一种纯苦荞麦片的制备方法与流程

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种纯苦荞麦片的制备方法。

背景技术：

苦荞(fagopyrumtataricum)属于草本双子叶植物纲、寥科(polygonaceae)、荞麦属(fagopyrummill)，是一种食药兼用的杂粮作物和经济作物。苦荞麦不仅富含多种优质蛋白质、人体必需氨基酸、不饱和脂肪酸、膳食纤维、b族维生素、微量元素等，还含有大量其他农作物缺乏的生物类黄酮(芦丁、槲皮素等)、γ-氨基丁酸、d-手相肌醇、多酚等功能活性物质，具有全面均衡的营养功能和功效显著的保健功能，对糖尿病、高血压、高血脂和冠心病等现代“文明病”具有很好的预防和治疗效果。近年来随着人们生活质量的提高，保健意识不断加强，苦荞类食品越来越受到人们的关注。然而受限于落后的加工工艺，目前苦荞产品开发主要以初级的传统加工方式为主，导致营养成分损失较大、食用方式单一、保健效果不理想、即食性差等诸多缺陷。

苦荞麦片由于其独特的营养、保健功能和便携、即食的食用方式，成为当前适应现代生活节奏和营养需求的食品开发热点。近年来关于苦荞麦片制备工艺的研究已多有报道，但营养成分损失大、含有多种辅料和添加剂、冲调性差以及工艺复杂等技术问题仍然没有解决。苦荞总黄酮、特别是损失较大，主要是由苦荞麦片采用的制备工艺来决定的。而苦荞麦片易碎易粉、冲调性差等问题，主要是由于苦荞麦粉面筋蛋白含量较低、延展性较差的加工特性所导致，利用单一苦荞原料制备的目前多采用添加其他辅料和食品添加剂来改善冲泡特性。凌恩福等人报道了一种苦荞麦片制备方法，通过苦荞麦粉与辅料复配后，经调配、过滤、均质、预糊化、单辊筒干燥等工序加工而成(凌恩福.单辊筒蒸汽干燥剂干燥苦荞麦片机理及工艺探讨.食品与机械,1995,(4):29-31；黄建初,李崇高.苦荞麦营养麦片工艺技术的研究.食品工业科技,2004,25(10):85-87)。该方法制备的苦荞麦片碎粒较多、冲调性差，同时含多种辅料和添加剂，不符合现代营养观念。专利cn101317639b公开了另一种荞麦片制备工艺，通过荞麦粉与辅料复配后制备成软材，经造粒、蒸熟、干燥、压片等工序加工而成。该方法同样采用添加多种辅料和添加剂的方法改善产品冲调性，同时存在工艺繁琐、耗能较大等问题。专利cn103141773b公开了一种无任何辅料和添加剂的纯苦荞麦片的制备方法，采用苦荞原粮、不经制粉，经过清理、烘干、喷爆膨化、分选、压片等工序完成。该方法工艺简单、无任何辅料和添加剂，然而营养成分损失较大，苦荞主要功能成分总黄酮损失率高达80％以上。如何采用无任何辅料和添加剂的单一苦荞原料，在保持苦荞特有的口感风味的基础上，制备一种兼具营养成分损失小、冲调性良好的纯苦荞麦片，一直是苦荞麦片产品开发的研究重点。目前公开的苦荞麦片工艺尚无法解决这一技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种营养成分损失小、冲调性良好、无任何辅料和添加剂的纯苦荞麦片的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种纯苦荞麦片的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料处理：粒度大于100目的苦荞全粉与水混合，调整含水量至25wt％～35wt％，投入混合机充分混合，混合机转速为60～80r/min，混料8～10min。

(2)挤压膨化：步骤(1)所得物料加入双螺杆挤压膨化设备中进行挤压膨化，设计五个加热分区，每个加热分区的温度分别设置为：ⅰ区为40～50℃；ⅱ区为60～70℃；ⅲ区为140～150℃；ⅳ区为150～160℃；ⅴ区为130～140℃。双螺杆转速为80～160r/min，各加热分区停留时间为2～5min，切割机旋切转速为500～600r/min。

