發(fā)芽—擠壓膨化—高溫α淀粉酶協(xié)同處理改善全谷物糙米粉沖調(diào)性的工藝優(yōu)化

張冬媛 張名位 鄧媛元 馬永軒 魏振承 張瑞芬張 雁 唐小俊 遆慧慧 劉 磊 張 暉

（江南大學(xué)食品學(xué)院1，無錫 214122）

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所農(nóng)業(yè)部功能食品重點實驗室／廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室2，廣州 510610）

發(fā)芽—擠壓膨化—高溫α淀粉酶協(xié)同處理改善全谷物糙米粉沖調(diào)性的工藝優(yōu)化

張冬媛1，2張名位2鄧媛元2馬永軒2魏振承2張瑞芬2張 雁2唐小俊2遆慧慧2劉 磊2張 暉1

（江南大學(xué)食品學(xué)院1，無錫 214122）

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所農(nóng)業(yè)部功能食品重點實驗室／廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室2，廣州 510610）

以發(fā)芽糙米為原料，優(yōu)化高溫α－淀粉酶輔助雙螺桿擠壓膨化處理的工藝條件，以改善糙米粉的沖調(diào)性，并提高其消化利用率。采用Box－Behnken試驗設(shè)計優(yōu)化發(fā)芽—擠壓膨化—高溫α淀粉酶協(xié)同處理的工藝條件，以糙米粉的水溶性指數(shù)為響應(yīng)值，建立包括物料含水量、擠出溫度和螺桿轉(zhuǎn)速的三因素回歸模型。試驗確定了發(fā)芽糙米的最佳擠壓膨化條件為：高溫α－淀粉酶添加量70 U／g、物料含水量17%、擠出溫度134℃、螺桿轉(zhuǎn)速29.6 Hz。在該工藝條件下，發(fā)芽糙米粉的水溶性指數(shù)達39.8%，與糙米經(jīng)發(fā)芽—擠壓膨化協(xié)同處理和經(jīng)高溫α－淀粉酶—擠壓膨化協(xié)同處理相比，所得糙米膨化粉的沖調(diào)結(jié)塊率分別下降55.4%和73.8%，淀粉的消化率分別提高9.9%和7.6%。試驗證明糙米經(jīng)發(fā)芽—擠壓膨化—高溫α淀粉酶協(xié)同處理能顯著改善其膨化粉的沖調(diào)性和淀粉消化性能。

全谷物糙米 發(fā)芽 擠壓膨化 高溫α－淀粉酶 沖調(diào)性

糙米是一種典型的全谷物，由于其含有豐富的營養(yǎng)成分和酚類等生物活性物質(zhì)，具有抗氧化和預(yù)防退行性疾病等多種生物活性［1］。糙米因含有較為致密的種皮和果皮，不容易烹煮，給其直接食用帶來不便，目前多用來加工速食糙米粉、糙米片、糙米飲料等方便食品。速食糙米粉同其他糊類方便食品一樣，一直面臨著如何提高沖調(diào)性、降低結(jié)塊、提高淀粉消化利用率等問題［2］。

糊粉類方便食品的沖調(diào)性是指加入溫開水后，其分散性、水溶性、組織結(jié)構(gòu)、黏度與口感等特性的綜合指標(biāo)。由于水溶性指數(shù)容易量化，常被作為評價沖調(diào)性的代表性指標(biāo)。水溶性指數(shù)提高，不僅使沖調(diào)性得到改善，而且可以提升食物的消化利用率［3］。為了提高糙米粉的水溶性指數(shù)，目前多采用擠壓膨化和發(fā)芽處理。糙米經(jīng)擠壓膨化后淀粉發(fā)生糊化和降解［4－6］，部分蛋白質(zhì)裂解，水溶性膳食纖維增多，膨化糙米粉呈現(xiàn)疏松多孔的結(jié)構(gòu)［7］，水溶性顯著提高；而糙米在發(fā)芽的過程中，淀粉等大分子物質(zhì)部分水解，水溶性物質(zhì)增多［8］。韓永斌等［9］研究表明，糙米經(jīng)過發(fā)芽和擠壓膨化后，水溶性指數(shù)提高了78%。另有研究表明，將α－淀粉酶添加到淀粉質(zhì)原料中進行擠壓處理，可進一步提高擠出物的水溶性指數(shù)。Govindasamy等［10－11］利用高溫 α－淀粉酶輔助擠壓膨化的方法處理西米淀粉，擠出物的水溶性指數(shù)可提高63%。Myat等［12］將擠壓膨化與高溫α－淀粉酶結(jié)合，在95℃和115℃下，玉米淀粉擠出物的水溶性指數(shù)分別提高2.26倍和2.04倍。許亞翠等［13］優(yōu)化了添加高溫α－淀粉酶制備膨化精白米粉的最佳擠壓條件，使膨化米粉溶解度提高。

