抗性淀粉对复合营养强化米质构和品质的影响

商金颖，张博，李喜宏，张新，潘艳芳，冷俊才，贾晓昱，卢宇航，汤尧

（1.天津市花苗木服务中心，天津300384；2.天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津300457；3.天津科技大学艺术设计学院，天津300457；4.天津捷盛东辉保鲜科技有限公司，天津300300）

复合营养强化米是以抗性淀粉为主要原料，以杂粮粉为辅料，根据其营养成分和食品加工学特性，调节配方和比例混合配比，采用双螺杆挤压工艺研制出的人造大米[1-2]。随着物质生活水平的提高，人们对绿色健康、营养丰富的主食需求越来越迫切，杂粮越来越受到人们的青睐，单一的杂粮由于营养单一，口感粗糙，无法达到人们的要求[3]。因此，口感细腻，营养丰富的复合营养强化米应运而生。近年来，大米的营养强化已成为国内外的研究热点。我国的“十一五”规划明确提出推行主食强化、发展营养强化大米的计划，以此实现营养素补充这一重大战略目标[4]。

与天然大米内部复杂紧密结构相比较，重组营养强化米蒸煮品质及质构特性相对较差，尤其蒸煮后米粒加热吸水率、膨胀率、弹性及咀嚼度等与天然大米差距较大[5]。天然大米是日常主食之一，含有丰富的碳水化合物，可以为人体提供能量。天然大米存在很多不足，如蛋白质含量低，氨基酸比例不合理和后期加工过程中营养素的严重缺失等[6]。重组米是将粮食原料通过粉碎、配比、制粒、烘干等一系列工序精制而成的新型食品[7]。其口感细腻，营养全面，通过配方组成变化，可制成针对不同人群，具有不同营养特性的新型营养强化米[8]。

本研究运用双螺杆挤压工艺研究抗性淀粉添加量对营养强化米品质的影响，通过扫描电镜观察米粒横截面微观结构，测定米粒的质构特性，蒸煮特性，感官特性，进行评价。为制备口感风味俱佳，营养丰富的营养强化米提供有利的参考。

1 材料与方法

1.1 材料

抗性淀粉、香米粉、糯米粉、葛根粉、玉米淀粉、醋酸酯淀粉：天津金元宝农贸市场。

1.2 仪器设备

SLG32-II双螺杆挤压试验机：济南赛百诺科技开发有限公司；TA-XT plus型质构仪：英国Stable Micro Systems公司；HITACHI S-3000N型描电子显微镜：日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 原料配方

以抗性淀粉、香米粉、糯米粉、葛根粉、玉米淀粉、醋酸酯淀粉为原料，通过改变抗性淀粉的添加量来测定抗性淀粉对影响强化米品质的影响[9]，其它原料的比例大小保持不变，抗性淀粉添加量依次为40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%（总重量为1的百分比）。

1.3.2 制备方法

原料预处理→配料→搅拌（加水）→挤压造粒→成型→冷却干燥→成品

1.3.3 复合米内部结构的测定

随机选取几粒复合米，用小刀切成两半，将样品放入Eico.IB.5 incoater中切面处用喷金镀膜，用扫描电镜观察营养强化米微结构并拍照。

1.3.4 质构的测定[10]

质构分析仪方法测定时具体参数设置如下：测试前速度2.00 mm/s，测试中速度1.00 mm/s，测试后速度1.00 mm/s，触发力值5.0 g，压缩程度70%，2次压缩间隔时间5.00 s，测试探头采用P/36R型，测试为压力测试。

1.3.5 蒸煮品质的测定

有人问我：“你看《西游记》吗？”我说看，我说我是看哲学，说有佛的地方必有魔，战胜了魔，才可能成佛。你战胜不了魔，就只好被魔吃掉。有本事就要战胜魔，唐僧战胜魔，到达西天，取得真经，修成正果，最终成了佛。学界、政界、商界、军界等，各界的道理是一样的。

加水加热后吸水率、膨胀率及米粥可溶性固形物含量的测定。测定方法参照黄天柱的测定方法[11]。

1.3.6 感官评价

将重组营养强化米和水以1∶0.7（g/mL）的比例混合于电饭煲中蒸煮15 min，并保温12 min，后取出将做成的米饭放在盘子上品尝评价。挑选10名食品专业的学生作为评价员组成评价组，评价时保持安静，不能讨论，每品尝完一个样品后用37℃纯净水漱口，每个样品品尝3次，取平均值。感官评价方法参照GB/T 15682-2008《粮油检验稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》，并有所修改。重组营养强化米感官评价内容、描述及分值见表1[12]。

