碎米胡萝卜膨化米糊的研制

缪小兰，梁桉婕，黄伯初，段 杉

(1.华南农业大学食品学院广东省功能食品活性物重点实验室//广东省天然活性物工程技术研究中心，广东 广州 510642；2.阳江市漠阳香农业发展有限公司，广东 阳江 529500)

随着我国经济的迅速发展，人们对精米需求逐年增加，大米加工精度的提高也导致产生的碎米逐年递增，目前碾米过程中会产生约15%的碎米[1]。相比整米，碎米中含有较多的胚，而胚中蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等成分含量更加丰富，一般碎米中含有约76%的淀粉，8.2%的蛋白质和1.6%的脂质，况且碎米价格仅为大米的价格的30%～50%[2]，可见碎米是一种优质廉价的食物资源。

速溶米糊食用方便，营养丰富，可作为普通早餐以及婴幼儿的食品，市场需求旺盛，以碎米作原料开发速溶米糊，是碎米利用的有效途径之一。碎米经过膨化，淀粉颗粒结构被破坏，很容易冲调和糊化，口感更好，也更容易消化。

胡萝卜富含维生素C、胡萝卜素、多种矿物质、可溶性膳食纤维等，将其添加到米糊中可以与大米营养成分互补。此外，胡萝卜中的胡萝卜素不仅颜色鲜艳，而且性质稳定不易褪色，添加到米糊中可使产品长时间保持诱人的色泽。因此，本研究尝试以碎米、胡萝卜粉为原料，制作膨化米糊。

1 材料与方法

1.1 材料

碎米，阳江市漠阳香农业发展有限公司；胡萝卜及食用植物油，市售。

1.2 设备

DC-P3型全自动测色色差计，北京市兴光测色仪器公司；SPJ-40 双螺旋挤出机，陕西得爱食品科技有限公司；101-3 型电热鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；恒温磁力搅拌器，深圳市沙头角国华仪器厂；DK-8D 电热恒温水槽，上海森信试验仪器有限公司；JA2003A 电子天平，上海天平仪器厂；NDJ-5S 粘度计，上海平轩科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1胡萝卜的预处理

将胡萝卜去皮切成1 cm×1 cm的小方丁，分别放在沸水，0.5%的NaHCO3溶液煮沸2 min，取出用冷水冲凉，放置10 min后用色差计测量与新鲜胡萝卜的色差值，确定护色条件。然后打浆，烘干，磨粉，过筛(60目)。

1.3.2膨化米糊制作工艺

碎米粒淘洗→滤水→干燥调整水分→双螺杆机挤压膨化→粉粹过筛(过80目)→与胡萝卜粉、食用油混合调制→包装→胡萝卜速溶米糊成品。

1.3.3维生素C的测定

按照GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》中 2,6-二氯靛酚滴定法进行测定。

1.3.4比容的测定

1.3.5水溶性指数(WSI)和吸水性指数(WAI)的测定

取膨化样品，准确称重(M)，放入离心管(称重W0)中，加入20 ml水，将离心管置于30℃恒温水浴中保温30 min，每隔5 min摇动15 s，然后以3 600 r/min离心20 min，将上清液倒入培养皿(称重W1)中，105℃烘至恒温(称重W2)，离心管称重W3。则水溶性指数WSI=(W1-W2)/M；吸水性指数WAI = (W3-W0)/M。

1.3.6米糊分散性的测定

将20 g米糊样品倒入120 ml 50℃热水中，并用恒温磁力搅拌器以60 r/min转速搅拌，记录米糊从开始加入到完全分散所需时间来表示其分散性。

1.3.7米糊稳定性的测定

米糊在50℃水中均匀分散后，停止搅拌，静置并计时，以保持不分层所持续的时间表示稳定性。

1.3.8米糊黏度的测定

采用NDJ-5S粘度计测定米糊的黏度。

1.3.9感官评价

以经过培训且有感官品尝经验的10人组成感官评定小组，评定小组男女比例一样，年龄在21～26周岁。采用简单描述法，分别对样品的色泽、滋味、口感等进行描述。评价完成后，统计数据和词汇使用频率，确定评价结果[3]。

1.3.10数据统计与分析

使用Microsoft Excel 2013软件处理数据，除特殊说明，实验数据为3次平行测定结果，表示为“平均值±标准差”，使用SPSS Statistics 22.0统计软件，进行多重比较分析(LSD)、单因素方差分析进行处理，P<0.05表示差异显著。

