物性修饰抗方便湿米粉老化的研究

汪霞丽 许 宙 卜汉萍 吕 飞 程云辉

（长沙理工大学化学与生物工程学院，湖南 长沙 410114）

方便湿米粉的含水率恰好在淀粉易发生老化的范围内［1］，贮藏过程中因淀粉老化而使湿米粉粘弹性减弱、口感变硬，导致其食用品质显著下降，从而大大影响了方便湿米粉在方便主食市场的占有率。虽然糊化淀粉的老化趋势是不可避免的，但仍可通过物理法［2］、酶法［3，4］和物性修饰法等将淀粉老化带来的不良影响降至较低程度。物性修饰是淀粉抗老化的常用方法，其方法：①添加乳化剂或其复配产物及脂肪等具有抗老化效果的配料；②将不同种类、来源的淀粉混合使用，通常这些混合淀粉的糊化特性不再是单一淀粉的简单加和，而是表现得更像一种能有效抑制老化的新淀粉或变性淀粉。

本试验拟考察谷物或谷物淀粉、亲水胶体、乳化剂、变性淀粉和多糖5大类物性修饰剂对方便湿米粉的抗老化效果，以确定方便湿米粉合适的原辅料复配方案。

1 材料与仪器

1．1 材料

金稻早籼米：宁乡县道林镇新湖米厂；

糯米粉：购自长沙家乐福超市；

水溶性大豆多糖：烟台科创馥苑食品配料科技有限公司；

单甘酯：丹尼斯克有限公司；

β－环糊精：郁南县永光环状糊精有限公司；

CMC、瓜尔豆胶：长沙市日成晟食品添加剂厂；

其他试剂：均为分析纯。

1．2 仪器与设备

河粉、凉皮两用机：HF－30型，广州市大德食品机械厂；

胶体磨：JM－50型，河北黄骅齐家务科学仪器厂；

高速万能粉碎机：FW－100型，天津市泰斯特仪器有限公司；

质构仪：TA－XTPlus型，英国Stable Micro System 公司；

真空包装机：DZ400／2D 型，温州市瑞鑫包装机械有限公司。

1．3 试验方法

1．3．1 湿米粉工艺流程

大米→筛选→清洗→浸泡→磨浆→（加入辅料）→调浆→蒸片→成型→切断→冷却→酸浸→包装→杀菌→成品

1．3．2 分析方法

（1）常规成分测定：蛋白质测定，微量凯氏定氮法GB 5009．5－2010（换算系数5．95）；脂肪测定，索氏抽提法GB／T 5009．6－2003；淀粉测定，酸水解法GB／T 5009．9－2008；水分测定，直接干燥法GB 5009．3－2010；灰分测定，干法灰化法GB 5009．4－2010。

（2）质构特性－硬度的测定方法：取单根长约5cm 的米粉，置于质构仪测定平台上，从程序列表中选用Rice－RICI＿P35测试程序进行硬度测定。测试条件：探头为P／0．5（0．5mm 柱形探头），校正探头返回高度10 mm，测试前后及测试时速度均为1．00 mm／s，压缩程度50%；感应力5．0g，两次下压间隔时间为5s，数据采集为400pp／s；每个样均重复测定6次。

2 结果与讨论

2．1 原料早籼米的主要化学成分

大米主要化学成分会因品种和产地不同而异，本研究所用金稻早籼米的主要化学成分如表1所示，其淀粉和蛋白质含量分别为76．28%，8．86%。

表1 原料早籼米的主要化学成分Table1 The main chemical compositions of the India rice

2．2 原辅料复配的单因素试验

以早籼米为主要原料，在相同工艺条件下，分别考察了添加不同含量的糯米粉、CMC、瓜尔豆胶、水溶性大豆多糖、单甘酯、β－环糊精的方便湿米粉抗老化的效果。

2．2．1 糯米粉对方便湿米粉老化效果的影响 将分别添加0%，10%，20%，30%糯米粉而制成的方便湿米粉放入4 ℃冰箱内，冷藏7d后测定其硬度变化，考察不同比例糯米粉对方便湿米粉老化效果的影响，结果见图1。

图1 糯米粉添加量对方便湿米粉硬度的影响Figure1 Effect of glutinous rice’s content on the instant wet rice noodles’hardness

方便湿米粉硬度越大，则表明其老化程度越高。由图1可知，随着糯米粉添加比例升高，其硬度呈递减趋势，说明添加糯米粉可延缓方便湿米粉的老化，糯米粉添加量越大，老化程度越低。当糯米粉添加比例为30%时，其硬度最低，相对于纯早籼米制成的米粉，其硬度降幅达29．6%。这是因为糯米粉中支链淀粉含量高达98%以上，几乎不含直链淀粉，糯米粉的添加使原料中支链淀粉的比例明显上升。

