改良青稞储藏稳定性的加工方法

本发明涉及一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，属于粮食加工技术领域。

背景技术：

青稞属禾本科小麦族大麦属植物，又称米大麦、裸大麦、元麦、淮麦等。作为青藏高原地区最主要的作物，青稞具有高蛋白、高纤维、高维生素和低脂肪、低糖的特点，符合现代人“三高两低”的饮食结构需求。我国青稞种植主要分布在青藏高原及周边，年总产量约100万吨，分别占青藏高原粮食作物面积的43％和总产量的38％以上。近年来，随着青稞种植面积和产量的提高，以及藏区居民主食结构发生变化，大米、面粉消费量增加，部分富余青稞面临如何安全储藏的问题。

青稞产后损失严重，陈化是造成其品质降低的主要原因，这与青稞本身的特点密切相关。一方面，青稞中含有大量的多不饱和脂肪酸，导致其在储藏过程中容易发生氧化变质，产生让消费者不愉快的哈败味，大大降低了青稞的营养和商品价值。另一方面，青稞中含有多种内源酶，包括脂肪酶、脂肪氧合酶、过氧化物酶等，在储藏过程中会导致脂质快速水解和氧化，降低货架期。脂肪酶是青稞中热稳定性最高的酶，脂肪分解代谢中第一个参与反应的酶，被认为是小麦、稻谷、糙米等粮食储藏过程中脂肪酸败变质的主要原因之一。因此，对青稞中容易引起哈败的酶进行灭活，从而满足延长青稞货架期的需求，是目前提高青稞储藏稳定性的必要手段。

技术实现要素：

为了提高青稞储藏稳定性，本发明提供一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，能显著降低青稞的脂肪酶活，有效减缓贮藏期间青稞脂肪酸值上升速率及控制己醛含量的增加。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供了一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)补水处理：对青稞进行补水，控制目标补水量1％～6％，充分混匀后密封，置于室温下平衡；其中，对青稞进行补水步骤中的加水体积v(ml)＝mw水/(1-w0-w水)，其中m为青稞质量(g)；w0为原始水分含量(％)；w水为目标补水量(％)；

(2)射频处理：将经补水处理后的青稞置于容器中，摊匀；将前述盛有青稞的容器置于射频腔下极板中央进行射频处理；

(3)冷却处理：将射频处理后的青稞冷却至室温后贮藏于自封袋中。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中射频参数：目标温度75～120℃，射频处理时间为10-20min。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中射频参数：目标温度80～115℃。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中射频参数：样品厚度为1-5cm。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中w水＝1.5％～5.5％。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中w水＝5.5％。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中射频参数：目标温度为105℃。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中射频参数：极板间距45～120mm；功率为1.43kw，谐振频率是27.12mhz。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中平衡时间为8-18h。

本发明还提供一种由上述改良青稞储藏稳定性的加工方法获得的青稞产品。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过补水处理联合射频处理青稞，能显著降低青稞产品的脂肪酶活，灭酶率在44％～65％范围内，能够使脂肪氧合酶、过氧化物酶等容易引起哈败的酶出现不同程度地失活，本发明的加工方法处理得到的青稞产品表现出良好的贮藏稳定性。

(2)本发明通过补水处理联合射频处理青稞，能有效减缓贮藏期间青稞脂肪酸值上升速率，并能有效控制己醛含量增加速率。与未经处理的青稞产品相比，本发明得到的每100g青稞产品贮藏30d后的脂肪酸值指标减少了0.8％～8％，贮藏30d后己醛含量指标减少了2.5％～47％。

(3)在本发明的试验研究过程中，首次发现单独采用射频处理(射频处理前不进行补水处理)，虽然能够显著地降低青稞的脂肪酶活度并使脂肪酶活度在储藏期间维持稳定，但是如此得到的青稞样品在储藏过程中的氧化情况却比未经射频处理的青稞更严重。通过进一步探究加速氧化的原因，发现射频处理后青稞中产生的高强度烷基自由基是影响其贮藏稳定性的又一个关键因素。因此，在进行参数优化时，区别于现有技术的采用灭酶率作为单一优化指标，本发明以烷基自由基强度和灭酶率作为优化指标，优选出脂肪酶适度灭活(灭酶率在44％～65％)且自由基强度较低(低于2.4)的青稞样品，以得到品质良好、贮藏稳定的青稞样品，提高了储藏青稞的营养及商业价值。

