基于变异系数法评价不同湿热处理对大豆干燥品质的影响.pdf
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1、第 卷第期陕西科技大学学报V o l N o 年 月J o u r n a l o fS h a a n x iU n i v e r s i t yo fS c i e n c e&T e c h n o l o g y D e c 文章编号:X()基于变异系数法评价不同湿热处理对大豆干燥品质的影响袁越锦,李沈沈,徐英英,赵哲(陕西科技大学 机电工程学院,陕西 西安 )摘要:为了提高全脂大豆的饲用价值,以大豆为研究对象,采用烫漂、汽蒸、N a HC O水煮对大豆进行湿热处理,以干燥时间、爆腰率、色泽、蛋白质含量、溶解度和脲酶活性为大豆干燥评价指标,采用变异系数权重法综合评分,得到较优的湿热处
2、理工艺结果表明,汽蒸处理后大豆的干燥时间较短、爆腰率较低、蛋白质含量和溶解度较大;N a HC O水煮处理后大豆干燥的脲酶活性较低;烫漂处理后对大豆干燥的色泽影响较小综合评价发现,大豆干燥品质指标占权重依次为:脲酶活性()爆腰率()干燥时间()蛋白质溶解度()色差E()蛋白质含量();采用 (MP a)N a HC O水煮 m i n评分最高(综合评分:),干燥后各指标为:脲酶活性()、爆腰率()、干燥时间(h)、溶解度()、色差E()、蛋白质含量()研究结果可进一步优化大豆湿热处理工艺,为提高全脂大豆的饲用价值提供一定的理论基础关键词:大豆;热风干燥;湿热处理;变异系数法中图分类号:T S
3、文献标志码:AT h e i n f l u e n c eo fd i f f e r e n tm o i s th e a t t r e a t m e n t so nt h ed r y i n gq u a l i t yo fs o y b e a nb a s e do nt h ec o e f f i c i e n t o fv a r i a t i o nm e t h o dYUANY u e j i n,L IS h e n s h e n,XUY i n g y i n g,Z HAOZ h e(C o l l e g eo f M e c h a n i c
4、 a la n d E l e c t r i c a lE n g i n e e r i n g,S h a a n x iU n i v e r s i t yo fS c i e n c e&T e c h n o l o g y,X i a n ,C h i n a)A b s t r a c t:I no r d e r t o i m p r o v et h ef e e d i n gw o r t ho fw h o l es o y b e a n s,s o y b e a n sw e r es u b j e c t e dt ow e th e a t t r e
5、 a t m e n tb yb l a n c h i n g,s t e a ms t e a m i n ga n dN a HC Ob o i l i n g,a n da l s o t h ed r y i n gt i m e,w a i s tb u r s t r a t e,c o l o r,p r o t e i nc o n t e n t,s o l u b i l i t ya n du r e a s ea c t i v i t yw e r eu s e da ss o y b e a nd r y i n ga n a l y s i s i n d e
6、x e s,a n da l s o t h ev a r i a t i o nc o e f f i c i e n tw e i g h tm e t h o dw a su s e d t oa c q u i r ea ni m p r o v e dw e th e a tt r e a t m e n tm e t h o d T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ed r y i n gt i m eo fs o y b e a n sa f t e rs t e a mt r e a t m e n tw a s s h o r t
7、e r,t h eb u r s tw a i s t r a t ew a s l o w e r,a n da l s o t h ep r o t e i nc o n t e n t a n ds o l u b i l i t yw e r eg r e a t e r;t h eu r e a s ea c t i v i t yo f s o y b e a nd r y i n ga f t e rN a HC O收稿日期:基金项目:国家自然科学基金项目();陕西省科技厅国际科技合作计划重点项目(KWZ );陕西省教育厅青年创新团队计划项目(J P )作者简介:袁越锦(),男,
