添加杏鲍菇粉对挤压米品质特性的影响

2024-03-08姜雯梁文馨裴斐苏安祥马高兴方东路胡秋辉马宁

中国农业科学 2024年4期

姜雯，梁文馨，裴斐，苏安祥，马高兴，方东路，胡秋辉，马宁

添加杏鲍菇粉对挤压米品质特性的影响

1南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏食用菌保鲜与深加工工程研究中心，南京 210023；2南京林业大学林学院/南方现代林业协同创新中心，南京 210037

【目的】采用双螺杆挤压工艺，以杏鲍菇粉和米粉为原料生产杏鲍菇挤压米产品，并分析产品的预测血糖指数，为开发营养全面、血糖生成指数低的食用菌挤压米产品提供技术支持。【方法】测定20%、40%、60%杏鲍菇粉添加量的挤压米蛋白质、粗纤维、氨基酸、脂肪等基本成分的含量；通过RVA快速粘度分析仪、旋转流变仪对不同杏鲍菇粉添加量的混合粉糊化特性、流变特性进行分析；通过扫描电镜、色度计、质构分析仪并结合体外消化和感官评价对不同添加量的杏鲍菇挤压米的内部结构、颜色、质构特性、淀粉水解率、预测血糖指数（pGI）、感官评分进行分析。【结果】与空白挤压米相比，杏鲍菇粉的添加使杏鲍菇挤压米的蛋白质、粗纤维、氨基酸含量显著增加，20%、40%、60%杏鲍菇粉添加使蛋白质含量分别增加了71.84%、70.19%、96.70%，粗纤维含量分别增加了14.22%、28.88%、49.81%，总氨基酸含量分别增加了40.98%、58.96%、66.03%。随着杏鲍菇粉添加量的增加，混合粉体系的糊化特性和流变特性均呈降低趋势，峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、崩解值、回生值逐渐减小，储能模量（G′）和损耗模量（G″）逐渐降低，典型弱凝胶，弹性占比大，其中20%的杏鲍菇粉添加量最接近米粉的粉质参数。通过扫描电镜发现，与空白挤压米相比，杏鲍菇挤压米横截面孔隙随着杏鲍菇粉添加量的增加而增多，结构紧密程度降低，其中20%的杏鲍菇挤压米结构紧密，裂痕少。杏鲍菇挤压米L*、b*值显著减小，a*先增加后减小；蒸煮过后的吸水率、蒸煮损失率随着杏鲍菇粉添加量的增加而增加，膨胀率影响不显著，20%杏鲍菇挤压米的蒸煮特性在添加组中最好。挤压米饭的硬度、弹性、胶着度、咀嚼性随杏鲍菇粉添加量的增加而增加，粘聚性、回复性先减小后增加；淀粉的消化率、快速消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）、预测血糖指数（pGI）也随着杏鲍菇粉添加量的增加而增加，但均低于普通大米和空白挤压米；而抗性淀粉（RS）的含量均大于其他两组，且随杏鲍菇粉添加量的增加而增加，20%杏鲍菇挤压米预测血糖指数（pGI）值最低（60.18），相较于普通大米降低了20.60，而且其抗性淀粉（RS）含量最高；感官评价结果显示，杏鲍菇挤压米饭外观结构、适口性、滋味、冷饭质地及综合评分随着杏鲍菇粉添加量的增加而降低，气味评分则是先减小后增加，从得分来看，20%的杏鲍菇挤压米是66.75分，最容易被消费者所接受。【结论】20%的杏鲍菇挤压米营养丰富，质构指标适中，预测血糖指数（pGI）60.18，为中血糖生成指数（GI）食品，口感味道良好。添加杏鲍菇粉使挤压米的营养价值显著提高，具有较好的食用品质。

