“头子”对鲜湿米粉品质的影响

(王鹏智 祝 红 易翠平

(长沙理工大学食品与生物工程学院，长沙 410114)

“头子”在米粉行业中指前一天生产的米粉及其副产物，尚无学名，也有“粉头子”等其他别称。一般在原料大米浸泡好后，作为辅料加入拌匀，再磨浆、蒸片、成型。长期以来，“头子”是米粉传统生产中一种常见的添加辅料，可以看作是一种预糊化淀粉，但是在米粉加工中的作用并未明确。事实上，将不同淀粉作为辅料用于米粉生产已有较多研究报道，比如，陶醉等[1]和Srikaeo等[2]研究表明添加3%～5%的玉米淀粉可以增加鲜湿米粉的硬度、降低黏度，但品质与普通米粉没有显著差异；Sereewat等[3]研究表明添加变性淀粉可以降低鲜湿米粉黏性并延缓鲜湿米粉老化；Sandhu等[4]发现添加马铃薯淀粉可以改善鲜湿米粉口感并延缓鲜湿米粉老化。但“头子”的添加对于米粉品质起着何种作用鲜有研究报道。因此，研究“头子”的性质及不同添加量对鲜湿米粉品质的影响，以明确“头子”对米粉品质的作用，并初步探讨其品质形成机理。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

籼米；植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum YI-Y2013)：CCTCC No M2017533，本实验室专利菌种，保藏于中国典型培养物保藏中心。

1.1.2 仪器设备

DH5000II型电热恒温培养箱；SW-CT-2FD型双人单面净化工作台；UV-1800型紫外可见分光光度计；SY-12型磨浆机；卧式液压饸烙面机；LGJ-18S型冷冻干燥机；TG16K型低速离心机；SHA-B型恒温水浴振荡器；Perten RVA 4500型快速黏度测定仪;TA-XT plus型质构仪；DHR-3型旋转流变仪；Quanta FEG 250型扫描电子显微镜。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备

“头子”：将制备好的鲜湿米粉放置4 h，加入过量蒸馏水，浸泡0、12、24、36 h，色泽、气味正常，冷冻干燥48 h，磨粉，4 ℃冷藏备用。

鲜湿米粉：参考易翠平等[5]方法制备，具体流程为：原料籼米→发酵→清洗→磨浆→过筛→蒸片→挤丝→水煮→复蒸→水洗→沥水→鲜湿米粉。其中，原料米发酵温度为37 ℃、时间48 h，菌液接种浓度为105CFU/mL。在磨浆时按比例加入“头子”。部分鲜湿米粉样品冷冻干燥48 h，4 ℃冷藏备用。

1.2.2 “头子”的性质

1.2.2.1 水合特性

参考文献[6]的方法并稍作修改，称取样品2.5 g(W0)，放入离心管(W1)，加30 mL蒸馏水，振荡至完全分散。分别在30、50、70、90 ℃下水浴保持30 min，4 000 r/min离心20 min。上清液倒入质量恒定铝盒(W2)，105 ℃烘干至质量恒定(W3)，称量湿沉淀物和离心管的总质量(W4)。按公式计算吸水性指数、水溶性指数、膨润力。

1.2.2.2 糊化特性

按照AACC76-21.01标准2的方法，将样品悬浮液在50 ℃下平衡1 min，以6 ℃/min的速率加热至95 ℃，保持5 min，然后以6 ℃/min的速率冷却至50 ℃，保持2 min，转速为160 r/min。根据糊化曲线可得糊化温度、峰值黏度、最低黏度、崩解值、最终黏度、回生值和峰值时间。

1.2.3 “头子”对鲜湿米粉品质的影响

1.2.3.1 蒸煮特性

将15 cm长的鲜湿米粉样品(约10 g)，置于装有150 mL沸水的质量恒定烧杯中煮沸1 min，沥干，将长度<7.5 cm的鲜湿米粉和≥7.5 cm的鲜湿米粉分别称重。烧杯放在电炉上将大部分水煮干后，于105 ℃烘箱中烘干至质量恒定，称量蒸煮水中固形物与烧杯总质量。按公式计算断条率、蒸煮损失、吸水率：