目前改善糙米粉沖調(diào)性和消化利用率的研究多是單獨采用原料發(fā)芽、生物酶處理，或物理的擠壓膨化處理等。已有的將物理和生物方法相結(jié)合的工藝研究也是針對精白米或純淀粉原料的。為此，本研究以發(fā)芽糙米為原料，利用高溫α－淀粉酶輔助雙螺桿擠壓膨化處理，以糙米粉的水溶性指數(shù)為指標(biāo)，優(yōu)化其工藝參數(shù)，以進一步改善糙米粉的沖調(diào)性，并提高其消化利用率。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

水稻：品種為黃花黏，產(chǎn)自廣州，2013年3月播種，7月收獲，稻谷常溫保存。

高溫α－淀粉酶：無錫銳陽生物科技有限公司，酶活20 000 U／mL；豬胰α－淀粉酶：廣州齊云生物技術(shù)有限公司，酶活30 000 U／g；糖化酶：奧博星生物技術(shù)有限公司，酶活10 000 U／g。

1.2 主要儀器與設(shè)備

DS30－Ⅱ型雙螺桿膨化機：山東賽信膨化機械有限公司；XFB－1000中草藥粉碎機：吉首市中誠制藥機械廠；MV－1000W分液漏斗振蕩器：東京理化EYELA；DF－101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器：鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；PCE－E3000型恒溫水浴震蕩器：蘇州威爾實驗用品有限公司。

1.3 方法

1.3.1 稻谷發(fā)芽處理

將稻谷除雜清洗后用1%的次氯酸鈉溶液浸泡消毒20min，經(jīng)桶裝蒸餾水漂洗數(shù)次后，用0.05%的次氯酸鈉溶液浸泡12 h，再用蒸餾水洗至pH中性。將該稻谷轉(zhuǎn)移至淺槽容器中進行催芽培養(yǎng)，控制溫度（30±3）℃，期間補充噴蒸餾水保持稻谷濕潤，培養(yǎng)至芽長0.5～1mm時，置于40℃熱泵干燥箱中烘干，用礱谷機礱谷去除稻殼，用中草藥粉碎機將發(fā)芽糙米粉碎，過60目篩，供擠壓膨化處理用。

1.3.2 擠壓膨化工藝的操作要點

量取一定量的高溫α－淀粉酶酶液，溶解于一定量的蒸餾水，按照試驗設(shè)計與定量的發(fā)芽糙米原料混合均勻。物料經(jīng)過DS30－Ⅱ型雙螺桿膨化機擠壓膨化處理，待出料穩(wěn)定后收集擠出樣品，置于55℃恒溫烘箱中干燥2 h，干燥樣品粉碎并過80目篩，密封保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 高溫α－淀粉酶輔助擠壓膨化工藝的單因素試驗

1.3.3.1 物料含水量對膨化粉水溶性指數(shù)（Water Solubility Index，WSI）及吸水性指數(shù)（Water Absorption Index，WAI）的影響：將發(fā)芽糙米進行水分調(diào)整，分別設(shè)置12%、14%、16%、18%、20%、22%6個水分處理，螺桿轉(zhuǎn)速30 Hz，機筒前端、中端和末端的溫度分別為60、98、140℃，酶添加量為55 U／g發(fā)芽糙米粉。

1.3.3.2 螺桿轉(zhuǎn)速對膨化粉WSI及WAI的影響：螺桿轉(zhuǎn)速分別設(shè)置20、24、28、32、36、40 Hz 6個轉(zhuǎn)速處理，物料含水量為16%，機筒前端、中端和末端溫度分別為60、98、140℃，酶添加量為55 U／g發(fā)芽糙米粉。