杏鲍菇；挤压米；粘弹性；消化特性；品质特性

0 引言

【研究意义】杏鲍菇（）是侧耳科侧耳属真菌，富含蛋白质、膳食纤维等营养物质，口感良好，食用的同时也能带来健康，在我国得到广泛种植。杏鲍菇含有多糖[1]、多肽[2]等活性成分，具有降血糖降血脂[3]、抗氧化[4]、提高人体免疫力[5]等功能，是集合食用、药用、食疗于一体的食用菌品种，具有很大的开发价值。民以食为天，稻谷作为我国主要的粮食作物之一，富含碳水化合物、维生素等[6]人体所需营养物质。然而，在可食用大米的加工过程中会有15%—20%的碎米产生[7]，大大降低了大米成品的商业价值，同时也造成营养物质的流失[8]。加工过程中产生的碎米营养成分和完整大米相似、价格低廉，具有很好的开发价值。将碎米进行开发再利用可以减少粮食浪费。但作为主食的大米是高血糖生成指数（GI）食品，不适宜需要控制血糖和糖尿病人群食用，这一人群的主食产品需要更多的开发。饮食中加入杏鲍菇可以改善餐后血糖，研究人员[9]将杏鲍菇膳食和普通膳食对比，探究杏鲍菇对代谢紊乱的肥胖受试者的餐后影响，结果发现杏鲍菇可以改善餐后血糖、食欲并调节餐后状态的胃饥饿素水平。通过将杏鲍菇粉和碎米磨后的米粉混合，经过挤压膨化，生产营养更加全面、更好消化、血糖生成指数低的挤压米产品，扩大杏鲍菇加工技术领域以及产品的种类，对控制血糖的主食产品开发及质量评价具有重要意义；同时，高的杏鲍菇粉添加量，替代其中的米粉含量，生产挤压米，对开发食用菌主食化新产品也具有重要意义。【前人研究进展】杏鲍菇作为配料，其食品开发也取得一定进展，比如将杏鲍菇加工制作成馒头[10]、饼干[11]、饮品[12]、酱料[13]等。但是杏鲍菇的深加工产品还具有很大的开发空间。将杏鲍菇添加到小麦粉中，对原料及其产品品质特性产生显著影响。乔瑶瑶等[14]将杏鲍菇粉添加到小麦粉中生产太谷饼，研究发现杏鲍菇粉添加量5%—25%时，随着添加量的增加，混合粉的持水力、持蔗糖能力等呈上升趋势；对面团黏附性、弹性有显著影响，使其体系为黏弹性体系，弹性大于黏性。赵玲玲等[15]将杏鲍菇粉添加到小麦粉中生产馒头，发现随着杏鲍菇粉添加量的增加，面团的发酵性能降低，面团及馒头的硬度、咀嚼度及胶着度均呈增大趋势，面团的弹性、黏聚性、胶着度及回复性与对照组无显著性差异。NIE等[16]研究杏鲍菇粉对面团流变学的影响，结果显示，杏鲍菇粉显著提高了小麦粉的吸水率，但显著降低了面团的发育时间和稳定性。随着添加量增加，拉伸特性变弱，面团变硬，储能模量（G′）和损耗模量（G″）随之增加，而损耗角（tan δ）随之降低。关于杏鲍菇粉添加到米粉中对粉质特性的影响研究较少。林秀容等[17]向面粉中加入17.60%杏鲍粉和14.58%马铃薯全粉制作复合面条，结果显示此复合面条口感好，咀嚼度与预期值接近，同时复合面条中还具有还原糖，丰富了面条的营养成分，满足消费者需求。国内外生产挤压米多数添加五谷杂粮[18-22]，将其与米粉混合，通过挤压膨化技术生产挤压米，将食用菌添加到米粉中生产挤压米的相关报道较少。Shao等[23]以双孢蘑菇粉和碎米为主要原料，采用双螺杆挤压技术制备双孢菇挤压米，产品的抗氧化能力得到提高，碎米的品质得以提升。祁湛瑶等[24]以大米、玉米以及黑木耳、榛蘑、香菇、银耳为原料通过挤压加工技术制备了高膳食纤维挤压米。将杏鲍菇粉添加到米粉中生产挤压米，使挤压米具有较低GI值，改善餐后血糖，对Ⅱ型糖尿病可以起到干预和一定控制作用，有可能成为一款降血糖挤压米。李卢等[25]以南瓜粉和马铃薯全粉为原料，生产一款适宜糖尿病人食用的食疗米，当南瓜粉添加量为质量的15%时，GI值最低为68.36，其质构特性和食用口味良好。NA-NAKORN等[26]发现向米粉中添加20%蛋白或纤维，可以生产中等GI值的挤压米，可能适合糖尿人或者希望控制血糖的人群。Liu等[27]将大豆膳食纤维和蛋白加入到米粉中，生产得到挤压米。与普通大米相比，当膳食纤维＞6%时，制备的挤压米GI值降低，是一种质地口感良好的新型高膳食纤维挤压米。【本研究切入点】上述研究证明，向挤压米中添加具有功能成分的原料，可以改善挤压米的口感，赋予其更加均衡的营养，使其具有一定的功能特性，改善机体健康水平。杏鲍菇粉中蛋白质、纤维含量丰富，其含有的多糖具有降血脂血糖等功能，是一种具有功能成分的原料。但能否通过添加杏鲍菇粉改善米粉及其挤压米粉质特性、品质特性、消化特性及其降血糖作用的研究尚未见报道。【拟解决的关键问题】向米粉中添加质量分数为20%、40%、60%的杏鲍菇粉，分析不同杏鲍菇粉添加量的混合粉糊化特性、流变特性；通过挤压膨化生产不同添加量的杏鲍菇挤压米，利用扫描电镜、色度计、物性分析仪及感官评价分析不同杏鲍菇粉添加量的挤压米的品质特性，明确杏鲍菇粉的添加对米粉粉质特性的影响，及对挤压米品质特性和消化特性的影响；通过成熟的双螺杆挤压工艺生产出高营养价值、品质优良、口味良好的降血糖功能性食品，为食用菌挤压米产品的加工和开发提供技术支撑。

1 材料与方法

试验于2022年6月至2023年2月在南京财经大学进行。

1.1 试验材料

杏鲍菇粉，江苏兴化联富食品有限公司；珍珠米，黑龙江红兴隆农垦尚稻米业有限公司。

1.2 仪器与设备

仪器：FW100型高速万能粉碎机，天津泰斯特仪器有限公司；HT36-32D双螺杆挤压机，山东真诺智能设备有限公司；101-3AS型电热鼓风干燥箱，上海苏进仪器设备厂；K1100全自动凯氏定氮仪，山东海能科学仪器有限公司；L-8900型全自动氨基酸分析仪，日本Hitachi公司；B811脂肪测定仪，日本Hitachi 公司；MCR302流变仪，奥地利安东帕有限公司；RVA快速粘度分析仪，澳大利亚Newport仪器公司；TA-XT Plus质构分析仪，英国 Stable Micro System公司；MC-5色度计，日本Konika-Minolta公司；ELX800多功能酶标仪，美国Bio-Tek公司；TM300台式扫描电镜，日本Hitachi公司。

