黑小麦阿魏酰低聚糖制备及其全谷物食品研制

摘要

全谷物食品是健康营养食品的典型代表。全谷物富含膳食纤维、维生素、矿质元素和抗氧化物质等功能成分，这些生物活性物质主要富集在籽粒的外皮层，通过“全谷物营养包”间的协同增效作用产生保健功能。黑小麦是一种优质的天然黑色谷物资源。本文以黑小麦为研究对象，采用木聚糖酶酶解黑小麦麸皮不溶性膳食纤维制备FOs。通过活性炭柱层析，对酶解液进行分离纯化，采用离子色谱、高效液相色谱（HPLC）等检测方法，对纯化组分的组成进行分析。将FOs添加到黑小麦全谷物制品中，借助挤压膨化技术，对黑小麦全谷物挤压膨化食品配方进行优化，以期研发出口感佳、营养丰富并强化FOs的黑小麦全谷物食品，为黑小麦特色谷物资源的综合利用提供理论依据，并为实际生产提供技术指导。
　　采用木聚糖酶酶解黑小麦麸皮不溶性膳食纤维制备FOs，通过双波长法和薄层层析法对FOs的含量和组成进行分析。在加酶量、酶解时间、pH、温度4个单因素实验基础上，采用四因素三水平的中心旋转设计，以FOs浓度为响应值，通过响应面分析法对FOs的制备工艺进行优化，得到最佳工艺参数为：:加酶量15.5mg/L，酶解时间22h，温度46℃，pH4.8，在此条件下，FOs的浓度为0.4913mmol/L。紫外全波长扫描和HPLC分析结果表明，酶解液中的低聚糖含有阿魏酰基团。
　　酶解液经活性炭柱层析得到水洗组分（WO）及不同浓度醇洗组分（EO），采用HPLC和离子色谱对纯化组分的单糖组成、低聚糖组成以及阿魏酰基团进行检测。结果表明，WO的低聚糖聚合度较高，为DP4-7；不同浓度EO的低聚糖聚合度主要为DP2-4，其含量随着乙醇浓度的升高而增加。WO中含有结合态阿魏酸，是FOs，其中阿魏酰基团含量为42.78mg/g。EO中不存在结合态阿魏酸，是阿拉伯低聚木糖；WO和EO均主要由阿拉伯糖和木糖组成， WO的分支度（A/X=0.53）高于EO（A/X=0.33），这也为阿魏酰基团的连接提供了更多的取代位点。
　　将酶解液经高压（126℃，0.15MPa）处理10-30min，其FOs含量随处理时间延长而上升，表明高温高压能够促进酶解液中高聚合度膳食纤维向低聚合度FOs的转变。FOs的添加对黑小麦全谷物膨化食品的品质有一定的改善作用，包括膨化率和感官指标。在大豆蛋白、大豆卵磷酯、蔗糖添加量3个单因素实验基础上，采用响应面分析法，以综合评分为响应值，对大豆蛋白、大豆卵磷酯、蔗糖添加量等配方进行优化，得到最佳添加量为：大豆蛋白3.3％，大豆卵磷酯0.4%，蔗糖8.3%， FOs7%，在此条件下，黑小麦全谷物挤压膨化产品的综合评分为4.16。