8、湖南汉寿人,教授,博士生导师,研究方向:热能利用与干燥技术陕西科技大学学报第 卷b o i l i n gt r e a t m e n tw a sl o w e r;t h ec o l o ro fs o y b e a nd r y i n gw a sl e s st o r m e n t e db yb l a n c h i n ga n db l e a c h i n gt r e a t m e n t t h eg r e a ta n a l y s i sf o u n dt h a ts o y b e a nd r y i n gq u a l i t yi n
9、 d i c a t o r sa c c o u n t e df o r t h ew e i g h tw i t h i nt h e f o l l o w i n go r d e r:u r e a s ea c t i v i t y()b u r s tw a i s t r a t e()d r y i n gt i m e()p r o t e i ns o l u b i l i t y()c o l o rd i s t i n c t i o nE()p r o t e i nc o n t e n t();t h eb e s tr a t i n gw a so
10、 b t a i n e db yb o i l i n ga t (MP a)w i t h N a HC Of o r m i n(o v e r a l l s c o r e:),a n da l s ot h e i n d i c e sa f t e rd r y i n gw e r e:u r e a s ea c t i v i t y(),b u r s tw a i s t r a t e(),d r y i n gt i m e(h),p r o t e i ns o l u b i l i t y(),c o l o rd i f f e r e n c eE(),
11、a n dp r o t e i nc o n t e n t()T h er e s u l t so f t h es t u d yw i l lm o r eo p t i m i z e t h ew e th e a t t r e a t m e n tm e t h o do fs o y b e a n sa n dp r o v i d es o m et h e o r e t i c a lb a s i sf o r i m p r o v i n gt h ef e e d i n gw o r t ho fw h o l es o y b e a n s K e
12、yw o r d s:s o y b e a n;h o t a i rd r y i n g;h u m i dh e a t t r e a t m e n t;c o e f f i c i e n to fv a r i a t i o nm e t h o d引言大豆,又名黄豆,是我国重要的油料作物之一,含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素和膳食纤维等营养成分,全脂大豆是饲料蛋白的优质来源,具有高蛋白、高脂肪和高能量等众多饲用价值,相较于其他大豆类饲料,具有较高的饲料利用率和满足仔猪等家畜对高能高蛋白饲料的需求,全脂大豆中存在很多不同种类的抗营养因子,它不仅影响大豆的营养效价,而且会危害动
13、物的健康和畜禽生产性能,成为限制全脂大豆饲用效率的主要因素大豆中抗营养因子的生物活性大都具有热敏性在生产中常采用湿热处理方法对大豆中的抗营养因子进行钝化或灭活处理谷春梅等研究发现,N a HC O高温加热处理的豆浆胰蛋白酶抑制因子活性显著低于水处理和柠檬酸水溶液加热处理,证明碱处理的有效性杨道强等研究发现,高温高压蒸煮大豆制浆的抗营养因子去除效果明显湿热处理不仅灭活效率高、降低致敏性快、营养损失少,而且成本低、操作和工艺简单,在生产中得到广泛的应用通过湿热处理的大豆,含水率一般为 (湿基含水量),而大豆储藏要求的含水量为(湿基含水量),因此干燥是大豆湿热处理后储前的重要环节在目前的研究中,大豆
14、的干燥方式有很多种,如自然晾晒干燥、热风干燥、冷冻干燥、微波干燥和众多联合干燥等 其中,热风干燥因具有以下优点:热效率高、处理量大,操作简单且运行 成本低等,成 为大豆干燥 应用最广 泛的方式 因此,本研究拟以大豆为研究对象,探究烫漂、汽蒸、N a HC O水煮三种湿热处理对大豆干燥品质的影响,以干燥时间、爆腰率、色泽、蛋白质含量、溶解度和脲酶活性为大豆干燥评价指标,采用变异系数权重法综合评分,获得较优的湿热处理工艺,为开发利用符合饲用要求的全脂大豆提供合理的依据材料与方法 试验材料与设备()试 验 材 料:大 豆,购 于 西 安 市 当 地 农 贸市场()试验设备:DHG A型电热鼓风干燥箱