1.3 试验方法

1.3.1 材料准备及挤压米生产杏鲍菇粉过100目筛，普通大米磨粉后过100目筛。分别将杏鲍菇粉以质量分数20%、40%、60%添加到米粉中，经HT36-32D双螺杆挤压机生产挤压米，螺杆转速和喂料速度分别为220 r/min、17.5 Hz，旋切速度为60 Hz，成品置于常温保存。

1.3.2 杏鲍菇-米粉混合粉及挤压米糊化特性的测定将杏鲍菇粉以质量分数20%、40%、60%添加到米粉中，混合均匀，同时将不同添加量的杏鲍菇挤压米磨碎成粉。利用RVA快速粘度仪测定杏鲍菇-米粉混合粉的糊化特性以及挤压米的糊化特性。输入混合粉含水量，准确称取程序算出的称粉量（3.50±0.01）g于专用铝盒中，加（25.00±0.01）mL蒸馏水，快速搅拌，使样品充分分散，接着把铝盒置于仪器中，压下电动机塔帽。具体测定程序：样品在50 ℃保持1 min，以12 ℃∙min-1的速率加热至95 ℃，然后在95 ℃保持2.5 min，然后以12 ℃∙min-1的速率冷却至50 ℃，并在50 ℃保持2 min，最终得到混合粉的黏度曲线。

1.3.3 杏鲍菇-米粉混合粉及挤压米的流变特性测定参考Li等[28]的方法，稍作修改。利用RVA快速粘度仪测试结束后，所得样品冷却至25 ℃，并在该温度条件下保持5 min，立即使用流变仪进行测定。测定条件：PP50探头，温度25 ℃，等待2 min，震荡频率0.1—10 Hz，检测样品的弹性模量（G′）、黏性模量（G″）以及力学损耗因子（tanδ）随频率的变化。

1.3.4 杏鲍菇粉、米粉及挤压米基本成分的测定水分含量参考GB5009.3—2016方法[29]，采用直接干燥法测定；蛋白质含量测定参考GB5009.5—2016方法[30]，采用凯氏定氮法测定；脂肪含量参考GB5009.6—2016方法[31]，采用索氏抽提法测定；粗纤维测定参考GB/T5009.10—2003方法[32]进行测定；采用爱尔兰Megazyme公司提供的淀粉试剂盒测定淀粉含量。

1.3.5 杏鲍菇粉、米粉及挤压米氨基酸含量测定氨基酸含量参考GB5009.124—2016方法[33]，使用氨基酸分析仪测定。称取0.200 g样品于水解管中，加入10 mL 6 mol∙L-1HCl，使用氮吹仪去除水解管中的空气，放入110 ℃烘箱，水解24 h。水解完成后，过滤样品溶液，定容至50 mL，取1 mL溶液蒸干，蒸干后用1 mL pH 2.2柠檬酸钠缓冲液将其溶解，用注射器吸取溶液过0.22 μm滤膜，转移至进样瓶中，放入氨基酸分析仪中进行测定。

1.3.6 挤压米微观结构的观察选取大小均匀的挤压米，用手掰成均匀两半，每种样品选取3份断层较平整的米粒放置于黑色导电双面胶上并固定在载物台上，放入离子溅射仪的喷金室，溅射电流为1.5 mA，加速电压为15 kV，溅射时间为90 s，处理完毕后，在扫描电镜不同放大倍率下观察挤压米横截面内部结构。

1.3.7 挤压米的色泽测定采用色度计测定普通大米、空白挤压米及20%、40%、60%杏鲍菇挤压米的L*、a*和b*。L*表示亮度，L*越大表示样品越亮；a*表示红绿值（+a*偏红，-a*偏绿）；b*表示黄蓝值（+b*偏黄，-b*偏蓝）。

1.3.8 挤压米的蒸煮品质测定参考曹宸瑀等[34]的方法，稍作修改，称取15.00 g样品挤压米记作M0，测定干物质质量M1，然后放入250 mL沸腾的蒸馏水中加热20 min，中间不断补充沸腾蒸馏水，以保证蒸馏水量为250 mL，样品煮好后滤去水分，并在常压105 ℃条件下烘干至恒重，测得干物质质量M2。按下式计算耐煮性。重复以上操作3次，取平均值。

参考曹宸瑀等[34]的方法，稍作修改，称取15.00 g样品记作M1，置于烧杯中，加入75 mL沸水轻轻搅拌，使挤压米与沸水充分接触，保鲜膜封5 min后将挤压米样品取出，用滤纸吸干表面水分，称量其重量记作M2，计算吸水率。

参考曹宸瑀等[34]的方法，稍作修改，将15.00 g挤压米做成米饭，称重记作M，取30 g放入100 mL量筒中，加入50 mL水，测定体积记作V1，则30 g挤压米饭的体积为V2=V1-50（mL），相应挤压米饭总体积V3=V2×（M/30），以同样方法测定原料挤压米15.00 g的总体积V0，计算膨胀率。

1.3.9 挤压米的淀粉消化特性测定参考Englyst等[35]和陆萍[36]的方法，稍作修改，将样品蒸煮成米饭，取2.5 g熟米饭，置于装有30 mL蒸馏水的锥形瓶中，将其捣碎，模拟咀嚼，将其放于37 ℃恒温震荡器中，不同阶段加入相应的酶溶液，进行反应。取0（加酶前）、20、60、90、120和180 min的反应液1 mL，加入到含4 mL无水乙醇的离心管中，剧烈摇晃灭酶，离心，取上清液0.1 mL加3 mL GOPOD工作液，反应后于510 nm处测吸光值。

