二次浸泡二次磨浆工艺对米粉糊化特性的影响

高文明，戴志勇，刘战红，姜文军

（1.湖南英氏营养食品有限公司研发中心，湖南长沙410000；2.江西枫树生态科技食品有限公司，江西宜春330700）

婴幼儿米粉在生产中主要采用湿磨法对大米粉碎，大米粉的糊化特性对于终产品的性状有很大影响。Ramesh M[1]、Iturriaga L B[2]指出籼米的糊化特征主要受直链淀粉含量和支链结构淀粉的影响，而大米粉糊化特性会也受到大米淀粉颗粒大小、淀粉颗粒浸润程度以及水合特性的影响[3-5]。淀粉颗粒的膨胀会受到其他化合物以及加热过程中剪切力的影响，如蛋白质、脂肪、非淀粉多糖类这些大分子物质的存在会导致淀粉的糊化特性改变[6]，这些组分是在淀粉颗粒周围或是与它相互作用，抑制了淀粉的膨胀[7-8]，而浸泡和磨浆会影响淀粉水合特性、淀粉颗粒大小及这些物质与淀粉的相对位置及结合程度[9-10]，本文的目的是研究在婴幼儿米粉生产工艺中大米的浸泡、磨浆次数，对于米粉糊化特性的影响，为米粉的生产提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

东北珍珠米（蛋白质7.43%、碳水化合物76.52%、脂肪0.92%、水分14.86%、灰分0.27%）：黑龙江省宝泉岭农垦山林粮食加工有限制责任公司；Megazyme破损淀粉试剂盒：上海酶联生物科技有限公司；无水硫酸铜：江西强盛化工有限公司；硫酸钾、氢氧化钠：西陇科学股份有限公司。

1.2 仪器与设备

电子分析天平（ME204E）：梅特勒托利多仪器（上海）；电热恒温干燥箱（JB202-1）：上海金患科学仪器有限公司；磨浆机（SZ-12）：广州旭众食品机械有限公司；胶体磨（JMS-50）：廊坊市安次区汇通机械厂；台式低速离心机（LD5-10）：北京京立离心机有限公司；CR-22GII型高速离心机：日本HITACHI公司；快速黏度分析仪（Super-4）：波通瑞华科学仪器有限公司；差示扫描量热分析仪（DSC Q2000）：美国TA公司；场发射扫描电子显微镜（Nova NanoSEM230）：FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 二次浸泡二次磨浆工艺方法

大米计量后，按照米∶水=1∶1.5（质量比）浸泡50 min，放出水进入磨浆机磨浆20 min，放出的水加入米浆搅拌浸泡20 min，米浆进入胶体磨磨浆20 min。米浆离心自然风干，控制水分在14%。一次浸泡一次磨浆为浸泡50 min，磨浆机磨浆20 min；一次浸泡二次磨浆为浸泡50 min，磨浆机磨浆20 min，胶体磨磨浆20 min；二次浸泡一次磨浆为浸泡50 min，磨浆机磨浆20 min，米浆搅拌浸泡20 min；二次浸泡二次磨浆为浸泡50 min，磨浆机磨浆20 min，米浆搅拌浸泡20 min，胶体磨磨浆20 min。

1.3.2 破损淀粉含量测定

采用酶比色法测定米粉中破损淀粉含量。

1.3.3 米粉颗粒电镜观察

均匀地将样品撒在双面胶上，吹去多余粉末，设置加速电压10 kV，用扫描电子显微镜观察。

1.3.4 水合特性的测定

采用Heo等[11]的方法测定米粉水合特性。取0.1 g米粉样品，加水20 mL混匀，分别在25℃和100℃下加热震动30 min后于15 000 r/min离心30 min。取上清液于铝盒中，105℃烘干至恒重，同时称量沉淀物质量。吸水指数（WAI）、水溶性（WS）、溶胀性（SP）按下列公式计算。

1.3.5 糊化特性的测定[12]

采用快速黏度测定仪（rapid visco analyzer，RVA）测定，并按水分含量12%进行校正），加入25 mL蒸馏水，制备测试样品。在糊化过程中，罐内温度变化如下：50℃保温1 min；再以12℃/min速率升温到95℃（3.75 min）；95℃保温 2.5 min，再以 12℃/min降温到50℃（3.75 min）；50℃保温1.4 min。搅拌器先以960 r/min保持前10 s，之后保持在160 r/min。13.5 min后可以得到米粉的糊化特性曲线，其中峰值黏度、热糊黏度、衰减值、最终黏度、回生值、糊化温度、峰值时间是代表样品RVA谱差异的重要参数，所有的测定重复3次。

