高品质米粉原料配方和预处理的研究*

2019-02-18黄梅婷

福建轻纺 2019年2期

黄梅婷

（福建省粮油科学技术研究所，福建福州 350002）

米粉又称粉条、粉丝、米线，是我国的传统米制品，也是非油炸食品[1]。其因口感筋道爽滑、细腻脆嫩，既可以当作小吃，也可以当作主食，在我国中南部地区深受消费者喜爱。米粉以大米为主要原料生产，因为米粉生产对原料米的碎米率和垩白率没有要求等原因，所以原料米利用率很高，不会造成资源浪费[2]。

我国目前采用传统方法加工的米粉由于不使用辅料或使用不当，往往存在口感不好，溶出率高、粘弹性差、光泽度差、储存性差等缺点，无法满足消费者的需求[3]。另外，米粉原料预处理是高品质米粉加工的关键技术之一。因此，针对此行业难题，开发高品质米粉原料配方和预处理工艺是众多粮油加工科研人员共同关注的焦点。

1 材料与方法

1.1 原料及主要试剂

1.1.1 大米原料

表1 大米原料编号及产地

1.1.2 辅料

玉米淀粉、马铃薯淀粉、酸变性木薯淀粉和马铃薯变性淀粉

1.1.3 主要试剂

85%甲醇溶液、95%乙醇溶液、0.09 mol/L氢氧化钠溶液、1.0 mol/L氢氧化钠溶液、脱单白溶液、1 mol/L乙酸溶液、碘试剂、1 g/L马铃薯直链淀粉标准溶液(不含支链淀粉)。

1.2 主要仪器设备

粉碎机：DJL-15，上海淀久中药机械制造有限公司；

差示扫描量热仪：Pyrisl型，美国Perkin Elmer公司；

分析天平：精度0.1 mg，岛津（SHIMADZU）公司（日本）；

电子天平：精度0.1 g，厦门懿恒电子称重有限公司；

水浴锅：J-HH-4A，冠森生物科技（上海）有限公司；

分光光度计：N4S型，上海仪电分析仪器有限公司；

抽提器：能采用甲醇回流抽提样品，速度为5-6滴/s；

P/35R圆柱平底探头装置：上海威夏环保科技有限公司；

40、60、80、120、160目筛。

1.3 测定方法

1.3.1 直链淀粉含量测定

按标准GB/T 15683-2008《大米直链淀粉含量的测定》执行。

1.3.2 水分含量测定

按标准GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》执行。

1.3.3 大米胶稠度测定

按标准GB/T 22294-2008《粮油检验大米胶稠度的测定》执行。

1.3.4 淀粉回生值和糊化特性测定——DSC差示扫描量热仪法

任何物体当发生相变化的时候，总是伴随着热量的吸收或者热量的释放。差示扫描量热仪法就是利用淀粉发生相转变时总会伴随热量的吸收与释放的这一原理来测定淀粉老化的。DSC测定热流变化，并计算焓变（ΔH）[4-6]。因此，淀粉体系老化度可以通过ΔH来度量[7]。

1.3.5 淀粉黏度的测定

按标准GB/T 22427.7-2008《淀粉粘度测定》执行。

1.3.6 淀粉糊化度的测定

取3个100 mL三角瓶，分别标记为A1、A2、B，将糊化后的淀粉用玻璃匀浆器研碎，取出相当于干基1 g的样品，置于A1三角瓶中，另取1 g置于A2三角瓶中，另取B瓶作空白。分别加入去离子水50 ml，摇匀。把 A1瓶放在电炉上微沸糊化 30 min，然后冰浴冷却至室温。在各瓶中加入 1 mol/L盐酸 2 ml 终止糖化，把各个三角瓶内的反应物定容至100 ml后过滤。分别取各滤液10 ml置于三个100 ml具塞磨口三角瓶中，分别加入0.1 mol/L碘液10 ml和0.1 mol/L氢氧化钠溶液18 ml，盖严放置15 min。然后迅速加入10%硫酸2 ml，用 0.1 mol/L Na2S2O3滴定，颜色至蓝色消失。对应试样滴定值分别是 V1、V2、V0[8]。

