米糠膳食纖維對(duì)強(qiáng)化大米質(zhì)構(gòu)的影響

王煒華黃 麗劉成梅劉 偉萬 婕

（1.南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330047；2.南昌市食品質(zhì)量衛(wèi)生安全監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江西 南昌 330012）

米糠膳食纖維對(duì)強(qiáng)化大米質(zhì)構(gòu)的影響

王煒華1黃 麗2劉成梅1劉 偉1萬 婕1

（1.南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330047；2.南昌市食品質(zhì)量衛(wèi)生安全監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江西 南昌 330012）

以早秈米為原料，將米糠膳食纖維以不同濃度添加至粉碎后的大米粉中，混勻，采用“擠壓強(qiáng)化法”制備米糠膳食纖維營養(yǎng)強(qiáng)化大米。通過對(duì)比早秈米與制得的營養(yǎng)強(qiáng)化大米炊飯后的質(zhì)構(gòu)特性（硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性和咀嚼性），確定米糠膳食纖維營養(yǎng)強(qiáng)化大米品質(zhì)最佳時(shí)膳食纖維的添加量。結(jié)果表明：膳食纖維添加量為4%時(shí)，強(qiáng)化大米各項(xiàng)指標(biāo)與原料早秈米最為接近；膳食纖維的添加量對(duì)強(qiáng)化大米的硬度、膠著性和咀嚼性影響較大，對(duì)應(yīng)指標(biāo)隨膳食纖維添加量的增加呈先減小后增大的趨勢(shì)；但米糠膳食纖維的加入對(duì)強(qiáng)化大米彈性和內(nèi)聚性影響較小。

強(qiáng)化大米；質(zhì)構(gòu)；米糠；膳食纖維；擠壓

稻谷經(jīng)過清理、礱谷脫殼，再碾去皮層和胚即得到最終產(chǎn)品精白米［1］。有研究［2－3］表明，大米在加工、淘洗和蒸煮過程中，原有營養(yǎng)素大量損失，其中膳食纖維損失率高達(dá)75%。如果長期食用精白米，又沒有攝入足夠量的蔬菜和水果或補(bǔ)充其他營養(yǎng)食品，就會(huì)造成膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)素的缺乏。對(duì)大米進(jìn)行營養(yǎng)強(qiáng)化，是當(dāng)今世界，尤其是以大米為主食的國家和地區(qū)的人們，全面攝取人體所需各種營養(yǎng)素的最經(jīng)濟(jì)有效的途徑之一［4］。大米強(qiáng)化已成為中國營養(yǎng)素補(bǔ)充的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略，中國“十一五”規(guī)劃也明確提出推行主食強(qiáng)化，發(fā)展?fàn)I養(yǎng)強(qiáng)化大米［5］。目前，進(jìn)行大米強(qiáng)化的方法主要有“噴涂法”、“營養(yǎng)粒法”、“擠壓強(qiáng)化法”、“吸入法”等，中國公眾營養(yǎng)改善項(xiàng)目辦和中心已選擇了“噴涂法”、“營養(yǎng)粒法”兩種方式開展攻關(guān)［6］。

米糠是稻谷加工成精白米過程中被碾下的皮層、少量米胚和碎米的混合物，是一種價(jià)廉、利用率低但營養(yǎng)豐富的稻米加工副產(chǎn)品。中國年產(chǎn)稻谷2億t左右，居世界之首，如以5%計(jì)算出糠率，則年產(chǎn)米糠達(dá)到1 000萬t，但中國對(duì)米糠的利用多限于制油和用作飼料，利用價(jià)值較低［7］。米糠提取米糠油后，還含有豐富的膳食纖維、植物蛋白等營養(yǎng)物質(zhì)，是一種非常理想的膳食纖維來源，含量可達(dá)到25%～30%［8－10］。但由于米糠中的膳食纖維較粗、吸水性差，人們?cè)诳诟猩想y以接受且不利于營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收，直接添加到食品中嚴(yán)重影響食品的感官品質(zhì)［11］。