2 结果与讨论

2.1 胡萝卜的护色

2.1.1护色方法的选择

不同护色方法的色差值比较见图1。

图1 不同护色方法的色差值比较

由图1可以看出，在所选取的几种护色方法当中，将胡萝卜放入0.5% NaHCO3溶液中漂烫4 min的效果是最好的，其测得的色差值与新鲜胡萝卜的色差值相差最小，且其色差值均显著低于其他组别(P<0.05)。没有经过漂烫的胡萝卜色泽变化最大，与新鲜胡萝卜的色差值相比最大。因此，选择用0.5% NaHCO3溶液漂烫胡萝卜护色。

2.1.2漂烫温度的选择

不同漂烫温度对胡萝卜的感官评价结果见表1。

表1 不同漂烫温度对胡萝卜的感官评价结果

由表1可以看出，90℃漂烫下的胡萝卜感官评价结果优于其他组别，且漂烫后的胡萝卜色泽鲜艳，有光泽，柔软度适合打浆，因此，选择90℃作为胡萝卜的漂烫温度。

2.1.3漂烫时间的选择

不同漂烫时间对胡萝卜的感官评价结果见表2。

表2 不同漂烫时间对胡萝卜的感官评价结果

从表2看出，漂烫4 min后的胡萝卜色泽和质地较好，软硬适度，有利于打浆，因此胡萝卜最佳的漂烫时间应选为4 min。

2.2 胡萝卜粉中维生素C的测定

不同胡萝卜种类VC含量的测定见图2。

图2 不同胡萝卜种类VC含量的测定注：1.胡萝卜粉经护色、打浆、烘干、磨粉、过筛等加工工序所制成；2.不同字母表示不同样品之间同一指标差异显著(P<0.05)。

由图2可以看出，经加工后的胡萝卜粉的 VC含量损失较大，由78.5 mg/100 g下降到40.8 mg/100 g；但在放置14 d过程中则VC损失很少，与刚制备好的样品基本一致，说明胡萝卜粉贮藏稳定性较高，可长期贮藏。漂烫过程中有大量VC因溶于水而损失，这与抗坏血酸氧化酶的作用及漂烫和干燥时的高温有关[4]。同时，在干燥过程中，VC也可能发生非酶褐变导致损失[5]。

2.3 碎米膨化工艺条件的确定

2.3.1碎米水分对比容、吸水性指数和水溶性指数的影响

碎米水分对比容、吸水性指数和水溶性指数的影响见图3。

图3 碎米水分对比容、吸水性指数和水溶性指数的影响注：1.碎米水分13%～19%，螺杆转速134 r/min，供料转速16 r/min，挤压温度150℃；2.不同字母表示不同样品之间同一指标差异显著(P<0.05)。

由图3可以看出，随着碎米水分增加，样品的比容呈逐渐下降趋势，水溶性指数变化趋势较为平缓，而吸水性指数呈现先上升后下降趋势，这是因为随着含水量的增加，碎米中的淀粉颗粒湿润后，在挤压膨化过程中因膨胀破裂而发生糊化反应，促使样品中的水溶性物质增加，导致吸水能力降低，从而造成吸水性指数下降。膨化动力是依据物料内部水分的能量释放，因此水分和膨化关系很大[6]。物料水分过小，产生的能量不足以使高分子结构破坏，影响膨化效果；水分过大，使物料内的淀粉提前糊化或蛋白质超前变性，阻碍膨化[7]。综合上述结果，应选取碎米水分17%。

2.3.2挤压温度对比容、吸水性指数和水溶性指数的影响

挤压温度对比容、吸水性指数和水溶性指数的影响见图4。

图4 挤压温度对比容、吸水性指数和水溶性指数的影响注：1.挤压温度134～162℃，水分17%，螺杆转速134 r/min，供料转速16 r/min；2.不同字母表示不同样品之间同一指标差异显著(P<0.05)。

由图4可看出，随温度升高样品比容先下降再上升，当挤压温度低于146℃时，随温度升高比容下降；温度超过146℃后，挤压温度升高比容也升高。这可能是由于膨化温度过低，水分子运动不剧烈，不易渗透到淀粉的空间内部结构，从而导致淀粉糊化不完全，造成比容下降。当挤压温度过高时，碎米在机器内易焦糊并结成硬块，其内部结构虽疏松，但局部仍有少量未完全膨化的淀粉颗粒存在，导致比容不再升高[8]。而吸水性指数随着挤压温度的升高而逐步上升，水溶性指数则随着挤压温度的升高而不断下降。这是因为挤压温度较低时，机器内物料降解明显，水溶性物质会增加；当挤压温度过高时，物料的水分会大量蒸发，导致吸水性指数有所增加[9]。综合上述结果，应选取挤压温度150℃。

