银杏-籼米粉特性及其挤压粉丝的品质研究

高 利 于 晨 高成成 汤晓智

(南京财经大学食品科学与工程学院；江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心；江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室，南京 210023)

银杏果具有独特的香味，品味甘甜、稍带苦味，作为食疗、滋补和保健食品已有 1 000 多年的历史[1]。银杏果中除含有淀粉、蛋白质、脂肪和糖类，还含有益于身体健康的多种维生素、矿物质以及功能活性因子，如银杏多糖、银杏黄酮苷和银杏内酯等[2]。但是，银杏果仍含有银杏酸等细胞毒素物质，食用后人体可能会产生过敏反应，因此直接食用银杏果这种方式受到一定的限制[3]。为了更好地利用和开发银杏资源，本研究探索将银杏果脱毒磨粉后与籼米粉按一定比例混合来制备银杏米粉丝。目前，对银杏资源的开发主要集中在银杏叶制剂的加工上，银杏果多被用作配料，制作菜肴和风味休闲食品，其利用量相对较小。

王梅桂等[4]尝试利用从银杏果中提取银杏淀粉用于粉丝加工，然而在未使用任何添加剂的情况下，银杏粉丝的断条率达到100%。米粉在我国南方地区是一种传统食品，以其口感滑爽、柔软、食用方便、可汤食、炒食、凉拌而深受消费者欢迎。我国南方诸省，尤其是广东、广西、湖南、湖北、云南、贵州、江西等省，习惯将米粉当做主食，每年的消费量很大[5]，因此本实验将银杏果磨粉与籼米粉混合制作银杏米粉丝，在提高米粉丝营养价值的同时，加大银杏果的利用率。本实验通过研究不同添加量的银杏粉对籼米粉糊化特性、流变特性、凝胶质构和微观结构的影响，并进一步通过挤压技术生产银杏米粉丝，研究银杏粉的添加对成品米粉丝蒸煮特性、质构特性等的影响，为银杏资源的深度开发和高效利用提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 原料及设备

银杏粉由南京布谷生物科技有限公司提供，该银杏粉是银杏经去壳匀浆脱毒干燥处理制得；籼米粉由江西金林粮油有限公司提供。

DSE-20型双螺杆挤压实验室工作站；K-360凯氏定氮分析仪；B-811索氏抽提仪；SM-101搅拌机；U3900紫外分光光度计；快速黏度测定仪；差示扫描量热仪；Anton Paar MCR 302动态流变仪；冷冻干燥机；TM-3000扫描电镜；TA-XT2i 型质构分析仪。

1.2 方法

1.2.1 银杏粉和籼米粉基本组分的测定

水分含量的测定参照GB 5009.3—2016；脂肪含量的测定参照 GB 5009.6—2016；灰分含量的测定参照GB 5009.4—2016；蛋白质含量的测定参照GB 5009.5—2016；粗淀粉含量的测定参照GB 5009.9—2008；粗纤维含量的测定参照GB/T 5009.10—2003；直链淀粉含量的测定参照GB/T 15683—2008。

1.2.2 混合粉的制备

银杏粉过60目筛，按照一定比例(0%、10%、20%、30%、40%、50%，以籼米粉-银杏粉混合粉质量计)将银杏粉和籼米粉充分混合均匀，将籼米粉作为对照组。

1.2.3 糊化黏度特性的测定

准确称取(3.50±0.01) g样品，样品水分基准为14%，加入蒸馏水(25.0±0.01) mL，于RVA专用铝盒中混合，试样重复3次。具体测试程序为：50 ℃ 保持 1 min；然后以 12 ℃/min的速率升温95 ℃ (3.75 min)，95 ℃ 保持2.5 min，再以12 ℃/min的速率降温至 50 ℃ (3.75 min)，50 ℃保持1 min。测定过程中搅拌器960 r/min保持10 s，其余时间均保持在160 r/min。用TCW配套软件对数据进行统计和分析。