测定不同取样时间点的样液葡萄糖含量，计算淀粉水解率，并绘制曲线。按下列公式计算淀粉水解率、RDS、SDS、RS。

式中，Gt：取样时间点样液中的葡萄糖含量（mg）；G20：水解20 min后样液中的葡萄糖含量（mg）；G0：加酶水解前米饭中的葡萄糖含量（mg）；G120：水解120 min后样液中的葡萄糖含量（mg）；TS：样品中总淀粉的含量（mg）。

采用非线性模型描述淀粉水解动力学，以淀粉水解曲线下面积计算水解指数（HI），以白面包为对照，按下式计算样品预测血糖指数（pGI）。

1.3.10 挤压米的质构测定参考王立峰等[37]的方法，稍作修改。使用铝盒蒸煮挤压米，煮熟后冷却，将装有挤压米饭的铝盒置于质构仪上。测试条件：探头P/36R；测前速度1.00 mm∙s-1，测中速度1.00 mm∙s-1，测后速度2.00 mm∙s-1；触发力值5.0 g；形变量50%；两次压缩时间间隔5.00 s。平行测定6次。

1.3.11 挤压米的感官评价由10名食品专业的评价员对杏鲍菇挤压米进行感官评定。评分参考GB/T15682—2008粮油检验稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法[38]，结合产品实际情况进行修改，如表1所示，评价人员从挤压米饭气味、外观、适口性、滋味、冷饭质地5个方面进行评价打分。

表1 杏鲍菇挤压米感官评价表

1.3.12 结果统计与分析挤压米质构测定试验每个样品重复测定6次，其他试验均进行3次重复。使用Origin 2021软件对试验数据进行图表绘制；SPSS 26.0软件进行单因素方差分析（ANOVA）和Ducan’s多重检验。

2 结果

2.1 杏鲍菇粉的添加对混合粉及挤压米糊化特性的影响

由表2可知，随着杏鲍菇粉含量的增加，混合粉的糊化参数发生显著性变化，其中峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、崩解值、回生值显著降低。而峰值时间呈现先升高再下降的趋势，糊化温度没有显著影响，糊化温度先升高后减小；60%杏鲍菇挤压米糊化温度没有监测到，可能是因为体系中淀粉含量过低。

随着杏鲍菇粉的添加量增加，混合粉及挤压米体系中的淀粉含量减少，体系黏度下降；经过挤压膨化，空白挤压米的峰值黏度相较于0杏鲍菇-米粉混合粉略高，而其他处理组的峰值黏度均未升高，可能是因为在挤压过程中受到高温、高压剪切作用，淀粉基本糊化完全，未糊化淀粉含量很低[19]。从糊化特性分析，杏鲍菇粉的添加对于米粉的糊化作用具有显著影响，杏鲍菇粉添加量越高，体系的黏性越差，应相对少量添加，本研究中选择20%的杏鲍菇粉添加量较为合适。

表2 杏鲍菇粉添加量对米粉糊化特性的影响

同列不同小写字母代表显著性差异（＜0.05）；ND：未测出。下同

The data with different letters in same column show significant difference (＜0.05); ND: Not detected. The same as below

2.2 杏鲍菇粉的添加对混合粉及挤压米流变特性的影响

动态流变学可用来测定样品的粘弹性，对其加工特性和质量控制具有很大应用价值[39]。由图1可知，随着杏鲍菇粉添加量的增加，杏鲍菇-米粉混合粉以及挤压米混合粉的G′和G″都随之减小，体系中粘弹性下降与RVA糊化特性结果一致；20%、40%杏鲍菇挤压米粉的G′和G″均比挤压前的G′和G″大，与RVA组最终黏度对应，可能是因为挤压导致-淀粉酶失活，同时又在挤压过程中淀粉受到破坏导致。除20%杏鲍菇-米粉混合粉的tanδ在0和10—20 Hz小频率范围大于1，其他混合粉及挤压米混合粉的体系tanδ＜1，说明混合粉弹性均大于黏性，而且G′和G″随着频率增加而上升，是典型的弱凝胶动态流变学谱图[40]。添加杏鲍菇粉使混合粉的黏弹性发生了显著变化，弹性比例增大，以20%杏鲍菇粉的添加量使产品体系黏弹性较好。

图1 不同杏鲍菇添加量的米粉储能模量G′（A）、损耗模量G″（B）和损耗角tanδ（C）随角频率的变化曲线

2.3 杏鲍菇粉、米粉及挤压米基本成分分析

杏鲍菇粉、米粉及挤压米基本成分如表3所示。与米粉相比，杏鲍菇粉中蛋白质含量显著高于米粉（＜0.05），约是米粉蛋白含量的2.0倍；杏鲍菇粉中的粗纤维含量较高，约是米粉粗纤维含量的132倍。20%、40%、60%添加量的杏鲍菇挤压米中蛋白质、粗纤维随着添加量的增加而增加，与空白挤压米相比显著增加（＜0.05），其中蛋白质分别增加了71.84%、70.19%、7.04%而由于杏鲍菇粉的添加，杏鲍菇挤压米中的淀粉含量显著降低（＜0.05），与空白挤压米相比，分别降低了14.22%、28.88%、49.81%。总得来说，杏鲍菇粉的添加，丰富了杏鲍菇挤压米中的蛋白质、氨基酸、粗纤维这些营养物质的含量。同时，原料经过挤压膨化，基础成分含量会有一定的损失，相对于普通大米，米粉挤压生产的空白挤压米，水分损失16.61%，蛋白质损失13.33%，脂肪损失63.16%，淀粉损失3.50%，这是由于物料在挤压机中受到高温、高压所导致的营养成分损失[41]。