食品質(zhì)構(gòu)如硬度、黏著性、彈性和內(nèi)聚性等［12－13］，是影響產(chǎn)品可接受性的重要因素之一［14］，被認(rèn)為是評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量好壞的重要參考依據(jù)［15］。質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)是一種標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的客觀鑒定方法，應(yīng)用質(zhì)構(gòu)儀評(píng)價(jià)大米品質(zhì)已經(jīng)被廣為使用［16］。本試驗(yàn)將脫脂米糠進(jìn)行一系列處理后得到營養(yǎng)強(qiáng)化劑——膳食纖維，將其和原料大米粉混合均勻，采用“擠壓強(qiáng)化法”進(jìn)行米糠膳食纖維強(qiáng)化大米的制備。采用質(zhì)構(gòu)分析儀考察米糠膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米質(zhì)構(gòu)特性的影響，并通過與普通米粉質(zhì)構(gòu)特性的對(duì)比確定最佳添加量，旨在為營養(yǎng)強(qiáng)化大米的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

早秈米：金優(yōu)402，江西江蘭米業(yè)有限公司；

脫脂米糠：江西省和合實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司。

1.2 儀器與設(shè)備

單螺桿擠壓機(jī)：SX3000－100，山東濟(jì)南賽信機(jī)械有限公司；

質(zhì)構(gòu)儀：BROOKFIELD CT3，美國Brookfield公司（配TA25／1000型等探頭）；

電飯鍋：MBYJ30CK型，美的電熱電器制造有限公司；

電子天平：AR1502CN型號(hào)，精度0.1 g，量程1 520 g，美國奧豪斯儀器（上海）有限公司；

測(cè)試杯：圓柱形，自制，高2 cm，直徑5 cm。

1.3 方法

1.3.1 米糠膳食纖維的制備 參照苗欣等的方法［17］進(jìn)行，提取的膳食纖維純度為75%。

1.3.2 米糠膳食纖維營養(yǎng)強(qiáng)化大米的制備 采用“擠壓強(qiáng)化法”。將原料早秈米進(jìn)行粉碎得到大米粉，分別以0，1%，2%，3%，4%，5%和6%的米糠膳食纖維置換等量的大米粉，調(diào)節(jié)水分含量至30%，混勻，采用單螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓，經(jīng)老化干燥后得到成品。

1.3.3 制備強(qiáng)化大米米飯 在電飯鍋底部平行放入3個(gè)圓柱形測(cè)試杯，然后稱取300 g米糠膳食纖維強(qiáng)化大米置于電飯鍋中，使強(qiáng)化大米將測(cè)試杯完全覆蓋，然后沿電飯鍋內(nèi)壁加入450 mL的水，蓋上蓋子蒸煮15 min，并繼續(xù)保溫18 min。用鑷子夾出盛滿米飯的測(cè)試杯，沿測(cè)試杯口削平后馬上進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定。同時(shí)用原料早秈米做對(duì)照試驗(yàn)。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定條件 利用質(zhì)構(gòu)儀采用TPA分析測(cè)定強(qiáng)化大米米飯的質(zhì)構(gòu)特性（硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性），測(cè)定條件：預(yù)測(cè)試速度為2 mm／s，測(cè)試速度為1 mm／s，返回速度2 mm／s，穿刺百分比為60%，二次壓縮間隔5 s，觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載為10 g，數(shù)據(jù)采集頻率10點(diǎn)／s；選用TA25／1000型探頭，半徑25 mm。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)的處理 硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性以及咀嚼性數(shù)據(jù)采用Origin進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，重復(fù)測(cè)定3次，結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。將早秈米作為Control組，膳食纖維添加量0的為Blank組，膳食纖維添加量分別為1%，2%，3%，4%，5%和6%。同時(shí)將采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，單因素分析檢驗(yàn)組間顯著性差異，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米米飯硬度的影響