(4)本发明的改良青稞储藏稳定性的加工方法，通过射频处理可以有效的杀灭原料青稞中的微生物、虫、虫卵等。

(5)本发明采用的加工设备简单、易操作、工艺简单合理、耗能低，处理时间快，适合工业化生产。

(6)采用本发明的方法加工处理前后青稞的色泽、基本营养成分均无显著性差异，保证了产品质量。

(7)本发明采用射频处理灭酶，过程简单、迅速，与过热蒸汽灭酶相比，耗时短，耗能低，设备占地面积小；与微波灭酶相比，加热均匀性更好，加热速率快、能量穿透深度大；与干热灭酶处理相比，对青稞的色泽、质构影响较小，达到相同的钝酶效果所需时间更短。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。

1、脂肪酶活度及灭酶率的测定方法

脂肪酶活度的测定方法参照国家标准gb/t5523—2008《粮油检验粮食、油料的脂肪酶活动度的测定》进行测定并做适当修改，具体操作如下：在100ml具塞锥形瓶中加入ph7.4的磷酸缓冲液20ml。将青稞样品粉碎过60目，称取2g青稞粉样品，置于前述具塞锥形瓶中与磷酸缓冲液充分混合，得到混合液。向混合液中滴加1.0g三油酸甘油酯，玻璃棒轻轻搅匀，加塞，置于30℃下保温24h。然后向混合液中加入50ml乙醇乙醚混合液(体积比，乙醇：乙醚＝4:1)，摇匀后静置1～2min，加盖将滤液过滤至50ml离心管中，准确移取25ml滤液至锥形瓶中，加入4滴酚酞指示剂，用0.005mol/l的氢氧化钾溶液滴定，滴定至微红色且30s不褪色为止，记录消耗的氢氧化钾溶液的体积。另取2g青稞粉样品做空白试验，除不用30℃保温24h外，其余操作同上，记录消耗的氢氧化钾溶液的体积，计算脂肪酶活度(脂肪酶活度计算公式和国标gb/t5523—2008中的计算公式一样)。灭酶率按下式计算：

灭酶率/％＝(a2-a0)/a2*100

式中：a0为未处理青稞脂肪酶活度(mg/g)；a2为射频处理青稞脂肪酶活度(mg/g)。

2、烷基自由基强度的测定方法

将青稞样品粉碎过80目筛，精确称取青稞粉60.0±0.5mg于直径为9mm的核磁管中，使青稞粉在核磁管底部均匀分布，并保持青稞粉高度约为1cm。使用电子自旋共振波谱仪(esr)进行青稞粉r.信号强度的测定。测定条件如下：中心磁场3360g，扫场宽度100g，扫描时间60s，微波功率20mw，g＝2.0000，图谱在室温20℃下测定。r.信号强度以图谱最高峰处的峰高与1g青稞粉样品(干基)质量的比值来表示。

3、脂肪酸值的测定方法

脂肪酸值的测定方法参照国家标准gb/t5684-2015《谷物碾磨制品脂肪酸值的测定》进行测定并做适当修改，具体操作如下：称取5.00g青稞粉于50ml离心管中，加入30ml95％(体积分数)乙醇，室温下(25℃±5℃)置于磁力搅拌器上搅拌1h，2000r/min离心分离5min，取上清液20ml于150ml锥形瓶中，加5滴1％酚酞-乙醇(95％)溶液(由1g酚酞溶于100ml95％乙醇得到)，用0.005mol/l的氢氧化钾-乙醇溶液滴定至溶液呈微红色(保持30s不褪色)即为滴定终点。脂肪酸值以中和100g青稞粉(干基)质量中游离脂肪酸所需koh毫克数表示。

4、己醛含量的测定方法

己醛的测定采用顶空气相色谱法。己醛含量通过顶空固相微萃取(hs-spme)和气相色谱-质谱法(gc-ms)联用进行测定。具体操作如下：以癸烷标准品作为内标，用甲醇稀释配成1mg/ml的内标液，用95％乙醇将己醛标准品配制成100μg/ml的储备液，置于4℃冰箱中避光冷藏备用。实验时用去离子水将1mg/ml的癸烷内标液稀释使内标液浓度为20μg/ml，用去离子水将100μg/ml的己醛储备液稀释使其浓度为2μg/ml。准确称取1.00g(精确至0.0001g)青稞粉样品加入气相瓶中，加入5ml去离子水和1ml正葵烷内标液，于涡旋振荡器上振荡至固液完全互溶，标样中加入1ml正葵烷内标液和2.5ml己醛标液，在涡旋振荡器上震荡10s混匀，待测。