当下，创新成了最高频的词。习总书记多次强调，创新驱动发展，创新是发展的第一动力。教育改革就是要着力培养学生的学习能力、创新能力、解决问题的能力和主动适应社会的能力，创新学习正是基于这四种能力的一种教育思想和教育理论。它致力于解决我国基础教育中普遍存在的“重教轻学”“重接受轻创新”的弊病，着力解决三个问题：一是转变教师教学观念，使教师具备“创新学习”的理念。二是变革课堂教学方式，使教师通过创新学习原理的自觉运用，在“教”与“学”的双主体互动关系中，创造出生动活泼的课堂。三是让广大中小学生想创新、能创新、会创新，掌握创新学习的方法与技能。

表3 杏鲍菇粉和不同杏鲍菇添加量挤压米的基本成分表

2.4 杏鲍菇粉、米粉及挤压米氨基酸含量分析

杏鲍菇蛋白质含量高，其氨基酸含量也高，总氨基酸含量为93.88 mg∙g-1，其中谷氨酸和蛋氨酸含量较高，分别为13.55、12.37 mg∙g-1；随着杏鲍菇粉添加量的增加，杏鲍菇挤压米的总氨基酸含量显著升高（＜0.05），相较于普通大米和空白挤压米，3种杏鲍菇挤压米的总氨基酸含量及每一种氨基酸含量都显著增加，相较于空白挤压米，总氨基酸含量分别增加40.98%、58.96%、66.03%，其中谷氨酸含量增幅较大，分别增加32.65%、38.99%、33.83%，还有蛋氨酸、天冬氨酸、亮氨酸含量的增加也较为显著，表明杏鲍菇粉的添加使其挤压米氨基酸含量有所提高。

根据FAO/WHO的理想蛋白条件，必需氨基酸/总氨基酸（EAA/TAA）应达到40%左右，必需氨基酸/非必需氨基酸（EAA/NEAA）应在60%以上[42]，因此杏鲍菇中的蛋白为优质蛋白，相比于普通大米，20%、40%杏鲍菇挤压米中的蛋白质更接近优质蛋白，60%杏鲍菇挤压米中的蛋白满足优质蛋白条件。

表4 杏鲍菇粉和不同杏鲍菇添加量挤压米氨基酸含量分析表

2.5 杏鲍菇粉的添加对挤压米内部结构的影响

由图2可见，普通大米具有淀粉颗粒结构，而挤压米经过高温挤压膨化，基本糊化完全，没有淀粉结构。随着杏鲍菇粉添加量的增加，挤压米内部裂痕增多，孔隙变大，由紧密变得疏松，这是因为杏鲍菇添加量过高，使挤压米组织分散。在加工过程中，高温高压使水分子由米粒内部急剧迁移到表面引起的消极反应[43]。杏鲍菇粉添加量为20%时，挤压米横截面较为平整，组织较为紧密，内部结构良好。因此，杏鲍菇粉添加量20%为宜，其生产的挤压米米粒完整，内部结构紧密。

图2 不同杏鲍菇粉添加量对挤压米内部结构的影响

图3 添加不同杏鲍菇粉生产的挤压米

2.6 杏鲍菇粉的添加对挤压米色泽的影响

不同杏鲍菇粉添加量下生产的挤压米外观如图3所示。由于杏鲍菇粉的添加，挤压米呈棕褐色，而且随着杏鲍菇粉添加量的增加，杏鲍菇挤压米的颜色越来越暗，可能是由于挤压膨化温度高，更容易发生美拉德反应，使褐变程度加剧[44]。相较于空白挤压米，杏鲍菇粉的添加显著降低了挤压米的L*值和b*值，显著增加了a*值。其中20%杏鲍菇添加量的挤压米a*最大（表5），表明此添加量的挤压米颜色偏红蓝。

2.7 杏鲍菇粉的添加对挤压米蒸煮品质的影响

大米的食用品质是大米质量的一个重要指标，而蒸煮品质是评价大米食用品质的主要方面之一，主要包括蒸煮损失、膨胀率和吸水率，能较为客观地评价大米的食用品质[45]。从图4可以看出，杏鲍菇粉的添加对于蒸煮损失影响显著，随着杏鲍菇粉添加量的增加，蒸煮损失显著增加，这可能是因为通过挤压膨化，原料发生裂解，水溶性碳水化合物增加[46]。同时，随着杏鲍菇粉含量的增加，挤压米的吸水率呈增加的趋势。结合扫描电镜结果，吸水率增加可能是由于杏鲍菇粉的高添加量，其内部孔隙增多，吸水率随之增加；此外，杏鲍菇中含有的纤维具有持水性，在蒸煮过程中会吸水，3组杏鲍菇挤压米中的粗纤维含量相较于普通大米显著增加，从而使杏鲍菇挤压米吸水率增加。对比于普通大米，杏鲍菇挤压米的膨胀率显著下降，但随着杏鲍菇粉添加量的增加，挤压米的膨胀率变化不显著。综合考虑，20%杏鲍菇粉添加量的挤压米，米粒蒸煮损失较低，吸水膨胀良好，蒸煮品质良好。

