CN112956650A - 一种改善杂豆冲调食品风味的加工方法 - Google Patents

一种改善杂豆冲调食品风味的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善杂豆冲调食品风味的加工方法。该方法包括：将杂豆原料粉碎，经常压低温等离子体处理；然后进行挤压膨化，得到膨化料；再将制得的膨化料破碎制粉，即得。本发明采用常压低温等离子体灭酶，配合高温短时挤压膨化加工方式，在达到灭酶作用的同时避免产品变性，改善了杂豆产品的风味及品质特性。

Description

一种改善杂豆冲调食品风味的加工方法
技术领域
本发明属于食品加工领域。尤其涉及一种改善杂豆冲调食品风味的加工方法。
背景技术
杂豆又称淀粉质豆类，淀粉质豆类(Food Legumes)是以收获籽粒供食用的豆类作物的统称，属豆科(Leguminosae)，蝶形花亚科(Papilionaceae)，多为一年生或越年生。大豆和花生由于油脂含量比较高，在中国习惯上不包括在淀粉质豆类之中。根据联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization，FAO)的定义，Legume是指所有的豆科植物，其中仅仅含有少量油脂的豆类如菜豆、蚕豆、豌豆与小扁豆等称之为淀粉质豆类“Pulse”；而那些含油量很高的如大豆与花生等则称之为“Leguminous Oilseed”。中国地域辽阔，生态条件复杂，作物种类多样，淀粉质豆类种类多。目前，我国杂豆主要用于出口，部分用于初级加工，总体上加工产品种类少，加工水平滞后。
杂豆一直以来就被认为是植物蛋白、维生素(硫胺素与烟酸等)、矿物元素(P，K，Ca，Mg等)与膳食纤维的良好来源。研究表明，杂豆蛋白具有可以降低血浆低密度脂蛋白的功效，其慢消化淀粉和抗性含量较高，淀粉的消化速度低于谷物淀粉与根茎淀粉，不会导致餐后血糖与胰岛素的急剧变化。杂豆与谷物在氨基酸含量上存在互补，谷豆结合使用可有效解决单一原料限制性氨基酸不足问题，提高蛋白吸收率。在发达国家，淀粉质豆类已开始被广泛应用于食品配料，能有效预防和治疗糖尿病、心脑血管疾病、结肠癌等富贵病。近年来，杂豆逐渐成为现代食品工业重要的原料，主要用于制备蛋白浓缩物、油脂、淀粉与功能性食品配料(蛋白分离物、蛋白水解物、膳食纤维、卵磷脂、异黄酮)等。杂豆营养丰富，但由于存在着一些风味化合物，呈现不适气味“豆腥味”，制约着其在冲调食品中的应用。因此，需要找到一种新的加工方法以克服杂豆风味上的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善杂豆冲调食品风味的加工方法。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
第一方面，本发明提供一种改善杂豆冲调食品风味的加工方法，该方法包括以下步骤：
(1)将杂豆原料粉碎，经过常压低温等离子体处理；
(2)将步骤(1)处理后的原料进行挤压膨化，得到膨化料；
(3)将步骤(2)制得的膨化料破碎制粉，即得。
需要说明的是，本发明的杂豆是指除大豆以外的淀粉质豆类，包括但不限于豌豆、绿豆、红小豆、红豆、豇豆或小扁豆中的一种或多种。
本发明所述的常压低温等离子体是指在大气压下产生了低温均匀等离子体。等离子体被称为继“固、液、气”三态以外的物质第四态。通常是对气体施加电场，使荷电粒子加速。而由于离子较重，所以被加速的都是电子。通过电子与较重粒子碰撞而引起电离，最终形成等离子体。
本发明所述的挤压膨化一般是指螺杆挤压膨化技术，包括单螺杆挤压、双螺杆挤压和多螺杆挤压等。
杂豆营养丰富，但由于存在着一些风味化合物，呈现不适气味“豆腥味”，制约着其在冲调食品中的应用。豆腥味主要源于豆类在粉碎时大豆中的脂肪氧化酶被氧气和水激活，其中的亚油酸、亚麻酸等多价不饱和脂肪酸被氧化，生成氢过氧化物，再降解成多种具有不同程度异味的小分子醇、醛、酮、酸和胺等挥发性化合物，从而形成了豆腥味，豆腥味一旦形成，很难去除。目前豆类脱腥方法很多，主要有基因工程技术、加热处理法、化学处理法、微生物法、去皮法和风味掩盖法等。其中，加热处理是一种最常用的消除豆腥味的方法。加热可钝化脂肪氧化酶的活性，使一些豆腥味成分挥发并产生豆香味掩盖部分豆腥味，热处理还可破坏胰蛋白酶抑制因子、血球凝聚素和脲酶等抗营养因子。然而，脂肪氧化酶耐热性较好，110℃下需要处理10min才完全失活，而加热时间过长可引起蛋白质变性、某些氨基酸破坏损失、氮溶解指数(NSI)降低等，且加热后豆类蛋白质不易为人体吸收，蛋白还会失去一些加工特性。
以往的研究中有采用挤压方法处理淀粉质豆类，然而挤压法属于湿热加工法，在挤压过程中由于脂肪氧化酶不能短时灭活，在高水分中水解将产生豆腥味成分，仅依赖在加热的过程中杂豆熟化形成的豆香味部分掩盖豆腥味。