因糯米粉粘性很大，随着糯米粉添加比例增大，方便湿米粉粘性越来越大，米粉断条情况也越来越严重。因此，糯米粉添加并不是越多越好，综合考虑抗老化效果、断条率及成本等因素，方便湿米粉中添加20%左右的糯米粉较合适。29．6%。这是因为糯米粉中支链淀粉含量高达98%以上，几乎不含直链淀粉，糯米粉的添加使原料中支链淀粉的比例明显上升。

2．2．2 CMC对方便湿米粉老化效果的影响 将分别添加0%，0．2%，0．4%，0．6%的羧甲基纤维素钠（CMC）制成的方便湿米粉放入4℃冰箱内，冷藏7d后测定其硬度变化，考察不同比例CMC对方便湿米粉老化效果的影响，结果见图2。

图2 CMC添加量对方便湿米粉硬度的影响Figure2 Effect of CMC’s content on the instant wet rice noodles’hardness

由图2可知，随着CMC添加比例提高，方便湿米粉硬度呈递减趋势。相对于纯早籼米制成的米粉，当CMC 添加量为0．6%时，其硬度降幅为12．4%；当CMC 添加量为0．4%时，其硬度降幅为10．5%，且添加量从0．4%提高至0．6%时抗老化效果相差不大。由此可见，虽添加CMC 具有一定抗老化效果，但作用不明显，这与谢定等［5］对保鲜方便米粉抗老化研究的结果一致。

2．2．3 瓜尔豆胶对方便湿米粉老化效果的影响 将分别添加0%，0．2%，0．3%，0．4%的瓜尔豆胶制成的方便湿米粉放入4℃冰箱内，冷藏7d后测定其硬度变化，考察不同比例瓜尔豆胶对方便湿米粉老化效果的影响，结果见图3。

由图3可知，瓜尔豆胶对方便湿米粉的老化抑制效果很明显。相对于纯早籼米制备的方便湿米粉，当瓜尔豆胶添加量为0．3%时，其硬度降幅32．2%；当添加量增至0．4%时，其硬度降幅仅提高1．0%，说明0．3%的添加量较合适。瓜尔豆胶作为高分子量的水解胶体多糖［6］，在面条、粉条等米面制品中常用来保水和增强筋力，其抗老化的原因可能是其分子中的羟基与淀粉链上的羟基及周围的水分子可通过形成大量氢键达到抗老化效果［7，8］。

2．2．4 单甘酯对方便湿米粉老化效果的影响 将分别添加0%，0．2%，0．4%，0．6%的单甘酯制成的方便湿米粉放入4 ℃冰箱内，冷藏7d后测定其硬度变化，考察不同比例的单甘脂对方便湿米粉老化效果的影响，结果见图4。

图3 瓜尔豆胶添加量对方便湿米粉硬度的影响Figure3 Effect of Guar gum’s content on the instant wet rice noodles’hardness

图4 单甘酯添加量对方便湿米粉硬度的影响Figure4 Effect of monoglycerides’s content on the instant wet rice noodles’hardness

由图4可知，随着单甘酯添加比例提高，方便湿米粉硬度呈递减趋势，说明抗老化效果随单甘酯添加量加大而增强。相对于纯早籼米制成的米粉，当单甘酯添加比例为0．6%时，其硬度降幅为14．9%。单甘酯是一种非离子型的表面活性剂，具有两亲分子结构，已有用作面条、面包及糕点抗老化剂的报道［9］。单甘酯具有抗老化作用可能是因为淀粉受热糊化膨胀时，其亲油基可进入淀粉分子内部，紧紧地包裹在直链淀粉的螺旋结构内并形成稳定复合物，从而阻止了淀粉分子间重新聚合；其亲水基能提高湿米粉表面亲水性，使水分均匀渗透到米粉内部，并可通过与淀粉中的羟基及周围水分子形成氢键而达到延缓淀粉质食品老化的作用［10］。

2．2．5 β－环糊精对方便湿米粉老化效果的影响 将分别添加0%，0．6%，0．8%，1．0%β－环糊精制成的方便湿米粉放入4 ℃冰箱内，冷藏7d后测定其硬度变化，考察不同比例β－环糊精对方便湿米粉老化效果的影响，结果见图5。

由图5可知，不同比例β－环糊精均能降低方便湿米粉硬度，相对于对照样，添加1．0%β－环糊精的方便湿米粉硬度降幅为20．2%。β－环糊精也常作为抗老化剂，它具有抗老化效果可能是因其特殊的环状结构，可利用直链淀粉和脂质竞争性的与其络合，形成直链淀粉－β－环糊精－脂质复合物，该复合物可影响淀粉分子链重排能力，从而达到延缓淀粉老化的作用［11］。姚岭柏［12］研究认为添加0．4%的β－环糊精能延缓燕麦米饭在低温下的老化。