1.2.4 流变学特性的测定

动态流变性能测定：使用Anton Par MCR 302流变仪，实验样品取1.3.3制备好的样品糊，平板直径为50 mm(转子：PP50)，平板间距1 mm。测试温度为25 ℃，应变为0.5%，频率变化范围为0.1～20 Hz，测定样品G′、G″的变化。动态时间扫描：实验样品取1.2.2制备好的样品糊，平板直径为50 mm(转子：PP50)，平板间距1 mm，测试温度为4 ℃，应变为0.5%，频率为0.5 Hz，测试时间2 h，测定样品G′、G″的变化。

1.2.5 凝胶质构特性的测定

采用TA-XT2i型质构仪测定，利用1.3.3处理得到的样品糊，倒入10 mL离心管中(高为60 mm，直径为10 mm)中，4 ℃下放置24 h，取出后在室温下放置30 min，使用P/6圆柱型探头，测试前速度：5.00 mm/s，测试速度：2.00 mm/s，测试后速度：2.00 mm/s，形变量：65%，触发力：5.0g，间隔时间：10 s，数据采集：200 pp/s，测量凝胶的硬度、弹性、咀嚼性等特性。

1.2.6 扫描电镜

利用1.3.3处理得到的样品糊，倒入塑料模具(30 mm×30 mm×25 mm)中，4 ℃下放置24 h(盖上塑料膜密封防止水分损失)，用 3%戊二醛固定，0.1 mol/L的磷酸缓冲液冲洗后，再用30%、50%、70%、90%和100%的乙醇梯度洗脱，经冷冻干燥后，离子溅射喷金，置于Hitachi TM3000扫描电子显微镜下观察，取500倍放大图片保存。

1.2.7 挤压粉丝的制备

采用Bradender DSE-20/40D型双螺杆挤压机，挤压参数设定：长径比40∶1，螺杆直径20 mm，模孔直径为2 mm。挤压机套筒温度分别设定为Ⅰ区 40 ℃，Ⅱ区60 ℃，Ⅲ区110 ℃，Ⅳ区 90 ℃，Ⅴ区 80 ℃、Ⅵ 区80 ℃。螺杆转速为120 rpm，喂料速度恒定在16 rpm，挤压机内物料水分控制在38%。待挤压机运行稳定后，按照设定条件对混合样品进行实验。

1.2.8 银杏-籼米挤压粉丝品质评价

最佳蒸煮时间的测定：取约15 cm长的银杏米粉丝(1.3.7制备)，放入盛有30倍质量沸水的烧杯中，保持水的微沸状态，观察银杏米粉丝。每隔一段时间取一段在两块透明玻璃板中间轻轻按压，若硬芯消失则认为已煮好，记录时间。

蒸煮损失和吸水率的测定：称取 5 g(长度约为 15 cm)银杏米粉丝(干重为m0)放入盛有30倍质量沸水的烧杯中，煮至最佳蒸煮时间后挑出银杏米粉丝，置于滤网上用 50 mL 蒸馏水淋洗 30 s，沥水 5 min，称量银杏米粉丝的湿重(m1)后将其置于 105 ℃ 干燥箱中干燥至恒重(m2)，按公式计算蒸煮损失和吸水率。

蒸煮损失= [ (m0-m2) /m0]×100%

式中：m0为105 ℃下恒重法测得银杏米粉丝的干重/g；m2为105 ℃下恒重法测得银杏米粉丝经蒸煮后的干重/g。

吸水率= [ (m1-5) / 5 ]×100%

式中：m1为5 g银杏米粉丝煮后的湿重。

断条率的测定：取 30 根直径均匀，长度约15 cm的银杏米粉丝煮至最佳蒸煮时间后，淋洗、沥水并记录断条数(n)。

断条率= [n/ 30 ]×100%

式中：n为30根银杏米粉丝经蒸煮后的断条数。

粉丝TPA质构的测定：采用TA-XT2i型质构仪测定不同挤压银杏米粉的质构特性。取3根长10 cm左右煮熟的米粉平铺于测试台上，保持米粉的间距一致，然后进行TPA测定。具体参数设定为；测试探头：P/36R、测试前速度：5.00 mm/s、测试速度：1.00 mm/s、测试后速度：5.00 mm/s、形变量：75%、触发力：5.0 g、间隔时间：5 s、数据采集：400 pp/s。每个样品做6次平行实验，结果取平均值。

