糙米干法和湿法微粉碎对面团及面包品质的影响

王 娜 吴娜娜 谭 斌 田晓红 刘 明 翟小童

（1 国家粮食和物资储备局科学研究院 北京 100037

2 河北科技大学 石家庄 050018）

糙米比精白米含有更丰富的膳食纤维、B族维生素、维生素E、酚类物质、花青素、植物甾醇、谷维素、矿物质等功能性成分[1]。增加糙米的摄入，有利于恶性肿瘤、心脑血管疾病和糖尿病等相关慢性疾病的预防和治疗[2-3]。糙米因含有较多的纤维而使其加工性能差，糙米制品的口感粗糙，适口性差。笔者所在研究团队成功将不含面筋的糙米粉用在面包中，且糙米粉含量达到了80%[4]。然而，糙米制品的品质，如质构、口感、比容等方面还需要进一步提升。

微粉碎技术是近年来迅速发展起来的一种技术，是指利用机器或者流体动力的途径将0.5～5 mm的物料颗粒粉碎至微米甚至纳米级的过程。较大粒径的谷物粉通过微粉化处理后，粒径变小和破损淀粉增加，同时增大了谷物粉孔隙率和比表面积，使谷物粉更为细腻且具有良好的溶解性、吸附性、分散性等独特的理化性质，有利于营养物质的吸收[5]。谷物粉中存在一定量的破损淀粉，导致其吸水率增加，对淀粉酶等酶类的敏感性增强，在制作成馒头和面包等谷物制品时，造成谷物制品的体积和比容增加，从而提升谷物制品的品质[6]。

本研究将干法和湿法微粉碎的糙米粉与谷朊粉以4∶1比例混合，制成面团和面包，探讨干法和湿法微粉碎对糙米粉面团及面包品质的影响，以期为改善糙米面包品质及扩大糙米在面包等主食中的应用提供基础数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料

籼糙米，湖南福香米业有限公司。测定籼糙米水分含量为14.4%，粗纤维为1.34%，总淀粉含量为83.10%，蛋白质含量为9.61%，脂肪含量为3.13%；谷朊粉，山东鄄城建发面业有限公司。

1.2 仪器与设备

ASY型实验室搅拌球磨机，无锡市明海粉体机械设备厂；WF-AOB万能粉碎机，南京鑫长江制药设备有限公司；Mastersizer 2000型激光粒度仪，英国马尔文公司；SD matic破损淀粉测定仪，法国肖邦公司；S-300N型电镜，日本Hitachi公司；AR-2000动态流变仪，上海曲晨机电技术有限公司；TA.XT2i Plus质构仪，英国Stable Micro System公司。

1.3 试验方法

1.3.1 糙米干法和湿法微粉的制备 将糙米用万能粉碎机粉碎后，采用干法和湿法将糙米粉进行微粉碎。干法粉碎频率为40 Hz，5个粉碎时间的糙米微粉（15，35，60，8，100min）分别表示为微粉A、B、C、D和E；糙米进行湿法微粉碎后干燥，湿法粉碎频率为35 Hz，粉碎时间分别为10，25，40，55，70min，表示为微粉 V，W，X，Y和Z。

1.3.2 粒径的测定 糙米粉的颗粒细度采用马尔文激光粒度仪进行测定。

1.3.3 破损淀粉含量的测定 采用SD matic破损淀粉测定仪测定糙米粉中破损淀粉含量，以UCDc值计[7]。

1.3.4 糙米面团动态流变性质测定 糙米粉-谷朊粉混合粉（4∶1）面团采用粉质仪制备，采用动态流变仪测量弹性模量（贮能模量）G′和黏性模量（损耗模量）G″。不锈钢平行板φ40mm，设置平板间隙为1 mm，温度25℃，频率 0.1～40 Hz，应变0.5%。

1.3.5 糙米面团微结构测定 将1.3.4节制备的面团进行冷冻干燥，采用扫描电镜拍摄面团截面结构。

1.3.6 糙米面包的制备 取200 g的糙米粉-谷朊粉混合粉（4∶1），加入酵母 4 g、盐 4 g，糖 8 g、奶粉8 g、鸡蛋20 g和水120 g混合2min，加入黄油8 g搅拌4min后，醒发10min，醒发温度30℃，醒发湿度85%。将面团平均分成2份，继续醒发20 min后压面，成型，放入面包听中，醒发50min。在上火温度为200℃、下火温度为180℃的烤箱中烘烤20min。