式中：M0为蒸煮前鲜湿米粉的质量；M1为质量恒定烧杯的质量；M2为质量恒定烧杯和固形物的质量；M3为长度<7.5 cm鲜湿米粉的质量；M4为长度≥7.5 cm鲜湿米粉的质量；M为鲜湿米粉的含水量。

1.2.3.2 质构特性

采用质构分析模式(texture profile analysis，TPA)测定刚制备好的鲜湿米粉质构特性，探头型号为P/36R，测试参数：测前速率2 mm/s，测试速率1 mm/s，回程速率5 mm/s，变形量50%，探头2次测定间隔时间5 s。使用Texture Expert Exceed version 1.22程序进行数据的采集与分析，获得硬度、弹性、黏聚性、胶着度、咀嚼度、回复性6个参数[7]。

1.2.4 鲜湿米粉流变特性和超微结构

1.2.4.1 “头子”-发酵籼米粉的流变特性

将浸泡24 h的“头子”与发酵48 h的籼米按比例混合，拌匀磨浆，干燥，粉碎过150目筛，配制浓度6%的粉乳，95 ℃糊化40 min，糊化结束后迅速冷却至室温，放入流变仪进行测定“头子”-发酵籼米粉的流变特性，参数设置为扫描温度25 ℃，应变1% (线性黏弹范围内)，频率0.1～10.0 Hz。

1.2.4.2 鲜湿米粉的超微结构

鲜湿米粉冷冻干燥后切片附于样品台的导电胶上，在10 mA的电流下喷金120 s，采用扫描电子显微镜进行放大500倍观察。

1.2.5 统计分析

所有测量至少重复3次。使用SPSS 19.0进行统计分析。单向方差分析进行显著性评价，P<0.05表示有显著性差异。使用Origin 9.0进行绘图。

2 结果与讨论

2.1 “头子”的性质

2.1.1 水合特性

“头子”的水合特性如图1所示。随着温度的升高，“头子”水合特性逐渐增大，可能是升温导致单分子态水的比例增加，参与水合的分子数量增多，导致“头子”吸水性指数和膨润力升高[8]。吸水性指数反映“头子”在水中的吸水能力。随着浸泡时间的增加，“头子”的吸水性指数逐渐增大，可能是淀粉颗粒结构随着浸泡时间的延长变得疏松，直链淀粉和支链淀粉暴露出更多的游离羟基，与水分子的结合能力增强[9]。当浸泡24 h时，“头子”吸水基本饱和，吸水性指数基本不变。水溶性指数则反映“头子”在水溶液中分散或溶解的能力[10]。随着浸泡时间的增加，“头子”中糖类等降解时间更长，水溶性物质溶出含量更多[11]，使得“头子”水溶性指数增大。膨润力反映“头子”的持水能力。随着浸泡时间的增加，“头子”的膨润力显著升高。其原因可能是“头子”与水相互作用的能力提高[12，13]，导致膨润力增大。浸泡处理会增大“头子”水合特性，进而可能会影响到鲜湿米粉的品质，使其具有紧致、饱满的口感。

图1 “头子”水合特性

2.1.2 糊化特性

表1是不同浸泡时间“头子”的糊化特性。“头子”热糊稳定性越强、糊化冷却后形成凝胶强度越大[14]，其加工后的鲜湿米粉品质越好。随着浸泡时间的增加，“头子”峰值黏度、最低黏度、最终黏度、崩解值均显著增加(P<0.05)，特别是浸泡24 h“头子”的黏度显著增大，其原因可能是“头子”吸水性指数、膨润力增大，与水分子具有更强的结合能力，并增加了颗粒之间的接触率，从而导致了连续相中颗粒之间的黏结[15]，使其体系更易于膨胀糊化，黏度增大[16]。结合“头子”的水合特性，选取“头子”浸泡时间为24 h。

