不同热处理对籼米及其半干粉品质的影响

任梦影

周素梅2

佟立涛2

易翠平1

(1. 长沙理工大学化学与生物工程学院，湖南 长沙 410114；2. 中国农业科学院农产品加工研究所，北京 100193)

不同热处理对籼米及其半干粉品质的影响

任梦影1

周素梅2

佟立涛2

易翠平1

(1. 长沙理工大学化学与生物工程学院，湖南 长沙 410114；2. 中国农业科学院农产品加工研究所，北京 100193)

为考察不同热处理对籼米籽粒及其半干粉品质的影响，采用不同条件热处理籼米籽粒，分析米粒表观裂缝增加程度与其内部水分的关系，并进行半干法制粉(含水率为30%)，测定不同热处理对大米粉微生物、破损淀粉及白度的影响。结果表明，热处理后的米粒，表观裂缝开始明显增加时米粒内部水分均小于8%；3种热处理(60 ℃ 90 min，120 ℃ 15 min及180 ℃ 1 min)后的大米调制粉微生物被有效抑制，且超高温短时(120 ℃ 15 min，180 ℃ 1 min)抑菌效果优于低温长时(60 ℃ 90 min)，破损淀粉、白度及糊化特性与干磨粉差异显著(P<0.05)，更接近湿磨粉。通过测定米粒内部水分可判断米粒表观裂缝增加的程度，且热处理大米籽粒进行半干法制粉其粉质特性与湿磨粉相当。

热处理；半干法制粉；裂缝；水分；微生物；破损淀粉；白度

籼米是中国南方地区主要粮食作物[1]，以籼米为主要原料加工成米粉制品在湖南、四川及云南等地区有着非常广阔的市场[2]。由于籼米粉的粉质特性会直接影响其粉制品品质特性，因此研究籼米粉加工适用性具有重要价值。以籼米为原料的传统制粉工艺主要有湿磨磨浆工艺和干法磨粉工艺。湿法磨浆工艺在磨浆前籼米需24 h浸泡，使其充分软化，不仅会浪费大量的水资源及营养物质，而且长时间浸泡大米会导致杂菌大量生长进而影响产品质量安全、稳定性及风味特性[3-4]。虽然传统干法磨粉在磨粉过程中节约大量水资源并保证了产品的质量安全，但是由于磨粉仪器产生的机械能和热能导致大米粉中破损淀粉增多，并不适用于米粉制品的生产[5]。

为了降低湿法磨浆和干法磨粉对大米粉品质特性的负面影响，Tong 等[6]选用半干法制粉工艺进行磨粉，结果表明其大米粉白度和破损淀粉与湿法磨浆的大米粉无显著差异，但大米经长时间浸泡同样造成微生物杂菌大量生长进而影响大米粉及其粉制品质量安全。于是Tong 等[7]又采用热风(40～60 ℃，10～30 min)处理籼米和糯米籽粒，通过增加米粒表观裂缝缩短了半干法制粉工艺中的润米时间，而且半干法制备的大米粉品质特性与湿磨粉无显著差异。但是热处理辅助半干法制粉工艺对其粉质中的微生物变化并不清楚，裂缝开始明显增加的水分及超高温对大米粉品质特性的具体影响尚未见报道。

因此，本试验拟采用不同工艺预处理大米籽粒，通过裂缝的观察、水分的测定，确定裂缝开始明显增加时水分值及筛选出裂缝开始明显增加的籼米进行半干法制粉，并测定大米粉微生物的变化、破损淀粉及白度，旨在通过水分测定判断米粒表观裂缝增加程度，缩短半干法制粉工艺润米时间，为相关企业及科学研究提供便利，同时也能够为改善大米粉品质质量安全提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原料籼米：含水率 13.41%，湖南金健米业股份有限公司提供。