2.3.3螺杆转速对比容、吸水性指数和水溶性指数的影响

螺杆转速对比容、吸水性指数和水溶性指数的影响见图5。

图5 不同螺杆转速对比容、吸水性指数和水溶性指数的影响注：1.螺杆转速134～268 r/min，水分含量17%，供料转速16 r/min，挤压温度150℃；2.不同字母表示不同样品之间同一指标差异显著(P<0.05)。

由图5可看出，随着螺杆速度提高，样品的比容先上升再下降，水溶性指数和水溶性指数随着螺杆速度提高变化不明显。这可能是因为螺杆转速提高，淀粉受到的剪切力增加，一方面导致温度增加，另一方面导致长链的直链淀粉变成短链的糊精和还原糖，从而淀粉分子的氢键作用被削弱而使水分子容易渗入，使膨化均匀；但随着转速继续增加，物料在机器内停留时间短而糊化不充分从而影响比容[10]。综合上述结果，选取螺杆转速134 r/min。

2.3.4供料转速对比容、吸水性指数和水溶性指数的影响

供料转速对比容、吸水性指数和水溶性指数的影响如图6所示。

图6 供料转速对比容、吸水性指数和水溶性指数的影响注：1.供料转速16～28 r/min，水分17%，螺杆转速134 r/min，挤压温度150℃；2.不同字母表示不同样品之间同一指标差异显著(P<0.05)。

由图6可看出，样品的比容随着供料转速的增大逐渐降低，这可能是因为水分较低导致物料从机筒处吸收热量不均不足使得膨化程度下降。随着供料转速的增大，吸水性指数变化不明显；而水溶性指数则先有所增加，后缓慢降低，于24 r/min时达到最高值。综合上述结果，选取供料转速为24 r/min。

有研究表明[11]，在螺杆转速不变的情况下，供料速度增大会使机筒内物料的填充程度得到提高，物料所受剪切和摩擦作用加强，有利于淀粉颗粒的破坏，提高膨化程度。另外，供料速度增大时，模口处形成的压力增加，与模口外大气压之间的压差增大，物料从模口处挤出时膨化程度增大。但是，供料速度进一步增大会使物料在机筒内搅拌不均匀，造成物料从机筒处吸收热量的不均，以至于淀粉糊化和熔融程度不相同，在挤出物中存在“硬质物”，影响膨化程度和口感。

2.4 胡萝卜粉添加量的确定

胡萝卜粉添加量对米糊感官品质及分散性、黏度、稳定性的影响见表3。

表3 胡萝卜粉添加量对米糊感官品质及分散性、黏度、稳定性的影响

从表3看出，10%的胡萝卜粉添加量对胡萝卜米糊的色泽、滋味等感官品质均优于其他组别。胡萝卜粉添加量10%的米糊，带有典型的胡萝卜风味，有点甜味，口感细腻。胡萝卜米糊的分散性和黏度会随着胡萝卜添加量的增加而下降，但均保持较高的稳定性。综合上述结果，选取胡萝卜粉添加量为10%。

2.5 植物油添加量的确定

植物油添加量对米糊感官品质及分散性、黏度、稳定性的影响见表4。

表4 植物油添加量对米糊感官品质及分散性、黏度、稳定性的影响

从表4可以看出，5%的植物油添加量对米糊滋味、口感等感官品质的影响均优于其他组别；并且，添加5%的植物油米糊分散时间最短，分散性最好，随着植物油含量的增加，米糊分散所需时间不断上升；黏度随着植物油添加量的增加呈先上升再下降的趋势；米糊的稳定性均较高，均大于2 h。综合上述结果，选取植物油添加量为5%。

3 结论

通过实验确定最终的碎米胡萝卜膨化米糊的工艺条件为：胡萝卜以90℃的0.5% NaHCO3漂烫4 min进行护色，然后打浆，干燥，粉碎。调整碎米水分为17%、挤压温度150℃，螺杆转速134 r/min，供料转速24 r/min进行挤压膨化，以胡萝卜粉添加量10%、植物油添加量5%混合调制成胡萝卜速溶米糊成品。