米氨基酸的影响 赵晓燕 赵增煜 (北京市蔬菜研究中心，北京 ，100081) c沈 阳农业大学．沈阳．1101 61) 摘 要 本试验 大米为原料一研究了适台于婴幼儿生长需要的营养米粉 的 3种加工工艺t 筛选出最洼工艺参数t了 3种加工工艺对大米蛋白质氪基酸的影响一结果明t膨化降低 了大米蛋白质的氨基酸评分．酶解喷雾干燥及酶解冷冻干燥对其影响较小。本试验还对 3种 产品进行了表面电镜观察及淀粉变化程度的分析。 关键词 查丝’堂 ’ ’王堡 两 刁 大米蛋白质氨基酸均衡．不存在任何生 理障碍因子．是生产婴幼儿食品的良好原料。 市场上有许多米粉类产品．多是米粉糊化后 再 经辊筒干燥制成成 品或原料直接膨化制 成。由于初生婴儿早期 尚无淀粉酶．2、3个 月后对流质的淀粉类食品才有一定的消化能 力．所 本试验采用淀粉酶液化淀粉 以改善 产品的性能． 减轻婴幼儿的消化负担 。淀 粉经酶处理后．产生部分还原糖，会使产品带 有 自然柔和的甜味，可降低蔗糖 的用量。本文 研究用淀粉酶液化大米糊．经喷雾干燥及离 心过滤再经冷冻干燥，生产冲调性 良好的营 养米粉的加工工艺。另外．也研究大米的膨化 工艺、技术参数 并且分析比较 3种工艺对大 米蛋 白质氨基酸的影响。 材料、设备及方法 一 、材料及设备 1．沈阳产粳米 2．无锡酶制剂厂生产的耐高温 一淀粉 酶 ．酶活力：20，000u／mI 3．沈阳制冷设备广生产的 H一31型真空 冷冻干燥机组。 4． 日 本 产 YAMATO—OHKAB ARA 22 DL一41型喷雾干燥机 5．沈阳农业大学农业学院设计的挤 压式膨化机。 6．日本产斋腾 LSY250型多用离心机。 7．沈阳产立式胶体磨。 8．上海产 SHP—I型高压匀浆机。 二、分析测定的项 目及方法 1．蛋 白质测 定 采 用半微 量 凯 氏定 氮 法 。 2．碳水化 合物的测定采用斐林 氏滴定 法．样品需经离心 ．酸(Hc1)解和乙醇等处理 后，分别滴定 3．糊化度的测定采用酶水解法。 ] 4 氨基酸的测定采用 HITACHI 835氨 基酸自动分析仪。样品处理：6N HCI，110℃ 水解 24h。 5．扫描 电子显 微镜观察：用 HITACHI S一450扫描电子显微镜观察 6．求某种食物中蛋白质氨基酸评 分方 法： 。 式 中 N — D／C × 10O Ⅳ～ 氨基酸评分； D 一 待评氨基酸含量在同种食物中的 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业》 Food and Fermentation Industries 8种必需氨基酸总和的相对含量(始)； c——同种参考氢基酸的模式值在 8种 必需氨基酸总和中的相对含量(压)。 结 果 与 分 析 一 、大米膨化工艺及技术参数 工艺路线： 原料一清理一水分调节一挤压膨化一切 断一干燥一粉碎一成品 在挤压推进单元操作中以速度为 lm／s． 模孔直径为 8mm．进料速度为 500g／min时， 以膨化倍数及糊化度为衡量指标 ，大米挤 压膨化的最佳工艺参数为：挤压温度 1 50 C， 物料湿度 15 二、酶解冷冻干燥法工艺及技术参数 工艺路线： 原料一清理一浸泡一湿磨一调浆一加酶 一升温液化一离心一沉淀一冷冻干燥一粉碎 一 调配一包装检验一成品 大米部分淀粉经酶解液化成可溶性糖． 可溶性部分被离心除去，大部分大分子糊精、 淀粉蛋白质被留下，降低了水分含量易于干 燥。借此也可相对提高蛋白质的含量，蛋白质 含量提高多少关键在于米粉浆液化的程度。 影响淀粉液化程度主要有四个因素：液化温 度，米粉浆浓度，加酶量及酶作用时间。本试 验 以蛋白质含量 2o 为理想含量 ，采用实 验设计正交排列表 Lt (4 )法研究影响大米 蛋白质得率的因素，最后找出最佳工艺条件 ： 酶解温度为 80"C，米粉浆浓度为 2o ．加酶 量为 3‰，酶作用时间为 25rain。