糊化度（%）=（V0－V2）/（V0－V1）×100%

1.3.7 米粉断条率测定

取长约20 cm，宽约6 mm的米粉条20根，用精确度为0.1g的天平称取3份，分别置于相应器皿中，并编号，放入1000 mL沸腾的水中，煮沸10 min，冷却过滤，滤干，立即分开不足10 cm和10 cm以上的米粉条，分别称重，计算米粉的断条率，平行3次取平均值[9]。

断条率（%）= m2/m×100%

式中：m-蒸煮后米粉条总重量，单位为g；

m2-长度不足10 cm米粉条重量，单位为g。

1.3.8 感官评分法

取长20mm左右的米粉数根，放入500mL沸腾的蒸馏水内，煮5min后将其捞出，放入盛有清水的碗中，进行感官评价。根据制定出合理的感官评分标准，评分员经专业培训后，选12人每个人分别对样品品质打分，去掉最高和最低分，取10人分数的平均值[10]。

1.3.9 米粉蒸煮损失率的测定

称取米粉样品约10 g，精确至0.1 g，再放入干燥箱中干燥，称重至恒重，然后计算米粉蒸煮损失率。

蒸煮损失率按下式进行计算[11]：

L=M2/[M1×(1-M)]×100%

式中：L为蒸煮损失率，%；

M1为煮前米粉质量，g；

M2为烘至恒重的干物质质量，g；

M为米粉含水量，%。

1.3.10 米粉拉伸特性测定

取长约250 mm、宽约6 mm的米粉数根，放入500 ml沸腾水中，煮5 min后将其捞出，放入水中静止1 min，并用滤纸吸去米粉表面的水分，然后采用A/SPR-滚轮拉伸装置来测定米粉的拉伸特性。测拉伸强度，每个米粉样品经过重复测试5次。处理数据时，去掉一个最大值及一个最小值，每个数据以3次测试的平均值来表示。

1.3.11 米粉TPA（Texture Profile Analysis质地剖面分析）的测定

TPA测试指标有：硬度、弹性、粘聚性、耐咀嚼性。

每次取5根米粉平行放于载物台上，每个样品做6次平行实验，参数处理采用求平均值的方法。

实验所用的质构仪探头为自制探头，宽5 mm、长50 mm。

测定采用压缩模式；测前速度为1.00 mm/s；测定速度为0.80 mm/s；目标模式为应变位移70.00%；时间为3.00 s[12]。

2 研究工艺路线

3 研究选取合适指标作为选取米粉原料的主要指标

3.1 大米的主要理化特性

通过测定1#-6#大米的主要理化特性指标，得到数据见表2和表3。

根据以上数据，1#品种大米的直链淀粉含量最高和胶稠度最低，因此采用1#品种大米作为试验原料。

3.2 米粉感官评价指标间的相关性

感官评价要求拉伸后能回收85%以上，硬度适中、光滑细腻不粘手、透明质感强、咀嚼性好、较强的米粉香味。评价标准见表4[13]。

表2 大米的基本理化指标

表3 大米的糊化特性指标

表4 米粉感官评定标准

对选取的6种大米原料制成的米粉，按1.3.8感官评分方法进行米粉感官评价，利用软件SPSS17.0对感官评价中表观、色泽、硬度、弹性、粘性、爽滑性、咀嚼性、食味分项指标得分和总得分指标之间的相关系数进行分析。

米粉感官评价指标间的相关性分析结果见表5。由表可知，感官总分与硬度、弹性、爽滑性、粘性及咀嚼性的相关性较大，表明米粉样品质量受到内在品质的影响。粘性和硬度及咀嚼性两者间显著相关，粘性和弹性及爽滑性也是相互关联影响的。表观和色泽与米粉的感官总分的相关性不太显著。食味值与米粉的感官总分无显著关系。表明米粉感官评价总分与各评价指标间相关，且各评价指标之间有一定相关性，因此应该综合考虑，不能用单一指标评价米粉品质。

