水磨结合干磨制粉对米粉丝品质的影响及工艺优化

杨艾迪 魏振承 张 雁 张瑞芬 邓媛元 刘 磊 马永轩 黄 菲 张惠娜 唐小俊 张名位

(广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所；农业部功能食品重点实验室;广东省农产品加工重点实验室，广州 510610)

水磨结合干磨制粉对米粉丝品质的影响及工艺优化

杨艾迪 魏振承 张 雁 张瑞芬 邓媛元 刘 磊 马永轩 黄 菲 张惠娜 唐小俊 张名位

(广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所；农业部功能食品重点实验室;广东省农产品加工重点实验室，广州 510610)

以米粉丝的品质综合评价值为指标，研究了大米水磨粉粒径、干磨粉粒径、水磨粉与干磨粉不同搭配比例以及混合大米粉含水量各单因素对米粉丝品质的影响，并采用响应面分析法优化了其搭配条件。结果表明：大米水磨粉粒径、干磨粉粒径以及大米水磨粉与干磨粉配比显著影响米粉丝的品质，大米水磨粉和干磨粉搭配的最佳条件为：水磨粉160～149 μm、干磨粉150～139 μm，二者混合配比6∶4，混合大米粉含水量41%，在此条件下生产的米粉丝断条率为2.10%，蒸煮损失率为5.03%，品质综合评价值为97.55，其综合品质评价值虽然较单独采用水磨粉生产有所降低，但较单独采用干磨粉生产显著提高。由此表明水磨结合干磨制粉是生产米粉丝的有效途径。

米粉丝 水磨 干磨 水磨结合干磨 制粉 工艺优化

米粉丝是我国传统主食的重要代表，近年来已成为我国发展最快的主食食品，其发展速度有超过方便面、挂面等主食食品的趋势[1]。米粉丝是大米深加工的主要产品之一，我国大陆地区每年用于米粉丝加工的大米约100万t，占食品加工用米总量的1/3左右。虽然我国是世界上最大的大米消费国，但南方双季稻区早籼米压库却很严重，仅湖南省就达到1 000万t[2]。而南方早籼米直链淀粉含量较高，非常适用于生产米粉丝。因此研究以南方早籼米为原料生产米粉丝的技术，对于解决南方早籼米库存压力和发展现代农业具有重要意义。

大米原料的磨粉工艺是米粉丝生产工艺中的重要环节。传统磨粉工艺分为水磨法和干磨法2种，其中水磨法是米粉丝生产中最主要的方法，其优点是得到的大米粉平均粒径小，损伤淀粉含量低[3-5]，用其制作的米粉丝品质好；但其缺点是磨粉时间长、能耗高、淀粉损失较多，废水污染环境，而且米浆脱水不易调节其中含水量，工艺较复杂。而干磨法在生产中用得较少，因为采用干磨法制备的大米粉平均粒径较大，损伤淀粉含量较高，用其制作的米粉丝品质较水磨法差；但干磨法的优点是时间短、能耗低、淀粉没有损失，不会污染环境，工艺简单。目前我国米粉丝行业生产成本高，利润低，企业生存困难，产业发展较慢，降低成本和提高生产效率已成为影响全行业发展的关键问题[6]，本研究通过水磨和干磨结合的方法，建立米粉丝生产中大米磨粉新技术，以达到降低能耗、提高生产效率的目的。对提升米粉丝传统生产技术，增加企业核心竞争力，促进产业的发展具有重要的意义。

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

恒香大米：永新县恒达米业公司；免淘大米：惠州市煌粮实业有限公司；华粮大米：江西樟树市华粮米业有限公司；聚穗大米：定南聚穗园粮油经营有限公司。其中，免淘大米为晚籼稻，其余品种为早籼稻，使用时去除黄米、霉米及砂石等杂质，然后按恒香大米∶免淘大米∶华粮大米∶聚穗大米=1∶2∶1∶1的比例均匀混合成原料大米。

1.2 试验设备

SX15型磨浆机：温岭市泽国大众电器厂；KMY-3200压滤脱水机：丽水天立环保设备有限公司；6202中药粉碎机：北京兴时利和科技发展有限公司；FM-30型多功能米粉机：广州穗华机械设备有限公司；MA100快速水分测定仪：Sartorius公司。

1.3 试验方法

1.3.1 大米水磨粉的制备

称取一定量的原料大米，用3倍大米质量的水浸泡2 h，用磨浆机粉碎，然后分别用孔径250～115 μm的分样筛对大米粉进行筛分，制得粒径为250～209、210～179、180～159、160～149、150～139、140～124、125～114 μm米浆。米浆用离心机脱水，得到大米水磨粉备用。

