米糠膳食纤维对强化大米质构的影响

王炜华黄 丽刘成梅刘 伟万 婕

（1.南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，江西 南昌 330047；2.南昌市食品质量卫生安全监督检验中心，江西 南昌 330012）

米糠膳食纤维对强化大米质构的影响

王炜华1黄 丽2刘成梅1刘 伟1万 婕1

（1.南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，江西 南昌 330047；2.南昌市食品质量卫生安全监督检验中心，江西 南昌 330012）

以早籼米为原料，将米糠膳食纤维以不同浓度添加至粉碎后的大米粉中，混匀，采用“挤压强化法”制备米糠膳食纤维营养强化大米。通过对比早籼米与制得的营养强化大米炊饭后的质构特性（硬度、弹性、内聚性、胶着性和咀嚼性），确定米糠膳食纤维营养强化大米品质最佳时膳食纤维的添加量。结果表明：膳食纤维添加量为4%时，强化大米各项指标与原料早籼米最为接近；膳食纤维的添加量对强化大米的硬度、胶着性和咀嚼性影响较大，对应指标随膳食纤维添加量的增加呈先减小后增大的趋势；但米糠膳食纤维的加入对强化大米弹性和内聚性影响较小。

强化大米；质构；米糠；膳食纤维；挤压

稻谷经过清理、砻谷脱壳，再碾去皮层和胚即得到最终产品精白米［1］。有研究［2－3］表明，大米在加工、淘洗和蒸煮过程中，原有营养素大量损失，其中膳食纤维损失率高达75%。如果长期食用精白米，又没有摄入足够量的蔬菜和水果或补充其他营养食品，就会造成膳食纤维、维生素、矿物质等营养素的缺乏。对大米进行营养强化，是当今世界，尤其是以大米为主食的国家和地区的人们，全面摄取人体所需各种营养素的最经济有效的途径之一［4］。大米强化已成为中国营养素补充的一项重大战略，中国“十一五”规划也明确提出推行主食强化，发展营养强化大米［5］。目前，进行大米强化的方法主要有“喷涂法”、“营养粒法”、“挤压强化法”、“吸入法”等，中国公众营养改善项目办和中心已选择了“喷涂法”、“营养粒法”两种方式开展攻关［6］。

米糠是稻谷加工成精白米过程中被碾下的皮层、少量米胚和碎米的混合物，是一种价廉、利用率低但营养丰富的稻米加工副产品。中国年产稻谷2亿t左右，居世界之首，如以5%计算出糠率，则年产米糠达到1 000万t，但中国对米糠的利用多限于制油和用作饲料，利用价值较低［7］。米糠提取米糠油后，还含有丰富的膳食纤维、植物蛋白等营养物质，是一种非常理想的膳食纤维来源，含量可达到25%～30%［8－10］。但由于米糠中的膳食纤维较粗、吸水性差，人们在口感上难以接受且不利于营养物质的消化和吸收，直接添加到食品中严重影响食品的感官品质［11］。

食品质构如硬度、黏着性、弹性和内聚性等［12－13］，是影响产品可接受性的重要因素之一［14］，被认为是评价产品质量好坏的重要参考依据［15］。质构评价是一种标准化程度较高的客观鉴定方法，应用质构仪评价大米品质已经被广为使用［16］。本试验将脱脂米糠进行一系列处理后得到营养强化剂——膳食纤维，将其和原料大米粉混合均匀，采用“挤压强化法”进行米糠膳食纤维强化大米的制备。采用质构分析仪考察米糠膳食纤维添加量对强化大米质构特性的影响，并通过与普通米粉质构特性的对比确定最佳添加量，旨在为营养强化大米的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

早籼米：金优402，江西江兰米业有限公司；

脱脂米糠：江西省和合实业有限责任公司。

1.2 仪器与设备

单螺杆挤压机：SX3000－100，山东济南赛信机械有限公司；

质构仪：BROOKFIELD CT3，美国Brookfield公司（配TA25／1000型等探头）；

电饭锅：MBYJ30CK型，美的电热电器制造有限公司；

电子天平：AR1502CN型号，精度0.1 g，量程1 520 g，美国奥豪斯仪器（上海）有限公司；

测试杯：圆柱形，自制，高2 cm，直径5 cm。

1.3 方法

1.3.1 米糠膳食纤维的制备 参照苗欣等的方法［17］进行，提取的膳食纤维纯度为75%。

1.3.2 米糠膳食纤维营养强化大米的制备 采用“挤压强化法”。将原料早籼米进行粉碎得到大米粉，分别以0，1%，2%，3%，4%，5%和6%的米糠膳食纤维置换等量的大米粉，调节水分含量至30%，混匀，采用单螺杆挤压机进行挤压，经老化干燥后得到成品。

