粥类深受广大消费者的喜爱,但熬制耗时耗力限制了它的应用,于是速食产品方便粥应时而生。随着方便粥的快速发展,人们不但要求方便粥口感独特、品质优良、外观大方,而且更加追求方便粥的保健功能。

燕麦(Arena sativa L.)富含有效调节和帮助维持人体内血糖血脂平衡、促进消化排便等重要作用的膳食纤维、磷脂和β-葡聚糖等活性成分。由于新鲜燕麦中富含的多酚类、甾醇、植酸等活性植物营养成分,具有抗衰老、降低治疗心血管疾病发病率等功能[1-2],因此,摄入燕麦制品不仅能补充人体所需的膳食纤维,还可调节人体内部平衡,使人体保持在一个健康状态。

传统方便粥是经过“浸泡-蒸煮-干燥”制成的,常见的蒸煮方式有常压蒸煮、高压蒸煮、微波蒸煮3种,目前速食方便粥的研究中膨化方便粥的工艺优化较多,而系统研究蒸煮方式对燕麦方便粥影响的报道较少。曹汝鸽等[3]通过将燕麦粉焙烤、常温常压、高压蒸煮、远红外和微波加热5种方法处理,研究气味、糊化特性及色泽的变化。IMURINA等[4]对比研究了小麦和燕麦的即食粥在理化、质构和热特性方面的不同。本文通过研究不同蒸煮方式对燕麦方便粥的色差、质构、微观结构、多酚含量、感官品质的影响,旨在为人们选择燕麦方便粥的蒸煮方式提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

裸燕麦米:采于山西省吕梁市临县临泉镇。

乙酸乙酯、无水乙醇(分析纯),天津市天力化学试剂有限公司;没食子酸(分析纯),上海蓝季生物有限公司;无水Na2CO3(分析纯),国药集团化学试剂有限公司;Folin-Ciocaltcu,北京索莱宝科技有限公司;甲醇(分析纯),天津市北辰方正试剂厂。

1.2 仪器与设备

TMS-pro质构仪,美国Food Technology Corproation公司;NH310便携式电脑色差仪,深圳市三恩时科技有限公司;JSM-IT800扫描电镜,日本电子公司;ME-2080MG微波炉,青岛胶南海尔微波制品有限公司;LS-75HD立式压力蒸汽灭菌器,江阴滨江医疗设备有限公司;HGZF-II/H-101-2电热鼓风干燥箱,上海跃进医疗器械有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 燕麦方便粥蒸煮工艺

将除杂后的燕麦米按料液比1∶5(g∶mL)在40 ℃水浴锅中浸泡60 min。沥干水分后,将经过3种不同蒸煮方式熟化后的燕麦米离散,放置在80 ℃恒温干燥箱中干燥2 h,得到成品方便粥,所确定的3种方式工艺条件见表1。

1.3.2 色差测定

采用NH310型便携式电脑色差仪测定不同蒸煮方式处理后的方便粥色泽,并将其L*、a*、b*值记录下来,与未处理的燕麦米相比,观察其变化情况。

1.3.3 质构测定

将燕麦原料及不同蒸煮方式处理后的燕麦方便粥分别以料液比1∶5(g∶mL)的沸水冲泡,加盖复水10 min,复水后取出沥干,并用吸水纸吸干表面水分。采用复水后的方便粥在TPA模式下测定质构。随机选取3粒燕麦米,摆成放射状(Y),米粒摆平,下表面不能悬空,平行做10次实验后取其平均值。探头为P/36R,测前速度1 mm/s,测中速度0.5 mm/s,测后速度1 mm/s,两次测试间隔时间5 s,触发力0.049 N,形变量70 %。

1.3.4 燕麦方便粥扫描电镜观察

取样品用刀片沿横轴方向1/3和2/3处切断,米粒断裂面朝上,用双面胶将其黏于载物台上并进行喷金处理,电压10 kV,放大1 000倍。

1.3.5 酚类物质的测定

1.3.5.1 方便粥总多酚的提取

燕麦方便粥粉碎后过60目筛,称取2 g燕麦粉,加入25 mL 70%(体积分数)乙醇溶液超声提取25 min后,4 000 r/min离心10 min,提取2次后合并上清液,用于测定总多酚含量。

