不同杂粮对汤圆粉团流变学特性及品质的影响

陈朝军，刘永翔，李俊，陈中爱，赵钢，刘辉，刘嘉，*

（1.贵州省生物技术研究所，贵州贵阳550006；2.农业农村部杂粮加工重点实验室，四川成都610106）

汤圆是我国深受人们喜爱的传统小吃，历史悠久，有些地方称之为元宵[1]，随着冷链和速冻技术的飞速发展，速冻汤圆基本实现工业化生产。红薯是一种天然滋补食品可提高人脑细胞和分泌激素活性[2-3]，延缓智力衰退和机体衰老；苦荞[4-5]富含黄酮类物质，被国际营养学会称为“天然黄金搭档”，有“五谷之王”的美称；绿豆中的鞣质既有抗菌活性[6-7]，又有促进创面修复和局部止血的作用，因而对各种烧伤有一定的治疗作用；薏仁米富含淀粉[8]、多种维生素、蛋白质及人体所需的多种氨基酸，具有清热排脓、健脾利湿[9]等功效；小米不仅供食用，入药有清热、滋阴[10]，清渴，补肠胃和脾肾，治水泻、利小便等功效[11]，又可酿酒。

杂粮作为预防高血压、心血管疾病的高膳食纤维饮食，已经逐渐引起关注。赵欣怡等[12]进行了4 种杂粮粉对速冻水饺品质的影响；柴松敏等[13]进行了杂粮小麦混合粉流变学特性及杂粮馒头品质与体外消化速度研究。为提升汤圆美味、卫生和营养丰富的特点，本文选取红薯、苦荞、绿豆、薏仁、小米和玉米6 种杂粮进行速冻杂粮汤圆的研究，通过检测添加杂粮粉后汤圆粉团流变学和质构特性可以准确解释其凝胶强度、黏弹性和稳定性等多方面性质，以期为杂粮粉在速冻汤圆乃至速冻食品种的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

苦荞麦粉（水分12.6 %，蛋白质10.5 %，淀粉65.9%，粗纤维1.6%）：贵州威宁县；糯米粉（水分12.18%、淀粉89.23%、蛋白质6.29%、粗纤维0.8%）：福建源川淀粉制造有限公司；小米粉（水分10.38%、淀粉68.2%、蛋白质12.3%、粗纤维1.5%）：内蒙古赤峰；薏仁粉（水分9.37%、淀粉66.2%、蛋白质6.3%、粗纤维13.8%）、绿豆粉（水分11.6%，蛋白质19.8%，淀粉59.3 %，粗纤维2.3 %）：江苏泰州；红薯（水分9.52%、淀粉79.6%、蛋白质8.5%、粗纤维4.8%）：江苏津杰食品有限公司；TA.XTPlus 型质构仪：英国SMS公司；MCR 102 型动态流变仪：奥地利Anton Paar 有限公司；MS New Class 型分析天平：瑞士Mettler-Toledo集团。

1.2 试验方法

1.2.1 汤圆粉团制作

分别将糯米、苦荞、绿豆、小米、薏仁和红薯在60 ℃烘箱中烘干，粉碎过100 目筛，准确称取糯米粉和杂粮粉按1 ∶4 质量比混合均匀，加入80%纯净水揉成面团，用模具压成0.5 cm 厚面饼以供试验用。

1.2.2 静态剪切测试

称取4 g 原料，加入25 mL 水制成淀粉粉浆，充分搅拌后在沸水浴中加热糊化5min，将以上制备的米糊放入流变仪的测试平台，刮去平板外多余样品，在25 ℃下测定剪切速率0.1 s-1～100 s-1变化过程中糯米糊的表观黏度和剪切应力的变化。

采用Ostwald 模型对剪切速率x 和剪切应力y 进行回归拟合，记录流动指数n、稠度系数K 和复相关系数 R2。Ostwald 方程：

1.2.2 振荡模式下的流变行为

取4 g 原料，在25 ℃条件下加3 倍质量的蒸馏水制成悬浊液，选择直径为60 mm 的平板模具和振荡模式，设置间隙1.000 mm，角频率1 Hz，应力5.000 Pa，将淀粉悬浊液放在测定平台上，压下盖板，刮去盖板外多余的悬浊液，并在盖板边缘涂上一层硅油，防止水分蒸发。在 25 ℃下平衡 1 min，从 25 ℃～90 ℃程序升温，然后从90 ℃～25 ℃程序降温，升降温速度为5 ℃/min，使原料粉充分糊化测定储能模量。

