过热蒸汽处理大米对方便米粉品质的影响

舒星琦，李波轮，任传顺，郑洋洋，安红周* ，覃振华

1.河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001 2.河南省谷物品质分析与加工国际联合实验室，河南 郑州 450001 3.广西柳州鼎蓉鲜食品生产有限公司，广西 柳州 545000

米粉又称米线、河粉、米粉丝、米面条，是目前我国消费量最大的稻米深加工产品，根据食用方法的不同可将其分类为煮食米粉、炒食米粉和方便米粉[1]。20世纪80年代初广东省开始研制波纹米粉和米排粉生产线，方便米粉随之普及开来[2]。

米粉作为深受人们喜爱的传统米制品在我国具有巨大市场，特别是便捷美味的方便型米粉。但同时其也存在诸多品质问题，如易糊汤、复水时间长、断条率高等，阻碍了方便米粉行业的发展[3]。目前，对米粉品质的改良主要是对原料进行复配、优化大米粉的磨粉方式和加工工艺、添加食品改良剂等。

过热蒸汽处理技术在食品中最早用于干燥果干、肉类、面制品、谷物等。将稻谷进行过热蒸汽干燥和热风干燥后发现，过热蒸汽干燥可提高稻谷的整精米率，同时降低其亮度[4]。此外，过热蒸汽还用于薯片[5]、香蕉片[6]、胡萝卜干[7]、面条[8]、玉米[9]等的干燥。过热蒸汽的传热效率高，可用于食品的热加工，目前主要是用于食品烹煮和膨化等[6,10]。采用过热蒸汽对糙米进行预糊化，糙米经处理后，整米率提高，腹白粒减少[11]。过热蒸汽处理可以降低食品体系中的细菌、真菌毒素以及对食品有负面影响的酶[12-13]。过热蒸汽处理作为一种绿色环保的新兴热处理技术，其对大米粉理化特性及方便米粉品质的影响有待探究。

作者通过对处理温度和处理时间的控制，探究过热蒸汽处理对方便米粉品质的影响，得出处理大米的较优条件，制出具有较好品质的方便米粉，从而为通过过热蒸汽处理改善米制品的品质奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

籼精米(水分13.03%，蛋白6.59%，淀粉76.03%，灰分0.39%)：信阳光山农产品有限公司。

1.2 试验仪器与设备

过热蒸汽处理器：自制；WN-200万能粉碎机：广州市旭朗机械设备有限公司；DS32-Ⅱ双螺杆挤压膨化试验机：济南赛信膨化机械有限公司；和面机：广州三麦机械设备有限公司；Feezone 6plus冷冻干燥机：美国LABCONCO仪器有限公司；DS-1高速组织捣碎机：上海标本模型厂；101-3ES电热鼓风干燥箱：北京市永光明医疗仪器有限公司；CR-410色彩色差计：日本柯尼卡美能达光学仪器有限公司；TA-XT 2i质构仪：英国Stable Microsystem公司。

1.3 试验方法

1.3.1 大米过热蒸汽处理

利用过热蒸汽设备，在蒸汽流速为3 mm/s的条件下，将大米在120、150、180 ℃下分别处理0、2、4、6、8 min，在室温下冷却，备用。

1.3.2 大米粉基本组分的测定

将过热蒸汽处理后的大米粉碎后过100目筛，-4 ℃下密封保存备用。

水分含量测定参照GB/T 5009.3—2016；总淀粉含量测定参照GB/T 5009.9—2008；蛋白质含量测定参照GB/T 5009.5—2016；破损淀粉含量测定参照AACC方法76-31肖邦破损淀粉仪法，结果用碘吸收率表示；直链淀粉含量测定参照GB/T 15683—2008，制备碘试剂和测定标准曲线。