5、青稞水分、脂肪、总淀粉、蛋白质含量的测定方法

水分含量采用gb5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中的第一法(直接干燥法)来测定。

蛋白质含量采用gb5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中的第一法(凯氏定氮法)来测定。

总淀粉含量采用gb5009.9-2016《食品安全国家标准食品中淀粉的测定》中的第二法(酸水解法)来测定。

脂肪含量采用gb5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》中的第一法(索氏抽提法)来测定。

实施例1

一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)补水处理：对500g青稞进行补水，控制目标补水量1.5％，充分混匀后密封，置于室温下平衡；

(2)射频处理：将经补水处理后的青稞置于容器中，摊匀，样品厚度为4cm；将前述盛有青稞的容器置于射频腔下极板中央进行射频处理；射频目标温度105℃，射频处理时间为14.5min，极板间距120mm，功率为1.43kw，谐振频率是27.12mhz；

(3)冷却处理：将射频处理后的青稞冷却至室温后贮藏于自封袋中。

实施例2

一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)补水处理：对500g青稞进行补水，控制目标补水量3.5％，充分混匀后密封，置于室温下平衡；

(2)射频处理：将经补水处理后的青稞置于容器中，摊匀，样品厚度为4cm；将前述盛有青稞的容器置于射频腔下极板中央进行射频处理；射频目标温度105℃，射频处理时间为14.2min，极板间距120mm，功率为1.43kw，谐振频率是27.12mhz；

(3)冷却处理：将射频处理后的青稞冷却至室温后贮藏于自封袋中。

实施例3

一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)补水处理：对500g青稞进行补水，控制目标补水量5.5％，充分混匀后密封，置于室温下平衡；

(2)射频处理：将经补水处理后的青稞置于容器中，摊匀，样品厚度为4cm；将前述盛有青稞的容器置于射频腔下极板中央进行射频处理；射频目标温度105℃，射频处理时间为14.0min，极板间距120mm，功率为1.43kw，谐振频率是27.12mhz；

(3)冷却处理：将射频处理后的青稞冷却至室温后贮藏于自封袋中。

实施例4

一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)补水处理：对500g青稞进行补水，控制目标补水量2.5％，充分混匀后密封，置于室温下平衡；

(2)射频处理：将经补水处理后的青稞置于容器中，摊匀，样品厚度为4cm；将前述盛有青稞的容器置于射频腔下极板中央进行射频处理；射频目标温度80℃，射频处理时间为10.8min，极板间距120mm，功率为1.43kw，谐振频率是27.12mhz；

(3)冷却处理：将射频处理后的青稞冷却至室温后贮藏于自封袋中。

实施例5

一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)补水处理：对500g青稞进行补水，控制目标补水量2.5％，充分混匀后密封，置于室温下平衡；

(2)射频处理：将经补水处理后的青稞置于容器中，摊匀，样品厚度为4cm；将前述盛有青稞的容器置于射频腔下极板中央进行射频处理；射频目标温度100℃，射频处理时间为14.0min，极板间距120mm，功率为1.43kw，谐振频率是27.12mhz；

(3)冷却处理：将射频处理后的青稞冷却至室温后贮藏于自封袋中。

实施例6

一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)补水处理：对500g青稞进行补水，控制目标补水量2.5％，充分混匀后密封，置于室温下平衡；

(2)射频处理：将经补水处理后的青稞置于容器中，摊匀，样品厚度为4cm；将前述盛有青稞的容器置于射频腔下极板中央进行射频处理；射频目标温度115℃，射频处理时间为15.0min，极板间距120mm，功率为1.43kw，谐振频率是27.12mhz；

(3)冷却处理：将射频处理后的青稞冷却至室温后贮藏于自封袋中。

对比例1(空白)

取一定量的青稞原料，不经任何处理，室温贮藏于自封袋中。

对比例2

一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)对青稞原料不进行补水处理；

(2)射频处理：将未经补水处理的青稞置于容器中，摊匀，样品厚度为4cm；将前述盛有青稞的容器置于射频腔下极板中央进行射频处理；射频目标温度100℃，射频处理时间为14.3min，极板间距120mm，功率为1.43kw，谐振频率是27.12mhz；