图5 β－环糊精添加量对方便湿米粉硬度的影响Figure5 Effect ofβ－CD’s content on the instant wet rice noodles’hardness

2．2．6 水溶性大豆多糖对方便湿米粉老化效果的影响 将分别添加0%，2%，2．5%，3%，3．5%，4%的水溶性大豆多糖制成的方便湿米粉放入4 ℃冰箱内，冷藏7d后测定其硬度变化，考察不同比例水溶性大豆多糖对方便湿米粉老化效果的影响，结果见图6。

图6 水溶性大豆多糖添加量对方便湿米粉硬度的影响Figure6 Effect of SSPS’s content on the instantwet rice noodles’hardness

由图6可知，随着水溶性大豆多糖添加量提高，方便湿米粉硬度下降趋势明显，说明水溶性大豆多糖对方便湿米粉具有明显的抗老化效果。相对于对照样，当添加量为3．5%时，硬度降幅达29．3%；当添加量增至4%时，硬度变化不大。水溶性大豆多糖具有抗老化效果的原因可能是能形成网络支架结构，可对淀粉进行交联包被，使淀粉外层得到保护，其抗热能力变强、淀粉糊化温度升高，从而引起糊化特性的改变、延缓淀粉颗粒的崩解，使淀粉颗粒的溶胀程度减小，因此，直链淀粉和支链淀粉更难溶出，贮存过程中也更难老化［13，14］。

2．3 方便湿米粉原辅料复配的正交优化

为更好地考察原辅料互补协同作用，本研究以早籼米为主原料，选用单因素试验中抗老化效果较明显的糯米粉、瓜尔豆胶、水溶性大豆多糖，通过正交试验进行原辅料复配方案的优化。正交试验因素水平见表2，拟以硬度为考察指标，考察糯米粉、瓜尔豆胶、水溶性大豆多糖复配添加量对方便湿米粉的抗老化效果，每个试验重复3次取平均值，结果见表3，方差分析见表4。

由表3的直观数据可知，不同原辅料复配组合的最低硬度为3．21kg，此值小于单因素试验中的任何一组数据，相对于纯早籼米制成的方便湿米粉，其硬度降幅达53%，说明原辅料复配后的抗老化效果优于添加单一辅料的。由极差分析可知，影响方便湿米粉硬度的各主次因素为C＞A＞B，即水溶性大豆多糖＞瓜尔豆胶＞糯米粉；原辅料复配的较优方案为A3B2C2，对于B因素，因k2、k3相差不大，从降低成本的角度考虑，可将优方案中的B2换成B3，故原辅料复配的最佳配方为A3B3C2，即瓜儿豆胶0．4%、糯米粉15%、水溶性大豆多糖3．5%。

表2 正交试验的因素水平表Table2 Factors and their levels of orthogonal

表3 正交试验结果分析Table3 The results of orthogonal test

表4 正交试验的方差分析Table4 Analysis of variance

由表4可知，在所选取的因素水平范围之内，瓜尔豆胶和水溶性大豆多糖对试验结果的影响极显著，而糯米粉对试验结果的影响只能达到显著。瓜尔豆胶、糯米粉、水溶性大豆多糖对方便湿米粉抗老化效果的影响次序为水溶性大豆多糖＞瓜尔豆胶＞糯米粉，这与直观分析中的结果一致。

采用上述优化后的原辅料复配方案A3B3C2进行验证实验，结果表明，方便湿米粉硬度为2．89kg，其值低于正交试验中的任意组合，且相对于纯早籼米制备的方便湿米粉来说，其硬度降幅达57．7%，说明按此原辅料复配方案制备的方便湿米粉有较强的抗老化效果。

3 结论

（1）以硬度为考察指标，通过单因素试验研究了不同物性修饰剂对方便湿米粉抗老化的影响，结果表明，分别添加糯米粉、瓜尔豆胶、水溶性大豆多糖3种物性修饰剂皆可使方便湿米粉的硬度明显降低，说明单一物性修饰剂也有一定抗老化效果；不同物性修饰剂较合适添加量为糯米粉20%，CMC 0．4%，瓜 尔 豆 胶0．3%，单 甘 酯0．6%，β－环 糊 精1．0%，水溶性大豆多糖3．5%。

（2）在单因素试验基础上，对方便湿米粉原辅料复配方案进行了正交优化，得到抗老化效果最优的原辅料复配方案为早籼米81．1%、糯米粉15%、瓜儿豆胶0．4%、水溶性大豆多糖3．5%，按此配方制成的方便湿米粉硬度为2．89kg；与纯早籼米制备的方便湿米粉相比，按原辅料复配优化条件制备的方便湿米粉其硬度降幅为57．7%。

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