1.3.3 方便米粉的制作

大米粉样品的水分调至33%，用双螺杆挤压机制作米粉，模口直径1.5 mm，在室温下干燥24 h，将米粉剪成长度20 cm的条状，-4 ℃保存备用。

1.3.4 方便米粉色泽的测定

将制作出的米粉冷冻干燥后粉碎40 s，用色彩色差计测定色泽。计算米粉白度(WI)：

WI=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2，

式中：L*为明亮度；a*为红绿值；b*为黄蓝值。

1.3.5 方便米粉的复水时间

参考孟亚萍[14]的方法并稍加修改，取20根长约20 cm的方便米粉置于烧杯中，加入700 mL沸水，用锡箔纸封口保温。米粉即将泡好时，每隔10 s取1根置于两块透明的玻璃片中，按压，当米粉软化且中间的白芯消失时，记录此时的时间即为复水时间。

1.3.6 方便米粉的断条率

选取20根长短和粗细均匀的方便米粉置于烧杯中，倒入700 mL沸水，用锡箔纸封口，至复水时间后捞出，记录长度小于20 cm的米粉根数为X，计算方便米粉的断条率：

断条率=X/20×100% 。

1.3.7 方便米粉的烹煮特性

根据彭国泰[15]的方法并稍加改动，选取20根米粉称质量，记为m1(精确至0.01 g)。将米粉置于烧杯中，倒入700 mL沸水，用锡箔纸封口，泡制最佳烹煮时间后捞出，置于筛网中，在水流下淋洗30 s，用吸水纸吸走米粉上的多余水分后称质量，记为m2。随后将米粉放入135 ℃的烘箱中干燥3 h，称质量，记为m3，米粉水分含量为W。计算米粉吸水率和烹煮损失率：

1.3.8 方便米粉的质构特性

选取20根米粉置于烧杯中，倒入700 mL沸水，用锡箔纸封口，泡制最佳烹煮时间后捞出，置于筛网中，在水流下淋洗30 s，放进入冰水中，进行TPA和拉伸性能测定。

TPA测定：取3根米粉整齐放于质构仪测试台上，采用HDP/PFS探头，测前、测中和测后速度分别为2.0、1.0、1.0 mm/s，压缩比例50%，触发力5 g，2次压缩间隔3 s。

拉伸性能测定：采用A/SPR探头，取1根米粉缠绕在探头上，测前、测中和测后速度分别为2、3、10 mm/s，位移50 mm，触发力5 g。

1.3.9 方便米粉的感官评价

参照高晓旭等[16]的方法，由12名经过专业训练的成员对米粉进行感官评分，评价标准如表1所示。

1.4 数据处理

结果以均值±标准差表示，采用Microsoft Excel 2010、SPSS 20.0、Origin 8.0等软件对数据进行处理分析和制图。

表1 米粉感官评价标准Table 1 Sensory scoring criteria for rice noodles

2 结果与讨论

2.1 过热蒸汽处理对大米粉基本组分的影响

由表2可知，经过热蒸汽处理后大米粉的水分含量随处理时间的延长，先升高再降低，相同处理时间，随处理温度的升高而降低。大米粉直链淀粉含量随处理时间延长和处理温度的升高先升高后降低，温度对其影响更显著，但在150 ℃和180 ℃较长时间处理下，与对照相比变化不明显。破损淀粉含量在120 ℃或2 min的处理条件下无显著性变化，在180 ℃、较长时间的处理条件下显著升高。总淀粉和蛋白含量的变化与对照相比不显著。

表2 过热蒸汽处理对大米粉组分的影响Table 2 Effect of superheated steam treatment on the components of rice flour

2.2 过热蒸汽处理对方便米粉色泽的影响

由表3可知，米粉的L*和WI无显著性变化，b*随处理时间的延长在8 min处显著升高，随处理温度的增加呈现先降低再升高的趋势。与对照组相比，a*整体稍微升高，但在150 ℃、2 min处理时显著降低，因此，过热蒸汽处理不会改变米粉的亮度和白度，但会使米粉偏绿的程度升高，且在高温长时间的处理条件下，米粉会更偏向黄色，这可能是因为大米在高温的作用下发生了美拉德反应，影响了米粉色泽，但整体色泽变化不大，这与Swasdisevi等[17]的研究结果类似，可能是因为处理时间较短。说明120 ℃、2 min至180 ℃、8 min的过热蒸汽处理条件不会对米粉色泽产生大的影响。