(3)冷却处理：将射频处理后的青稞冷却至室温后贮藏于自封袋中。

对比例3

一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)补水处理：对500g青稞进行补水，控制目标补水量7％，充分混匀后密封，置于室温下平衡；

(2)射频处理：将经补水处理后的青稞置于容器中，摊匀，样品厚度为4cm；将前述盛有青稞的容器置于射频腔下极板中央进行射频处理；射频目标温度135℃，射频处理时间为22.4min，极板间距120mm，功率为1.43kw，谐振频率是27.12mhz；

(3)冷却处理：将射频处理后的青稞冷却至室温后贮藏于自封袋中。

对比例4

一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)补水处理：对500g青稞进行补水，控制目标补水量11％，充分混匀后密封，置于室温下平衡；

(2)微波处理：将经补水处理后的青稞置于托盘中，摊匀，在托盘上平铺厚度为1cm；将前述青稞进行射频处理；微波功率700w，处理时间120s；

(3)干燥及冷却处理：将微波处理后的青稞干燥至安全贮藏水分含量，冷却至室温后贮藏于自封袋中。

对比例5

一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)补水处理：对500g青稞进行补水，控制目标补水量4％，充分混匀后密封，置于室温下平衡；

(2)干热灭酶处理：将经补水处理后的青稞置于托盘中，摊匀，青稞在托盘上平铺厚度为0.5cm；将前述青稞置于温度125℃的热风烘箱中，处理时间180min；

(3)冷却处理：将干热灭酶处理后的青稞冷却至室温后贮藏于自封袋中。

对比例6

一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)补水处理：对500g青稞进行补水，控制目标补水量0.5％，充分混匀后密封，置于室温下平衡；

(2)射频处理：将经补水处理后的青稞置于容器中，摊匀，样品厚度为4cm；将前述盛有青稞的容器置于射频腔下极板中央进行射频处理；射频目标温度105℃，射频处理时间为14.8min，极板间距120mm，功率为1.43kw，谐振频率是27.12mhz；

(3)冷却处理：将射频处理后的青稞冷却至室温后贮藏于自封袋中。

对比例7

一种改良青稞储藏稳定性的加工方法，包括如下步骤：

(1)补水处理：对500g青稞进行补水，控制目标补水量7.5％，充分混匀后密封，置于室温下平衡；

(2)射频处理：将经补水处理后的青稞置于容器中，摊匀，样品厚度为4cm；将前述盛有青稞的容器置于射频腔下极板中央进行射频处理；射频目标温度105℃，射频处理时间为13.4min，极板间距120mm，功率为1.43kw，谐振频率是27.12mhz；

(3)冷却处理：将射频处理后的青稞冷却至室温后贮藏于自封袋中。

表1青稞的贮藏指标

表2处理后的青稞的营养成分

对比实施例1～6可以看出，经过射频处理之后的青稞的脂肪酶活度均有不同程度的降低，灭酶率在44％～65％范围内；烷基自由基强度维持在较低的水平，在2.03～2.40之间。由表2可知，脂肪、总淀粉和蛋白质等基本营养成分无显著性差异，说明射频是一种比较温和的处理方式，在保证一定灭酶率和较小烷基自由基强度的前提下，可以提高青稞的贮藏稳定性。

结合对比例2可以看出，单独采用射频处理(射频处理前不进行补水处理)，虽然能够显著地降低青稞的脂肪酶活度并使脂肪酶活度在储藏期间维持稳定，但是如此得到的青稞样品在储藏过程中的氧化情况却比未经射频处理的青稞更严重。申请人通过进一步探究加速氧化的原因，发现射频处理后青稞中促进了烷基自由基的生成，说明烷基自由基强度是影响其贮藏稳定性的又一个关键因素。因此，在进行参数优化时，区别于现有技术的采用灭酶率作为单一优化指标，本发明以烷基自由基强度和灭酶率作为优化指标，优选出脂肪酶适度灭活(灭酶率在44％～65％)且自由基强度较低(低于2.4)的青稞样品，以得到品质良好、贮藏稳定的青稞样品，提高了储藏青稞的营养及商业价值。本发明首次发现对于采用射频法处理青稞体系，射频处理前的适量补水处理对于灭酶率的提高和自由基增长的抑制作用具有重要意义。

