摘要
苦荞营养价值高，富含多种活性成分，其淀粉含量为 70%左右，但由于其加工特性差，且口感较苦涩，目前市面上高含量苦荞饼干极为少见。利用微生物发酵对荞麦淀粉进行改性处理，既能改善荞麦粉的加工特性，又可增加荞麦粉的风味和营养功能成分。以优质发酵荞麦粉为原料进行新型半发酵饼干的开发研制，有助于提升荞麦加工技术水平，丰富荞麦饼干的品类，同时其低糖低油的特性符合当下对健康食品的迫切需求，具有重要的开发价值和市场前景。本研究首先对植物乳杆菌发酵苦荞粉的工艺条件进行了筛选优化，进一步利用单因素和正交试验确定了荞麦半发酵饼干的最优加工工艺，最后对所得成品的品质进行了分析评价，以期开发出一款新型高品质荞麦饼干。本研究取得的主要研究结果如下： 1. 植物乳杆菌发酵苦荞粉工艺条件的筛选优化。在植物乳杆菌发酵荞麦粉的工艺研究中，以植物乳杆菌发酵液浓度、料水比、发酵时间和发酵温度作为 4 个重要因素，以发酵后荞麦粉中直链淀粉、支链淀粉含量和直支比为指标，分别进行单因素和正交实验。各因素对荞麦直链/支链淀粉含量影响的显著性依次为发酵时间＞料水比＞发酵温度＞发酵液浓度。植物乳杆菌发酵荞麦粉的最佳工艺条件为：发酵液浓度为 20%，料水比为 1∶3，发酵时间为 72 h，发酵温度为 33℃。在此条件下所得的荞麦粉中直链淀粉含量为22.21%，支链淀粉含量约为77.79%，相应其直支比为0.29。 2. 苦荞粉形态特征及理化性质的分析。通过植物乳杆菌发酵，荞麦粉颗粒大小更均匀，颗粒间更紧密，其平均直径大小较未发酵前减小了约 10.62%。发酵前后，苦荞粉的凝沉性和冻融稳定性变化不大，透光率略有下降。在糊化过程中，荞麦粉的峰值粘度、最低粘度、衰减值和回生值较发酵前下降约 90%；傅里叶近红外光谱扫描结果显示，没有出现新增官能团，但是各吸收峰值增大。X-射线衍射图谱显示，发酵后苦荞粉的晶型仍以 A型为主，部分出现 V型结构。此外，发酵后苦荞粉中氨基酸总含量较发酵前增加了 8.53%，其中增幅最大的为酪氨酸，其含量增加了 16.84%。苦荞粉经植物乳杆菌发酵后，其颗粒形态和部分理化特性发生了一定变化，从而有利于改善苦荞粉的加工性能。 3. 荞麦半发酵饼干加工工艺条件的优化。以优质小麦粉和发酵苦荞粉为主要原料，结合感官评价和质构特性为评价指标，通过单因素和正交试验筛选确定了荞麦半发酵饼干的最佳配方为：低筋小麦粉 50 g，发酵荞麦粉 12.5 g，黄油 10 g，鸡蛋液 9.4 g ，零卡糖 5 g，烘焙奶粉 7.5 g，酵母 1 g，小苏打 0.6 g，无碘食盐 0.5 g。荞麦半发酵饼干制作工艺条件为：发酵时间 50 min，烘焙条件为：上火 175℃，下火 155℃，烘烤时间10 min。在上述最优配方及加工工艺条件下制得的荞麦饼干呈浅咖色，色泽均匀，形态完整，有淡淡的荞香及发酵风味，且质构特性良好，适口性强，平均硬度为 353.65 g，咀嚼性为648.38 g.sec，酥性为 2.66，脆性为7.67。 4. 荞麦半发酵饼干的品质分析。分别对荞麦半发酵饼干的味觉指标、理化指标、主要功能成分及抗氧化活性进行了测定。研究结果表明，荞麦半发酵饼干的口感较佳，其酸味和苦味较普通苦荞粉制作的饼干分别下降了38.98%和35.51%。此外，荞麦半发酵饼干中的水分含量为 2.24%，脂肪含量为 12.39%，灰分为 1.00 %，还原糖含量为6.96%，直链淀粉含量为 23.80%，直支比为 0.26；总黄酮含量为 3.55 mg/g，总多酚含量为 5.07 mg GAE/g DW。抗氧化活性结果表明，荞麦半发酵饼干具有一定的抗氧化活性，且优于普通市售饼干，其对 DPPH 自由基清除率为 2.28%，对 ABTS 自由基清除率为10.50%。 本研究开发出一款口感酥脆、香气宜人、低糖低脂，且具有一定营养功能价值的新型荞麦半发酵饼干，有效提升了荞麦加工技术水平，丰富了荞麦产品类型，将有助于促进我国荞麦产业的健康快速发展，该产品具有较好的市场前景。
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