表5 米粉感官评价指标间的相关系数

表6 大米特性指标与米粉碘蓝值和糊化度的相关分析

表7 胶稠度与直链淀粉含量、糊化最低粘度、最终粘度、回生值、凝胶性之间的相关性

3.3 大米特性指标与米粉理化指标的相关性分析

根据3.1测得的大米特性指标，再测这6种大米制成的米粉的碘蓝值和糊化度，利用软件SPSS17.0进行水分含量、淀粉含量、直链淀粉含量、胶稠度、糊化温度、米粉碘蓝值和糊化度之间相关性分析。

大米特性指标与米粉理化指标间的相关性分析结果见表6。由表可知，直链淀粉含量与胶稠度和米粉的碘蓝值呈极显著负相关，大米直链淀粉含量越高，其胶稠度越低，米粉碘蓝值越小，反之越大。糊化温度与米粉碘蓝值也呈极显著负相关。大米胶稠度与米粉的碘蓝值呈极显著正相关，即大米胶稠度越小，米粉的碘蓝值越小，反之越大。而原料大米的水分含量、淀粉含量与米粉的碘蓝值和糊化度相关性较小。由此可知，大米的胶稠度越小，直链淀粉含量越高，糊化温度越高，米粉的碘蓝值越小，米粉品质越好。

研究表明，大米原料的直链淀粉含量、胶稠度、糊化特性对米粉的品质有一定的影响。大米的胶稠度与米粉的碘蓝值呈显著正相关，胶稠度越低，米粉的碘蓝值越低，米粉不易糊汤。因此，原料大米的特性对米粉品质有一定的影响，选择米粉加工的原料时，应选择低胶稠度、直链淀粉含量高、糊化温度高的大米。

3.4 胶稠度与直链淀粉含量特性及凝胶性之间相关性分析

从表7 中可以看出：胶稠度与其它各项指标都有着非常显著的相关性，也就是大米的胶稠度越小，所对应的直链淀粉含量越高，并且大米的保持粘度、最终粘度、和回生值越高，因此大米的凝胶性能越好。由于大米的胶稠度测定方便，可以用胶稠度来反映大米的直链淀粉含量和凝胶性能，作为选取米粉原料的主要指标。

表8 正交试验因素及水平表

表9 正交实验结果与极差分析

4 米粉原料配方工艺技术

选用1#大米样品（金润籼米）为主要原料，添加玉米淀粉、马铃薯淀粉、酸变性木薯淀粉和马铃薯变性淀粉[14]进行米粉原料配方优化试验。

以胶稠度为指标，采用L9（34）正交实验，实验的因素及水平设计见表8，实验结果与极差分析见表9，方差分析见表10。

从以上实验结果得到，因素玉米淀粉、马铃薯淀粉、酸变性木薯淀粉用量对结果影响不显著，而马铃薯变性淀粉用量对结果影响显著，进一步实验采用添加4%马铃薯变性淀粉，原料胶稠度达26.81 mm，与最佳组合A2B2C3D2差别不大，所以选用96%的金润籼米和4%的马铃薯变性淀粉为原料。

由于淀粉对米粉的品质有重要的影响，淀粉的特性和米粉品质密切相关[14]。大米淀粉具有高结晶性、双折射现象、较高的渗透性等性质。在米粉的制作中，淀粉含量的高低特别是直链淀粉所占的比例将直接影响米粉的品质。而马铃薯变性淀粉中直链淀粉含量高，其支链淀粉比较独特，添加马铃薯变性淀粉能使米粉更加光滑、富有光泽、有油润透明感，并能提高米粉的弹性、筋力、咬劲，并延长保质期[15]。