表5 不同杏鲍菇粉添加量对挤压米色泽的影响

2.8 杏鲍菇粉的添加对挤压米消化特性的影响

在0—20 min，样品迅速开始水解，各样品水解速度在20 min时达到最大，其中白面包水解速度最快，其次是普通大米和空白挤压米；20 min后，水解速度趋于平缓；20%、40%、60%杏鲍菇挤压米水解速度低于普通大米、空白挤压米及白面包，因为杏鲍菇挤压米中淀粉含量较少，可水解的淀粉含量有限。与普通大米对比，空白挤压米的水解速度更快，这是因为物料经过挤压后糊化，淀粉颗粒破裂，体系形成蜂窝状的多孔结构，能更好地与消化酶接触反应，使消化性加快，淀粉水解率升高[47]。杏鲍菇挤压米的水解率低于空白挤压米，说明杏鲍菇粉的添加抑制了淀粉的水解，一方面与挤压米中淀粉含量较低有关；另一方面可能是杏鲍菇粉的添加，使体系中淀粉与杏鲍菇粉中的纤维形成缠结，减少了酶与淀粉的接触[48]。其中20%的杏鲍菇挤压米水解率最低，这与其紧密的结构有关，也可能是此时淀粉与纤维缠绕形成的网络结构较为完整。

不同字母表示差异显著（＜0.05）

The data with different letters show significant difference (＜0.05)

图4 不同杏鲍菇粉添加量的挤压米蒸煮损失、吸水率、膨胀率

Fig. 4 Effect of different amount ofpowder on cooking loss, water absorption, and volume expansion of extruded rice

从表6可以看出，经过挤压，空白挤压米相较于普通大米，快速消化淀粉（RDS）含量下降，慢消化淀粉（SDS）含量升高，抗性淀粉（RS）含量降低，预测血糖指数（pGI）升高，这是因为物料经过挤压膨化，使淀粉更容易消化。相较于空白挤压米，杏鲍菇粉的添加显著降低了挤压米的RDS和SDS含量，显著增加了RS的含量，pGI值也显著下降，可能是因为杏鲍菇粉中蛋白质和纤维含量较高[49]。且随着杏鲍菇粉添加量的增加，杏鲍菇挤压米中的RDS和SDS含量逐渐增加，而RS含量逐渐减少。另外，20%杏鲍菇挤压米的pGI值最低。

图5 不同杏鲍菇粉添加量下的挤压米的体外消化曲线

表6 不同杏鲍菇粉添加量对挤压米计算平衡浓度（C∞）、酶解速率（K）、水解指数（HI）、预测血糖指数（pGI）和淀粉消化片段的影响

2.9 杏鲍菇粉的添加对挤压米质构特性的影响

煮熟米饭的质构特性对其食用品质至关重要[50]，其中米饭的硬度和黏度是重要的质地属性[51]，硬度是达到形变所需要的力，黏度是模拟克服样品表面之间的吸引力所需的功的量。从表7可以看出，随着杏鲍菇粉添加量的增加，杏鲍菇挤压米的硬度发生显著变化，呈现减小的趋势，但相较于空白挤压米均显著增加，20%、40%、60%杏鲍菇挤压米硬度均大于空白挤压米；20%的杏鲍菇挤压米硬度最大（5 408.67g），这可能是因为20%的杏鲍菇挤压米质构较紧密，同时20%的杏鲍菇粉添加量使杏鲍菇-米粉这一体系混合的质地更加均匀，横向膨胀较低[52]，因此，相较于其他组的硬度更高。随着杏鲍菇粉的添加，杏鲍菇挤压米胶着度、咀嚼性呈现减小趋势，但相较于普通大米和空白挤压米均显著增加，回复性呈先减小后增大的趋势。杏鲍菇粉的添加使挤压米的质构特性指数均高于普通大米；相较于普通大米，经过挤压膨化后得到的空白挤压米硬度、粘聚性、回复性发生显著变化，硬度降低，粘聚性和回复性增加，说明挤压工艺可以改变挤压米的口感。

表7 不同杏鲍菇粉添加量对挤压米质构特性影响

2.10 杏鲍菇粉的添加对挤压米感官品质的影响

感官评价可以在一定程度上反应挤压米的品质[53]。从表8可以看出，杏鲍菇粉的添加使挤压米的气味、适口性、滋味以及冷饭质地产生显著变化。随着杏鲍菇粉含量的增加，气味得分增加，高的杏鲍菇粉添加量带来更加浓郁的菌菇香味；外观结构得分无显著变化，可能是因为挤压膨化，物料在机器内混合较为均匀，挤出时外观差异不大；20%的杏鲍菇挤压米适口性和滋味得分最高，因为杏鲍菇的适量添加使其口感较好，咀嚼性较好，总得分也为3个杏鲍菇挤压米中最高（66.75），表明20%的杏鲍菇粉添加量生产的挤压米更能被消费者所接受。