表3 过热蒸汽处理对方便米粉色泽的影响Table 3 Influence of superheated steam treatment on the color of instant rice noodles

2.3 过热蒸汽处理对方便米粉复水时间的影响

由图1可知，未处理组方便米粉的复水时间为497.5 s，大米经过热蒸汽处理后，米粉的复水时间在2 min时显著降低，在150 ℃、4 min时复水时间较短，为450 s，降低约10%，之后无显著性变化。这表明过热蒸汽处理可缩短米粉的复水时间，最佳过热蒸汽处理条件为150 ℃、4 min。这是因为过热蒸汽处理使大米粉的直链淀粉含量增加，直链淀粉含量与米粉复水时间呈负相关[18]，大米粉糊化温度的增加也会缩短米粉复水时间。此外研究表明，大米粉粒度在80目左右时，米粉的复水时间较短[19-20]。

注：不同字母表示差异显著(P<0.05)。图2同。图1 过热蒸汽处理对方便米粉复水时间的影响Fig.1 Influence of superheated steam treatment on the rehydration time of instant rice noodles

2.4 过热蒸汽处理对方便米粉断条率的影响

图2 过热蒸汽处理对方便米粉断条率的影响Fig.2 Influence of superheated steam treatment on the breakage rate of instant rice noodles

由图2可知，经过热蒸汽处理后，米粉断条率随处理时间的延长，在2～6 min时显著降低，在6 min后升高，随处理温度的升高呈上升趋势。总体来看，4～6 min处理断条率较低，为5.0%～8.4%，在120 ℃、2 min处理时断条率降至最低，为3.33%，在180 ℃、8 min处理时升至最高值，为13.33%。过热蒸汽处理可显著降低方便米粉断条率的原因：一方面，大米直链淀粉含量的增加使淀粉易于老化，增加了淀粉凝胶的强度，烹煮时不易断条[21]；另一方面，过热蒸汽处理使大米粉的膨胀势减小，分子间结合较紧，米粉膨胀阻力大，表现为更耐烹煮[22]。断条率在4 min后随时间延长而逐渐增加可能是直链淀粉逐渐减少，淀粉老化后形成的有序结构减少，形成的淀粉凝胶网络结构强度减弱，导致米粉韧性差且易断条[23]，处理8 min时直链淀粉含量降至最低，此时凝胶网络结构强度最弱，断条率升高。

2.5 过热蒸汽处理对方便米粉烹煮特性的影响

由表4可知，随处理时间的延长，米粉的吸水率基本呈升高趋势，但在150 ℃处理8 min与6 min时米粉的吸水率没有显著性差异，180 ℃处理8 min时米粉的吸水率显著降低。随处理温度的升高，吸水率呈升高趋势。吸水率升高的原因可能是大米粉粒度减小，破损淀粉含量升高。此外，大米粉的吸水能力和膨胀势的增大也会导致米粉的吸水率升高。

由表4可知：经过120 ℃的过热蒸汽处理后，米粉的烹煮损失率减少，且随处理时间的延长而降低；在150 ℃、2～6 min处理时米粉烹煮损失率显著降低;180 ℃的热蒸汽处理后，米粉的烹煮损失率在4～8 min时增加，且随处理时间的延长而升高；烹煮损失率与直链淀粉含量呈负相关，更强的凝胶结构有利于减小烹煮损失率，米粉更耐煮[24]，从而提高了米粉品质。此外，组分之间的相互作用也提高了凝胶的硬度，限制了淀粉的膨胀[25]。