表10 正交设计方差分析表(完全随机模型)

5 原料预处理对米粉品质的影响

5.1 原料粒度对米粉品质的影响

试验选用的原料粒度分别为40、60、80、120、160目，并保证其他工艺条件不变，按基本工艺制作米粉，通过改变原料粒度，来探讨原料粒度对米粉品质的影响，结果见图1和图2。

图1 原料粒度对米粉蒸煮损失率和断条率的影响

由图1可知，蒸煮损失率和断条率都随着米粉粒度的减小而降低。由于随着原料粒度的减小，糊化温度降低，并且破损淀粉含量升高，使米粉易于充分糊化和吸水，以形成质地紧密的凝胶结构，因此蒸煮损失率和断条率降低。反之，因为米粉粒度过大，淀粉分子间吸水不充分，导致糊化不容易充分，降低了米粉凝胶性能，因此蒸煮损失和断条增多。

图2 原料粒度对米粉拉伸力和咀嚼度的影响

由图2可知，拉伸和咀嚼度指标都随着原料粒度的减小呈先升高，粒度达到80目后平缓增长的趋势，这主要是由于原料粒度越小，越易充分吸水和糊化，易于形成质地紧密的凝胶结构，耐咀嚼，因此拉伸和咀嚼度指标呈现先增大。但是当原料多维网状凝胶结构已经饱和，再继续减小原料粒度，拉伸和咀嚼度指标就不再增长或增长极少。

米粉加工过程中，原料粒度对米粉的蒸煮损失率、断条率、质构品质均有不同程度的影响，随着原料粒度的减小，米粉蒸煮损失率和断条率降低，拉伸和咀嚼度指标升高。原料粒度越小，粉碎时能耗越大，耗时越长，生产成本越高[16]，且原料粒度在80目之后米粉品质变化趋于平缓。综合考虑，原料粒度在80目左右时，能保证米粉在各方面都有比较好的品质，既保证产品的质量，且能耗较小。

5.2 加水量对米粉品质的影响

试验选用的原料加水量分别为20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%，并保证其他工艺条件不变，按基本工艺制作米粉，通过改变原料加水量，来探讨原料加水量对米粉品质的影响，结果见图3。

图3 不同加水量对米粉蒸煮损失的影响

蒸煮损失率越高，说明米粉在水中的溶解物越多，水就越浑浊，糊汤度就越高，这可能与米粉在高水分条件下，糊化比较充分，可溶性淀粉增多有关[17]。图3表明，米粉蒸煮损失率在原料加水量40%时存在一个拐点，当原料加水量高于40%时，米粉的蒸煮损失率显著增加，即加水量越多，蒸煮损失率越大。当原料加水量低于40%时，米粉的蒸煮损失率呈缓慢降低的趋势。因此，要得到蒸煮损失率低的米粉，米粉的加水量应该小于40%。

5.3 原料浸泡时间对米粉品质的影响

试验选用的原料浸泡时间分别为0、1、2、3、4、5 h，并保证其他工艺条件不变，按基本工艺制作米粉，通过改变原料浸泡时间，来探讨原料浸泡时间对米粉品质的影响，结果见图4。

图4 原料浸泡时间对米粉蒸煮损失率和断条率的影响

浸泡的作用就是让米粒按工艺要求吸收所需水分，软化米粒的坚固组织[18]。米粒组织的吸水和软化，都需要一定的时间，浸泡时间的长短直接影响米粉的品质。大米浸泡时间过短，米粒含水量不够会偏硬，不便于粉碎机的粉碎，挤丝机挤出的米粉易断条，因而影响米粉的品质；大米浸泡时间过长，吸水率过高，在粉碎时易堵筛[19]。在气温较高的季节，时间控制在1-3 h；气温较低季节，浸泡时间控制在2-4 h[2]。

由图4结果可知，当浸泡时间为3 h时，米粉的蒸煮损失率和断条率都是最低的。因此最适浸泡时间为3 h。