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“头子”对鲜湿米粉品质的影响

2021-02-18王鹏智易翠平

中国粮油学报 2021年12期
关键词:头子吸水性水合

(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。

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