1.3.6 差示扫描量热分析[13]

用差示扫描量热分析法测定，主要步骤如下：称取样品2.5 mg加入5.0 μL的去离子水，密封后置于冰箱（4℃）平衡，测前回温1 h，放入DSC Q2000中开始测定，以空盘为参考样品，升温速率为10.0℃/min，温度范围为30℃～120℃，得到试样的DSC热效应曲线，参数包括淀粉糊化时的热焓（△T）变化、起始温度（To）、峰值温度（Tp）及终止温度（Tc），供试样品均重复测3次。

2 结果与分析

2.1 浸泡磨浆次数对米粉破损淀粉含量的影响

不同浸泡磨浆次数对米粉破损淀粉含量的影响见图1。

由图1可以看出，随着磨浆次数的增加淀粉的破损程度加大，二次浸泡一次磨浆破损淀粉含量最小为2.12%，二次浸泡二次磨浆后最大为4.52%，水分的浸润可以减小淀粉颗粒的破损，二次浸泡二次磨浆时胶体磨作用米粉的机械强较大，使米粉颗粒更小，对淀粉造成的破损程度也更大。但米粉颗粒的变小和淀粉颗粒的破损有助于后续加工过程米粉的糊化。

图1 不同浸泡磨浆次数对米粉破损淀粉含量的影响Fig.1 The effects of soaking and grinding different times on damaged starch contents of rice flour

2.2 浸泡磨浆次数对米粉颗粒粒径的影响

不同浸泡磨浆次数米粉颗粒电镜图见图2，米粉颗粒粒径见表1。

由图2可以看出，米粉经过浸泡磨浆后多为不规则多边形状，随着浸泡磨浆次数的增加，米粉颗粒的粒径有减小的趋势，粒径范围从173 μm变化到了5 μm，平均粒径从 134 μm 减小到了 23 μm，米粉在糊化特性、热特性上参数的变化确实跟颗粒的大小存在一定的关系，颗粒的变小淀粉分子更易浸润、破损且受热结晶结构易于破坏，淀粉就能充分的糊化[14-15]。

2.3 浸泡磨浆次数对米粉水合特性的影响

不同浸泡磨浆次数对米粉水合特性的影响见表2。

由表2可知，在25℃时，二次浸泡二次磨浆后米粉的吸水指数、水溶性、溶胀性都最大，由于25℃时米粉颗粒尚未糊化，颗粒的吸水性较差，而破损淀粉会对其水合特性造成影响，破损淀粉含量减小，吸水性、溶水率及溶胀性有降低趋势[16]；在米粉加热到100℃时，二次浸泡二次磨浆后米粉的吸水指数、溶胀性都最大，水溶性最小，与一次浸泡一次磨浆相比存在差异性，这可能与米粉颗粒大小有关系，颗粒越小淀粉受热膨胀程度越大，糊化更完全。

图2 不同浸泡磨浆次数米粉颗粒电镜图Fig.2 The SEM image of rice flour soaking and grinding different times

表1 米粉颗粒粒径Table 1 The granular size of rice flour

表2 不同浸泡磨浆次数对米粉水合特性的影响Table 2 The effects of soaking and grinding different times on hydration properties of rice flour

2.4 浸泡磨浆次数对米粉糊化特性的影响

不同浸泡磨浆次数对米粉糊化特性的影响见表3。

由表3可以看出，与一次浸泡一次磨浆相比，一次浸泡二次磨浆、二次浸泡一次磨浆使米粉在峰值黏度、热糊黏度、最终黏度、糊化温度上呈现显著差异（P＜0.05），而二次浸泡二次磨浆使峰值黏度、热糊黏度、最终黏度、衰减值、糊化温度呈现极显著差异（P＜0.01），回生值、峰值时间呈现显著差异。可见浸泡磨浆次数的增加可以提高米粉的糊化效果[14]。且随着浸泡、磨浆次数的增加米粉的峰值黏度、热糊黏度、最终黏度、衰减值、回生值有上升趋势，峰值时间、糊化温度有下降趋势，其中相应的变化范围分别为：2 769 mPa·s～3 300 mPa·s、1 482 mPa·s～1 702 mPa·s、2 597 mPa·s～3 005 mPa·s、1 287 mPa·s～1 598 mPa·s、1 115 mPa·s～1 303 mPa·s、5.5 s～5.9 s、78 ℃～85 ℃。