1.3.3.3 擠出溫度對膨化粉WSI及WAI的影響：固定機筒前兩區(qū)的溫度，設(shè)置膨化機末端溫度（擠出溫度）分別為 110、120、130、140、150、160℃6個處理，物料含水量為16%，螺桿轉(zhuǎn)速28 Hz，酶添加量為55 U／g發(fā)芽糙米粉。

1.3.3.4 高溫α－淀粉酶酶添加量對膨化粉WSI及 WAI的影響：酶添加量分別設(shè)置為 30、40、50、60、70、80 U／g 6個處理，物料含水量為16%，螺桿轉(zhuǎn)速28 Hz，機筒前端、中端和末端溫度分別為60、98、130℃。

1.3.4 高溫α－淀粉酶輔助擠壓膨化工藝優(yōu)化試驗

綜合單因素試驗的結(jié)果，確定高溫α－淀粉酶的用量為70 U／g物料，選取物料含水量（X1）、擠出溫度（X2）、螺桿轉(zhuǎn)速（X3）設(shè)計中心組合試驗，以水溶性指數(shù)（Y）作為響應(yīng)值，采用Box－Behnken中心設(shè)計原理，確定最佳的擠壓膨化條件。試驗因素水平及編碼水平表見表1。

表1 發(fā)芽糙米擠壓膨化工藝Box－Behnken試驗因素水平編碼

1.3.5 不同處理膨化粉的對比試驗

在優(yōu)化的最佳工藝條件下，設(shè)置4組對比試驗：組Ⅰ為糙米不發(fā)芽直接擠壓膨化處理（Extrusion of Brown Rice，EBR）、組Ⅱ為糙米不發(fā)芽經(jīng)高溫α－淀粉酶輔助擠壓膨化處理（Extrusion of Brown Rice with Enzyme，EBRE）、組Ⅲ為發(fā)芽糙米直接經(jīng)擠壓膨化處理（Extrusion of Germinated Brown Rice，EGBR）、組Ⅳ為發(fā)芽糙米經(jīng)高溫α－淀粉酶輔助擠壓處理（Extrusion of Germinated Brown Ricewith Enzyme，EGBRE）。

1.3.6 WSI和WAI的測定方法

參照Anderson等［14］的方法略加修改：準確稱取2.5 g的樣品于50mL離心管中，加入30mL去離子水（水溫28℃），以275 r／min的速率振搖30min，3 000×g離心15min，分離上清液和沉淀物。上清液傾倒于恒重的稱量瓶中，在105℃的溫度下蒸發(fā)干至恒重。WSI和WAI按下式計算：

WSI＝蒸干上清液后殘余物質(zhì)量／樣品干質(zhì)量×100%

WAI＝傾出上清液后凝膠的質(zhì)量／樣品干質(zhì)量

1.3.7 結(jié)塊率的測定方法

參照劉靜波等［15］的方法并略作修改，稱取5 g樣品置于250mL的燒杯中，加入70℃的去離子水100mL，以10 r／min速率攪拌30 s。取20目的篩網(wǎng)對米糊進行過濾，用清水漂洗篩上物1次，瀝干后于105℃恒溫干燥箱內(nèi)帶篩網(wǎng)烘干至恒重。結(jié)塊率計算公式如下：

結(jié)塊率＝（結(jié)塊物的質(zhì)量 ／樣品干重）×100%1.3.8 淀粉消化率的測定方法

參照Englyst等［16］的方法并略作改動。準確稱取0.3 g樣品，加入10mL醋酸緩沖液（0.2mol／L，pH 5.2）使樣品分散均勻，再加入10mL混合酶液（290 U／mL豬胰 α－淀粉酶，15 U／mL糖化酶）。將反應(yīng)體系置于37℃、120 r／min下水浴振蕩。在酶解反應(yīng)120min后，放入沸水浴中滅酶10min，冷卻后6 000×g離心10min，取上清液定容。定容液用DNS法測定葡萄糖的質(zhì)量?？偟矸圪|(zhì)量參照GB／T 5009.9—2008測定。

淀粉消化率 ＝［（G120－FG）×0.9／TS］×100%

式中：G120為120min內(nèi)水解產(chǎn)生的葡萄糖質(zhì)量／mg；FG為酶水解前樣品中游離葡萄糖質(zhì)量／mg；TS為樣品總淀粉質(zhì)量／mg。