所述螺杆为积木式螺杆组合，长径比为24，由芯轴和可拆分的各种螺杆元件组成，通过积木式螺杆元件(螺旋和剪切块)排列组合以适应本工艺要求。

(3)预干燥：将上步挤压膨化后物料进行预干燥，干燥温度为50～60℃，时间为8～10min。

(4)压片造型：上步挤压膨化产品经压片机进行压片处理，调整压片机的压辊间隙为0.2～0.5mm。

(5)烘烤处理：将压片造型处理后的产品经过连续式烘烤厢烘烤，温度为135～145℃，调整振动筛频率使产品在烘烤厢停留时间在2～3min，产品含水量控制在4wt％～6wt％。

(6)干燥包装：在干燥处自然冷却至室温，密封包装，即得纯苦荞麦片。

本发明的有益效果是：采用挤压膨化技术，通过优化螺杆结构及挤压膨化工艺参数制备了一种新型纯苦荞麦片。该苦荞麦片以单一苦荞全粉为原料，无任何辅料和添加剂，解决了纯苦荞麦片难成型、冲泡性差的问题；工艺简单、能耗较低，营养成分损失小，总黄酮损失率最高仅为20％，芦丁损失率比现有喷爆技术降低32％以上，具有携带、食用方便，可实现定量进补等特点，是适应现代饮食方式和营养需求的新一代纯苦荞麦片。

附图说明

图1实施例1螺杆组装结构示意图；其中a:se/50/123/2(螺旋代号/导程/长度/螺头个数)；b:se/30/116/2(螺旋代号/导程/长度/螺头个数)；d:se/15/114/1(螺旋代号/导程/长度/螺头个数)；e:kb/3/25/30°(剪切块代号/个数/长度/错列角)；f:kb/5/50/30°(剪切块代号/个数/长度/错列角)。

图2实施例2螺杆组装结构示意图；其中a:se/50/123/2(螺旋代号/导程/长度/螺头个数)；b:se/30/116/2(螺旋代号/导程/长度/螺头个数)；d:se/15/114/1(螺旋代号/导程/长度/螺头个数)；e:kb/3/25/30°(剪切块代号/个数/长度/错列角)；f:kb/5/50/30°(剪切块代号/个数/长度/错列角)。

图3实施例3螺杆组装结构示意图；其中a:se/50/123/2(螺旋代号/导程/长度/螺头个数)；b:se/30/116/2(螺旋代号/导程/长度/螺头个数)；d:se/15/114/1(螺旋代号/导程/长度/螺头个数)；e:kb/3/25/30°(剪切块代号/个数/长度/错列角)；f:kb/5/50/30°(剪切块代号/个数/长度/错列角)。

图4苦荞麦片主要功效成分含量检测。

具体实施方式

实施例1

选择市售苦荞全粉，测定其水分含量为12.03％，芦丁含量为13.45mg/g，槲皮素含量为0.95mg/g，总黄酮含量为15.52mg/g。按照以下步骤生产纯苦荞麦片：

(1)原料处理：粒度为100目的苦荞全粉与水混合，调整含水量至25wt％，投入混合机充分混合，混合机转速为60r/min，混料8min。

(2)挤压膨化：上步所得物料加入双螺杆挤压膨化设备中进行挤压膨化，设计五个加热分区，每个加热分区的温度分别设置为：ⅰ区为40℃；ⅱ区为60℃；ⅲ区为140℃；ⅳ区为150℃；ⅴ区为130℃。双螺杆转速为80r/min，各加热分区停留时间为2min，切割机旋切转速为500r/min。

所述螺杆为积木式螺杆组合，长径比为24，由芯轴和可拆分的各种螺杆元件组成，通过积木式螺杆元件(螺旋和剪切块)排列组合以适应本工艺要求。实施例螺杆组装结构如图1所示。