15、(上海恒科仪器有限公司)、冠亚牌S F Y系列快速水分水分测定仪(深圳市冠亚电子科技有限公司)、n h Y S 智能型分光测色仪(深圳市三恩时科技有限公司)、Y X L D高压灭菌锅(南北仪器有限公司)、MF J W 磨碎机(利仁)、J Y 型电子天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司)、K D N F自动定氮仪(上海纤检仪器有限公司)、型离心机(离心机上海智诚分析仪器有限公司)试验方法 评价指标()含水率:参照袁越锦等 直接采用S F Y系列快速水分测定仪测定大豆湿基含水率,直接读数并记录数值其仪器测定含水率原理为:mmtm()式()中:为湿基含水率,;m为样品的初始质量,g;mt为t时刻样品当
16、前质量,g()爆腰率:采用质量法,干燥后称取大豆整体质量,再从中挑拣出表面裂纹的大豆进行称量,计算得出其爆腰率:第期袁越锦等:基于变异系数法评价不同湿热处理对大豆干燥品质的影响mm()式()中:为大豆爆腰率,;m为干燥后大豆的总质量,g;m为爆腰大豆颗粒质量,g()色泽:参考袁越锦等 将干燥后大豆粉碎至 目,采用 n h Y S 型分光测色仪测定样品的颜色读数,每次测量个不同位置,取平均值色差值的计算公式为:E(LL)(aa)(bb)()式()中:E为色差值,L、a、b为干燥后样品的颜色读数,L、a、b为试验前样品的颜色读数()蛋白质含量:参考国标G B 食品安全国家标准食品中蛋白质的测定,利
17、用凯氏定氮法进行测量()蛋白质溶解度:参考孙宏霞等 的方法,利用凯氏定氮法进行测量()脲酶活性:参考国标G B/T 饲料用大豆制品中尿素酶活性的测定,对大豆脲酶活性定量测定 饲料用大豆加热后使用,脲酶活性不得超过()综合评价:以上各指标的权重系数采用变异系数法确定,首先将变量的实际值进行标准化处理,然后再采用加权平均的方法确定种湿热处理方式对大豆干燥品质综合评分,按式()计算变异系数:viiXi()式()中:vi是表示第i项指标的变异系数;i表示第i指标的标准差;Xi表示第i项指标的算术平均值按式()计算各指标的权重:Wivinivi()式()中:Wi为第i项指标的权重;vi为第i项指标变异系
18、数;采用Z s c o r e将各项指标的数值加以标准化处理,按公式()计算:Zi jXi jXii()式()中:Zi j标准化的变量值;Xi j为实际变量值;Xi为第i项指标的算术平均值;i为第i项指标的标准差综合评分的计算将各指标标准化后的值与权重相乘求和得到,其中干燥时间、E、脲酶活性、爆腰率指标越小越好,故在计算时作负值求和,其他指标均按照正值直接求和 试验设计将大豆在室温条件下浸泡 m i n,放入密封的聚乙烯袋中,保存 h,得到初始含水率()的大豆挑选颗粒饱满、表面完整、大小一致的大豆分成组,分别为烫漂、汽蒸、N a H C O水煮处理操作时,将样品按试验要求放在高压灭菌锅内,当温
19、度达到设定值后,开始计时()未处理组:称取样品 g,用流动水清洗干净,作为空白对照组;()烫漂处理:称取样品 g,以料液比(g m L)将 样品放 在 高 压 灭 菌 锅 中,设 定 温 度 (MP a),时 间 选 择个 水 平:m i n、m i n、m i n(参考王小凤、姜雷 和前期进行一系列预实验确定试验参数,下同);()汽蒸处理:称取样品 g,将样品平铺在直径 c m的圆形网状托盘上,加盖汽蒸,设定温度 (MP a),时间选择个水平:m i n、m i n、m i n;()N a HC O水煮处理:称取样品 g,介质水溶液浓度为 ,以料液比(gm L)将样品放在高压灭菌锅中,温度
20、(MP a),将溶液与样品共同加热,时间选择个水平:m i n、m i n、m i n 以上每个水平重复次经湿热处理后,置于通 风 处 沥 干 表 面 水 分,再 单 层 平 铺 到 直 径 为 c m圆形网状托盘中,设置热风干燥箱的温度为 ,干燥时每 m i n取样次,测量物料含水率,待湿基含水率降至()以下结束干燥干燥完成后,将样品装入真空袋封存,待测 数据分析采用E x c e l 对原始数据进行初步整理,采用O r i g i n 软件进行数据作图处理,采用S P S S 软件对数据进行差异性分析(显著性水平 ),不同英文字母表示差异显著(P )所有试验结果以平均值标准差表示结果与讨论
21、 不同湿热处理方式对大豆干燥时间的影响干燥时间是评价干燥过程中能耗高低和干燥质量好坏的重要指标之一由图可知,不同湿热处理方式对大豆干燥时间的影响有显著差异(P )陕西科技大学学报第 卷经湿热处理的大豆干燥时间均大于未处理组,其中N a HC O水煮大豆干燥所需的时间最长,汽蒸处理最短这可能是高温湿热处理过程中,大豆内部组织结构打开,从而使外部水分进入大豆内部的可能性增大;因可溶性化合物的浸出和淀粉的糊化在大豆样品表面形成的膜会影响水分向外扩散,导致干燥时间延长其中,因N a HC O的碱性作用,明显改变大豆的细胞结构和化学成分,使可溶性化合物的浸出和淀粉糊化更加彻底,表面形成的膜厚度增加,导致
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