1.3.9 統(tǒng)計分析

采用SPSS17.0軟件進行數(shù)據(jù)方差分析，應(yīng)用Duncan’s多重比較法檢驗數(shù)據(jù)的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫α－淀粉酶輔助擠壓膨化工藝條件對發(fā)芽糙米WAI與WSI的影響

2.1.1 物料含水量

物料水分對發(fā)芽糙米膨化粉WSI和WAI的影響見圖1。隨著物料中含水量的增加，膨化粉WSI先增加后降低，之后進入平緩期。在含水量低于16%時，提高物料中含水量可以顯著增加膨化粉的WSI（P＜0.05）。可能是由于水分過少時，淀粉糊化程度低，淀粉酶的作用也受到限制，WSI較低而WAI較高。當(dāng)含水量增大到適宜水平時，淀粉迅速糊化并部分降解；高溫α－淀粉酶對糊化的淀粉作用強烈，淀粉被迅速切斷成小分子物質(zhì)，糙米粉WSI顯著提高。當(dāng)含水量繼續(xù)提高，膨化粉WSI逐漸降低（P＜0.05）。當(dāng)物料含水量達到20%以后，膨化粉WSI不再隨物料含水量變化，保持在35%左右（P＞0.05）。膨化粉WAI的變化趨勢與WSI相反。這是因為水分含量提高時，水的潤滑作用加強，機筒內(nèi)的摩擦作用減小，外部提供給物料的機械能和熱能相應(yīng)減少，一方面大量能量用于水分的汽化而使淀粉糊化的能量減少，另一方面擠出物殘留水分高，膨脹度低，未能形成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，水溶性較差。

圖1 物料含水量對發(fā)芽糙米膨化粉WSI及WAI的影響

2.1.2 螺桿轉(zhuǎn)速

圖2 螺桿轉(zhuǎn)速對發(fā)芽糙米膨化粉WSI及WAI的影響

螺桿轉(zhuǎn)速對發(fā)芽糙米膨化粉WSI與WAI的影響見圖2。隨著螺桿轉(zhuǎn)速的提高，膨化粉WSI先增高再降低，隨后趨于平緩；相應(yīng)WAI則先降低后逐漸回升并趨于平穩(wěn)。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速低于28 Hz，加快轉(zhuǎn)速可以顯著提高膨化粉WSI（P＜0.05）。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速超過28 Hz后，WSI急劇下降。這是由于在相對較低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，提高螺桿轉(zhuǎn)速使得剪切和摩擦產(chǎn)熱作用加強，強烈地破壞淀粉顆粒的緊密結(jié)構(gòu)，有助于高溫α－淀粉酶的作用；同時，水分蒸發(fā)加快，利于聚合物氣泡的生成，產(chǎn)品表面疏松多孔，使糙米粉WSI提高。但當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速過高時，物料在機筒內(nèi)停留時間過短，來不及吸收充足的能量發(fā)生充分的糊化作用和降解反應(yīng)，高溫α－淀粉酶也沒有發(fā)生明顯的作用。

2.1.3 擠出溫度

擠出溫度對發(fā)芽糙米膨化粉WSI與WAI的影響見圖3。在低溫區(qū)段，膨化粉WSI隨擠出溫度的升高而顯著提高（P＜0.05），但是當(dāng)溫度高于130℃后，膨化粉的WSI迅速下降至較低水平，小于30%。WAI隨擠出溫度的升高先降低后又增高，與WSI呈相反的變化趨勢。溫度是淀粉糊化及高溫α－淀粉酶發(fā)揮作用所必須的，但是過高的溫度又會使物料組分間發(fā)生復(fù)合作用，阻礙淀粉等大分子物質(zhì)的降解作用，且高溫α－淀粉酶也會過早失活，因此。機筒溫度應(yīng)控制在相對較低的范圍內(nèi)，在保證物料熟化的基礎(chǔ)上，盡量提高高溫α－淀粉酶的活性。

圖3 擠出溫度對發(fā)芽糙米膨化粉WSI及WAI的影響

2.1.4 高溫α－淀粉酶添加量

圖4 高溫α－淀粉酶用量對發(fā)芽糙米膨化粉WSI及WAI的影響

高溫α－淀粉酶添加量對膨化粉WSI和WAI影響的結(jié)果見圖4。酶添加量由30 U／g增加到60 U／g，膨化粉WSI逐步增長，當(dāng)酶添加量到達70 U／g后，膨化粉WSI的提高沒有差異顯著性（P＜0.05），說明在該條件下，酶解能力達到了飽和，繼續(xù)提高酶添加量對于WSI的提高作用不明顯。因此，從酶用量少而高效的原則考慮，確定后續(xù)響應(yīng)面試驗的酶用量為70 U／g物料，不再對該因素進行優(yōu)化。