本申请发明人意外发现，采用低温等离子体灭酶技术，通过等离子辉光照射，高能等离子体对酶类蛋白进行破坏，在淀粉质豆粉未着水前灭活相关酶类。同时离子中的臭氧等强氧化成分对于部分活跃的还原性脂肪酸及其已有豆腥味挥发性化合物进行强制过量氧化，从而使得下一步豆粉在挤压过程中能够最大限度的减少油脂氧化，减少豆腥味成分的产生。本发明采用常压低温等离子体灭酶预处理配合高温短时螺杆挤压加工联用技术，有效改善了产品的风味特征，并非通常意义上的豆香味部分掩盖豆腥味，而是直接减少豆腥味成分的产生。经过气相色谱离子迁移谱测试，不良风味成分降低较多。
在本发明的上述方法中，可选的，步骤(1)中，杂豆原料粉碎细度为20-60目。
可选的，所述常压低温等离子体处理条件为：辉光距离为1-3cm，离子能量为800-1000eV，辉光时间为1-2min。
可选的，所述挤压膨化的方法为：将步骤(1)处理后的原料加入挤压机中，调节物料含水量至17％-19％，挤压，获得膨化料；其中所述挤压条件为：挤压温度为180℃之间，物料在挤压机内滞留时间5-10s。
挤压过程中挤压温度对效果的影响比较显著，当挤压温度低于180℃时，对于不良风味成分的降低效果不明显，而当挤压温度高于180℃时，由于温度过高，会导致挤压原料发生焦糊现象，影响产品风味。此外，发明人发现，常压低温等离子体处理可以有效降低豌豆中酶的活性，减少豌豆的豆腥味，因此将常压低温等离子体技术与挤压膨化技术配合使用会显著提高不良风味成分的降低效果。
可选的，所述破碎制粉的方法为：将步骤(2)制得的膨化料置于破碎机中，破碎机的破碎孔距为1-2mm，破碎物料至直径1-2mm，厚度≤1mm。
第二方面，本发明还要求保护上述加工方法制得的改善风味的杂豆冲调食品。
本发明的有益效果：
本发明采用常压低温等离子体灭酶，配合高温短时挤压膨化加工方式，在达到灭酶作用的同时避免产品变性，改善产品品质特性。其中，经过常压低温等离子体和挤压协同处理后，风味贡献率最高主要以正己醇、正丁醇、1-戊醇、1-辛烯-3-醇、己醛和反-2-辛烯醛为主，总结来看醇和醛类物质是首要风味物质；风味第二贡献率主要以2-庚酮、戊醛和2-戊基呋喃的影响为主。
具体实施方式
本发明公开了一种改善杂豆冲调食品风味的加工方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及产品已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
为了进一步理解本发明，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如无特殊说明，本发明实施例中所涉及的试剂均为市售产品，均可以通过商业渠道购买获得。
实施例1
一种改善杂豆冲调食品风味的加工方法，以豌豆作为加工原料，包括下述步骤：
(1)常压低温等离子体预处理
豌豆经除杂、清选后，采用粉碎机粉碎，制备生豌豆粉(粉碎细度20-60目)。将生豌豆粉原料磨碎后进行常压低温等离子体处理，工作条件为：辉光距离为1-3cm，离子能量为800-1000eV，辉光时间为1-2min，此时的豌豆粉原料能够较好的达到初步去除豆腥味和灭酶的效果。
(2)挤压处理
取步骤(1)处理后的原料放入挤压机中，在大量挤压试验基础上，设置豌豆粉的水分含量17.5％，喂料速度200g/min，螺杆转速250r/min。挤压温度在180℃之间，物料在挤压机内滞留时间5-10s。对照样品为未处理的生豌豆粉。
(3)膨化料处理
步骤(2)制得的膨化料置于破碎机中，破碎机的破碎孔距为1-2mm，破碎物料至直径1-2mm，厚度≤1mm。
(4)挤压产品流程
豌豆→清选→粉碎→低温等离子体→调节水分→螺杆挤压机挤压改性→膨化料→破碎机→挤压冲调粉。
实施例2
一种改善杂豆冲调食品风味的加工方法，以绿豆作为加工原料，包括下述步骤：
(1)常压低温等离子体预处理
绿豆经除杂、清选后，采用粉碎机粉碎，制备生绿豆粉(粉碎细度为20-60目)。将绿豆原料进行常压低温等离子体处理，工作条件为：辉光距离为1-3cm，离子能量为800-1000eV，辉光时间为1-2min，此时的绿豆原料能够较好的达到初步去除豆腥味和灭酶的效果。
(2)挤压处理
在大量挤压试验基础上，设置绿豆粉的水分含量18％，喂料速度200g/min，螺杆转速250r/min。挤压温度在180℃之间，物料在挤压机内滞留时间5-10s。对照样品为未处理的生绿豆粉。
(3)膨化料处理
步骤(2)制得的膨化料置于破碎机中，破碎机的破碎孔距为1-2mm，破碎物料至直径1-2mm，厚度≤1mm。
(4)挤压产品流程
绿豆→清选→粉碎→低温等离子体→调节水分→螺杆挤压机挤压改性→膨化料→破碎机→挤压冲调粉
实施例3
低温等离子体+挤压处理后对实施例1制备的豌豆粉进行不良风味物质的测定，气相色谱离子迁移谱测试步骤如下：
(1)检测
顶空进样条件：称取3.5g样品，置于20mL顶空样品瓶中，密闭封口后进行检测。顶空孵育温度75℃，孵育时间20min；顶空进样针温度85℃，进样体积500μL，清洗时间30s。