2.6 过热蒸汽处理对方便米粉质构特性的影响

由表5可知，随处理时间的延长，米粉的硬度呈先增加后减小趋势，随温度的升高存在显著性变化，在4 min或6 min达最大值。经处理后，米粉的黏附性显著降低，随处理时间的延长呈减小趋势，凝聚性、回复性、弹性无显著变化。米粉硬度增加的原因除直链淀粉含量升高造成外，还可能是因为蛋白与淀粉分子间的作用增强限制了淀粉的膨润，从而使淀粉凝胶的硬度提高，黏度降低[26]。然而，被淀粉颗粒包裹的脂质与直链淀粉形成的复合物会减弱直链淀粉分子间的相互作用，使淀粉分子形成有效交联点的数目和密度减小，从而降低了产品的硬度[27]。结果表明，过热蒸汽处理可增加米粉的硬度，降低其黏附性，有利于爽口性的提升。

表4 过热蒸汽处理对方便米粉烹煮特性的影响Table 4 Effect of superheated steam treatment on cooking characteristics of instant rice noodles

由表6可知，随处理时间的延长，拉伸最大强度呈先增大后减小趋势，在处理8 min时，随温度的升高呈下降趋势，拉伸断裂距离的变化趋势与之相同。拉伸最大强度和拉伸断裂距离与米粉的直链淀粉含量有关，直链淀粉含量因处理而增加，导致凝胶强度增加，但过度处理会造成大米粉的粒度减小，破损淀粉含量增加，从而导致米粉在受到外力时易被破坏。因此，过热蒸汽处理可改善拉伸特性，使米粉的拉伸强度增加，断裂距离增大，但高温、长时间的处理会对米粉的结构产生不利影响，降低米粉的拉伸最大强度和拉伸断裂距离。

表5 过热蒸汽处理对方便米粉质构特性的影响Table 5 Influence of superheated steam treatment on texture characteristics of instant rice noodles

表6 过热蒸汽处理对方便米粉拉伸特性的影响Table 6 Influence of superheated steam treatment on tensile properties of instant rice noodles

2.7 过热蒸汽处理对方便米粉感官品质的影响

图3为过热蒸汽处理前后米粉感官品质的变化，结果表明，过热蒸汽处理会影响米粉的感官品质，可使方便米粉的组织形态、糊汤性、硬度、黏性得分升高，但在极端处理条件下品质无改善，甚至会使组织形态和糊汤性得分降低。米粉的色泽、气味、弹性、光滑性得分变化不大。其中，组织形态和糊汤性得分随处理时间延长和温度的升高先升高后降低，硬度得分整体升高。短时间处理米粉的黏性无显著性变化，但在较长时间处理下，黏性变小，得分显著提高。总分较高的处理条件为150 ℃、2 min和4 min，虽然在其他条件下总分也得到提升，但其原因是米粉的黏度显著减小，提升了总分。综合来看，150 ℃、4 min处理条件下，方便米粉的感官品质最佳。

图3 过热蒸汽处理对方便米粉感官品质的影响Fig.3 Effect of superheated steam treatment on sensory qualities of instant rice noodles

3 结论

大米经过热蒸汽处理后，对米粉色泽影响不大，2 min的处理可显著提高米粉复水性，150 ℃、4 min时为450 s，降低了约10%。较短时间(2～6 min)的处理会使米粉断条率显著降低。随处理强度的增大，米粉的吸水率整体呈升高趋势，烹煮损失率在高温、长时间的处理条件下升高。过热蒸汽处理可增加米粉的硬度，降低黏附性，有利于其爽口性的提升，同时，可改善拉伸特性，使其拉伸强度增加，断裂距离增大，但高温、长时间的处理会对米粉的结构产生不利影响，综合来看，150 ℃、4 min过热蒸汽处理大米制作的米粉品质最佳。本研究揭示了过热蒸汽处理对米粉品质的影响规律，为米粉品质改良提供新方法，同时为米制品品质改良奠定基础。