1.3.5.2 方便粥游离酚和结合酚的提取

游离酚的提取:采用康子悦等[5]的方法稍作修改。燕麦方便粥粉碎后称取2 g燕麦粉,加入25 mL甲醇溶液,超声提取25 min后,4 000 r/min离心10 min,提取两次后合并上清液,冷藏备用。

结合酚提取:将20 mL 4 mol/L NaOH溶液加入至游离酚剩余的残渣中,经避光水解后4 h调节pH值至2.0。4 000 r/min离心10 min。加入25 mL乙酸乙酯振荡5 min后,4 000 r/min离心10 min,收集上清液,重复操作两次,合并上清液,冷藏备用。

1.3.5.3 没食子酸标准曲线的制作

采用Folin-Ciocaltcu法。称取10 mg没食子酸标准品,蒸馏水定容至100 mL,配成0.1 mg/mL没食子酸标准溶液。吸取0.0、0.25、0.5、0.75、1、1.25 mL没食子酸标准溶液,依次加入1 mL Folin-Ciocaltcu试剂、2 mL质量分数为12%Na2CO3溶液,定容至100 mL。室温避光静置2 h后于波长765 nm处测定吸光度,做3组平行。以没食子酸含量为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。

1.3.5.4 方便粥酚类物质的测定

1 mL提取液置于100 mL容量瓶中,依次加入1 mL Folin-Ciocaltcu试剂、2 mL质量分数为12%的Na2CO3溶液,蒸馏水定容至刻度。室温避光静置2 h后,于波长765 nm处测定吸光度,做3组平行。利用标准曲线计算质量浓度(mg/mL,以没食子酸计),含量按照公式(1)计算:

(1)

式中:ω,多酚含量,μg/g;ρ,没食子酸质量浓度,mg/mL;V,提取液体积;N,稀释浓度;m,样品质量,g。

1.3.6 感官评定方法

参考刘韫瑜等[6]的方法,将方便粥用开水冲泡后进行感官评定,复水方法同1.3.3节。感官评价小组成员由10名经培训的食品专业人员组成,从色泽、气味、外观、口感、组织形态5个方面对方便粥进行评定。感官评分标准见表2。

1.3.6.1 因素集、评语集、权重集的建立

U={ U1,U2,U3,U4,U5}

评价因素集U,U1=色泽,U2=气味,U3=外观,U4=口感,U5=组织形态,即方便粥感官质量构成因素指标的合集。

V={ V1,V2,V3,V4}

评价等级集V为对前述每个评价因素的评价,V1,V2,V3,V4分别代表优、良、中、差,分别赋予90、80、70、60分。

X={X1,X2,X3,X4,X5}

权重集就是前述各评价因素权重系数的合集。权重反映了各评价因素在产品整体感官评定中的重要程度。在统计分析后得到权重集X={X1,X2,X3,X4,X5}={0.18,0.15,0.12,0.3,0.25}。即色泽占0.18,气味占0.15,外观占0.12,口感占0.3,组织形态占0.25。

1.3.6.2 模糊关系综合评判集

模糊关系综合评判集Y=X·R={y1,y2,y3,y4,y5},其中X为权重集,R为模糊矩阵,X·R为矩阵合成。

1.3.7 数据处理

结果均以“平均值±标准差”表示,并利用Excel 2007、SPSS 23.0、Origin 2019等软件对数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 不同蒸煮方式对方便粥色差的影响

由表3可知,燕麦米的色值随着不同的蒸煮方式而呈现显著差异。由显著性分析可以看出,经过常压蒸煮的燕麦方便粥a*值变化最小,呈现浅暗黄色;经过微波蒸煮的燕麦方便粥,其L*值和b*值变化最小,a*值最高,呈现黄褐色;而经过高压蒸煮的燕麦方便粥,其L*值和b*值最低,呈暗黄色[7]。整体来看,原料米经蒸煮处理后,明暗度减少,红绿值增加,黄蓝值减少。