1.3.2 大米干磨粉的制备

称取一定量的原料大米，先用中药粉碎机粉碎，然后分别用孔径250～115μm的分样筛对大米粉进行筛分，分别制得粒径为250～209、210～179、180～159、160～149、150～139、140～124、125～114 μm的大米干磨粉，储存备用。

1.3.3 米粉丝的制备工艺流程

大米粉→(混粉)→水分调节→挤丝→时效处理→干燥→冷却→成品。

分别把大米水磨粉、大米干磨粉、大米水磨粉与大米干磨粉按一定比例搭配的混合粉调整好含水量，静置平衡30 min，放入多功能米粉机中挤丝制备米粉丝。挤丝板孔径为1.2 mm，挤丝温度为95 ℃。米粉丝挤出后按长度20～30 cm用剪刀剪下，搭在不锈钢架上，进行30 min时效处理。然后在烘箱中于40 ℃条件下进行干燥处理，冷却后获得成品。

1.3.4 米粉丝断条率的测定

参照SN/T0 395-95《出口米粉检验规程》中米粉丝断条率的测定方法，并稍作修改。从样品中选择长度20 cm以上的米粉丝2份，每份10 g，分别置于相同的器皿中，按1∶15比例(样品∶水)投入沸水中分散，加盖保持沸腾10～15 min(以样品复水时间而定)，用筷子将样品搅散，滤去汤汁，加冷水冷却过滤，倒入瓷盘中，将长度不足10 cm和大于10 cm的粉丝分开，分别称重，按公式(1)计算断条率(精确至0.01)。

(1)

式中：m为浸泡后试样质量/g；m1为小于10 cm米粉丝质量/g。

1.3.5 米粉丝蒸煮损失率的测定

参照SN/T 0395-95《出口米粉检验规程》中米粉丝蒸煮损失率的测定方法，并稍作修改。称取样品100 g，精确至0.01 g，放入750 mL已沸腾的开水中，继续煮沸3 min，用不锈钢漏勺捞起全部米粉丝，用玻璃棒搅匀米粉丝汤，量取米粉丝汤总量的1/10，放入已恒重的称量器中，于水浴上蒸干后放入(105±2)℃的烘箱中直至恒重，称取干物质质量，精确至0.01 g，按公式(2)计算蒸煮损失率。

(2)

式中：m为试样质量/g；m1为干燥后试样与称量皿的质量/g；m2为干燥前称量皿的质量/g；X为试样中含水量/%；10为提取试样的换算系数。

1.3.6 米粉丝品质综合评价值

对米粉丝断条率和蒸煮损失率，采用加权评分法合并得到反映米粉丝品质的综合评价值[7-8]。由于米粉丝断条率和蒸煮损失率越低越好，故将断条率权重系数设为0.5，并将测得的最低断条率定为100 分；将蒸煮损失率权重系数设为0.5，并将测得的最低蒸煮损失率定为100 分。评分时以各指标的最小值为参照将数据进行归一化，再给出不同的统计权重。其品质综合评价值按公式计算。

品质综合评价值=0.5×100×(最小断条率/Y1)+0.5×100×(最小蒸煮损失率/Y2)

式中：Y1为断条率/%；Y2为蒸煮损失率/%。

1.3.7 单因素试验

1.3.7.1 大米水磨粉粒径对米粉丝品质的影响

分别取粒径为250～209、210～179、180～159、160～149、150～139、140～124、125～114 μm的大米水磨粉，调节含水量至38%，静置平衡30 min后制作成米粉丝。以米粉丝断条率、蒸煮损失率和品质综合评价值为其品质评价指标。

1.3.7.2 大米干磨粉粒径对米粉丝品质的影响

分别取粒径为250～209、210～179、180～159、160～149、150～139、140～124、125～114 μm的大米干磨粉，调节含水量至38%，静置平衡30 min后制作成米粉丝。以米粉丝断条率、蒸煮损失率和品质综合评价值为其品质评价指标。

1.3.7.3 大米水磨粉与干磨粉不同配比对米粉丝品质的影响

根据试验确定最佳的大米水磨粉和干磨粉粒径，并将最佳粒径的大米水磨粉与干磨粉分别以9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9的比例混合制成混合粉，调节混合粉含水量至38%，静置 30min后制作成米粉丝。以米粉丝断条率、蒸煮损失率和品质综合评价值为其品质评价指标。

1.3.7.4 混合大米粉含水量对米粉丝品质的影响

将最佳粒径的大米水磨粉、干磨粉以6∶4比例混合，调节含水量分别至36%、38%、40%、42%、44%，静置30 min，制作成米粉丝。以米粉丝断条率、蒸煮损失率和品质综合评价值为其品质评价指标。