1.2.9 银杏粉丝色泽的测定

使用色差仪，选用L*-a*-b*色彩空间。每次测量色差计显示L*(0表示黑色、100表示白色)、a*(正值表示红色，负值表示绿色)、b*(正值表示黄色，负值表示蓝色)3个值。每个样品测3次，取平均值。

1.3 数据处理

采用Origin8.0 和SPSS18.0 数据处理软件对数据进行分析，并用Duncan法进行显著性分析(P<0.05) 。

2 结果与分析

2.1 原料的基本组分分析

由表1可知银杏粉的总淀粉含量低于籼米粉中总淀粉含量，然而，银杏粉中脂肪含量、蛋白质含量、灰分含量、粗纤维含量以及淀粉中直链淀粉含量均高于籼米粉中各组分含量，其中银杏粉的脂肪含量和灰分含量，分别为籼米粉的6.94倍和4.34倍，其次为银杏粉的粗纤维含量和蛋白质含量，分别是籼米粉的2.80倍和2.20倍。值得一提的是，银杏淀粉中直链淀粉含量，为籼米粉的1.33倍。银杏粉和籼米粉组分的显著差异，将会导致混合粉糊化特性、流变特性和凝胶特性的不同，进而影响挤压米粉丝的品质。

表1 原料的基本组分质量分数/%

2.2 籼米粉和混合粉的糊化特性

籼米粉和混合粉的糊化性质见表2。由表2可知，混合粉的峰值黏度、最低黏度、最终黏度、崩解值和回生值均低于籼米粉，且随着银杏粉添加量的增加而显著降低，银杏粉的添加对糊化温度的影响并不显著。随着银杏粉添加量的增加，混合粉的黏度、崩解值和回生值都显著下降，这与混合粉中总淀粉含量减少、蛋白质和脂肪相对含量增加相关，糊化体系中淀粉的浓度降低，使糊化黏度参数值降低[6]。易翠平等[7]研究结果表明米粉的峰值黏度受蛋白质的影响，蛋白含量越高、组分越齐全，籼米粉的峰值黏度越低。此外，混合粉峰值黏度的降低也与银杏淀粉的理化性质有关，敖自华等[8]研究表明银杏淀粉具有较低的膨润力，较低膨润力往往对应较低的峰值黏度。随着银杏粉添加量的增加，蛋白质和脂肪相对含量增加，蛋白质与淀粉之间对水的竞争作用、脂质与淀粉之间可能存在的相互作用，如淀粉-脂质复合物的生成，极大地抑制了淀粉的回生，导致混合粉的黏度、崩解值和回生值的显著下降。

2.3 籼米粉和混合粉的动态流变学特性

图1为不同频率下(0.1～20 Hz)籼米粉和混合粉的动态流变学图谱。由图1可见，籼米粉和混合粉的弹性模量(G′)均远大于其黏性模量(G″)，即损耗角正切值tanδ-1，G′与G″随频率增加而上升，表现为典型的弱凝胶动态流变学谱图[9]。然而，随着银杏粉添加量的增加，弹性模量(G′)和黏性模量(G″)逐渐降低，tanδ逐渐增加，G′主要显示固态弹性特征，G″主要显示液态黏性特征，G′越小，tanδ越大，体系黏性比例越大，表明添加了银杏粉会弱化米粉自身凝胶网络。随着银杏粉添加量的增加，混合粉的弹性模量、黏性模量是逐渐下降的，可能原因是，淀粉含量的减少，蛋白质、脂肪和粗纤维含量的增加，使混合粉的最终糊化黏度降低(表2)，研究表明，最终黏度高往往伴随着较高的弹性模量[10]。