1.3.7 面包比容测定 用天平和菜籽置换法分别测量面包质量和体积，体积除以质量，即为面包比容。

1.3.8 面包质构性质测定 采用质构仪的TPA模式测定糙米面包的质构性质。面包切片厚度为25mm，切成面包片前，将面包冷却放置18 h，采用面包片中心紧邻部位进行测试。探头为圆柱形平底探头，直径Φ36mm；触发力 20 g；压缩时间5 s；测试速度2mm/s；收回距离10mm。

1.4 数据处理

所有试验平行测定3次以上，数据采用SPSS 17.0软件进行统计分析，数据结果表示为测定结果的平均值±标准偏差。在P＜0.05检验水平上对数据进行统计学分析。

2 结果与分析

2.1 干法和湿法糙米微粉粒径

干法和湿法微粉碎得到的糙米微粉粒径见图1。随着粉碎时间的延长，干法粉碎平均粒径D[4，3]由146.18μm降至26.92μm，而湿法粉碎糙米粉平均粒径D[4，3]由49.53μm降至13.23μm，随着粉碎时间的延长，颗粒细度明显降低，采用湿法粉碎得到的糙米微粉粒径较小。在湿法粉碎25 min后，糙米粉 D[4，3]为13.23～22.55 μm之间，干法粉碎 60 min后，糙米粉 D[4，3]为26.92～54.19 μm之间，这是由于粉碎极限，谷物粉颗粒细度达到一定程度后，即使继续施加机械应力谷物粉颗粒细度不再减小[8]。

图1 干法和湿法微粉碎糙米粉粒径Fig.1 Particle size of brown rice flour prepared by micro-grinding of dry and wet methods

2.2 干法和湿法糙米微粉破损淀粉含量

干法和湿法微粉碎糙米微粉破损淀粉含量如图2所示。干法和湿法微粉碎都是对物料施以机械力将糙米粉的粒径变小，随着粉碎时间的延长，干法和湿法微粉碎糙米微粉的粒径逐渐减小（图1），破损淀粉含量均增加。当粉碎较长时间（10 min后），干法微粉碎糙米微粉的破损淀粉含量高于湿法微粉碎糙米微粉，原因可能是湿法微粉碎时，糙米内部由于水的湿润作用，使内部组织更充分的膨胀和伸展，淀粉颗粒之间更容易剥落、分开和断裂，因此粉碎较长时间时，湿法微粉碎糙米微粉的粒径较小而破损淀粉含量也较少[9]。

图2 干法和湿法糙米微粉破损淀粉Fig.2 Damage starch content of brown rice flour prepared by micro-grinding of dry and wet methods

2.3 干法和湿法糙米微粉-谷朊粉混合粉面团扫描电镜结构

图3为干法和湿法糙米微粉-谷朊粉混合粉面团扫描电镜图。当干法微粉碎时间较短时，糙米粉微粉-谷朊粉面团中，随着干法微粉碎时间的延长，形成的网络结构越来越紧密，网络结构孔隙越来越大，图中可见淀粉圆形或不规则小的颗粒结合在一起组成的大颗粒镶嵌在网络结构中。当湿法微粉碎时间较短时（V，W，X，粉碎 10～40min），糙米微粉颗粒与谷朊粉结合形成孔隙大而疏松的结构，随着微粉碎时间和糙米粉颗粒细度的减小，网络结构越来越细密，说明湿法微粉碎的糙米粉颗粒被充分破碎，而后与谷朊粉充分结合，形成较细密的网络结构。

图3 干法和湿法糙米微粉-谷朊粉混合粉面团扫描电镜图Fig.3 SEM diagram for dough of gluten and brown rice flour prepared by micro-grinding of dry and wet methods

2.4 干法和湿法糙米微粉-谷朊粉面团动态流变特性

图4和5为干法和湿法糙米微粉-谷朊粉混合粉面团的弹性模量和黏性模量图。干法微粉碎时，面团的弹性和黏性模量随着粉碎时间的延长逐渐增大，可能是由于糙米粉颗粒粒径（见图1）随着粉碎时间的延长而减小，导致糙米粉颗粒表面积增大，颗粒表面的范德华力和静电引力增大，颗粒内部和表面能量聚集产生粒径较大的颗粒，因而其黏弹性增加。随着湿法粉碎时间的延长，面团黏弹性模量先增加后降低，糙米微粉X（湿法粉碎40min）弹性和黏性最大，这可能是由于湿法粉碎时间较长，温度升高使淀粉吸水膨胀，增加了面团黏弹性[10-11]。