1.2.3 物性测试仪测试

使用物性测试仪模式对添加杂粮粉后的汤圆粉团进行质构测定，取样品中间部分，采用球形探头，2 次压缩汤圆粉团进行质地多面剖析测试。测试条件为：测试前速率1.5 mm/s，测试速率0.8 mm/s，测试后速率为1.5 mm/s，压缩率60.00%，触发力1.5 N。测定硬度、弹性、粘附性、内聚性、胶黏性和咀嚼性6 个指标。

1.2.4 汤圆粉团的感官评定

由10 位经过培训的品评人员对煮制后汤圆粉团进行感官评定。参照黄忠民等[14]方法并稍做修改制定汤圆粉团评分标准，见表1。

1.3 数据分析

试验数据选取3 次相同水平重复试验数据的平均值，采用SPSS17.0 进行显著性方差分析，以P＜0.05 表示显著性差异。

表1 汤圆粉团感官评价标准Table 1 Standard for sensory evaluation of glutinous rice ball flour

2 结果与讨论

2.1 不同杂粮粉对汤圆粉皮表观黏度的影响

添加5 种杂粮粉后对汤圆粉皮流变学表观黏度影响如图1 所示。

空白组和添加杂粮试验组都有剪切稀化现象，随剪切速率增大而迅速降低，表观黏度值降低到一定值后趋于稳定，具有这种现象的流体被称为假塑性流体；不同杂粮粉对汤圆粉皮表观黏度影响不同，在相同剪切速率下，苦荞、绿豆和薏仁可以增加汤圆粉皮的表观黏度，红薯和小米对汤圆粉皮表观黏度值有抑制作用。

图1 不同杂粮粉对汤圆粉团表观黏度影响Fig.1 Effects of different grain powders on the apparent viscosity of glutinous rice ball flour

2.2 不同杂粮粉对汤圆粉团剪切应力的影响

剪切速率和剪切应力是表征该体系流变学性质的基本参数，如图2 所示。

添加杂粮粉的汤圆粉皮剪切应力随剪切速率不断增加而增大，说明糯米杂粮体系的黏度逐渐降低，主要是由于流体由于施加外力后破坏了内部的网状结构；当剪切速率达到20 s-1时，糯米杂粮体系的剪切应力增速趋于缓和；相比空白组，绿豆、薏仁、苦荞和玉米增大体系剪切应力，红薯和小米使体系剪切应力降低。李棒棒等[15]发现浸泡处理后大米淀粉，在剪切速率不断增加的过程中，剪切应力也逐渐增大，与本研究的结果相似。

图2 剪切应力随剪切速率的变化曲线Fig.2 Shear stress curve with shear rate

2.3 不同杂粮对汤圆粉团稠度系数K和流动指数n的影响

不同杂粮粉对汤圆粉团稠度系数K 和流动指数n的影响见表2。

表2 不同杂粮粉对汤圆粉团稠度系数K 和流动指数n 的影响Table 2 Influence of different grain powders on consistency coefficient K and flow index n of glutinous rice ball flour

由表2 可知，复相关系数 R2值位于0.987 至0.998 之间，说明不同糯米杂粮体系的流动曲线符合Ostwald 模型。相比空白组，添加红薯粉后稠度系数显著降低，流动指数显著升高（P＜0.05），表现出近似牛顿流体的流动性质；添加苦荞、绿豆、小米和薏仁后，稠度系数K 值位于29.94 至146.28 之间，流动指数小于1，呈现出假塑性流体的性质，具有剪切变稀的特性。李倩倩等[16]研究发现不同的中等黏度范围的AGNa 溶液流动指数n＜1，呈现假塑性流体性质，与本研究相似。