表2 混合粉糊化特性

图1 籼米粉和混合粉的动态流变学特性

图2 籼米粉和混合粉动态时间流变学特性

2.4 籼米粉和混合粉的动态时间流变学性能

图2为在2 h短时间内4 ℃下籼米粉和混合粉动态时间流变学图谱，淀粉的回生是一种非平衡热可逆的再结晶过程，分为短期回生和长期回生。在老化过程中，直链淀粉通过结晶负责凝胶结构的短期回生，而支链淀粉负责长期重排，相对是一个缓慢长期的过程[11]。由图2可知，随着银杏粉添加量的增加，G′和G″呈下降趋势，tanδ呈上升趋势，说明了随着银杏粉添加量的增加，凝胶体系弹性、强度和刚性降低。从回生趋势来看，籼米粉在前30 min弹性模量迅速增加，30 min后弹性模量相对趋于平稳，但依然在持续增加。添加10%的银杏粉对籼米粉的G′、G″和tanδ影响较小，然而，随着添加量的继续增大，混合粉(20%～50%银杏粉)的G′增加速度明显降低，表明银杏粉的添加显著地抑制了籼米粉的短期回生和长期回生。

2.5 籼米粉和混合粉凝胶的扫描电镜

由图3可知，籼米凝胶结构的扫描电镜图较为平滑致密，基本上没有较大的孔洞，随着银杏粉含量的逐渐增大，混合粉凝胶表面变得粗糙，且孔洞出现的越来越多，其原因可能是随着银杏粉含量的增加，混合粉蛋白质含量、脂质含量和粗纤维含量逐渐增加，与淀粉之间的相容性较差，破坏了淀粉凝胶结构的连续性。

2.6 籼米粉和混合粉的凝胶质构特性

图3 籼米粉和混合粉凝胶结构的扫描电镜图

由表3可知，随着银杏粉添加量的增加，混合粉的凝胶硬度、胶着度和咀嚼度逐渐降低，但弹性和内聚性变化不显著。这种情况可能是由于银杏粉中较高的蛋白质、脂质含量，破坏了淀粉凝胶结构的连续性和致密性(如图3)，导致混合粉的凝胶硬度、胶着度和咀嚼度显著降低。较高的蛋白质、脂肪和粗纤维的含量及其与淀粉的不相容性，打破了凝胶网络结构的连续性，导致淀粉的凝胶结构出现较多空洞，从而使凝胶硬度显著降低。此外，凝胶硬度的下降也可能与淀粉晶型有关。刘佳等[12]研究结果表明，A型淀粉分子构象为棒状，有利于分子紧密排列，使A型淀粉凝胶硬度较大，B型淀粉分子构象为无规则卷曲状，在淀粉重结晶过程中有序化相对较低，而更容易形成网状结构，使其凝胶硬度较小。而银杏淀粉的晶型为C晶型(包含A晶型和B晶型)[13]。随着银杏粉添加量的增加，淀粉中B晶型含量随之增加，这同样也会导致凝胶强度降低。值得一提的是，银杏粉中虽然总淀粉含量较籼米粉低，但直链淀粉的相对含量增加，通常来说，直链淀粉含量越高，糊化温度升高，淀粉糊黏度降低，老化后形成的凝胶强度增大[14]，一定程度上可以弥补总淀粉含量下降带来的凝胶强度下降。