1.3.8 多因素优化试验

采用Design Expert8.0软件，根据Box-Benhnken的中心组合设计原理，在单因素研究的基础上，选取水磨粉粒径(X1)，干磨粉粒径(X2)，水磨粉、干磨粉配比(X3)和混合粉含水量(X4)4个因素为自变量，以+1、0、-1 分别代表自变量的高、中、低水平，对自变量进行编码，因素水平编码表见表1。以断条率(Y1)和蒸煮损失率(Y2)及品质综合评价值(Y3)为响应值，在单因素试验的基础上获取最适工艺参数，试验重复3次。

表1 因素水平编码表

2 结果与讨论

2.1 单因素试验结果

2.1.1 大米水磨粉粒径对米粉丝品质的影响

图1表明，随着大米水磨粉粒径从250～209 μm降低到125～114 μm，用其所制作的米粉丝断条率和蒸煮损失率均不断下降，且都在粒径小于160～149 μm后下降趋势变缓；米粉丝的品质综合评价值则随大米干磨粉粒径的降低而不断升高，当粒径小于150～139 μm后增大趋势变缓。

图1 大米水磨粉粒径对米粉丝断条率、蒸煮损失率及品质综合评价值的影响

这与前人研究结果一致。Marshall[9]研究发现，对大米进行粉碎，可以降低大米的粒度，进而可以降低糊化温度和糊化焓，使糊化更容易进行。Nishita等[10]研究认为，磨得较细的大米粉比较粗的大米粉损伤淀粉含量高，吸水能力增强。这有利于米粉丝的制备。但是，大米粉的粒径并不是越小越好。熊柳等[3]研究认为，大米粉随着粒度的减少，其损伤淀粉含量不断增加，其凝胶的硬度和弹性显著降低。这会导致用其制作的米粉丝品质变差。同时，如果大米粉粒径太小，在工业化生产中会造成输送困难[11]，因此大米粒径应控制在适当范围内。

2.1.2 大米干磨粉粒径对米粉丝品质的影响

图2表明，随着大米干磨粉粒径从250～209 μm降低到125～114 μm，用其所制作的米粉丝断条率和蒸煮损失率均不断减小，但减小趋势均在粒径小于150～139 μm后变缓；米粉丝的品质综合评价值则呈现相反趋势，随大米干磨粉粒径的降低而不断上升，当粒径小于150～139 μm后变化不明显。这与大米水磨粉粒径对米粉丝品质的影响的结果类似。

图2 大米干磨粉粒径对米粉丝断条率、蒸煮损失率及品质综合评价值的影响

本研究发现，用同样粒径的大米水磨粉与干磨粉制作成米粉丝，采用大米水磨粉制作的米粉丝的断条率和蒸煮损失率明显低于用干磨粉制作的米粉丝，这说明大米水磨粉与干磨粉理化特性存在着较大差别。现有研究表明，大米水磨粉中损伤淀粉含量显著低于干磨粉[11]，这是导致这种差别的重要原因之一。Tester等[12]研究发现，淀粉中可溶性直链淀粉含量随着其损伤淀粉含量的增加而增加，这意味着用其加工成的产品水溶性也随之增加；崔凯凯等[13]研究结果显示，损伤淀粉含量越低，大米粉的糊化温度、峰值黏度、谷值黏度、末值黏度和回生值就越高，就越有利于米粉丝的加工。此外，Chandini等[14]研究结果表明，用干磨粉制备的米粉团具有较高的黏稠度，但比较松散，而用湿磨(与水磨接近)粉制备的米粉团具有较好的成团性，比较适合制作米粉丝。佟立涛等[15]研究结果表明，湿磨大米粉的凝胶硬度显著高于干磨大米粉。湿磨粉制作的鲜米粉成条性很好，不易断条，蒸煮损失率较低，而干磨粉制得的鲜米粉成条形较差，易断条，蒸煮损失率较高。

2.1.3 大米水磨粉与干磨粉配比对米粉丝品质的影响

图3表明，随大米水磨粉与干磨粉配比从9∶1下降到1∶9，米粉丝的断条率和蒸煮损失率呈不断上升的趋势。其中，当水磨粉与干磨粉配比大于6∶4，即混合粉中水磨粉占多数时，米粉丝断条率与蒸煮损失率都比较低，而当二者配比小于6∶4后，米粉丝断条率和蒸煮损失率均明显增大。米粉丝品质综合评价值则呈相反的趋势，随着大米水磨粉与干磨粉配比的下降而降低。当水磨粉与干磨粉配比大于6∶4，米粉丝品质综合评价值较高，而当二者配比小于6∶4后，品质综合评价值明显较低。因此，在大米干磨粉中添加适当比例的水磨粉，可以有效改善用其制备的米粉丝的品质。