在峰值黏度上浸泡、磨浆每增加一次黏度值分别升高380、150mPa·s，而浸泡、磨浆同时增加一次黏度值升高 531 mPa·s，热糊黏度依次为 150、67、220 mPa·s，最终黏度依次为 290、116、408 mPa·s，衰减值依次为228、80、311 mPa·s，回生值依次为 148、40、188 mPa·s，而在峰值时间上浸泡、磨浆每增加一次分别降低0.2、0.1 s，浸泡、磨浆同时增加一次则降低0.4 s，糊化温度依次为5、3、7℃。可以看出，浸泡、磨浆同时增加时，能明显提高米粉的糊化，且糊化的各个特征值变化规律一致。浸泡次数增加，米粉能够充分吸收水分，淀粉颗粒的浸润程度增大，磨浆次数增加，米浆的颗粒更小[17-18]，淀粉也更易于膨胀糊化，米粉糊化特性也主要是受到淀粉粒大小、直链淀粉与支链淀粉的比例等淀粉本身性质的影响[19-20]。

表3 浸泡磨浆对糊化特性影响的显著性分析Table 3 The significance analysis of the effect of soaking and grinding on the pasting properties

2.5 浸泡磨浆次数对米粉热特性的影响

不同浸泡磨浆次数对米粉热特性的影响见表4。

表4 浸泡磨浆对热特性影响的显著性分析Table 4 The significance analysis of the effect of soaking and grinding on the thermal properties

由表4可以看出，随着浸泡磨浆次数的增加，起始温度、峰值温度、终止温度有逐渐降低的趋势，而热焓值有升高的趋势，与一次浸泡一次磨浆相比，一次浸泡二次磨浆使起始温度、峰值温度、终止温度呈现显著差异，二次浸泡一次磨浆使峰值温度呈现显著差异，二次浸泡二次磨浆使起始温度、峰值温度、终止温度、热焓呈现极显著差异。可见浸泡磨浆次数的增加可以使米粉更容易糊化，且热量变化也更大[21]。随着浸泡、磨浆次数的增加，米粉的起始温度、峰值温度、终止温度、热焓相应的变化范围依次为：68.92℃～74.35℃、74.15℃～81.22℃、83.12℃～88.39℃、23.58 J/g～30.77 J/g。

在起始温度上浸泡、磨浆每增加一次温度分别降低4.23、1.39℃，而浸泡、磨浆同时增加一次温度降低5.43℃，峰值温度依次为 4.18、2.11、7.07℃，终止温度依次为3.04、1.44、5.27℃，在热焓上浸泡、磨浆每增加一次分别升高3.49、2.05 J/g，浸泡、磨浆同时增加一次则升高7.19 J/g，可以看出，浸泡、磨浆同时增加时，可以使米粉颗粒更小，淀粉颗粒浸润程度更大受热膨胀受到的抑制作用减小，更容易糊化[15，22]。3 结论

大米经二次浸泡二次磨浆后米粉的淀粉破损含量为4.52%，水合特性变化显著，粒径明显变小，平均粒径23 μm。在糊化特性上，随着浸泡、磨浆次数的增加米粉的峰值黏度、热糊黏度、最终黏度、衰减值、回生值有上升趋势，峰值时间、糊化温度有下降趋势；经二次浸泡二次磨浆后，峰值黏度、热糊黏度、最终黏度、衰减值、糊化温度呈现极显著差异，回生值、峰值时间呈现显著差异。在热特性上，随着浸泡磨浆次数的增加，起始温度、峰值温度、终止温度有逐渐降低的趋势，而热焓值有升高的趋势；经二次浸泡二次磨浆后起始温度、峰值温度、终止温度、热焓上呈现极显著差异；且随着浸泡磨浆次数的增加米粉颗粒的粒径有减小的趋势，二次浸泡二次磨浆后粒径减小明显，可见淀粉颗粒的大小对米粉糊化特性存在一定的影响[16，23]。

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