(3)预干燥：将上步挤压膨化后物料进行预干燥，干燥温度为50℃，时间为8min。

(4)压片造型：上步挤压膨化产品经压片机进行压片处理，调整压片机的压辊间隙为0.2mm。

(5)烘烤处理：将压片造型处理后的产品经过连续式烘烤厢烘烤，温度为135℃，调整振动筛频率使产品在烘烤厢停留时间在2min，产品含水量控制在6wt％。

实施例2

选择市售苦荞全粉，测定其水分含量、芦丁含量、槲皮素、总黄酮含量，结果同实施例1。按照以下步骤生产新型纯苦荞麦片：

(1)原料处理：粒度为100目的苦荞全粉与水混合，调整含水量至35wt％，投入混合机充分混合，混合机转速为80r/min，混料10min。

(2)挤压膨化：上步所得物料加入双螺杆挤压膨化设备中进行挤压膨化，设计五个加热分区，每个加热分区的温度分别设置为：ⅰ区为50℃；ⅱ区为70℃；ⅲ区为150℃；ⅳ区为160℃；ⅴ区为140℃。双螺杆转速为160r/min，各加热分区停留时间为5min，切割机旋切转速为600r/min。

所述螺杆为积木式螺杆组合，长径比为24，由芯轴和可拆分的各种螺杆元件组成，通过积木式螺杆元件(螺旋和剪切块)排列组合以适应本工艺要求。本实施例螺杆组装结构如图2所示。

(3)预干燥：将上步挤压膨化后物料进行预干燥，干燥温度为60℃，时间为10min。

(4)压片造型：上步挤压膨化产品经压片机进行压片处理，调整压片机的压辊间隙为0.5mm。

(5)烘烤处理：将压片造型处理后的产品经过连续式烘烤厢烘烤，温度为145℃，调整振动筛频率使产品在烘烤厢停留时间在3min，产品含水量控制在4wt％。

实施例3

选择市售苦荞全粉，测定其水分含量、芦丁含量、槲皮素、总黄酮含量，结果同实施例1。按照以下步骤生产新型纯苦荞麦片：

(1)原料处理：粒度100目的苦荞全粉与水混合，调整含水量至30wt％，投入混合机充分混合，混合机转速为80r/min，混料8min。

(2)挤压膨化：上步所得物料加入双螺杆挤压膨化设备中进行挤压膨化，设计五个加热分区，每个加热分区的温度分别设置为：ⅰ区为50℃；ⅱ区为60℃；ⅲ区为150℃；ⅳ区为160℃；ⅴ区为140℃。双螺杆转速为140r/min，各加热分区停留时间为4min，切割机旋切转速为600r/min。

所述螺杆为积木式螺杆组合，长径比为24，由芯轴和可拆分的各种螺杆元件组成，通过积木式螺杆元件(螺旋和剪切块)排列组合以适应本工艺要求。本实施例螺杆组装结构如图3所示。

(3)预干燥：将上步挤压膨化后物料进行预干燥，干燥温度为60℃，时间为8min。

(4)压片造型：上步挤压膨化产品经压片机进行压片处理，调整压片机的压辊间隙为0.5mm。

(5)烘烤处理：将压片造型处理后的产品经过连续式烘烤厢烘烤，温度为135℃，调整振动筛频率使产品在烘烤厢停留时间在2min，产品含水量控制在5wt％。

各实施例制备的苦荞麦片的物理品质、功效成分及感官评价分析如下：

以本发明方法制备的纯苦荞麦片和市售经爆破工艺制备的苦荞麦片进行物理品质、功效成分和感官评价分析，进一步说明本发明方法的有效效果。

1、苦荞麦片的物理品质分析

(1)麦片水分

将麦片样品称量后(w1)，105℃烘箱烘至恒重后称量(w2)。每个样品重复测定3次。按照以下公式计算麦片水分含量。

麦片含水率＝(w1-w2)/w1×100％

(2)麦片容重

将麦片样品倒入量筒中，用平板刮去量筒表面多余的麦片，使量筒口的麦片与玻璃杯口相平，称量量筒中麦片质量，结果以g/l表示。每个样品重复测定5次。

(3)麦片常温吸水率

准确称量20.0g麦片(w1)，放入250ml烧杯中，加入100ml蒸馏水，在水浴锅中25℃保温20min。取出后放在纱网中，静置10min，沥干麦片表面水分，称量吸水后麦片的质量(w2)。每个样品重复测定3次。