表1 “头子”糊化特性

2.2 “头子”对鲜湿米粉品质的影响

2.2.1 蒸煮特性

鲜湿米粉的蒸煮特性如表2所示，随着“头子”添加比例的增加，鲜湿米粉的蒸煮损失和断条率没有显著性变化，而吸水率先增大后减小，可能是因为“头子”相当于预糊化淀粉的作用，预糊化淀粉遇水表现为强黏性，能够增强凝胶网络结构[17，18]，提高与水相互结合能力，但是，当其添加比例过高时，淀粉吸水膨胀过度，反而影响鲜湿米粉的吸水率[19]。因此，当“头子”添加比例达到10%时，吸水效果最好。

表2 鲜湿米粉的蒸煮特性

2.2.2 鲜湿米粉的质构特性

表3显示了鲜湿米粉的质构特性。随着“头子”添加量的增加，米粉的硬度、胶着度和咀嚼度降低，米粉软硬适合，黏聚性的降低使得米粉不易黏连，当“头子”添加量超过10%后无显著变化，可能是“头子”的适当添加可以有效的抑制鲜湿米粉内部水分的迁移，从而改善鲜湿米粉内部质构[20]，提高鲜湿米粉的品质。结合鲜湿米粉的蒸煮特性，选取“头子”的添加比例为10%。

表3 鲜湿米粉的质构特性

2.3 “头子”影响鲜湿米粉品质的机理探讨

2.3.1 “头子”-发酵籼米粉的流变特性

流变特性可以反映体系的黏弹性。由图2可知，“头子”-发酵籼米粉的G′和G″随着频率的增加而升高，表明“头子”-发酵籼米粉体系能够形成稳定的三维网状结构[21]。G′始终大于G″，该模式与典型的弱凝胶流变学模式非常相似[22]，表明“头子”-发酵籼米粉是非牛顿流体，具有黏弹性，主要表现出弹性特征[23]。同一频率下，随着“头子”添加量的增大，“头子”-发酵籼米粉的G′和G″均先增大后减小；“头子”-发酵籼米粉体系的tan δ低于未添加“头子”的体系，且随着“头子”添加量的增加，tan δ先降低后升高，说明加入“头子”后体系显示出较强的弹性特征，可能是由于“头子”添加后在糊化过程中形成了有序化程度较高的连续相，分子间的作用力变大，分散程度增强，黏弹性增强[24]，体系流变性能达到最佳，这与张可等[25]所研究的结果相一致。当“头子”添加比例达到10%时，G′和G″最大，tan δ最小，“头子”-发酵籼米粉的流变特性最好。

图2 “头子”-发酵籼米粉流变特性

2.3.2 鲜湿米粉超微结构分析

从图3可以看到，随着“头子”添加比例的增大，鲜湿米粉的孔洞会增多变大，将水分子固定在孔洞结构中，提高鲜湿米粉的保水能力和弹性[26]。而当添加比例达到15%时，在空腔大小和结构类型上表现出显着差异，从而使米粉的水结合能力有所下降[27]。而多孔结构的变化导致了鲜湿米粉的质构与吸水率的改变，这与Zhang等[28]的研究结果一致。

图3 鲜湿米粉扫描电镜图

3 结论

“头子”的添加起到了提升鲜湿米粉品质的作用。浸泡24 h的“头子”表现出较好的水合特性和糊化特性。当添加10%浸泡24 h的“头子”时，鲜湿米粉的吸水性升高、硬度和咀嚼性降低，米粉变软。进一步分析发现，适量“头子”对鲜湿米粉品质的提高与其对“头子”-发酵籼米粉的流变特性和米粉微观结构的影响有关。但是“头子”对鲜湿米粉的影响与籼米原料及加工工艺也有一定的关系，这一般与籼米中淀粉、蛋白质等大分子的结构以及不同工艺形成的米粉凝胶有关。此外，不同的饮食嗜好对米粉软硬度程度的要求也不一样，因此不同地域的米粉“头子”的添加量往往差别较大。