2.2 不同蒸煮方式对方便粥质构特性的影响

由表4可知,与对照组相比,燕麦经过3种蒸煮方式处理过后得到的方便粥硬度显著降低,这可能是因为蒸煮使燕麦中的淀粉颗粒破裂,导致直链淀粉和支链淀粉浸出,浸出的组分降低了燕麦的硬度[8-9]。常压蒸煮降低了72.71%,高压蒸煮降低了82%,微波蒸煮降低了64.92%。杂粮的质构特性与浸出的淀粉数量和组成有很大关联[10-11],龙杰等[12]认为蒸煮会导致杂粮含有更少的短支链淀粉和直链淀粉,这会使杂粮的硬度降低。胶黏性表示咀嚼半固态食品至可吞咽状态时所需要的能量[13],由表4可知,3种处理使得咀嚼性和胶黏性均显著降低。这可能是因为蒸煮破坏了燕麦表面的紧密纤维结构,其中经过高压蒸煮后的燕麦方便粥胶黏性和咀嚼性最低。3种处理使得弹性均有所提高,综上,高压蒸煮处理后的方便粥更柔软更容易咀嚼。

2.3 不同蒸煮方式对方便粥微观结构的影响

由图1可知,燕麦在未加工前淀粉颗粒呈圆形,表面光滑无裂纹。经过常压蒸煮后,圆形的淀粉颗粒明显消失,原因可能是蒸煮温度较高、蒸煮时间较长,使淀粉糊化,细胞壁被破坏,大量淀粉溶出导致[14-16]。经过高压处理的燕麦,淀粉颗粒明显糊化而融在一起,基本没有轮廓,未出现原料燕麦独立的、完整的淀粉颗粒,原因可能是因为高压使得淀粉颗粒破坏,在高压下降解使淀粉分子间的氢键断裂[17-18]。微波蒸煮的燕麦淀粉颗粒形态较高压蒸煮和常压蒸煮明显,微波蒸煮使燕麦淀粉颗粒变得松散[19-20],淀粉径粒增大,有的淀粉颗粒和原料无明显差别,有的表面则具有沟壑和裂纹[21-22]。由此可知,蒸煮可对燕麦淀粉颗粒有所影响,3种蒸煮方式对燕麦淀粉颗粒的影响效果不同。

2.4 不同蒸煮方式对方便粥多酚含量的影响

本试验中燕麦原料米总酚含量为113.59 μg/g,游离酚占比最多,为76.06%。经常压蒸煮后总酚含量变为48.54 μg/g,损失了57.27%;经高压蒸煮后总酚含量降为61.88 μg/g,损失了45.52%;经微波蒸煮后总酚含量降为63.93 μg/g,损失了43.72%。3种处理方式降低了燕麦米中的总酚含量,但高压蒸煮和微波蒸煮无显著性差异。其中,通过常压蒸煮得到的方便粥多酚含量损失最多,这可能是由于蒸煮过程持续的时间太长,同时通过氧气和水分的作用,热处理加速了酚类物质的降解[23-24],一部分酚类物质不可避免溶于汤中,其中常压蒸煮加水量较大,处理后损失最大。而微波蒸煮保留了较多的酚类物质,这可能是因为微波处理可以激活一些可能修复酚类物质的酶的活性,导致在微波处理的过程中有酚类物质产生,因此微波处理保留的总酚最多。此外,微波蒸煮过程中化学反应复杂,微波处理破坏了多酚类大分子复合物的共价键,使其分解成游离酚和其他的副产物,这也是为什么微波蒸煮保留了更多的游离酚。

经蒸煮过后燕麦的游离酚均有所损失,这可能是因为在浸泡的过程中导致可溶性游离酚溶出,也可能是因为蒸煮过程中产生热量或发生氧化反应而导致游离酚损失[25-27]。游离酚和结合酚的比例也发生了相应变化。其中,微波蒸煮和高压蒸煮保留了较多的游离酚。而常压蒸煮保留了较多的结合酚,这可能是由于在蒸煮过程中破坏了燕麦的细胞结构而使结合酚释放出来。