1.3.3 制备强化大米米饭 在电饭锅底部平行放入3个圆柱形测试杯，然后称取300 g米糠膳食纤维强化大米置于电饭锅中，使强化大米将测试杯完全覆盖，然后沿电饭锅内壁加入450 mL的水，盖上盖子蒸煮15 min，并继续保温18 min。用镊子夹出盛满米饭的测试杯，沿测试杯口削平后马上进行质构测定。同时用原料早籼米做对照试验。

1.3.4 质构仪测定条件 利用质构仪采用TPA分析测定强化大米米饭的质构特性（硬度、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性），测定条件：预测试速度为2 mm／s，测试速度为1 mm／s，返回速度2 mm／s，穿刺百分比为60%，二次压缩间隔5 s，触发点负载为10 g，数据采集频率10点／s；选用TA25／1000型探头，半径25 mm。

1.3.5 质构数据的处理 硬度、弹性、内聚性、胶着性以及咀嚼性数据采用Origin进行统计分析，重复测定3次，结果用“平均值±标准差”表示。将早籼米作为Control组，膳食纤维添加量0的为Blank组，膳食纤维添加量分别为1%，2%，3%，4%，5%和6%。同时将采集到的试验数据，用SPSS 17.0软件进行统计学处理，单因素分析检验组间显著性差异，P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著。

2 结果与讨论

2.1 膳食纤维添加量对强化大米米饭硬度的影响

早籼米和添加不同量膳食纤维的强化大米米饭的硬度见图1。由图1可知，早籼米硬度最低，空白强化大米硬度最高；米糠膳食纤维添加量在1%～6%时，随膳食纤维含量的增加米饭硬度先下降后上升，添加量为4%时所得米饭的硬度与早籼米米饭最为接近。可能是早籼米淀粉未经过挤压糊化再老化过程，淀粉分子排列较为松散，表现为硬度最低；空白强化大米经过挤压、老化后，淀粉分子重新排列组合形成新的结构，硬度增大；而米糠膳食纤维的分支结构使淀粉形成的凝胶结构更为疏松，导致米饭硬度下降；继续增加膳食纤维，强化大米的硬度随着膳食纤维添加量的增大而增大，但是增幅不明显。

图1 膳食纤维添加量对强化大米硬度的影响Figure 1 Effect of addition amount of dietary fiber on hardness of fortified rice

2.2 膳食纤维添加量对强化大米米饭弹性的影响

早籼米和7种膳食纤维强化大米米饭的弹性测定结果见图2。由图2可知，强化大米的弹性远高于原料早籼米；随着膳食纤维的加入，强化大米的弹性呈先下降后上升的趋势，可能是由于大米淀粉在挤压过程中糊化后再经过老化，淀粉分子重新排序，形成新的结构使强化大米弹性增加；而膳食纤维对强化大米的弹性起到一定的破坏作用，对强化大米米饭的弹性具有显著影响（P＜0.05），当膳食纤维增加到一定程度后使强化大米结构疏松，表现为弹性小幅上升。

图2 膳食纤维添加量对强化大米弹性的影响Figure 2 Effect of addition amount of dietary fiber on elasticity of fortified rice

2.3 膳食纤维添加量对强化大米内聚性的影响

内聚性是指组成样品结构的内部作用力，测定结果见图3。由图3可知，与早籼米相比，强化大米的内聚性显著增加（P＜0.05），并随着膳食纤维添加量的增加呈缓慢下降趋势。当膳食纤维添加量为6%时强化大米的内聚性较为接近早籼米。其主要原因可能是大米淀粉经挤压和老化后产生分子重排，使强化大米内部作用力加强，表现为内聚性增加；而膳食纤维的加入不利于淀粉凝胶的形成，使得强化大米内聚性随膳食纤维的增加呈下降趋势。

图3 膳食纤维添加量对强化大米内聚性的影响Figure 3 Effect of addition amount of dietary fiber on cohesiveness of fortified rice

2.4 膳食纤维添加量对强化大米胶着性的影响

强化大米的胶着性，是将强化大米看做没有弹性的样品，来评价咀嚼吞咽它所需要的能量，它由硬度和内聚性相乘得到，膳食纤维添加量对强化大米胶着性的影响见图4。由图4可知，当膳食纤维添加量为0%～4%时，强化大米的胶着性显著下降（P＜0.05），且4%时降至最低；添加量4%～6%时，胶着性出现回升，并呈现平稳变化的趋势。强化大米胶着性的总体变化趋势，与其硬度变化趋势一致。