表1 感官评价评分规则及分值表Table 1 Sensory evaluation scoring rules and scores

续表1 感官评价评分规则及分值表Continue table 1 Sensory evaluation scoring rules and scores

1.3.7 数据分析

利用spass13.0和O rigin8.5软件对试验数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 抗性淀粉对复合营养强化米内部结构的影响

复合营养强化米的内部结构可以通过观察重组营养强化米断面来观察，不同含量的抗性淀粉复合营养强化米的结构如图1所示。

图1 抗性淀粉对复合营养强化米内部结构的影响Fig.1 Effect of resistant starch on the internal structure of compound nutrition strengthening rice

通过放大1 500倍的扫描电镜照片能够清晰的看到复合营养强化米的断面结构。从图1可以看出，随着抗性淀粉添加比例的增大，复合营养强化米的断面结构呈现出平滑度先增加后降低的趋势，当抗性淀粉添加量为55%时复合营养强化米表面平滑程度最好，其它添加量时表面均出现不同程度的凹坑、气泡、断裂。进而导致重组米的蒸煮品质变差。

2.2 抗性淀粉对复合营养强化米质构品质的影响

质构仪测定指标结果如表2所示，各项数据取3次平行测量的平均值。

从表2可以看出，随着抗性淀粉添加量的增加，硬度逐渐增大，且硬度值均差异显著，添加量40%时其硬度为547.652 g，添加量为70%时硬度值达到了1 231.621 g，米饭质地较硬，口感不佳；米饭弹性值先升高后降低，添加量为55%时，弹性值达到最大值0.891 mm；黏聚性随抗性淀粉添加量的增加逐渐变大，回复性和咀嚼度随抗性淀粉添加量的增加逐渐变小，胶着度随抗性淀粉添加量的增加先增大后变少。综合各个质构指标，当添加量为55%时，质构的测定结果较佳。

2.3 抗性淀粉对复合营养强化米蒸煮品质的影响

蛋白质含量的高低直接影响米饭的加热吸水率、膨胀率和米粥可溶性固形物含量，如图2～图4所示[15]。

由图2～图4可知，随着抗性淀粉添加量的增加，营养强化米的加热吸水率、膨胀率呈现先升高后降低的趋势，可溶性固形物质量先降低后升高，在抗性淀粉含量为55%时分别达到最大峰值及最小峰值，分别为282.69%、271.57%及56.65 mg/g。这是因为在抗性淀粉含量为55%时复合米内部结构最为致密，蛋白质，淀粉等颗粒结合程度最好，空间网状结构韧性好，所以水分被牢牢地锁住保留在米粒内部分子结构间，从而加热吸水率和膨胀率值大，而米粥可溶性固形物质量值小。因此复合营养强化米在抗性淀粉含量为55%时具有较优的蒸煮品质。

表2 抗性淀粉对复合营养强化米质构的影响Table 2 Effects of resistant starch on the texture of compound nutrition strengthening rice

图2 加热吸水率变化Fig.2 Change of water absorption of heating

图3 膨胀率变化Fig.3 Change in expansion rate

图4 可溶性固形物含量变化Fig.4 Changes in soluble solids content

2.4 感官评价

感官评价得分见表3。

表3 官评价得分Table 3 Sensory evaluation score

从表3中可以看出，抗性淀粉的添加量对复合营养强化米的气味影响较大，添加量达到55%最大，之后影响甚微；对外观结构，适口性与滋味的影响均是先增加后降低，在55%时候效果最好；对冷饭质地的影响较小。综上可知，当抗性淀粉的含量约55%时复合营养强化米有最优的感官效果。

3 结论

通过改变抗性淀粉的添加量对复合营养强化米进行质构和相关品质的研究，通过对断面扫描观察，以及加热吸水率，膨胀率，可溶性固形物含量测定，感官评定，米粒质构特性的测定，综合比较得出当含量在55%时品质效果最优，复合营养强化米断面比较平整；加热吸水率和膨胀率最大，分别为282%、272%，可溶性固形物含量最低，为56.65 mg/g，蒸煮品质较优；质构特征最佳，硬度、弹性、黏聚性、胶着度、咀嚼度、回复性值分别为 869.159 g、0.891 mm、0.473 g·s、546.458 g、536.389 g及 0.106 g·s，感官评价最优。综合各种测定指标结果显示，抗性淀粉含量在55%是复合营养强化米品质最优。既能增加重组营养强化米的营养价值，又能保持重组营养强化米较好的品质，具有很高的生产价值和应用价值。