麦片常温吸水率＝(w2-w1)/w1×100％

(4)麦片高温吸水率

准确称量30.0g麦片(w1)，放入300ml离心杯中，麦片与离心杯重量w2，加入200ml刚沸腾的热蒸馏水，用小勺搅匀，室温下静置10min，3000r/min离心15min，收集上清液备用，称量离心杯质量(w3)。计算麦片高温吸水率，每个样品重复测定3次。

麦片高温吸水率＝(w3-w2)/w1×100％

(5)麦片汤汁黏度

收集测定高温吸水率时的上清液，过200目筛网滤除上层悬浮物，立即在25℃下取5ml滤液于乌氏粘度计中，测量蒸馏水及样品滤液的流动时间(t0，t)。计算样品的相对黏度，每个样品重复测定3次。

相对黏度＝t/t0

(6)汤汁可溶性固形物含量测定

收集测定高温吸水率时的上清液，参考sb/t10009-1992，采用烘箱干燥法测定上清液中可溶性固形物含量，结果以mg/g表示。

苦荞麦片物理品质分析结果显示，本发明制备的纯苦荞麦片与市售苦荞麦片水分、容重、吸水率和相对黏度等物理品质相当。其中吸水率主要受淀粉、蛋白质及纤维素等成分影响，检测结果一方面间接说明本发明产品和市售苦荞麦片均未添加淀粉辅料，另一方面也证实挤压膨化工艺和爆破工艺对苦荞麦片吸水率的影响较小。可溶性固形物含量二者差异较大，主要原因可能是爆破工艺比挤压膨化工艺对原料中大分子物质的降解能力大，也可能是市售样品中添加了糖分辅料(见表1)。

表1苦荞麦片物理品质分析结果

2、苦荞麦片的功效成分测定

重点考察了苦荞主要功效成分总黄酮、芦丁及槲皮素在苦荞麦片样品中的含量，检测方法如下：

(1)总黄酮含量测定

以铝盐法(a420)测定苦荞麦片及原料苦荞全粉的总黄酮含量。

标准曲线绘制：精密吸取0.05mg/ml芦丁溶液0.5、1、2、3、4ml于10ml具塞试管中，分别加入2ml0.1mol/lalcl3和3ml1mol/lch3cook溶液，70％甲醇定容，摇匀后室温静置30min，以水为空白，于420nm处测定。以吸光度为横坐标，芦丁含量为纵坐标绘制标准曲线。

样液测定：称取0.25g麦片样品，70％甲醇于70℃提取3h，取样1ml按上述方法进行测定。

(2)芦丁、槲皮素含量测定

采用高效液相法测定芦丁、槲皮素含量。色谱条件：色谱柱hypersilbdsc18(250mm×4.6mm，5μm)，柱温30℃，检测波长360nm，流动相如表2所示。

表2高相检测法流动相

实验结果显示，本发明自制苦荞麦片总黄酮含量显著高于市售苦荞麦片，较苦荞全粉原料损失率仅为20％左右，基本保留了苦荞的主要功效成分，而本发明自制苦荞麦片芦丁损失率约为38.4％，较市售爆破工艺制备的苦荞麦片芦丁损失率(71.2％)降低约32.8％(见图2)。

3、苦荞麦片感官品质分析

麦片感官品质分析分为两部分，分别为麦片冲泡前的感官品质分析和冲泡后的感官品质分析。采用百分制，麦片冲泡前感官品质30分，麦片冲泡后感官品质70分。随机请30个人(15名男性、15名女性，年龄20～40岁)经过感官评价培训后组成评鉴小组，按照苦荞麦片产品感官评分标准进行打分。评价指标与方法见表3、表4给出的方法。

表3麦片冲泡前评价指标与方法

表4麦片冲泡后感官评价指标与方法

感官评价结果表明，本发明实施例1所得产品最高得分为72.5，能够很好的结合苦荞功效营养成分与消费者要求的口感，在有效降低功效成分总黄酮和芦丁损失的基础上，保证与市售喷爆工艺苦荞麦片相当的冲调性。