2.2 高溫α－淀粉酶輔助擠壓膨化工藝條件優(yōu)化

2.2.1 回歸模型的擬合及方差分析

試驗安排與結(jié)果如表2所示。以物料水分X1、擠出溫度X2、螺桿轉(zhuǎn)速X3為試驗因素，WSI為考察指標(biāo)的二次回歸模型為：

該回歸模型的方差分析結(jié)果見表3。模型的決定系數(shù)R2為0.978 2，變異系數(shù)為1.55，回歸模型達到了極顯著水平（P＜0.01）。對模型進行優(yōu)化，保留P＜0.25的項，得到優(yōu)化后的回歸模型如式（2），對其進行方差分析，其決定系數(shù)R2為0.977 9，變異系數(shù)為1.46，失擬項的P值為0.922 6。

表2 Box－Behnken試驗設(shè)計方案與結(jié)果

表3 回歸模型方差分析

2.2.2 雙因素交互作用分析

由表3可見，物料水分含量和螺桿轉(zhuǎn)速之間的交互作用對發(fā)芽糙米膨化粉的WSI有顯著影響，其交互作用的等高線圖及響應(yīng)面如圖5所示。其他因素固定在零水平條件下，當(dāng)水分含量處于較低水平時，WSI隨含水量增加有較明顯的提高，當(dāng)含水量高于零水平后，WSI呈現(xiàn)下降的趨勢；當(dāng)含水量一定時，WSI隨著螺桿轉(zhuǎn)速的增加也呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢。該交互作用對WSI的影響超過了單一物料含水量的影響，表明螺桿轉(zhuǎn)速對熔融聚合物中水分的變化有著重要影響。

圖5 物料含水量和螺桿轉(zhuǎn)速對發(fā)芽糙米粉WSI的交互影響效應(yīng)等高線圖及響應(yīng)曲面圖

2.2.3 最佳條件優(yōu)化及驗證

利用Design－Expert 6.0軟件對回歸模型進行規(guī)范性分析，得到一個穩(wěn)定點，該點各因子的編碼值X1＝17.0%、X2＝133.98℃、X3＝29.57 Hz，物料添加70 U／g的高溫α－淀粉酶，對應(yīng)的WSI為40.9%。為了便于實際操作，確定擠壓膨化的工藝條件為：物料含水量17%、擠出溫度134℃、螺桿轉(zhuǎn)速29.6 Hz，高溫α－淀粉酶添加量70 U／g。在該條件下進行了驗證試驗，測得的WSI為（39.8±1.3）%，實際值比預(yù)測偏低2.7%，說明該模型合理有效，具有參考價值。

2.3 發(fā)芽—擠壓膨化—高溫α淀粉酶協(xié)同處理對膨化粉結(jié)塊率及消化率的影響

2.3.1 膨化粉的結(jié)塊率

糙米經(jīng)發(fā)芽—擠壓膨化—高溫α淀粉酶協(xié)同處理（EGBRE）與經(jīng)擠壓膨化處理（EBR）、高溫α－淀粉酶—擠壓膨化處理（EBRE）、發(fā)芽—擠壓膨化處理（EGBR）處理后，其膨化粉的沖調(diào)結(jié)塊率結(jié)果見圖6。

圖6 膨化粉的沖調(diào)結(jié)塊率

由圖6可見4種不同處理所得膨化粉的結(jié)塊率呈現(xiàn)顯著差異（P＜0.05），其中，EGBRE處理的膨化粉結(jié)塊最低，僅1.52%，與 EBR、EBRE和EGBR處理相比，其沖調(diào)結(jié)塊率分別下降84.2%、73.8%和55.4%。

糙米在發(fā)芽過程中，內(nèi)源淀粉酶被激活，淀粉不斷地被降解，膨化粉復(fù)水時不易結(jié)塊。將高溫α－淀粉酶與發(fā)芽處理及擠壓膨化相結(jié)合，更加高效地降解淀粉，產(chǎn)生大量的糊精和還原糖。這些小分子的物質(zhì)易溶于水，且由于淀粉鏈斷裂，暴露出更多的親水基團，使得膨化粉的結(jié)塊現(xiàn)象明顯減少，略加攪拌即可形成黏度適中的均勻糊狀物。