1.2 仪器与设备

电热鼓风干燥箱：GZX-9030MBE型，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；

体视显微镜：SMZ800N型，日本尼康株式会社；

胶体磨：JMS-30A 型，廊通机械有限公司；

旋风磨(叶轮 10 000 r/min、滤网 0.5/1.0 mm)：CT410 型，福斯赛诺分析仪器(苏州)有限公司；

紫外可见分光光度计：TU-1900型，北京普析通用仪器有限责任公司；

冷冻干燥机：LGJ-25C型，北京四环科学仪器厂有限公司；

色彩色差仪：D25LT 型，德国HunterLab公司；

快速黏度测定仪：Super-3型，Newport scientific公司。

1.3 方法

1.3.1 原料的热处理 准确称取大米100 g，铺成0.5 cm厚的薄层于托盘中，置于电热鼓风干燥箱中进行热处理。热处理温度分别为60，120，180 ℃，在每个温度下处理1～150 min。

1.3.2 裂缝观察 参照Wu等[8]的方法用立式显微镜观察。如果米粒表面出现≤3个裂缝被视作轻度裂缝，反之被视作重度裂缝[9]。

1.3.3 水分测定 按GB/T 5009.3—2016执行。

1.3.4 大米粉的制备

(1) 湿磨：称取100 g原料于200 mL蒸馏水中，室温浸泡24 h，在胶体磨中磨浆。米粉浆冷冻干燥后，过筛(80目)，4 ℃保存备用[10]。

(2) 干磨：称取100 g大米，通过旋风磨粉碎，过筛(80目)，4 ℃保存备用。

(3) 半干法磨粉：称取裂缝开始明显增多的籼米100 g，以目标水分30%，参照Tong 等[7]的方法润米20 min，进行半干法制粉，同时以未处理原料作为空白对照。半干法制备的大米粉分为两组，一组用于微生物等指标测定，另一组于烘箱中40 ℃烘至水分为5%左右，装于密封袋中4 ℃保存，用于测定白度及破损淀粉。

1.3.5 大米粉指标的测定

(1) 微生物的测定：菌落总数测定按GB/T 4789.2—2016执行；大肠菌群测定按SN/T 0169—2010执行；霉菌及酵母菌测定按GB/T 4789.15—2016执行。

(2) 破损淀粉的测定：采用Megazyme试剂盒测定[6]。

(3) 白度的测定：参照亨特(Hunter)完全白度公式来计算大米粉白度[11]。

H=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2，

(1)

式中：

L*——亨特(Hunter)明度指数；

a*——亨特色品指数红绿值；

b*——亨特色品指数黄蓝值；

H——亨特完全白度，值越大表示白色程度越高。

(4) 糊化特性的测定：采用黏度仪测定大米粉糊化特性。称取样品3.0 g(水分含量12%)，加入蒸馏水25 mL，制备测试样品。在搅拌过程中，罐内温度变化：50 ℃保持1 min；以12 ℃/min速率上升到95 ℃(3.75 min)；95 ℃保持 2.5 min，以12 ℃/min降到50 ℃(3.75 min)；50 ℃保持1.4 min。搅拌器在起始10 s 内转动速度为960 r/min，之后保持在160 r/min，黏度单位为BU。

2 结果与分析

2.1 对米粒表观裂缝变化的影响

裂缝是衡量米粒吸水速率快慢的重要指标，米粒的表观裂缝越多，吸水越快[12]，润米时间越短。未处理及不同热处理条件下的米粒表观裂缝结果(图1)表明，未处理的米粒表面光滑，晶莹剔透且无裂纹，籼米籽粒裂缝随着处理时间的增加而增加，这与Wu等[8]报道的热处理时间越长，米粒表观裂缝越明显是一致的。其中60 ℃ 90 min，120 ℃ 15 min 及180 ℃ 1 min热处理籼米籽粒后的表面裂缝为重度裂缝[9]，说明高温处理能有效增加籼米籽粒表观裂缝。这可能是高温促进籼米籽粒内部水分迁移，而籼米籽粒表观裂缝的形成与米粒内部水分吸收和扩散密切相关[13]。从而可推断，通过热处理能够促使籼米籽粒表观裂缝的形成。

图1 不同热处理对籼米籽粒表观裂缝的影响

Figure 1 Effects of different heattreatment conditions on surface fissures of Indica rice grain