2.5 不同蒸煮方式的方便粥的模糊感官评价

不同蒸煮方式的方便粥感官评价结果如表5所示。

同理,可得到其他样品的模糊评价结果。Y2=(0.617,0.353,0.015,0.015),Y3=(0.237,0.359,0.301,0.103)。将优、良、中、差4个评语分别赋予90、80、70、60分,再将综合评价结果的各数值乘以对应的等级分数,结果相加得到每个产品最终模糊感官评分,见表6。其中,高压蒸煮综合评分为85.72,这种处理方式得到的燕麦方便粥感官品质最佳,米粒几乎无破损、颜色呈正常色且比较均一、具有燕麦的香味且香味最接近新鲜燕麦粥,口感合适、不过硬或过软、米粒与汤略微分层,但是浊度和黏稠度合适。

综上分析可知,经过3种蒸煮方式得到的燕麦方便粥在感官品质上具有显著差异,综合评定结果为高压蒸煮>常压蒸煮>微波蒸煮。

3 结论

本文比较了常压蒸煮、高压蒸煮和微波蒸煮3种方式对燕麦方便粥理化性质的影响。结果表明3种蒸煮方式均使得燕麦方便粥明暗度显著降低,红绿值显著升高,黄蓝值显著降低;经过高压蒸煮处理后的燕麦方便粥硬度、胶黏性、咀嚼性均显著减少,3种蒸煮方式处理的方便粥弹性均提高。高压蒸煮感官品质最佳,常压蒸煮其次,微波蒸煮为最次,与质构特性结果较一致。3种蒸煮方式处理后的方便粥微观结构都有所不同,但均有利于燕麦方便粥在复水时更容易吸水,缩短复水时间。经3种蒸煮方式处理后,常压蒸煮的多酚含量损失最多,高压蒸煮和微波蒸煮的多酚含量无显著性差异。高压蒸煮和微波蒸煮游离酚损失少,而常压蒸煮结合酚损失少。综上,高压蒸煮可能是更适于燕麦方便粥的蒸煮方式。

参考文献

[1] CAI X X, DANG Q Y, LIU L, et al.Oat nutritious meal has beneficial effect on lipid metabolism in type 2 diabetes mellitus:A 3-month randomized controlled trial[J].Journal of Functional Foods, 2022, 95:105156.

[2] CHEN O, MAH E, DIOUM E, et al.The role of oat nutrients in the immune system:A narrative review[J].Nutrients, 2021, 13(4):1048.

[3] 曹汝鸽, 林钦, 任长忠, 等.不同灭酶处理对燕麦气味和品质的影响[J].农业工程学报, 2010, 26(12):378-382.
CAO R G, LIN Q, REN C Z, et al.Effects of different inactivation treatment on oat flavor and quality[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2010, 26(12):378-382.

[4] IMURINA O, FILIPEV B V, MARI B, et al.Comparative study on the physico-chemical, textural and thermal properties of instant porridges based on spelt and oats[J].Food and Feed Research, 2018, 45(1):27-35.

[5] 康子悦, 沈蒙, 葛云飞, 等.基于植物广泛靶向代谢组学技术探究小米粥中酚类化合物组成及其抗氧化性[J].食品科学, 2021, 42(4):206-214.
KANG Z Y, SHEN M, GE Y F, et al.Analysis of phenolic composition in millet porridge using widely-targeted metabolomics and evaluation of antioxidant activity[J].Food Science, 2021, 42(4):206-214.

[6] 刘韫瑜, 张美莉, 冯志宽.湿热处理对裸燕麦复配米方便米饭品质的影响[J].中国粮油学报, 2011, 26(1):35-39.
LIU Y Y, ZHANG M L, FENG Z K.Effect of heat-moisture treatment on quality of naked oats/short grain rice matching instant rice[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2011, 26(1):35-39.

[7] 刘佳男. 四种杂粮米预熟化工艺及理化性质的研究[D].长春:吉林农业大学, 2017.
LIU J N.Study on pre-ripening technology and physical and chemical properties of four kinds of coarse cereals rice[D].Changchun:Jilin Agricultural University, 2017.

[8] 关桦楠, 吴永存, 孙冰玉, 等.高压蒸煮及微波预熟工艺改良糙米品质的研究[J].食品工业科技, 2022, 43(8):204-211.
GUAN H N, WU Y C, SUN B Y, et al.Effect of high pressure and microwave precooking processes on improving the quality of brown rice[J].Science and Technology of Food Industry, 2022, 43(8):204-211.