2.4 不同杂粮粉对汤圆粉皮在升温过程中的动态振荡流变图

以温度作为变化因子，通过研究储能模量（G′）的变化来探究杂粮糯米体系的流变性质，结果见图3。

图3 不同杂粮粉对汤圆粉皮在升温过程中的动态振荡流变图Fig.3 Dynamic oscillatory rheological diagram of different grain powders on glutinous rice ball flour during the heating process

由图3 可知，以5 ℃/min 的恒定速率加热体系的储能模量G′值在25 ℃～60 ℃区间内几乎不变，添加杂粮粉的汤圆粉皮相比纯糯米粉储能模量最高值都显著增高，添加薏仁后体系G′max在72.13 ℃时达到最大值，高于其它杂粮粉；当温度超过60 ℃时，添加红薯的汤圆粉皮G′值开始急速上升，温度达到62 ℃时G′最大值，储能模量值的急剧上升说明杂粮糯米体系开始糊化，不同杂粮粉可以影响糯米的糊化温度。

2.5 添加杂粮后汤圆粉团的动态流变学特性

添加20%100 目杂粮粉对汤圆粉团储能模量影响如表3。

表3 添加杂粮后汤圆粉团的动态流变学特性Table 3 Dynamic rheological characteristics of glutinous rice ball flour after the addition of coarse grains

其中小米、玉米和薏仁对糯米G′max影响最大，小米对糯米G′90℃影响较大；降温过程中G′的变化趋势与升温过程中相似。杂粮粉对汤圆粉团的影响可能与体系内直链淀粉含量有关，直链淀粉多，其与膨胀的淀粉颗粒缠绕，形成的三维网络结构的强度也越大。

2.6 不同杂粮对汤圆粉团质构特性的影响

不同品种杂粮粉对汤圆粉团质构特性影响结果表4 所示。

硬度和咀嚼性是衡量米面制品品质的两个重要指标，一定范围内，硬度和咀嚼性越小，汤圆粉皮越柔软。与空白组相比，6 种杂粮粉都显著增加了汤圆粉皮的硬度（P＜0.05），苦荞和绿豆显著增加汤圆粉皮咀嚼性，苦荞对汤圆粉皮黏附性显著增加，薏仁和玉米显著降低汤圆粉皮内聚性，红薯、苦荞、绿豆、薏仁和小米显著降低了汤圆粉皮的弹性（P＜0.05）；杂粮粉显著增加汤圆粉皮的胶黏性。

表4 不同杂粮粉对汤圆粉团质构特性的影响Table 4 Influence of different grain powders on the texture characteristics of glutinous rice ball flour

2.7 杂粮粉品种对汤圆粉团感官评定的影响

添加不同杂粮粉后汤圆粉团感官评定结果如表5所示。

不同品种杂粮粉对汤圆粉团气味和滋味影响不显著，添加杂粮粉后粉团完整性和黏性相比纯糯米下降，其中添加苦荞和绿豆后显著降低，说明不同杂粮粉添加后会造成汤圆粉团黏度下降，使粉团不同程度开裂；添加玉米使粉团的感官弹性显著下降；不同杂粮粉对粉团软硬度影响较大，苦荞和绿豆使感官软硬度值升高，红薯、薏仁和小米使软硬度值降低；不添加杂粮粉的空白组汤圆粉团感官评分为88.05 分，添加小米和红薯后使汤圆粉团整体评分升高，而添加其它杂粮粉使评分降低。

表5 杂粮粉品种对汤圆粉团感官评定的影响Table 5 Influence of grain flour variety on sensory evaluation of glutinous rice ball flour

3 结论

苦荞、绿豆、小米、薏仁和红薯5 种杂粮粉添加后静态流变学研究结果表明在相同剪切速率下，苦荞、绿豆和薏仁可以增加汤圆粉皮的表观黏度，红薯和小米对汤圆粉皮表观黏度值有抑制作用，剪切速率达到20 s-1时，糯米杂粮体系的剪切应力增速趋于缓和，稠度系数K 和流动指数n 也表明糯米杂粮体系呈现假塑性流体现象；不同杂粮粉对汤圆粉团质构硬度、胶黏性都显著增加，苦荞和绿豆使咀嚼性增加，相比其它杂粮粉有优势；通过感官评定得出小米和红薯评分高于其它杂粮粉，此研究为杂粮粉应用提供新途径。