图4 膳食纤维添加量对强化大米胶着性的影响Figure 4 Effect of addition amount of dietary fiber on gumminess of fortified rice

2.5 膳食纤维添加量对强化大米咀嚼性的影响

咀嚼性是指咀嚼吞咽一个具有弹性的样品所需要的能量，计算公式为硬度×内聚性×弹性，膳食纤维添加量对强化大米咀嚼性的影响见图5。由图2和图5可知，各强化大米之间的弹性差异很小，所以强化大米的咀嚼性与其胶着性的变化趋势极为相近。空白强化大米的咀嚼性最大，需要花费最大的能量去咀嚼吞咽它，膳食纤维添加量增大后，由于膳食纤维能使强化大米淀粉分子间疏松，咀嚼性出现明显下降；当膳食纤维添加量超过一定的范围后，又表现为小幅增加强化大米咀嚼性。

图5 膳食纤维添加量对强化大米咀嚼性的影响Figure 5 Effect of addition amount of dietary fiber on chewiness of fortified rice

3 结论

在挤压法制备米糠膳食纤维强化大米的过程中，伴随着大米淀粉分子与膳食纤维的结合，与膳食纤维、水分之间的复杂反应，及淀粉分子自身的重新排列组合等一系列复杂的变化。米糠膳食纤维添加量的不同，导致强化大米炊饭后的质构特性各有不同。随着膳食纤维添加量的增加，强化大米的硬度、胶着性和咀嚼性都呈现出先下降后上升的趋势，在4%添加量时达到最低值，与原料早籼米最为接近；膳食纤维的加入使强化大米的弹性下降，但添加量对大米弹性的影响不显著；强化大米的内聚性，则随着膳食纤维添加量的增加呈缓慢下降趋势。以普通早籼米的硬度、弹性、内聚性、胶着性和咀嚼性指标为参照，综合比较不同米糠膳食纤维营养强化大米的各质构特性指标，发现米糠膳食纤维的最适宜添加量为4%，所得产品炊饭后的质构特性与早籼米最为接近。

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4 欧阳建勋，黄力.大米强化工艺与设备研究［J］.粮食与饲料工业，1999（1）：18～19.

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6 徐娟娟.简述国内外营养强化大米发展概况［J］.粮食加工，2010（9）：51～52.

7 周显青.稻谷精深加工技术［M］.北京：化学工业出版社，2006.

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12 Keeratipibul S，Luangsakul N，Lertsatchayarn T.The effect of Thai glutinous rice cultivars，grain length and cultivating locations on the quality of rice cracker（arare）［J］.Food Science and Technology，2008，41（10）：1 934～1 943.

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17 苗欣，张晖，李伦，等.响应面法优化脱脂米糠膳食纤维提取工艺的研究［J］.中国油脂，2009，34（6）：64～67.

Effect of rice bran dietary fiber on texture properties of fortified rice

WANG Wei－hua1HUANG Li2LIU Cheng－mei1LIU Wei1WAN Jie1

（1.State Key Laboratory of Food Science and Technology，Nanchang University，Nanchang，Jiangxi330047，China；2.Nanchang Food Quality Health Safety Supervision and Inspection Center，Nanchang，Jiangxi330012，China）

Rice bran dietary fibers，extracted from Early Indica Rice were added to the crushing rice flour.The"Squeeze Pressure Enhancement Act"was utilized to prepare fortified rice.Different concentrations of fortified rice were transformed into steamed rice after cooking，using texture analyzer to determine their hardness，elasticity，cohesiveness，gumminess and chewiness，and compared with the steamed rice prepared from Early Indica Rice to establish the appropriate amount of dietary fiber in rice.The results showed that：a 4%addition level of dietary fiber fortified rice’s indices was closest to the best texture properties of raw rice；the addition amount of dietary fiber were of the greatest impact on the hardness，gumminess and chewiness of fortified rice，showing a rising trend after the first down，but the elasticity and cohesiveness were of the less affected.

fortified rice；texture；rice bran；dietary fiber；extrude

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.03.005

国家重点实验室目标导向项目（编号：SKLF－MB－201004）

王炜华（1983－），男，南昌大学在读硕士研究生。E－mail：weihua＿1983＠yahoo.com.cn

刘成梅

2011－03－08