图3 大米水磨粉、干磨粉配比对米粉丝断条率、蒸煮损失率及品质综合评价值的影响

2.1.4 大米混合粉含水量对米粉丝品质的影响

图4表明，米粉丝断条率随大米混合粉含水量增加不断下降，当含水量小于38%时下降趋势明显，而当含水量大于38%后下降趋势变缓。米粉丝的蒸煮损失率则随大米混合粉含水量增加呈先下降后缓慢上升的趋势；其中，当大米混合粉含水量小于38%时先快速下降，当大米混合粉含水量超过38%后便缓慢上升。当大米混合粉含水量低于38%时，米粉丝品质综合评价值随含水量增加而显著上升，当大米混合粉含水量高于38%后，品质综合评价值变化趋势趋于平缓。本研究结果与前人研究结果一致。李新华[16]和方奇林[17]的研究表明，含水量会影响物料的流动性以及糊化状况，从而影响米粉丝的品质。随着含水量增大，大米淀粉吸水膨胀充分，糊化容易均匀彻底，淀粉溶出减少，因此降低了米粉丝的蒸煮损失率。而当含水量过高时，物料就会因在机筒停留时间过短而使糊化度降低[18-19]，而且，米粉凝胶难以形成致密稳定的结构，导致米粉丝的蒸煮损失率上升[20]。含水量过低则会降低淀粉的流动性，导致物料糊化不充分，米粉丝干燥后表面易发生龟裂、断裂，导致断条率和蒸煮损失率上升。

图4 大米混合粉含水量对米粉丝断条率、蒸煮损失率及品质综合评价值的影响

2.2 多因素优化试验结果

2.2.1 试验设计及模型分析

表2为具体优化试验方案和结果。以大米水磨粉粒径(X1)、干磨粉粒径(X2)、水磨粉与干磨粉配比(X3)以及混合粉含水量(X4)为因素，以米粉丝品质综合评价值(Y3)为响应值建立二次响应面回归模型。

表2 试验方案及试验结果

Y3= 77.36-7.63X1+ 10.88X2+3.51X3+0.45X4+0.99X1X2+2.24X1X3-1.00X1X4-2.40X2X3+1.15X2X4+2.25X3X4+2.83X12-3.38X22-2.05X32-4.11X42

对模型进行方差分析、模型系数显著性检验。由表3可知，方程因变量与自变量之间线性关系明显，该模型回归显著(P<0.000 1)，失拟项P=0.567 4>0.05，差异不显著，表明该模型对试验拟合情况好，试验误差小；且该模型R2=0.980 1，R2校正值=0.961 5，说明模型可以较好地描述各因素与响应值之间的真实关系。模型一次项X1(水磨粉粒径)、X2(干磨粉粒径)以及X3(水磨粉、干磨粉配比)对米粉丝品质影响显著，而X4(混合粉含水量)影响不显著，二次项X12、X22、X42差异极显著，X32差异显著；交互项X1X3、X2X3、X3X4差异显著。

表3 米粉丝品质综合评价值回归与方差分析结果

注：**为差异极显著，*为差异显著。

根据优化试验的结果，得到水磨结合干磨制粉生产米粉丝的最佳工艺条件是：水磨粉粒径160～149 μm、干磨粉粒径150～139 μm、水磨粉与干磨粉配比6∶4、混合粉含水量40.65%，模型预测所制备的米粉丝的断条率为2.11%，蒸煮损失率为4.98%，品质综合评价值为98.09。

2.2.2 验证试验与对比试验

考虑到操作可行性，将响应面优化结果进行修正，得到最佳工艺条件为：水磨粉粒径160～149 μm，干磨粉粒径150～139 μm，水磨粉、干磨粉配比值为6∶4、混合粉含水量为41%，模型预测的断条率为2.11%，蒸煮损失率为4.98%，品质综合评价值为98.00。为验证该结果的可行性，按该条件制作米粉丝，3次平行试验取平均值得到断条率为2.10%，蒸煮损失率为5.03%，品质综合评价值为97.55，与理论预测值基本吻合。因此，优化得到的工艺参数准确可靠，具有实用价值。