[9] ZHOU Z K, ROBARDS K, HELLIWELL S, et al.Effect of storage temperature on cooking behaviour of rice[J].Food Chemistry, 2007, 105(2):491-497.

[10] 俞承韬. 不同浸泡条件和压力条件对糙米饭蒸煮品质的影响[D].无锡:江南大学, 2021.
YU C T.Effects of different soaking conditions and pressure conditions on cooking quality of brown rice[D].Wuxi:Jiangnan University, 2021.

[11] TESTER R F, MORRISON W R.Swelling and gelatinization of cereal starches.VI.starches from waxy hector and hector barleys at four stages of grain development[J].Journal of Cereal Science, 1993, 17(1):11-18.

[12] 龙杰, 吴凤凤, 金征宇, 等.预处理和干燥方式对方便米饭品质的影响[J].中国粮油学报, 2018, 33(9):1-6;12.
LONG J, WU F F, JIN Z Y, et al.Effects of drying and pretreatment methods on quality of instant rice[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2018, 33(9):1-6;12.

[13] 丁亚西. 保健方便粥的超高压生产工艺研究[D].长春:吉林大学, 2009.
DING Y X.Study on ultra-high pressure production technology of health-care instant porridge[D].Changchun:Jilin University, 2009.

[14] REN N M, MA Z, XU J B, et al.Insights into the supramolecular structure and techno-functional properties of starch isolated from oat rice kernels subjected to different processing treatments[J].Food Chemistry, 2020, 317:126464.

[15] 王霞, 刘永吉, 董莹, 等.杂粮代餐粉的配方设计和工艺优化[J].中国粮油学报, 2023, 38(2):75-82.
WANG X, LIU Y J, DONG Y, et al.Formulation design and process optimization of meal powder substitute for cereals[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2023, 38(2):75-82.

[16] 杜春婷, 党斌, 杨希娟, 等.不同加工方式对藜麦淀粉结构与功能特性的影响[J].中国粮油学报, 2022, 37(4):54-61.
DU C T, DANG B, YANG X J, et al.Effects of different processing methods on structural and functional properties of quinoa starch[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2022, 37(4):54-61.

[17] 田飒飒. 基于青稞的杂粮复配米理化特性研究[D].杨凌:西北农林科技大学, 2015.
TIAN S S.Study on physical and chemical properties of mixed grains rice based on highland barley[D].Yangling:Northwest A &F University, 2015.

[18] 姚岭柏. 裸燕麦方便米的加工工艺及燕麦米饭抗老化的研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学, 2008.
YAO L B.Study on processing technology of naked oat instant rice and anti-aging of oat rice[D].Hohhot:Inner Mongolia Agricultural University, 2008.

[19] 焦华杰. 方便小米粥生产工艺及糊化回生机理研究[D].保定:河北农业大学, 2013.
JIAO H J.Study on production technology and gelatinization retrogradation mechanism of instant millet porridge[D].Baoding:Hebei Agricultural University, 2013.

[20] 白洁, 蒋华彬, 张小飞, 等.基于变异系数法对气流膨化处理马铃薯方便粥品质的评价[J].食品科学, 2021, 42(15):81-88.
BAI J, JIANG H B, ZHANG X F, et al.Quality evaluation of instant potato congee treated by air puffing based on variation coefficients[J].Food Science, 2021, 42(15):81-88.

[21] 单璐. 不同加工方式小米营养成分的变化[D].太原:山西大学, 2016.
SHAN L.Changes of nutritional components of millet with different processing methods[D].Taiyuan:Shanxi University, 2016.

[22] 刘明, 孟宁, 岳崇慧, 等.糙米原料对挤压速食粥品质特性的影响[J].食品工业科技, 2020, 41(6):1-7;14.
LIU M, MENG N, YUE C H, et al.Effects of brown rice on quality characteristics of extruded instant porridge[J].Science and Technology of Food Industry, 2020, 41(6):1-7;14.

