一、研究背景和意义

青稞( Hordeum vulgare.var. nudum hook.f.)属禾本科小麦族大麦属一年生草本植物,因其内外颖壳分离,籽粒裸露也称为裸大麦。青稞是青藏高原地区藏民对裸大麦的一种习俗叫法,不同的地区叫法有异,青稞是我国青藏高原地区最主要的作物,栽培历史悠久,最早发现于新石器时代晚期的西藏昌果沟遗址。说明在距今3500年前,雅鲁藏布江流域就已形成了以青稞为主的农业文明。青稞经过几千年的栽培,不仅是青藏高原地区的主要口粮,同时形成了内涵丰富,极富民族特色的青稞文化,已经演变成该地区的一种文化符号。青藏高原青稞种植面积占全国的98%以上,总产量达60万吨，对青藏高原的农业生产、社会稳定和经济发展起着重要的作用。

青稞是青藏高原地区的传统主粮,也是全国栽种面积最广的小宗粮食作物之一,在藏区居民生活中占据重要地位。近年来,随着科研深入和产业发展,青稞更多的营养健康功能和应用潜力被发掘,消费量逐年升高。由于制粉工艺相对落后,青稞粉加工出率低、营养损失严重、食用口感欠佳。青稞中的脂肪醇和过氧化物酶活性较高,青稞产品在贮藏过程中易发生脂肪的水解和氧化,发生变质,影响产品货架期。此外,青稞蛋白不能形成面筋网络,通常只能以较低添加比例与小麦粉搭配使用,弱化了青稞的营养价值。基于上述青稞加工中存在的现实与科学问题,本研究从青稞制粉及高含量青稞面条的加工入手,主要开展了青稞分级制粉及其与稳定化工艺的关联、稳定化青稞粉贮藏特性评价、新型调质工艺研究,高含量青稞面条的加工及品质改良机制研究等,以探寻青稞加工和利用的新路径,为青稞资源的高效利用提供依据。

青稞含有丰富的维生素,每千克含维生素E含量1.23-0.98mg,尼克酸3.9mg,核黄素0.14mg，硫氨酸0.43mg。青稞中的主要微量元素为钾、钠、钙、镁、铁、锌、铜、磷、锰、硒等12种,其中铁、锌、铜、磷的含量高于其他作物(扎桑拉姆,2006)。微量元素不仅具有营养价值,还与青稞的色泽有关,如黑青稞和紫青稞。

由表1-2可以看出,稳定化处理降低了青稞籽粒的硬度(水分含量相同),其中常压蒸汽对青稞籽粒的硬度影响最大,其次为炒制处理和微波处理,过热蒸汽处理的青稞籽粒的硬度与对照样品无显著差异(P<0.05)。硬度是衡量制粉过程中籽粒破碎难易程度的指标,籽粒的硬度越高,杆粒破碎难度越大,制粉过程能耗就越高( Zhou et al,2014)。热处理会导致青稞籽粒膨胀,使籽粒内部结构变得相对松散,更有利于破碎。而过热蒸汽处理时间短,膨化效果相对较弱,对其硬度影响最小。

二、研究内容

（1）分级制粉工艺对青稞粉及制品的品质影响；

（2）青稞籽粒稳定化及对制粉品质的影响；

（3）稳定化青稞粉的储藏特性研究；

（4）浅层调质对青稞稳定化及储藏特性的影响研究；

（5）青棵面条面团调制方式及品质影响机制研究。

三、技术路线

（1）技术路线

图3-1 技术路线图

（2）青稞制粉工艺

原料青稞先经过清理除杂,去除原料中的石子、草屑、尘土以及收获时混入的其他谷物。将青稞水分调质到14%,在室温润麦12h。最后通过辊式磨粉机制粉。辊式磨粉机由皮磨系统、心磨系统和筛分系统组成。青稞在皮磨齿辊的作用下先破碎成小颗粒,再将青稞胚乳从麸片上剥刮下来,经皮磨筛分系统分为筛下物→青稞粉,筛上物→粗麸,中间物料→青稞粗粉。青稞粗粉进入心磨系统进一步剥刮处理,分离青稞胚乳和碎麸屑,经心磨筛分系统分离为青稞心磨粉和青稞细麸。

图3-2 青稞制粉工艺流程图

（3）青稞分级制粉工艺

青稞分级制粉系统由碾削系统、辊磨系统、粉碎系统组成,碾削系统用于分离青稞外部皮层，辊磨系统用于提取青稞胚乳粉,分离残留麸皮,收集青稞中韧性组分(富β-葡聚糖的胚乳细胞壁)，粉碎系统用于降低韧性组分粒度和分离其中残留麸屑。

①碾削系统：青稞碾削系统如图3-3A,在进行碾削处理之前,先将青稞籽粒进行清理除杂,获得大小均匀的颗粒。青稞籽粒在实验磨中经过1-10道的碾削处理(初始水分约为110),得到10种皮层粉.