表8 不同杏鲍菇粉添加量的挤压米的感官评定结果（分）

3 讨论

3.1 杏鲍菇粉添加改变了米粉的粉质特性

在加热过程中，物料中的淀粉受热糊化，使得体系黏度升高[54]。从本研究结果可知，杏鲍菇粉的添加使体系的黏度下降，这与BIAO等[55]的结果相似，因为体系中的淀粉含量减少，纤维含量增加；崩解值和回生值分别表示糊化过程中淀粉颗粒中直链淀粉的浸出程度，以及降温冷却过程中淀粉凝胶的老化程度[56]，杏鲍菇粉的添加使体系回生值和崩解值均降低，这可能是由于米粉中的淀粉颗粒吸附杏鲍菇粉纤维中的胶体分子[57]，使淀粉空间阻隔性增加，抑制了淀粉的断裂与膨胀。混合粉体系中蛋白质含量也影响糊化特性，有研究表明，面粉中的高蛋白含量可能导致淀粉颗粒嵌入坚硬的蛋白质基质中，从而限制了淀粉与水的接触并限制了膨胀[58]。杏鲍菇粉的添加使黏度降低的同时，提高了体系的热稳定性。杏鲍菇粉的添加使混合粉及挤压米体系的G′、G″下降，且随着添加量的增加而降低，可能是杏鲍菇粉的添加使体系中淀粉含量减少，混合粉糊化时黏度下降，原料经过挤压后，淀粉基本糊化，淀粉颗粒失去完整性，黏度降低。同时，各组混合粉体系的G′和G″均低于挤压米体系的G′和G″，这是因为挤压使淀粉破损，直链淀粉更容易从淀粉颗粒中渗出并相互作用，使体系的G′和G″均升高[59]，tanδ是G″与G′的比值，其越大，表明体系的黏性比例越大，反之则弹性比例越大，淀粉在挤压过程中的糊化、熔化和降解极大地改变了淀粉凝胶的质地，包括硬度、黏结性和弹性[60]。本研究结果表明，杏鲍菇粉的添加使体系从黏性转变为弹性，随着杏鲍菇粉添加量的增加，混合粉体系的弹性增加，而挤压米体系的弹性减小，硬度也随之减小。

3.2 杏鲍菇添加影响挤压米内部结构和挤压米的颜色

随着杏鲍菇粉含量的增加，挤压米内部裂痕逐渐增多，出现孔隙，在加工过程中物料受到高温高压的作用，水分迁移；另外，杏鲍菇粉在米粉中的添加，使纯米粉的体系淀粉含量减少，纤维含量增加，可能会引起体系物质结构的不均匀使生产的挤压米产生孔隙。当添加量过高时，截面凹凸不平，内部结构较为松散，蒸煮时容易溃败，食用时口感不佳。因此，为了保证口感，杏鲍菇粉的添加量不宜过多。杏鲍菇粉的添加使挤压米呈棕褐色，除了因为杏鲍菇本身的颜色外，还因为杏鲍菇含有的多糖在挤压过程中受热，发生褐变、美拉德反应[61]。

3.3 杏鲍菇粉添加提高了挤压米的营养

随着挤压技术的发展，挤压米的种类不断丰富。通过向米粉中添加富含营养素的原料，一起混合、挤压制粒，生产得到有更均衡营养的挤压米，不仅可以使碎米得到充分利用，也可以让一些特殊人群通过食用这些有营养价值的挤压米，使机体得到营养强化及改善[62]。大米中富含淀粉，而蛋白质含量较低，导致以大米为主要饮食的人缺乏蛋白质和一些必需氨基酸[63]，而杏鲍菇富含蛋白质、膳食纤维、氨基酸等营养物质，可以弥补大米缺失的营养素；而且杏鲍菇提取出的多糖、多肽具备很多生理功能。将杏鲍菇粉添加到米粉中，生产杏鲍菇挤压米，使挤压米的蛋白质、氨基酸、纤维含量相较于空白挤压米及普通大米有所提升，使挤压米的营养更加丰富；而在挤压过程中，水分、蛋白质、脂肪、粗纤维、淀粉的含量都略有下降，可能是因为在高温、高压、高剪切力的作用下，蛋白质分子结构改变，次级键部分发生断裂；淀粉糊化，颗粒由固体变成熔融状态而且糊化的淀粉与蛋白质结合，也会使蛋白质含量降低[64]；在挤压机内由于温度的转变，瞬间汽化而使水分含量减少。

3.4 杏鲍菇粉添加影响挤压米蒸煮、质构特性

挤压米吸水率随着杏鲍菇粉添加量的增加而逐渐增加，这与电镜结果相对应，40%、60%杏鲍菇挤压米内部出现孔隙[65]，孔洞越多吸水率越高，此外挤压米中含有的较高纤维含量也会增加蒸煮过程的吸水率。添加杏鲍菇粉后蒸煮损失逐渐升高而膨胀率变化不显著，但相较于普通大米，挤压米膨胀率较低，可能是因为原料经过挤压膨化，经模具制粒，内部较为致密；另外，杏鲍菇中的高纤维含量也起到一定影响，有研究表明在淀粉基挤出物中添加高纤维原料，会导致密度增加和体积减少[66]。

挤压过程生产的挤压米硬度会减小，但杏鲍菇的添加对硬度的影响超过了挤压这一加工方式的影响，使杏鲍菇挤压米的硬度均大于普通大米和空白挤压米。另外，由于杏鲍菇粉的添加，使米饭具有菌菇的香气，但外表不像普通大米那样光滑，口感也和普通大米相差较大。所以随着杏鲍菇粉添加量的增加，外观结构、适口性、滋味、冷饭质地及总分显著降低，但20%杏鲍菇挤压米是添加组挤压米中评分最高的，但过高的杏鲍菇粉添加量对消费者来说还是难以接受，添加量要控制在一定范围内。