2.3.2 膨化粉淀粉消化率

糙米經(jīng)發(fā)芽—擠壓膨化—高溫α淀粉酶協(xié)同處理（EGBRE）與經(jīng)擠壓膨化處理（EBR）、高溫α－淀粉酶—擠壓膨化處理（EBRE）、發(fā)芽—擠壓膨化處理（EGBR）處理后，其膨化粉淀粉消化率結(jié)果如圖7所示。EBR、EBRE和EGBR 3種處理所得膨化粉的淀粉消化率差異不顯著，而EGBRE處理的淀粉消化率顯著提高（P＜0.05），與 EBR、EBRE和 EGBR處理相比，分別提高12.2%、9.9%和7.6%。這是由于糙米經(jīng)過發(fā)芽、高溫α－淀粉酶酶解及擠壓的協(xié)同處理，淀粉熟化降解程度加大，人體消化利用率提高。

圖7 膨化粉的淀粉消化率

3 討論

淀粉酶的酶解作用可以顯著降低谷物基沖調(diào)粉的結(jié)塊率。許亞翠等［13］試驗表明，高溫型－淀粉酶的應(yīng)用使膨化米粉的結(jié)塊率由32.0%下降到11.3%。師俊玲等［17］研究了淀粉酶酶解程度對噴霧干燥燕麥粉結(jié)塊率的影響，結(jié)果顯示酶解度高則結(jié)塊率顯著降低。

研究顯示發(fā)芽、淀粉酶和擠壓膨化對淀粉消化性能均有改善作用。Xu等［18］的研究表明，經(jīng)過發(fā)芽處理，糙米的抗性淀粉含量降低，可消化淀粉含量提高。袁海娜等［2］將中溫α－淀粉酶與滾筒干燥相結(jié)，米粉在120min內(nèi)的淀粉消化率提高了27.5%。Yahaghi等［19］和 Martínez等［20］研究證明，適宜的擠壓使得淀粉對消化酶酶解作用敏感，消化率提高。

4 結(jié)論

通過響應(yīng)面法，優(yōu)化得到了發(fā)芽－高溫α淀粉酶－擠壓膨化協(xié)同改善速食糙米粉沖調(diào)性的工藝條件，在物料含水量17%、擠出溫度134℃、螺桿轉(zhuǎn)速29.6 Hz，高溫α－淀粉酶添加量70 U／g的條件下，發(fā)芽糙米粉的水溶性指數(shù)可達39.8%，與糙米經(jīng)發(fā)芽—擠壓膨化協(xié)同處理和經(jīng)高溫α－淀粉酶—擠壓膨化協(xié)同處理相比，所得糙米膨化粉的沖調(diào)結(jié)塊率分別下降55.4%和73.8%，淀粉的消化率分別提高9.9%和7.6%，本研究表明糙米經(jīng)發(fā)芽—擠壓膨化—高溫α淀粉酶協(xié)同處理能顯著改善其膨化粉的沖調(diào)性和消化利用率。

［1］Kwami A，Liu R H.Antioxidant activity of grains［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2002，50（21）：6182－6187

［2］袁海娜，尤玉如，儲小軍，等.生物技術(shù)應(yīng)用于嬰幼兒谷基配方米粉的工藝研究［J］.中國食品學(xué)報，2009，9（6）：121－127

［3］Paul N，James F.Development of an extruded plantain／corn／soy weaning food［J］.International Journal of Food Science＆Technology，2001，36（4）：415－423

［4］Ding Q B，Ainsworth P，Tucker G，et al.The effect of extrusion conditions on the physicochemical properties and sensory characteristics of rice－based expanded snacks［J］.Journal of Food Engineering，2005，66（3）：283－289

［5］王亮，周惠明，錢海峰.早餐谷物研究進展－擠壓過程中原料成分變化［J］.糧食與油脂，2005（8）：11－15

［6］張冬生，劉永樂，李向紅，等.精白保胚發(fā)芽米淀粉的理化性質(zhì)［J］.食品科學(xué)，2010（17）：177－181

［7］Anocha S，Kyllaya L，Arpathsra S，et al.Effect of extrusion conditions on the physicochemical properties of a snack made from purple rice（Hom Nil）and soybean flour blend［J］.International Journal of Food Science＆Technology，2011，46（1）：201－208