②辊磨系统：如图3-3B为青稞分级制粉系统示意图,经碾削处理的青稞籽粒进入辊式磨粉系统,该系统由4道皮磨,2道心磨,5道打麸机组成。第一级皮磨筛分得到青稞麸皮,麩皮经2道串联打麸机处理,得到粗麸和两道打麸粉。第一级皮磨的中间物料(160m筛上800um)筛下进入第二级皮磨系统。第二级皮磨系统的中间物料经打麸机处理,再进入两级串联皮磨系统(B3和B4)。最后一级皮磨系统经打麸机处理后进入心磨系统。心磨系统由两级心磨串联组成,每级心磨配备一道160um的筛网,心磨筛上物进入旋风磨。辊磨系统产品为皮磨粉、心磨粉,打麸粉和粗麸。

③粉碎系统:粉碎系统(C)由旋风磨和打麸机组成,筛分系统配备160m的筛网。粉碎系统产品为旋风粉和细麸。

④制粉产品:青稞分级制粉的麸皮由削系统的皮层粉,辊式磨系统的粗麸和细麸组成。青稞粉为辊式磨系统的皮磨粉、心磨粉、打麸粉和旋风磨系统的旋风粉、打麩粉的总和,以入磨青稞质量为基础计算青稞粉出率。

青稞麸皮=皮层粉+粗麸+细麸； 青稞粉=皮磨粉+心磨粉+打麸粉+旋风粉

（4）青稞面条制作及品质评价

①青稞面条制作方法：先将500g混合粉(青稞粉和小麦粉比例1:1)在混粉机混合20min,然后,按照100:50:0.5分别称取适量的混合粉,蒸馏水和食盐,将食盐融于蒸馏水,在和面机中将盐水和混合粉充分搅拌形成均匀的面絜,再将混合后的面絮放置于聚乙烯袋中醒发20分钟,之后将面絜压片7-9次,最后切条。和面机的设置参数为:低速60s,然后是高速180s,最后是低速240s。面条的尺寸:宽1mm,厚度0.8-1mm。

②青稞面条质构特性分析：面条(30克)在300毫升蒸馏水中煮沸,捞出,然后在自来水下冲洗10秒,取3根面条等距放置在样品台上进行TPA测试。采用HDS/PFS探头,测前、测速、测后、分别为2.0mm/s、0.8mmw/s、10mms,应变设置为709%。每个样本测量8次,求平均值采用ASPR探头测定面条的拉伸特性,测前、测速、测后、分别为2.0mm/s、1.0mm/s、10mm/s,测试距离设置为150mm。每个样本测量8次,求平均值。

③青稞面条的感官特性评定：感官评价小组成员(男:女=17:12:年龄:22-52)定期食用青稞面条,并且对小组成员进行了有关面条评估过程中必须遵循的程序的培训。评价小组分别从颜色,表面光滑度,硬度,弹性风味和整体可接受性对青稞面条进行评价。面条的每个属性均使用9个等级的满意度进行评估,“9”等于“非常喜欢”,“1”等于“非常不喜欢”，每个样品的评价在煮制结束后10min内评价完成。

四、技术难点

青稞粉出率是本项目的技术难点。由表3-1可以看出,当碾削率从0%增加至209%时,青稞粉的产量由63.30%6(BFO)升至最高点78.56%(BF8)；当碾削率达到24%时,青稞粉产量下降到72.43%(BF10)。这可能是由于张削率在0-20%变化时,籽粒的外部皮层随碾削率的提高而减少,提高了分级制粉辊磨系统中青稞粉的出率。另外,辊磨系统中麸皮的出率也是影响青稞制粉中胚乳损失的重要因素,打麸机能够分离黏附在麸皮上的部分胚乳,但无法完全分离。碾削系统中低碾削率使青稞米保留了大量皮层,使辊磨系统中残留在麸皮上的胚乳总量随麸皮出率升高而升高,导致青棵粉出率低。削率是影响青稞腹沟中残留皮层含量的重要因素,这可能也是高碾削率能促进青稞粉出率提高的原因之一，随着张削率不断提高,大部分青稞外部皮层被去除后,碾削系统必然导致大量胚乳损失,使青稞粉出率下降青稞粉出率与青稞的种类、是否碾削处理、采用的辊磨条件等因素有关,而前人研究中青青稞粉出率范围为19.6-71.6%6,低于本研究的结果78.56%。原因是本研究中碾削处理结合辊磨系统打麸机降低了胚乳的损失,从而获得理想的青稞粉出率。

表4-1 碾削处理对青稞制粉产品组成及出产率的影响

五、创新点

(1)根据青稞籽粒中不同组织的物理特性,首次采用分级制粉工艺进行青稞制粉,提高了青稞粉的出率和β-葡聚糖含量；

(2)采用浅层调质代替平衡调质,降低了稳定化过程中的调质水分和调质时间；

(3)揭示了面絮混合改善了高含量青稞面条的品质的机制

面絮混合降低和面过程中纤维和面筋蛋白的竞争性吸水,促进了面筋网络的形成,保持了青稞面条中面筋结构的连续性。