早秈米和添加不同量膳食纖維的強(qiáng)化大米米飯的硬度見圖1。由圖1可知，早秈米硬度最低，空白強(qiáng)化大米硬度最高；米糠膳食纖維添加量在1%～6%時(shí)，隨膳食纖維含量的增加米飯硬度先下降后上升，添加量為4%時(shí)所得米飯的硬度與早秈米米飯最為接近?？赡苁窃缍i米淀粉未經(jīng)過擠壓糊化再老化過程，淀粉分子排列較為松散，表現(xiàn)為硬度最低；空白強(qiáng)化大米經(jīng)過擠壓、老化后，淀粉分子重新排列組合形成新的結(jié)構(gòu)，硬度增大；而米糠膳食纖維的分支結(jié)構(gòu)使淀粉形成的凝膠結(jié)構(gòu)更為疏松，導(dǎo)致米飯硬度下降；繼續(xù)增加膳食纖維，強(qiáng)化大米的硬度隨著膳食纖維添加量的增大而增大，但是增幅不明顯。

圖1 膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米硬度的影響Figure 1 Effect of addition amount of dietary fiber on hardness of fortified rice

2.2 膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米米飯彈性的影響

早秈米和7種膳食纖維強(qiáng)化大米米飯的彈性測(cè)定結(jié)果見圖2。由圖2可知，強(qiáng)化大米的彈性遠(yuǎn)高于原料早秈米；隨著膳食纖維的加入，強(qiáng)化大米的彈性呈先下降后上升的趨勢(shì)，可能是由于大米淀粉在擠壓過程中糊化后再經(jīng)過老化，淀粉分子重新排序，形成新的結(jié)構(gòu)使強(qiáng)化大米彈性增加；而膳食纖維對(duì)強(qiáng)化大米的彈性起到一定的破壞作用，對(duì)強(qiáng)化大米米飯的彈性具有顯著影響（P＜0.05），當(dāng)膳食纖維增加到一定程度后使強(qiáng)化大米結(jié)構(gòu)疏松，表現(xiàn)為彈性小幅上升。

圖2 膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米彈性的影響Figure 2 Effect of addition amount of dietary fiber on elasticity of fortified rice

2.3 膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米內(nèi)聚性的影響

內(nèi)聚性是指組成樣品結(jié)構(gòu)的內(nèi)部作用力，測(cè)定結(jié)果見圖3。由圖3可知，與早秈米相比，強(qiáng)化大米的內(nèi)聚性顯著增加（P＜0.05），并隨著膳食纖維添加量的增加呈緩慢下降趨勢(shì)。當(dāng)膳食纖維添加量為6%時(shí)強(qiáng)化大米的內(nèi)聚性較為接近早秈米。其主要原因可能是大米淀粉經(jīng)擠壓和老化后產(chǎn)生分子重排，使強(qiáng)化大米內(nèi)部作用力加強(qiáng)，表現(xiàn)為內(nèi)聚性增加；而膳食纖維的加入不利于淀粉凝膠的形成，使得強(qiáng)化大米內(nèi)聚性隨膳食纖維的增加呈下降趨勢(shì)。

圖3 膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米內(nèi)聚性的影響Figure 3 Effect of addition amount of dietary fiber on cohesiveness of fortified rice

2.4 膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米膠著性的影響

強(qiáng)化大米的膠著性，是將強(qiáng)化大米看做沒有彈性的樣品，來評(píng)價(jià)咀嚼吞咽它所需要的能量，它由硬度和內(nèi)聚性相乘得到，膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米膠著性的影響見圖4。由圖4可知，當(dāng)膳食纖維添加量為0%～4%時(shí)，強(qiáng)化大米的膠著性顯著下降（P＜0.05），且4%時(shí)降至最低；添加量4%～6%時(shí)，膠著性出現(xiàn)回升，并呈現(xiàn)平穩(wěn)變化的趨勢(shì)。強(qiáng)化大米膠著性的總體變化趨勢(shì)，與其硬度變化趨勢(shì)一致。