图4 干法微粉碎糙米微粉-谷朊粉面团弹性模量（a）和黏性模量（b）Fig.4 Elasticity modulus and viscous modulus of dough prepared from gluten and brown rice flour micro-milled by dry method

图5 湿法微粉碎糙米微粉谷朊粉面团弹性模量（a）和黏性模量（b）Fig.5 Elasticity modulus（a） and viscous modulus（b） of dough prepared from gluten and brown rice flour micro-milled by wet method

2.5 干法和湿法微粉碎对糙米面包比容的影响

干法和湿法微粉碎糙米微粉-谷朊粉混合粉面包比容如图6所示。干法微粉碎糙米面包的比容随着粉碎时间的延长而减小。湿法微粉碎糙米面包随着时间的延长，面包比容先增大而后减小，15～40min时糙米面包比容逐渐增大，粉碎时间超过40min后糙米面包比容随粉碎时间的延长而降低。这可能是由于糙米微粉破损淀粉含量和颗粒细度共同作用的结果[12]。干法微粉碎糙米微粉粒径较大，破损淀粉含量较多（图1和图2），而湿法微粉碎糙米微粉粒径较小，破损淀粉含量较少（图1和图2），因此造成湿法微粉碎的糙米面包比容较大。干法和湿法微粉碎糙米粉颗粒细度越小，破损淀粉含量越高，糙米面团的吸水率越高。另外，破损淀粉含量较多，增加了淀粉酶对糙米面团作用的敏感性。在制作面包的长时间发酵过程中，酵母先进行小麦粉中存在的糖类发酵，然后再作用于破损淀粉水解而产生的麦芽糖继续发酵。如果破损淀粉含量过多，上述反应过于强烈，则会产生大量剩余糖和糊精，使面团在烘烤时内部质地太软而无法支撑较大面积，最终使面包比容和体积过小[6，12]。干法微粉碎60～100min和湿法微粉碎55～75min的面包比容较小，可能是上述原因造成的。干法粉碎15min（微粉A），湿法粉碎40 min（微粉X）时，面包的比容最大。

图6 干法和湿法微粉碎糙米粉对糙米面包比容的影响Fig.6 Effect of dry and wet micro-milling of brown rice flour on specific volume of the bread

2.6 干法和湿法微粉碎对糙米面包质构的影响

干法和湿法微粉碎对糙米微粉-谷朊粉混合粉面包的质构影响如表1所示。糙米面包弹性和内聚性随粉碎时间的延长逐渐减小，面包的硬度、耐咀性逐渐增大。干法和湿法微粉碎糙米微粉-谷朊粉面包质构性质规律相似，可能原因是干法和湿法微粉碎糙米微粉磨粉颗粒越小，磨粉机械力对糙米粉颗粒的破坏作用导致破损淀粉含量高，造成糙米粉吸水率增加、糙米面包比容和回复性较小[13-15]、面包硬度和耐咀性增大。另外，湿法粉碎的面包硬度、耐咀性、回复性等指标均较高，可能由于湿法微粉碎增大了对物料的剪切作用，在形成面团时网络结构较为紧密（图3），造成糙米面包硬度和耐咀性更大，糙米面包品质较好。

表1 糙米干法和湿法微粉碎对糙米-谷朊粉混合粉面包质构的影响Table1 Texture properties of the bread prepared from gluten and brown rice flour micro-milled by dry and wetmethods

3 结论

随着粉碎时间延长，干法和湿法微粉碎糙米微粉颗粒细度显著降低，破损淀粉增加，湿法微粉碎糙米微粉破损淀粉较少；干法和湿法微粉碎糙米粉-谷朊粉面团性质和面包品质的差异是糙米微粉碎方式不同所致，可能是颗粒细度和破损淀粉共同作用的结果。干法粉碎15min（微粉A）和湿法粉碎40min（微粉X）糙米微粉制作的糙米面包品质最好。因此，可根据需要采用干法和湿法微粉碎方式，以及控制干法和湿法磨粉时间以得到品质较好的糙米面包。