2.2 对原料水分的影响

热处理过程中，米粒内部水分吸收和扩散可导致米粒表观裂缝的形成[13]。由图2可知，米粒内部水分随着热处理时间及温度的增加而降低，这与米粒表观裂缝增加呈负相关(根据图1)。其中，在180 ℃条件下，米粒内部水分随着处理时间的延长而显著降低，说明热处理温度越高，米粒内部水分扩散越快，这与图1热处理温度越高，米粒表观裂缝越多的结果是一致的。根据图 1的研究结果，米粒表观裂缝开始明显增加的热处理温度和时间分别为60 ℃ 90 min，120 ℃ 15 min及180 ℃ 1 min，而其对应的水分分别是8.05%，7.37%，6.51%，可以看出当米粒内部水分被干燥到8%以下时，米粒表观裂缝开始明显增加。说明可以通过测定米粒内部水分判断米粒表观裂缝增加的程度。

图2 不同热处理对大米籽粒水分的影响

Figure 2 Effects of different heattreatment conditions on moisture present of rice grain

2.3 对大米粉微生物变化的影响

谷物中菌落总数的多少反映了原料被污染的程度，如果在原料中被大量检测出，则原料的安全及质量指标会显著降低[14]。大肠杆菌是一种很容易导致食品污染的细菌，特别是致病性大肠杆菌可通过污染饮食造成疾病的暴发[15]；霉菌是谷物中最重要的病原微生物，可以直接或间接利用原料中的营养物质进行代谢，导致原料品质及工艺指标发生变化，甚至有些霉菌会产生毒素(如：黄曲霉毒素、毒枝菌素)危害人类的健康[16]，且有些毒素具有较强的耐热性，在食品加工过程中很难被抑制[17]。

由图3可知，相比于未处理的半干粉，热处理后的半干粉菌落总数、大肠杆菌及霉菌均显著降低，且接近干磨粉，说明原料在半干法磨粉前进行热处理对其大米粉中微生物影响显著，可能是热处理可降低原料中的水分(根据图2结果水分均小于8%)，同时超高温(120，180 ℃)会破坏微生物的细胞及其蛋白[18-19]，进而抑制微生物的生长繁殖。

经热处理的大米粉中，超高温短时处理(120 ℃ 15 min，180 ℃ 1 min)抑菌效果优于低温长时处理(60 ℃ 90 min)，其中120 ℃ 15 min，180 ℃ 1 min处理后的半干粉中大肠杆菌[图 3(b)]甚至检测不出，180 ℃ 1 min处理后的半干粉中霉菌[图 3(c)]也未检测到。

相比于干磨粉，未处理原料进行半干法磨粉后菌落总数、大肠杆菌及霉菌显著增加，说明原料中水分及润米时间对其微生物影响显著。因此原料在半干法磨粉前进行热处理，可有效抑制原料中的杂菌，进一步保证半干粉及其米粉制品质量安全。

2.4 对大米粉破损淀粉的影响

破损淀粉是评价大米粉品质的重要指标之一，破损淀粉值越低，鲜湿米粉品质特性越易被消费者所接受。由图4可知，与干磨粉相比，热处理后的调制粉中破损淀粉值显著降低，与湿磨粉无显著差异(P>0.05)。同样，Tong等[7]研究发现通过增加米粒表观裂缝可显著降低大米粉破损淀粉值，这是因为热处理可增加米粒表观裂缝(见图1)，使得籼米籽粒在浸泡过程中变得更加酥软，削弱了磨粉仪器对籼米籽粒机械损伤，因此降低大米粉中破损淀粉值[6]。说明合适的热处理可改善调质大米粉粉质特性，同时减小磨粉仪器对大米粉中淀粉的破坏。

不同字母表示差异显著(P<0.05)

Figure 3 Effects of different heattreatment conditions on survival concentrations of total bacteria, moulds and coliforms in rice flours

不同字母表示差异显著(P<0.05)

Figure 4 Effects of differen theat treatment conditions on damaged starch in rice flours