离心所得沉 淀进行冷冻干燥 ．干燥条件为温度：50C．压 力：6．6bar，干燥时间则为 28h。 三、酶解喷雾干燥法工艺及技术参数 工艺路线： 原料一程泡一磨浆一调浆一加酶液化一 冷却一调配一均质一喷雾干燥一包装检验一 皮品 喷雾干燥广泛用于儿童食品加工领域． 经糊化的米粉糊粘度过高，不宜喷雾干燥 米 粉浆如经淀粉酶液化后 ，粘度会下降．大分子 淀粉被水解成为糊情及低聚糖。但酶解程度 过高时 ．糖分增加亦不利于喷雾干燥 ，本试 验以葡萄祷值及粘度为衡量指标．浆料浓度 2o ，采用实验设计正交排列表 L (34)得酶 解最佳工艺条件为 ：液化温度 85 C．加酶量 2‰ ，作用时间 25min 喷雾干燥时的设备各 项 条件参数 为：料液 温度 50~C．喷雾 压力 2kg／cm!．喷 嘴 直 径 1．0ram，热 风 温 度 1 70C．喷雾室内温度 75 C．喷雾室内压力 3． 3×10jbar．排 风温度 60℃ 四、3种产品碳水化合物组成比较 米粉经膨化或经不同程度的酶解，引起 碳水化合物成份组成变化．结果见表 1。 表 l 3种工艺所得产品碳水化台物 组成殛其糊化度 淀粉 糊精 还原糖 糊化度 样 品 ( ) ( ) ( ) ( ) 蟛 化 78．96 4 15 1．95 I 9o．5 L 酶解冷冻干燥 25．41 36．O3 4．45 93．67 酶解喷雾干燥 28．47 36．8o 19 73 95．17 大 米(对照) 85．01 o．78 o 72 —— 由表 1可以看 出，膨化后淀粉含量有所 减少 l而糊精和还原糖略有增加，这是因为挤 压膨化的巨大剪切力作用使淀粉的大分子发 生部分降解，而经酶解的两种产品淀粉大量 减少，糊精和还原糖大幅度增加。3种工艺所 得产品的糊化度均达到 90 以上．可以认为 充分熟化 五、3种产品微观结构电镜扫描结果 3种工艺所得产品的微观结构扫描 电镜 分析如图 1 a．b．c．所示，3张照片均为放大 1500倍 经 比较可以看出．经膨化后米粉表 面为网状、组织状；经酶解冻干的产品表面疏 松．有许多不规则的孔隙；酶解喷雾干燥的产 品为许多球状小颗粒，表面多有折叠，凹陷 23 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业》 a．磨化 b．酶解玲冻干燥 c．酶解喷雾干燥 图 1 3种工艺所得产品的微观结构 表 2 丈米经不同工艺处理所测得的 18种氨基酸含量(mg／g蛋 白质) 酶解后 酶解后 氮基酸 大米 膨化 冷冻干躁 喷雾干燥 天门冬氨酸 52．16 53．83 51．46 49．14 苏氨酸 21．10 22．28 20．78 18．6 丝氨酸 21．35 26．86 23．61 2 ．34 答氨酸 1l7．2g 119．18 117．21 97．15 甘氨酸 18．1 7 25．35 20．89 30．23 丙氨酸 32．90 40．05 33．40 33 51 胱氨酸 28．67 25．97 31．23 21．06 缬氨酸 35．78 37．10 36．67 6 2O 蛋氨酸 8．10 8．3 8．31 4．51 异亮氨酸 2 ．22 28．67 27．10 22．56 酷氨酸 20．95 28．92 25．56 27．20 苯丙氨酸 37．92 37．18 36 31 37．36 亮氨酸 42．79 43．1 2 43．21 39．10 赖氨酸 27．71 25．62 25．10 20．70 组氨酸 7．11 11．86 10．12 9．41 精氨酸 47．88 48．26 46．90 52．19 脯氨酸 35．4l 30．1l 35．10 3'i．97 色氨酸 10．25 11．01 9．89 8．21 必需氨基 42 ． 96 42．62 43．13 34．47 酸含量( ) 六、3种工艺对大米氨基酸的影响 加工工艺必然对物料的营养成分产生影 响，这 3种工艺对大米中 18种氨基酸数量的 影响见表 2。 