表3 籼米粉和混合粉的凝胶质构特性

2.7 挤压米粉丝的蒸煮性质

由表4可知，随着银杏粉添加量的增加，蒸煮时间、蒸煮损失、吸水率和断条率均有所增加。蒸煮损失能表征米粉丝蒸煮的品质[15-17]，根据Lii等[18]研究报道，米粉的蒸煮损失应小于10%，在银杏粉的添加量小于30%时，蒸煮损失可控制在10%以内，在可接受范围内。王梅桂等[4]利用银杏淀粉和传统工艺生产银杏粉丝，发现银杏粉丝的断条率达到100%。但本研究中将银杏粉添加到籼米粉中并通过挤压加工生产银杏米粉丝，在50%添加量时米粉丝的断条率最高仅达到13.33%。综合考虑，银杏粉添加量在30%以内，银杏米粉丝仍具有良好的蒸煮品质。蒸煮损失和断条率主要与淀粉凝胶网络强度有关[19]，随着银杏粉添加量的增加，样品的凝胶强度明显降低(表3)，导致蒸煮损失和断条率的上升。米粉丝的蒸煮损失、吸水率和断条率与淀粉的凝胶网络强度有关，而蒸煮时间主要与直链淀粉的相对含量有关[20]。随着银杏粉添加量的增加，蛋白质、脂肪、粗纤维含量随之增加，这破坏了淀粉连续性的三维凝胶网络结构，使得凝胶结构中有较多的空洞出现，从而引起银杏米粉丝蒸煮损失、断条率和吸水率的升高。同时，随着银杏粉添加量的增加，混合粉直链淀粉的相对含量也随之增加，这导致蒸煮时间增加。

表4 挤压银杏米粉丝的蒸煮特性

2.8 挤压米粉丝的质构特性

由表5可知，与纯籼米粉的米粉丝相比，随着银杏粉添加量的增加，银杏混合粉挤压米粉丝的硬度、弹性和内聚性分别从3 469 g、0.96、0.56下降至2 529 g、0.84、0.50；咀嚼度是硬度、弹性和内聚性的乘积，受这3个参数的影响[21]，这也导致了咀嚼度随着银杏粉的添加量的增加而逐渐下降。挤压米粉丝的质构特性与表3所示的凝胶质构特性总体上保持着一致，表明米粉最主要受其凝胶特性的影响。孟亚萍等[22]研究了不同品种籼米粉丝的质构特性，认为米粉丝的硬度>3 000 g，弹性>0.85时具有较好的品质。本研究中银杏米粉丝的硬度为2 529～3 297 g，弹性为0.84～0.93。相对于纯籼米米粉丝，银杏米粉丝的硬度和弹性略有下降，但综合考虑，银杏粉添加量在30%以内，银杏米粉丝仍具有良好的品质。

表5 挤压银杏米粉丝的质构特性

2.9 挤压银杏粉丝色差和数码照片

由表6可以看出，与纯籼米粉米粉丝相比，随着银杏粉添加量的增加，亮度值(L*)、红度值(a*)降低，而黄度值(b*)升高。另外，从挤压米粉丝样品来看，红度值的降低和黄度值的增加使添加了银杏粉的挤压米粉丝的更具光泽。

表6 挤压银杏粉丝的色差

3 结论

银杏粉的添加使米粉的流变性质、凝胶质构和米粉丝的品质发生显著变化。在银杏粉添加量为10%～50%范围内，随着银杏粉添加量的增加，混合粉的峰值黏度、最低黏度、崩解值、回生值、弹性模量、黏性模量、凝胶强度逐渐降低，混合粉糊化凝胶后呈现出的孔状结构更加疏松且孔洞直径也随之增大；银杏粉的添加导致米粉丝的蒸煮时间、蒸煮损失、吸水率和断条率均有所增加，而硬度、弹性、黏附性、咀嚼性降低，但银杏粉添加量在30%以内，银杏米粉丝仍具有良好的品质。本研究表明，将银杏果磨粉后，按一定比例与籼米粉混合通过挤压加工制作银杏米粉丝，在提高米粉丝营养价值的同时，可以一定程度上增加银杏果的利用率。