气相色谱条件：色谱柱FS-SE-54-CB-0.5 15m ID:0.53mm；色谱柱温40℃，分析时间30min；载气N2(纯度≥99.999％)；载气流量0～2min2 mL/min；2～10min2～10mL/min；10～20min10～100mL/min；20～25min100～130mL/min；25～30min130 mL/min。
离子迁移谱条件：迁移谱的温度45℃，选用纯度超过99.999％漂移气N2以150mL/min的速度漂移，采用正离子离化，β射线(氚，3H)进行放射处理。
(2)数据分析
使用G.A.S.开发的GC x IMS Library Search软件，通过内置的NIST2014气相保留指数数据库与IMS迁移时间数据库二维定性，利用LAV软件的Gallery Plot插件选取图中所有的待分析区域，生成指纹图谱。采用Excel2016和SPSS 22.0进行数据处理及图表绘制。
(3)风味分析
豌豆的不良风味通常描述为草味、生青味、苦味和涩味。醇类中1-己醇、1-辛烯-3-醇和1-壬醇分别赋予类似干草味、蘑菇味和豌豆的泥土味；己醛是引起豌豆呈现“类似干草”异味的主要原因，呈现绿色的、草和植物叶子的味道，也赋予豌豆一定的豆腥味。本实验检测到的不良风味组分有反-2-辛烯醛、己醛、戊醛、正辛醛、1-辛烯-3醇、正己醇、1-戊醇、正丁醇、3-甲基丁醇、2-庚酮和2-戊基呋喃，如表1所示。除戊醛、正辛醛、3-甲基丁醇和2-庚酮外，其余物质相对含量均随挤压温度升高而降低，说明挤压处理可在一定程度上提升豌豆风味品质。
选取本实验识别鉴定出的11种不良风味化合物作主成分分析，选取特征值＞1的成分作为主成分，共提取了2个主成分，累计贡献率达到为94.213％，足以反映11种不良风味化合物的大部分信息。如表2可知，第一主成分主要以正己醇、正丁醇、1-戊醇、1-辛烯-3-醇、己醛和反-2-辛烯醛为主，总结来看第一主成分代表醇和醛类不良风味物质；第二主成分主要以2-庚酮、戊醛和2-戊基呋喃的影响为主。通过主成分风味品质分析得到风味品质函数计算出的不良风味得分如表4所示。由表4可知，不良风味成分得分最低的是低温等离子体+挤压180℃豌豆粉样品，为-2.2027。其次是挤压180℃豌豆粉样品为-1.8165，生豌豆粉中不良风味成分的得分最高为1.9674。因此，低温等离子体+挤压处理可以减弱豌豆不良风味，低温等离子体+挤压温度180℃，豌豆粉风味品质最佳。
表1处理方式对豌豆粉不良风味组分物质的影响
Figure BDA0002982063450000061
Figure BDA0002982063450000071
注：表中数据均为平均值±标准差，同行的数值上标注不同的小写字母表示有显著性差异(P<0.05)；
表2主成分的初始特征值和累计贡献率
Figure BDA0002982063450000072
表3挥发物类别主成分荷载矩阵
Figure BDA0002982063450000073
表4挥发性风味品质综合评分及排名
Figure BDA0002982063450000074
Figure BDA0002982063450000081
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种改善杂豆冲调食品风味的加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将杂豆原料粉碎，经常压低温等离子体处理；
(2)将步骤(1)处理后的原料进行挤压膨化，得到膨化料；
(3)将步骤(2)制得的膨化料破碎制粉，即得。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)中，杂豆原料粉碎细度为20-60目。
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述常压低温等离子体处理条件为：辉光距离为1-3cm，离子能量为800-1000eV，辉光时间为1-2min。
4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述挤压膨化的方法为：将步骤(1)处理后的原料加入挤压机中，调节物料含水量至17％-19％，挤压，获得膨化料；其中所述挤压条件为：挤压温度为180℃，物料在挤压机内滞留时间5-10s。
5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述破碎制粉的方法为：将步骤(2)制得的膨化料置于破碎机中，破碎机的破碎孔距为1-2mm，破碎物料至直径1-2mm，厚度≤1mm。
6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述杂豆为淀粉质豆类，且不包括大豆。
7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述杂豆为豌豆、绿豆、红小豆、红豆、豇豆或小扁豆中的一种或多种。
8.一种如权利要求1-7任一所述的加工方法制得的改善风味的杂豆冲调食品。
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