图5将水磨结合干磨制粉生产的米粉丝与单独水磨和单独干磨制粉生产的米粉丝品质进行了对比。单独水磨和单独干磨制粉生产分别选用160～149 μm的水磨粉和150～139 μm的干磨粉进行加工，其他条件与水磨结合干磨制粉生产米粉丝的条件一致。结果表明，采用水磨制粉生产的米粉丝其断条率与蒸煮损失率最低，品质综合评价值最高；采用混合粉生产的米粉丝与水磨粉生产的米粉丝相比，其断条率增加27.22%，蒸煮损失率增加10.79%，品质综合评价值降低15.57%；采用混合粉生产的米粉丝其断条率及蒸煮损失率较干磨粉生产的米粉丝显著减小，分别降低了50.93%、32.18%，其品质综合评价值则提高了69.23%。由此表明水磨与干磨相结合制粉生产的米粉丝，其品质虽然比水磨制粉生产的米粉丝有所降低，但比干磨制粉生产的米粉丝明显好转，是生产米粉丝的有效途径。

图5 大米不同磨粉方式对米粉丝断条率、蒸煮损失率及品质综合评价值的影响

大米的制粉方式是影响米粉丝的品质的重要因素。米粉丝生产和研究者的传统观念认为水磨法更优，干磨增加了大米粉的淀粉损伤率，导致干磨大米粉的保水率和溶解度较高，其制作的米粉丝抗拉强度低，品质较差[21]。但干磨法可降低营养物质的流失，减少废水的产生，有利于保护环境[22]。而且干磨粉在生产效率和能耗上优于水磨粉[23]。本研究将水磨粉与干磨粉的混合粉用于制作米粉丝，结果发现混合粉中干磨粉占比低于50%时，米粉丝的品质变化不大，这为水磨结合干磨的制粉技术在米粉丝生产中的应用提供了参考，具有重要的应用价值。

3 结论

大米水磨粉粒径、干磨粉粒径以及大米水磨粉与干磨粉配比显著影响米粉丝的品质。水磨结合干磨制粉生产米粉丝的最佳工艺条件：水磨粉160～149 μm、干磨粉150～139 μm，水磨粉与干磨粉配比6∶4，混合米粉含水量41%。在此条件下生产的米粉丝断条率为2.10%，蒸煮损失率为5.03%，品质综合评价值为97.55，虽然较单独采用水磨粉生产的米粉丝断条率增加27.22%，蒸煮损失率增加10.79%，品质综合评价值降低15.57%，但较单独采用干磨粉生产米粉丝断条率降低50.93%，蒸煮损失率降低32.18%，品质综合评价值提高69.23%，由此表明水磨结合干磨制粉生产米粉丝，虽然比水磨制粉生产的米粉丝品质有所降低，但比干磨制粉生产的米粉丝品质明显好转，是生产米粉丝的有效途径。

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Effect of Water Milling Combined with Dry Milling on Quality of Rice Noodles and Process Optimization

Yang Aidi Wei Zhencheng Zhang Yan Zhang Ruifen Deng Yuanyuan Liu Lei Ma Yongxuan Huang Fei Zhang Huina Tang Xiaojun Zhang Mingwei

(Sericultural &Agri-Food Research Institute Guangdong Academy of Agricultural Sciences；Key Laboratory of Functional Foods；Ministry of Agriculture,Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing, Guangzhou 510610)

With the comprehensive evaluation value of the quality of rice noodles as the index, the effects of the particle size and the mixing ratio of rice powder which made from water milling, dry milling, and the effects of the water content of rice powder made from water milling combined with dry milling on the quality of rice noodles were researched, and the technological conditions were optimized by response surface analysis. The results showed that the particle size and the mixing ratio of rice powder made from water milling and dry milling affected the quality of rice noodles significantly. The optimum technological conditions for water milling combined with dry milling of rice for rice noodles making were as follows: the particle size and the mixing ratio of rice powder made from water milling and dry milling were 160～149μm, 150～139μm and 6∶4 respectively, the water content of the mixed rice powder was 41%. Under these optimum technological conditions, the cooked broken rate and loss rate of rice noodles were 2.10% and 5.03% respectively, the comprehensive evaluation value for the quality of rice noodles was 97.55. which decreased less than those made with rice powder made from water milling, but increased more than those made with rice powder made from dry milling. The results indicated that water milling combined with dry milling of rice was one of the effective ways for rice noodles making.

rice noodles, water milling, dry milling, water milling combined with dry milling, rice powdering, technology optimization

国家公益性行业(农业)科研专项(20130307-08)，广东省科技计划(2016B070701012)

2016-05-05

杨艾迪，女，1990年出生，助理研究员，农产品加工与利用

唐小俊，男，1966年出生，研究员，农产品加工与利用 张名位，男，1966年出生，研究员，农产品加工与利用

TS213.3

：A

：1003-0174(2017)08-0111-07