[23] NICOLI M C, ANESE M, PARPINEL M.Influence of processing on the antioxidant properties of fruit and vegetables[J].Trends in Food Science &Technology, 1999, 10(3):94-100.

[24] 张珊珊. 八种杂粮煮制前后营养组分变化及其体外消化酵解特性[D].南昌:南昌大学, 2019.
ZHANG S S.Changes in nutrient component and characteristics of in vitro digestion and fermentation of eight kinds of coarse cereals before and after cooking[D].Nanchang:Nanchang University, 2019.

[25] 张玲艳, 李洁莹, 韩飞, 等.蒸煮对小米营养成分及抗氧化活性的影响[J].食品科学, 2017, 38(24):113-117.
ZHANG L Y, LI J Y, HAN F, et al.Effects of steaming and boiling on the nutrients and antioxidant activity of millet[J].Food Science, 2017, 38(24):113-117.

[26] 姜忠丽, 张欢, 白琼, 等.不同蒸煮方式对糙米多酚抗氧化活性的影响[J].沈阳师范大学学报(自然科学版), 2021, 39(1):69-74.
JIANG Z L, ZHANG H, BAI Q, et al.Effect of different cooking methods on phenol contents of antioxidant activity of brown rice[J].Journal of Shenyang Normal University (Natural Science Edition), 2021, 39(1):69-74.

[27] 张子敬. 预处理和蒸煮方式对红米品质和储藏特性影响的研究[D].无锡:江南大学, 2021.
ZHANG Z J.Effects of pretreatment and cooking methods on the quality and storage characteristics of Redmi[D].Wuxi:Jiangnan University, 2021.

Effect of different cooking methods on the quality of oats instant porridge

GUO Tianjing1,2, LIANG Yueguang1, CHENG Xueling1, CHEN Qiongling1,2, CHEN Zhenjia1, GU Fengying3, WANG Yu1,2*

1(College of Food Science and Engineering, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China) 2(Shanxi Provincial Technology lnnovation Center for Fruit and Vegetable Storage, Preservation and Processing, Taigu 030801, China)3(Institute of Agro-products Processing Sciences and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)

Abstract Oats are rich in polyphenolic functional active ingredients, which can be used to make oats instant porridge.But most of the oats instant porridge is processed by extrusion processing.Three different methods were used to prepare oats instant porridge by atmospheric pressure cooking, high pressure cooking and microwave cooking.In this experiment, the effects of three methods on the color difference, texture characteristics, microstructure, polyphenol content and sensory quality were studied.It was intended to provide people with a kind of oats instant porridge with good taste and high functional active ingredients.The results showed that the three cooking methods significantly changed the color of instant porridge.High pressure cooking could significantly reduce the hardness, stickiness and chewiness of oats instant porridge, respectively 14.67 N,5.2 N,3.45 mJ.But the elasticity was lower than that of the other two cooking methods.The microstructure of the oats instant porridge treated in the three ways was different, however, the starch granules became loose, which was conducive to rehydration.The total phenolic content of microwave cooking and high pressure cooking was well retained, respectively 63.93 and 61.88 μg/g.The sensory scores of three methods were in the order of high pressure cooking>atmospheric pressure cooking>microwave cooking.It could be seen that the instant porridge after high pressure cooking has high texture characteristics and sensory quality, and could better retain the color and polyphenol content of oats.To sum up, high pressure cooking is a better way to make oats instant porridge.

Key words oat instant porridge;cooking method;quality analysis;polyphenols

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037941

引用格式：郭恬静,梁月光,程雪玲,等.不同蒸煮方式对燕麦方便粥品质的影响[J].食品与发酵工业,2025,51(1):231-236.GUO Tianjing, LIANG Yueguang, CHENG Xueling, et al.Effect of different cooking methods on the quality of oats instant porridge[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(1):231-236.

第一作者：硕士研究生(王愈教授为通信作者,E-mail:sxtgwy@126.com)

基金项目：晋中国家农高区食品科学与工程教授、博士工作站资助项目(JZNGQBSGZZ003);黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心自主研发项目(SBGJXTZXKF-04);兵团重点领域科技攻关计划(2023AB004-01)

收稿日期：2023-11-17,改回日期：2024-03-16