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为探究热加工对金丝雀籽面粉的影响,研究人员以 4 种无毛金丝雀籽为原料,进行水热处理。结果发现,处理后面粉的颗粒大小、破损淀粉含量等改变,蛋白质体外消化率提高,微生物质量提升。这为其在食品领域应用提供依据。
在食品科学的广阔领域中,人们一直在寻找能够提升食品品质、满足人类需求的方法。随着消费者对健康、营养食品的追求日益增长,开发新型食品原料成为了食品行业的重要任务。金丝雀籽(
Phalaris canariensis L.)作为一种富含蛋白质(21 - 24%)和脂肪(6 - 10%)的谷物,具有在烘焙食品、挤压食品和乳制品替代饮料等领域应用的潜力。然而,目前关于热加工对金丝雀籽功能特性、微生物质量和安全性影响的数据十分有限,且金丝雀籽面粉在作为小麦面粉替代品时存在一定局限性,如吸水性较低,在烘焙产品中最大替代量仅为 25% 。同时,植物基产品频繁出现的微生物污染问题也引发了人们对其加工技术和原料微生物负载的关注。为了解决这些问题,来自国外的研究人员开展了关于水热处理对无毛金丝雀籽面粉理化、工艺功能、蛋白质营养质量和微生物性质影响的研究。该研究成果发表在《Food Chemistry Advances》上,为金丝雀籽在食品领域的进一步应用提供了重要依据。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在样品处理方面,将 4 种无毛金丝雀籽(CDC Calvi、CDC Lumio、CDC Cibo 和 C10045)进行脱壳、蒸汽处理、干燥后磨成面粉。在分析检测方面,运用激光光散射仪测定面粉颗粒大小分布;采用多种标准方法分别测量面粉的理化性质、淀粉损伤程度、糊化和热特性;通过标准色谱法测定氨基酸含量,使用特定酶鸡尾酒法测定体外蛋白质消化率(IVPD);按照相关标准方法检测微生物质量。
热加工对金丝雀籽面粉颗粒大小分布的影响
研究人员通过激光光散射仪对金丝雀籽面粉的颗粒大小分布进行测定。结果显示,未处理的金丝雀籽面粉呈现双峰粒度分布,热加工后,双峰分布模式发生变化,第一峰减弱且向大颗粒方向移动,各粒径指标均显著增加,平均粒径从 108 - 124μm 增加到 164 - 168μm ,且品种差异对其影响不显著。这表明热加工导致了颗粒聚集,可能是由于淀粉糊化或淀粉 - 蛋白质复合物形成。
热加工对金丝雀籽面粉理化性质的影响
研究人员利用多种标准方法测定面粉的理化性质。结果表明,水热处理对金丝雀籽面粉的酸度、堆积密度和吸油能力影响不显著,但使持水能力提高了 46%。这可能是因为热处理破坏了淀粉颗粒和蛋白质的结构,增加了孔隙率。与其他种子面粉相比,金丝雀籽面粉的持水能力与小麦面粉相近,但高于大米、小米和豆类面粉;其吸油能力约为自身重量的 195%,远高于其他谷物。同时,基因型差异对这些理化性质没有影响,这为食品工业应用提供了便利。
热加工对金丝雀籽面粉淀粉损伤和糊化性质的影响
通过相关检测方法发现,热加工使金丝雀籽面粉中受损淀粉的浓度从约 2% 增加到约 7%。未处理的金丝雀籽面粉糊化曲线有两个峰值粘度(PV),这与小麦和燕麦面粉不同,且第二 PV 可能与淀粉 - 脂质相互作用有关。热加工影响了除糊化温度外的所有糊化性质,使 PV 和最终粘度(FV)降低约 50%,且热处理后的面粉在加热阶段不再出现粘度下降,冷却阶段也不再出现第二 PV。
金丝雀籽面粉的热特性
运用差示扫描量热仪对金丝雀籽面粉的热特性进行分析。未处理面粉的起始温度和峰值温度分别为 60.8℃和 67.8℃,热加工后,起始温度和峰值温度分别升高 8℃和 5℃,但焓变降低了 23 - 36% 。基因型差异对热特性没有影响。热加工影响淀粉结构的结晶度,导致需要更多能量来引发淀粉颗粒膨胀,同时使糊化焓降低,可能是由于支链淀粉双螺旋结构的破坏。
水热处理对金丝雀籽蛋白质质量的影响
研究人员通过标准色谱法和特定酶鸡尾酒法分别测定氨基酸含量和体外蛋白质消化率。结果显示,热处理和品种差异对蛋白质和氨基酸浓度影响不显著。金丝雀籽面粉的必需氨基酸约占总蛋白质含量的 40%,但与 WHO 参考氨基酸需求相比,在某些年龄段缺乏异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸和缬氨酸,赖氨酸是限制氨基酸。不过,热处理显著提高了体外蛋白质消化率,从 82% 提高到 87% ,但考虑消化率后的体外 PDCAAS 值仍较低,表明金丝雀籽蛋白需补充赖氨酸和苏氨酸。
脱壳和热加工对金丝雀籽面粉微生物质量的影响
按照相关标准方法检测微生物质量,结果表明脱壳使金丝雀籽面粉的微生物负载降低 2 个对数(99% 减少),水热处理则完全消除了微生物负载,且所有样品均未检测到沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌和产志贺毒素大肠杆菌。这表明脱壳和水热处理能有效提高金丝雀籽面粉的微生物安全性。
研究结论和讨论部分指出,水热处理显著改变了金丝雀籽面粉的理化和功能特性,提高了蛋白质体外消化率,改善了微生物质量,使其有望成为比未处理面粉更好的食品原料替代品。然而,未来还需进一步研究水热处理金丝雀籽面粉的感官特性和保质期,以充分挖掘其在不同食品产品中的应用潜力。该研究为金丝雀籽在食品领域的应用开辟了新的道路,为食品行业开发新型、安全、营养的食品原料提供了重要的理论支持和实践指导。