圖4 膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米膠著性的影響Figure 4 Effect of addition amount of dietary fiber on gumminess of fortified rice

2.5 膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米咀嚼性的影響

咀嚼性是指咀嚼吞咽一個(gè)具有彈性的樣品所需要的能量，計(jì)算公式為硬度×內(nèi)聚性×彈性，膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米咀嚼性的影響見圖5。由圖2和圖5可知，各強(qiáng)化大米之間的彈性差異很小，所以強(qiáng)化大米的咀嚼性與其膠著性的變化趨勢(shì)極為相近?？瞻讖?qiáng)化大米的咀嚼性最大，需要花費(fèi)最大的能量去咀嚼吞咽它，膳食纖維添加量增大后，由于膳食纖維能使強(qiáng)化大米淀粉分子間疏松，咀嚼性出現(xiàn)明顯下降；當(dāng)膳食纖維添加量超過一定的范圍后，又表現(xiàn)為小幅增加強(qiáng)化大米咀嚼性。

圖5 膳食纖維添加量對(duì)強(qiáng)化大米咀嚼性的影響Figure 5 Effect of addition amount of dietary fiber on chewiness of fortified rice

3 結(jié)論

在擠壓法制備米糠膳食纖維強(qiáng)化大米的過程中，伴隨著大米淀粉分子與膳食纖維的結(jié)合，與膳食纖維、水分之間的復(fù)雜反應(yīng)，及淀粉分子自身的重新排列組合等一系列復(fù)雜的變化。米糠膳食纖維添加量的不同，導(dǎo)致強(qiáng)化大米炊飯后的質(zhì)構(gòu)特性各有不同。隨著膳食纖維添加量的增加，強(qiáng)化大米的硬度、膠著性和咀嚼性都呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)，在4%添加量時(shí)達(dá)到最低值，與原料早秈米最為接近；膳食纖維的加入使強(qiáng)化大米的彈性下降，但添加量對(duì)大米彈性的影響不顯著；強(qiáng)化大米的內(nèi)聚性，則隨著膳食纖維添加量的增加呈緩慢下降趨勢(shì)。以普通早秈米的硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性和咀嚼性指標(biāo)為參照，綜合比較不同米糠膳食纖維營養(yǎng)強(qiáng)化大米的各質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)米糠膳食纖維的最適宜添加量為4%，所得產(chǎn)品炊飯后的質(zhì)構(gòu)特性與早秈米最為接近。

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Effect of rice bran dietary fiber on texture properties of fortified rice

WANG Wei－h(huán)ua1HUANG Li2LIU Cheng－mei1LIU Wei1WAN Jie1

（1.State Key Laboratory of Food Science and Technology，Nanchang University，Nanchang，Jiangxi330047，China；2.Nanchang Food Quality Health Safety Supervision and Inspection Center，Nanchang，Jiangxi330012，China）

Rice bran dietary fibers，extracted from Early Indica Rice were added to the crushing rice flour.The"Squeeze Pressure Enhancement Act"was utilized to prepare fortified rice.Different concentrations of fortified rice were transformed into steamed rice after cooking，using texture analyzer to determine their hardness，elasticity，cohesiveness，gumminess and chewiness，and compared with the steamed rice prepared from Early Indica Rice to establish the appropriate amount of dietary fiber in rice.The results showed that：a 4%addition level of dietary fiber fortified rice’s indices was closest to the best texture properties of raw rice；the addition amount of dietary fiber were of the greatest impact on the hardness，gumminess and chewiness of fortified rice，showing a rising trend after the first down，but the elasticity and cohesiveness were of the less affected.

fortified rice；texture；rice bran；dietary fiber；extrude

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.03.005

國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室目標(biāo)導(dǎo)向項(xiàng)目（編號(hào)：SKLF－MB－201004）

王煒華（1983－），男，南昌大學(xué)在讀碩士研究生。E－mail：weihua＿1983＠yahoo.com.cn

劉成梅

2011－03－08