2.5 对大米粉白度的影响

大米粉的白度是评价鲜湿米粉品质特性的重要指标之一，将直接影响鲜湿米粉外观品质。由图5可知，干法磨粉白度最低，这是因为干法磨粉过程中因磨粉仪器产生较多的热量促使大米粉中酚类等物质氧化导致[20]。3种热处理籼米籽粒后的调质粉白度明显高于干磨粉(P<0.05)，接近湿磨粉，可能是调制后的大米比较酥软，削弱了磨粉机对大米粉产生的热能和机械损伤，其中60 ℃ 90 min热处理籼米籽粒其调制粉白度与湿磨粉白度无显著差异(P>0.05)，而120 ℃ 15 min，180 ℃ 1 min半干粉白度略有降低，这是由于籼米籽粒经高温长时处理可导致美拉德非酶促褐变的发生[21-22]。说明合适的热处理籼米籽粒不仅可改善大米粉粉质特性，而且可以减小磨粉仪器对大米粉白度的破坏。

2.6 对大米粉糊化特性的影响

由表1可知，5种大米粉的糊化温度并没有显著性差异，湿磨粉的峰值黏度、最低黏度及最终黏度要高于干磨粉，这一结果与蔡永艳等[23]报道的一致。这可能是干磨粉含有较多的破损淀粉，因此大米粉中淀粉颗粒较大，而相对表面积较小，阻碍了水分子的移动扩散，其黏度较低[24]。

不同字母表示差异显著(P<0.05)

Figure 5 Effects of differentheat treatmentconditions on Hunter whiteness in rice flours

经不同热处理的调质粉最低黏度、最终黏度显著高于干磨粉，其中60 ℃ 90 min，120 ℃ 15 min 2种调制粉更接近湿磨粉。不同热处理调质粉的回生值接近湿磨，且略低于干磨粉。回生值反映了在冷却降温过程中糊化样品黏度增加程度，其值越低则大米粉冷糊稳定性越好[25]。

表1 不同热处理对大米粉糊化特性的影响

† 不同小写字母表示同列的显著性差异(P<0.05)。

3 结论

半干法磨粉是一种新型大米制粉方式，热处理辅助半干法磨粉在现代米粉加工企业中的应用尚未见报道。这种制粉方式不仅可以有效缩短湿磨制粉的浸泡时间、减少杂菌污染，品质又能接近湿磨米粉，为湿法制粉工艺节能减排、保障食用和安全品质提供一条新的思路。但是本研究仅针对一个大米品种，是否具有普遍意义尚需要进一步扩大品种试验，而且在产品中的具体应用效果亦需要进一步论证。

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Effects of different heat treatment onqualities of Indicarice grains and semidry-milled rice flours

RENMeng-ying1

ZHOUSu-mei2

TONGLi-tao2

YICui-ping1

(1.SchoolofChemistryandBiologicalEngineering,ChangshaUniversityofScienceandTechnology,Changsha,Hunan410114,China; 2.InstituteofFoodScienceandTechnologyCAAS,Beijing100193,China)

To investigate the influences of different heat treatment on attributes of Indica rice grains and semidry-milled rice flours, rice grain was treated with differen the attreatment.The relationship between the apparent cracks of rice grain and its moisture content were analyzed. And then made the semidry-milled rice flour after heat treatment of rice grains, the changes of microbial decomination, damaged starch content and whiteness in rice flours were determined.The results showed that the water content when the surface fissures of rice grains became increased was less than 8%. The semidry-milled rice flours after three heat treatment methods(60 ℃ 90 min, 120 ℃ 15 min and 180 ℃ 1 min)were screened, and its microbial content were effectively inhibited. However, high-temperatures and short-time (120 ℃ 15 min, 180 ℃ 1 min) of heat processing showed a significant faster effect than the low-temperatures and long-time(60 ℃ 90 min) did, damaged starch content and whiteness of rice flours were close to wet-milling. Therefore the degree of increase of grains surface fissures could be judged by moisture content measurement, and its semidry-milled rice flours can provide similar properties with wet-milled rice flours.

heat treatment; semidry-milling; fissures; moisture content; microbial decomination; damaged starch content; whiteness

公益性行业(农业)科研专项经费资助(编号：201303070)

任梦影，女，长沙理工大学在读硕士研究生。

易翠平(1973—)，女，长沙理工大学教授，博士。 E-mail：yicp963@163.com

2017—04—13

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.07.037