从表2中可以看出，与原料大米中的氨 基酸组成相 比，酶解冷冻干燥及喷雾干燥对 18种氨基酸影响较小．数量变化不大 经膨 化后大米氨基酸组成发生较大变化，必需氨 基酸占总氨基酸比例下降了 8．49 。 现代营养学认为，蛋白质 的质量应按氨 基酸评分中的最低分来评价一 。联台 国粮农 组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)研究 出 符台人体需要的 8种必需氨基酸模式值(表 3)和参考模式值，并根据 N—D／C×100公 式计算出 3种工艺加工所得产品及大米的必 需氨基酸评分(表 4)。 由表 4可知．膨化后大米氨基酸评分值 降到 21，其它两种工艺对氨基酸评分值影响 较小。 表 3 FAO夏 WHO推荐的八种必需氨基酸模式值 (1985) 蛋氨酸 苯丙氨酸 氨基酸 色氮酸 异亮氨酸 苏氮酸 缬氨酸 赖氨酸 亮氨酸 胱氮酸 酷氨酸 r 36份中的含量 l 3．5 4 4 0 5 5 6 7 36份中的相对含量 0．0277 O．09722 0．1111 O．11l 7 0．1389 0．1528 O．1 667 0．1 944 千分含量 ：模式值 28 97 1l1 111 139 153 l 67 1 94 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业》 Food and Fermentation Industries 表4 3种工艺产品殛大米蛋白质氨基酸评分值 氮基酸 l 模式值 大 米 膨 化 酶解冻干 J 酶解喷干 色氢酸 f 28 139 129 146 l l 3 蛋氮酸+胱氨酸 97 145 1 93 s。 。 J 量 。 。 3 i 异亮氨酸 l 111 84 96 l 苏氨酸 111 73 80 缬氮酸 l 139 1 00 21 l 赖氨酸 l 153 59 65 l 苯丙氨酸+酪氨酸 1 67 149 156 亮氮酸 J 194 85 96 1 最低分 l 59 2l 讨 论 米粉糊经酶解后离心的沉淀中含有糖类 及较多蛋白质．使用冷冻干燥方法，不会产生 美拉德反应及热变性，保证食品中蛋白质的 质量 本试验证明：冻干法干燥高蛋白米粉效 果很好 ，电镜扫描发现冻干产品为一种多孔 性产品，这表明氧气和水份能够很容易进人 食品的内部，而导致氧化反应，所以冻干 后采用真空包装或惰性气体包装。 本试验应用酶解喷雾干燥方法生产高蛋 白米粉所得的一套相应的技术参数可以为进 一 步“中试”提供理论基础。由于采用的喷雾 干燥系统为基本型单机喷雾干燥．物料浓度 为 20 ，喷头孔径也为 ]mm，产品粒度较细， 若将料液进行浓缩或喷头直径增大，则产品 的粒度会增加，下沉性及冲调性会更好。 挤压膨化产品的淀粉得以部分降解，产 生少量的糊精及还原糖，这是 由于支链 淀粉 被摩擦降解引起的 。挤压膨化对氨基酸的 影响一直是众说纷纭[ ，本试验证实，挤压膨 化可以使大米蛋白质的氨基酸评分大幅度下 降，使必需氨基酸含量减少。 参 考 文 献 [1j刘志诚．于守详：《营养与食品卫生学》，北 京，人民卫生 出版社，1 990 Ez]无锡轻工业学院：《食品分析 》，北京，轻工出 版社 ，1989 _3]迟展忠，食品科学 。1981，(4)： E43张锦同，徐良栋等：上海食品科技，i 979，(3) [5：Chinne[swany R．，Hamma M．A．；Cerea] Chem 。1984，61：538 [6]Morgan．A．F 1931，90(3)：77l一 792 [7]Hanson L、P 1 981。35(11)：38— 42 King F．B：J．Bio[．Chem． et a1．：Food Technology (下转第 14页) 25 维普资讯 http://www.cqvip.com