结合对比例3中可以看出，射频处理温度过高会加速氧化，对青稞贮藏不利。补水后的青稞在较高的射频温度处理后，灭酶率有所升高，但是同时烷基自由基强度也升高，从表1可以看出相应的烷基自由基强度升高至3.67，对应的己醛含量升高至5.06μg/g。

结合对比例4、5可以看出，采用除射频外的其他方式比如微波、干热灭酶处理青稞。微波处理后灭酶率高达80％以上，但是烷基自由基强度大幅度升高，不利于青稞的稳定贮藏，贮藏后己醛含量大幅度升高，并伴有明显哈败味。由于热量传导方式和灭酶机理的差异，干热灭酶处理耗时长、加热不均匀，灭酶效果差；干热灭酶需要的温度更高时间更长，且对青稞籽粒结构以及颜色影响较大，由于美拉德反应，籽粒表面黄褐色明显，失水严重也导致籽粒皱缩。通过指标分析发现，干热灭酶处理后烷基自由基强度和脂肪酸值大幅度升高，这会加速青稞的氧化速率不利于其稳定性贮藏。

结合实施例1-3和对比例6-7，可以发现，当射频条件相同时，目标补水量对于青稞的贮藏指标具有显著影响。实施例3中，当目标补水量为5.5％，射频目标温度105℃时，射频处理时间为14.0min时，烷基自由基强度为2.03，贮藏30d后己醛含量为2.10μg/g，两个指标均处于较低水平，表明处理后的青稞产品抗氧化性能优异，同时贮藏30d后脂肪酸值为85.95mgkoh/100g，灭酶率达52.65％，表明在控制自由基强度较低的基础上，同时保证一定灭酶率的射频处理可有效减缓青稞脂肪氧化。由对比例6、7可看出，补水量较低或较高时，均不利于青稞的稳定性贮藏，这是因为补水量较低时，灭酶率相对较低，同时射频处理后烷基自由基强度较高，在对比例6中，当目标补水量为0.5％，射频目标温度105℃时，射频处理时间为14.8min时，烷基自由基强度为2.79，贮藏30d后己醛含量为3.97μg/g，两个指标均显著升高，贮藏稳定性较差。对比例7中，当目标补水量为7.5％，射频目标温度105℃时，射频处理时间为13.4min时，烷基自由基强度为2.09，贮藏30d后己醛含量为2.08μg/g，两个指标虽处于较低水平，但储藏过程中出现发霉现象，这是因为补水量过大，补充的水分在射频处理过程中未能全部带走，导致青稞水分含量超过原料初始水分含量，出现霉变严重影响青稞品质。

综上所述，本发明通过补水处理联合射频处理青稞，能显著降低青稞产品的脂肪酶活，灭酶率在44％～65％范围内，能够使脂肪氧合酶、过氧化物酶等容易引起哈败的酶出现不同程度地失活，本发明的加工方法处理得到的青稞产品表现出良好的贮藏稳定性。本发明通过补水处理联合射频处理青稞，能有效减缓贮藏期间青稞脂肪酸值上升速率，并能有效控制己醛含量增加速率。与未经处理的青稞产品相比，本发明得到的每100g青稞产品贮藏30d后的脂肪酸值指标减少了0.8％～8％，贮藏30d后己醛含量指标减少了2.5％～47％。本发明以烷基自由基强度和灭酶率作为优化指标，优选出脂肪酶适度灭活(灭酶率在44％～65％)且自由基强度较低(低于2.4)的青稞样品，以得到品质良好、贮藏稳定的青稞样品，提高了储藏青稞的营养及商业价值。本发明的改良青稞储藏稳定性的加工方法，通过射频处理可以有效的杀灭原料青稞中的微生物、虫、虫卵等。采用本发明的方法加工处理前后青稞的色泽、基本营养成分均无显著性差异，保证了产品质量。本发明采用射频处理灭酶，过程简单、迅速，与过热蒸汽灭酶相比，耗时短，耗能低，设备占地面积小；与微波灭酶相比，加热均匀性更好，加热速率快、能量穿透深度大；与干热灭酶处理相比，对青稞的色泽、质构影响较小，达到相同的钝酶效果所需时间更短。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

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