低温烘焙-超微研磨协同工艺对即食谷物粉的影响及工艺优化

引言

随着人们生活节奏的加快和健康意识的提高，即食谷物粉作为一种方便、营养的食品受到越来越多消费者的青睐。即食谷物粉以谷物为主要原料，经过加工处理后，只需用热水冲泡即可食用，满足了现代人对于快捷、健康饮食的需求。目前，市场上的即食谷物粉种类繁多，包括燕麦粉、玉米粉、红豆薏仁粉等，其应用领域也不断拓展，涵盖了早餐、代餐、休闲食品等多个领域。未来，即食谷物粉将朝着营养多元化、品质高端化、食用便捷化的方向发展。

低温烘焙与超微研磨技术的应用

低温烘焙技术是在较低温度下对谷物进行烘焙处理，能够有效保留谷物中的营养成分，如维生素、矿物质、膳食纤维等，同时减少高温对营养成分的破坏，避免产 生有害物质。超微研磨技术则是将谷物粉碎至微米甚至纳米级别的细微颗粒，使谷物的比表 增大，提高其溶解性、分散性和消化吸收率，改善口感和风味。这两种技术在食品加工领域的应用，为即食谷物粉品质的提升提供了有力的技术支持。

一、材料与方法（一）实验材料

选用优质燕麦、玉米、小麦等谷物作为实验原料，要求原料无霉变、无虫害、颗粒饱满。其他试剂均为分析纯，实验用水为蒸馏水。

（二）实验设备

低温烘焙设备（如热风循环烘箱）、超微研磨设备（如行星式球磨机）、激光粒度分析仪、电子天平、真空干燥箱、冲调性测定仪等。

（三）实验方法

1.谷物预处理：将谷物原料去除杂质，清洗干净后，在50℃的真空干燥箱中干燥至恒重，备用。

2.单因素实验

（1）低温烘焙温度对即食谷物粉品质的影响：固定烘焙时间为60min，分别设置烘焙温度为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃，将预处理后的谷物进行低温烘焙，然后进行超微研磨（研磨时间为30min），测定即食谷物粉的各项品质指标。

（2）低温烘焙时间对即食谷物粉品质的影响：固定烘焙温度为80℃，分别设置烘焙时间为30min、45mi

0min、75min、90min，进行低温烘焙和超微研磨（研磨时间为 30min），测定即食谷物粉的各项品质指标。

（3）超微研磨时间对即食谷物粉品质的影响：将经过80℃、60min 低温烘焙后的谷物，分别设置超微研磨时间为 15min、20min、25min、30min、35min，测定即食谷物粉的各项品质指标。

3.响应面实验设计：在单因素实验的基础上，选取低温烘焙温度（A）、烘焙时间（B）和超微研磨时间（C）为自变量，以即食谷物粉的综合品质评分为响应值，采用Box - Behnken 实验设计，进行三因素三水平的响应面实验，确定最佳的工艺参数。

(四)指标测定

1.营养成分保留率：采用国家标准方法分别测定即食谷物粉中蛋白质、脂肪、维生素、膳食纤维等营养成分的含量，并计算其保留率。

2.粉体特性

（1）粒度分布：使用激光粒度分析仪测定即食谷物粉的粒度分布，以D50（表示样品累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径）作为衡量指标。

（2）堆积密度：采用量筒法测定即食谷物粉的堆积密度。

（3）流动性：通过休止角来评价即食谷物粉的流动性，休止角越小，流动性越好。

3.冲调性

（1）冲调性：采用冲调性测定仪测定即食谷物粉在一定温度和搅拌条件下的冲调性，以冲调后溶液的均匀和稳定性为评价指标。

（2）溶解性：通过测定即食谷物粉在水中的溶解率来评价其溶解性。

（3）分散性：观察即食谷物粉在水中的分散状态，以分散均匀所需的时间为评价指标。

二、结果与分析（一）单因素实验结果

1.低温烘焙温度对即食谷物粉品质的影响：随着烘焙温度的升高，即食谷物粉的营养成分保留率先升高后降低，在80℃时达到最大值。粉体的D50 先减小后增大，堆积密度先增大后减小，休止角先减小后增大，表明在80℃时粉体的粒度分布更均匀，流动性较好。冲调性、溶解性和分散性也在 80℃时表现最佳。

2.低温烘焙时间对即食谷物粉品质的影响：随着烘焙时间的延长，营养成分保留率先升高后降低，60min 时达到较高水平。粉体特性和冲调性也呈现类似的变化趋势，在 60min 时各项指标表现较好。

3.超微研磨时间对即食谷物粉品质的影响：随着超微研磨时间的增加，营养成分保留率略有下降，但变化不显著。粉体的D50 逐渐减小，堆积密度逐渐减小，休止角逐渐增大，表明研磨时间越长，粉体越细，但流动性变差。冲调性和溶解性逐渐变好，分散性在30min 时达到较好水平。

（二）响应面实验结果

1.回归模型的建立与显著性检验：通过响应面实验得到的数据进行回归分析，建立了以综合品质评分为响应值的二次回归模型。对模型进行显著性检验，结果表明该模型具有高度显著性 (P<0.01) ），失拟项不显著 (P>0.05) ，说明该模型能够较好地拟合实验数据，可用于预测和分析。

2.各因素交互作用对综合品质评分的影响：通过响应面图和方差分析，分析了低温烘焙温度、烘焙时间和超微研磨时间之间的交互作用对即食谷物粉综合品质评分的影响。结果表明，低温烘焙温度和烘焙时间的交互作用对综合品质评分影响显著，其他因素之间的交互作用影响相对较小。

（三）工艺参数的优化

利用Design - Expert 软件对回归模型进行优化，得到最佳的工艺参数为：低温烘焙温度82℃、烘焙时间62min、超微研磨时间31min。在此条件下，预测即食谷物粉的综合品质评分为92.5 分。进行3 次验证实验，实际测得的综合品质平均分为 92.1 分，与预测值接近，表明优化后的工艺参数可靠。

结论

1.协同工艺对即食谷物粉品质的影响：低温烘焙 - 超微研磨协同工艺能够显著影响即食谷物粉的品质。低温烘焙可以有效保留谷物中的营养成分，改善粉体的特性和冲调性；超微研磨能够细化粉体颗粒，提高溶解性和分散性，但过度研磨可能会导致营养成分的损失和粉体流动性的下降。

2.最佳工艺参数：通过单因素实验和响应面分析法，确定了即食谷物粉的最佳工艺参数为低温烘焙温度82℃、烘焙时间62min、超微研磨时间 31min。在此条件下制备的即食谷物粉营养成分保留率高，粉体特性良好，冲调性优异，能够满足消费者对高品质即食谷物粉的需求。

3.研究的应用价值：本研究为即食谷物粉的工业化生产提供了科学依据和技术参考，有助于提高产品的品质和市场竞争力，推动即食谷物粉行业的发展。同时，研究结果也为其他谷物类食品的加工工艺优化提供了借鉴。

[1]焦文清. 食品接触材料及食品中全氟化合物的污染特征及风险评估[D]. 陕西:西北农林科技大学,2024.

[2]常腾. 一种均衡营养早餐粉的制备方法:CN201911009803.2[P]. 2020-01-10.

[3]张平亮. 湿式搅拌磨超微研磨参数的研究[J]. 矿山机械,2008,36(17):75-77.

作者简介：陈诚，男，江苏徐州，1987 0630无职称，枣庄第九中学，高中，。