3.5 杏鲍菇粉添加影响了挤压米消化特性

挤压处理后淀粉结构被破坏，挤压后的淀粉更容易酶解[67]，消化率增加。所以空白挤压米的淀粉水解率高于普通大米，而20%、40%、60%杏鲍菇挤压米的水解率低于普通大米。研究表明，在淀粉中添加膳食纤维会延迟淀粉的消化[68-69]，杏鲍菇粉中的蛋白质也可以与淀粉发生交联、缠绕，阻止其与-淀粉酶接触[70-71]或蛋白质与-淀粉酶相互作用，降低酶活性，减缓淀粉消化。随着杏鲍菇粉添加量的增加，挤压米的水解率逐渐增加，与挤压米内部结构变得松散、蒸煮损失增加、淀粉含量减少有关。RDS会导致血液中的葡萄糖迅速升高，对血糖影响波动大，SDS可以缓慢、持续地释放葡萄糖，对血糖水平影响不大，有利于机体健康[72]，RS被认为是组成膳食纤维的一部分，可以促进有益的结肠微生物群落生长，有利于肠道健康，可以参与血糖调控[73]，带来健康益处[74]。富含SDS、RS的食品具有较低的血糖指数（GI），适宜糖尿病患者食用。GI＞70为高血糖指数食物、55≤GI≤70为中血糖指数食物、GI＜55为低血糖指数食物。本研究中杏鲍菇粉的加入降低了挤压米的血糖指数，可能是因为挤压米内部结构紧密程度的差异，导致40%、60%杏鲍菇挤压米的pGI值高于20%的杏鲍菇挤压米。20%杏鲍菇挤压米属于中血糖指数食物，可以减缓餐后的血糖上升程度，原料中的膳食纤维能够通过抑制消化酶活性及延迟葡萄糖吸收达到稳定餐后血糖的目的[75]，而且杏鲍菇中的多糖具有降血糖、降血脂的功能。因此，杏鲍菇挤压米对于控制餐后血糖，并在降血糖作用上有很大的潜力。

4 结论

通过双螺杆挤压膨化工艺，20%的杏鲍菇粉添加量生产的挤压米产品品质最佳，相较于空白挤压米，其蛋白质含量增加5.23%，粗纤维含量增加0.68%，总氨基酸含量增加40.98%；蒸煮特性优良，口感较好，感官评分66.75分，预测血糖指数（pGI）为60.18，显著低于普通大米。因此，将杏鲍菇粉与碎米粉两种原料结合，通过挤压膨化技术可以加工出富有营养、具有降血糖潜力的特色杏鲍菇挤压米产品，不仅适合普通人群食用，同时适合一些对血糖控制有需求的人群，甚至糖尿病人群食用。

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Effect ofPowder on Quality Characteristics of Extruded Rice

1College of Food Science and Engineering, Nanjing University of Finance and Economics/Jiangsu Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and Safety/Key Laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing, Nanjing 210023; 2 College of Forestry Nanjing Forestry University/Co-Innovation Center for sustainable Forestry in Southern China, Nanjing 210037

【Objective】The twin-screw extrusion process was used to produce extruded rice products withpowder and rice flour as raw materials, and the predicted glycemic index of the products was analyzed to provide technical support for the development of edible mushroom extruded rice products with comprehensive nutrition and low glycemic index. 【Method】 The content of protein, crude fiber, amino acid and fat of extruded rice with 20%, 40% and 60%powder were determined. RVA rapid viscosity analyzer and rotary rheometer were used to analyze the gelatinization properties and rheological properties ofpowder with different additive amounts. The internal structure, color, texture properties, starch hydrolysis rate, predicted glycemic index (pGI) and sensory score of extrusion-rice with different dosage ofwere analyzed by scanning electron microscopy, colorimeter, texture analyzer, and in vitro digestion and sensory evaluation. 【Result】Compared with blank extruded rice, the content of protein, crude fiber and amino acid in extruded rice was significantly increased by addingpowder, and the content of protein was increased by 71.84%, 70.19% and 96.70%, and the content of crude fiber was increased by 14.22%, 28.88% and 49.81%, respectively. The total amino acid content increased by 40.98%, 58.96% and 66.03%, respectively. The gelatinization and rheological properties of the mixed powder system showed a decreasing trend with the increase of the added amount ofpowder, and the peak viscosity, valley viscosity, final viscosity, disintegration value and recovery value gradually decreased, and G'and G" gradually decreased. The typical weak gel accounted for a large proportion of elasticity, and the added amount of 20%powder was the closest to the powder parameters of rice flour. Compared with the blank extruded rice, it was found by scanning electron microscopy that the cross section pores of extruded rice increased with the increase of the powder content, and the structure tightness decreased. Among them, 20% of extruded rice had tight structure and less cracks. The values of L* and b* in extruded rice ofby colorimeter decreased significantly, and a* increased first and then decreased. The water absorption rate and cooking loss rate after cooking increased with the addition ofpowder, but the expansion rate had no significant effect, and the cooking characteristics of 20%extruded rice were the best. The hardness, elasticity, adhesiveness and chewability of the extruded rice increased with the addition ofpowder, while the cohesiveness and resilience first decreased and then increased. Starch digestibility, rapidly digestible starch (RDS), slowly digestible starch (SDS) and predicted glycemic index (pGI) also increased with the increase ofpowder addition, but they were all lower than that of normal rice and blank extruded rice, while resistant starch (RS) content was greater than that of the two groups and increased with the increase. The predicted glycemic index (pGI) value of 20%extruded rice was the lowest 60.18, which was 20.60 lower than that of normal rice, and the content of resistant starch (RS) was the highest. Sensory evaluation showed that the appearance structure, palatability, taste, cold rice texture and comprehensive score ofextruded rice decreased with the increase of the amount ofpowder, while the odor score decreased first and then increased. From the point of view of the score, 20% ofextruded rice was 66.75 scores, which was the most acceptable to consumers. 【Conclusion】 20% of extruded rice withwas nutrient-rich and had suitable texture indexes. The predicted glycemic index (pGI) was 60.18, which was 20.60 lower than that of normal rice. The nutritional value of extruded rice was significantly improved by addingpowder, and the food quality was better.

; extruded rice; viscoelasticity; digestion characteristics; quality characteristics