［8］劉超，張波，魏益民.影響淀粉類擠壓膨化產(chǎn)品膨化率的因素研究進展［J］.中國糧油學(xué)報，2013，28（7）：124－128

［9］韓永斌，劉桂玲，史曉媛，等.擠壓膨化對發(fā)芽糙米理化性質(zhì)的影響［J］.中國糧油學(xué)報，2010，25（12）：1－5

［10］Govindasamy S，Campanella O H，Oates CG.Enzymatic hydrolysis and saccharification optimisation of sago starch in a win－screw extruder［J］.Journal of Food Engineering，1997，32（2）：427－446

［11］Govindasamy S，Campanella O H，Oates CG.Enzymatic hydrolysis of sago starch in a twin－screw［J］.Jounal of Food Engineering，1997，32（4）：403－426

［12］Myat L，Ryu G H.Effect of thermostable alpha－amylase injection on mechanical and physiochemical properties for saccharification of extruded corn starch［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，2014，94（2）：288－295

［13］許亞翠，錢海峰，張暉.高溫型α－淀粉酶對膨化米粉沖調(diào)性的影響［J］.食品工業(yè)科技，2012，38（8）：73－77

［14］Anderson R A，Conway H F，Peplinski A J.Gelatinization of corn grits by roll cooking，extrusion cooking and steaming［J］.Die Starke，1970，22（4）：130－134

［15］劉靜波，馬爽，劉博群，等.不同干燥方式對全蛋粉沖調(diào)性能的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2012，27（12）：383－288

［16］Englyst H N，Kingman SM，Cummings JH.Classification and measurementofnutritionally importantstarch fractions［J］.European Journal of Clinical Nutrition，1992，46：S33－50

［17］師俊玲，李居南，陳秋桂，等.酶解程度對噴霧干燥速溶燕麥粉特性的影響［J］.農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2012，43（8）：155－159

［18］Xu J，Zhang H，Guo X，et al.The impact of germination on the characteristics of brown rice flour and starch［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，2012，92（2）：380－387

［19］Yahaghi M，Liang J B，Balcells J，et al.Extrusion of sorghum starch enhances ruminal and intestinal digestibility，rumen microbial yield and growth in lambs fed on highconcentrate diets［J］.Animal Feed Science and Technology，2014，189：30－40

［20］MartínezM M，Calvi?o A，Rosell CM，et al.Effect of different extrusion treatments and particle size distribution on the physicochemical properties of rice flour［J］.Food and bioprocess technology，2014（9）：2657－2665.

The Collaborative Process Optimization of Germination－Extrusion－Thermostableα－Amylase to Improve the Solubility of Brown Rice Powder

Zhang Dongyuan1，2Zhang Mingwei2Deng Yuanyuan2Ma Yongxuan2Wei Zhencheng2Zhang Ruifen2Zhang Yan2Tang Xiaojun2Ti Huihui2Liu Lei2Zhang Hui1

（School of Food Science and Technology，Jiangnan University1，Wuxi 214122）
（Sericultural and Agri－food Research Institute，Guangdong Academy of Agricultural Sciences／Key Laboratory of Functional Foods，Ministry of Agriculture／Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing2，Guangzhou 510610）

The objective of the present study was to optimize the extrusion process conditions formodifying the solubility and biologcal availability of brown rice powder.The process was cooperated with germination and thermostableα－amylase.The effects ofmoisture，extrusion temperature，screwing speed and the amount of enzyme on water solubility index（WSI）of germinated brown rice powder were analyzed.The optimal parameters were water content 17%，extrusion temperature 134℃，screwing speed 29.6 Hz and amylase additive ratios of70 U／g.TheWSIof germinated puffing brown rice powder obtained after optimization was up to 39.8%，and the agglomeration rate fell by 55.4%and 73.8%comparing with the germinated puffing brown rice powder without thermostableα－amylase and assisting with thermostableα－amylase.Meanwhile，the starch digestibility increased 9.9%and 7.6%.The results showed thatgermination－extrusion－thermostableαamylase co－processing could significantly improve the solubility and biologcal availability of brown rice powder.

whole brown rice，germination，twin－screw extrusion，thermostableα－amylase，solubility

TS213.3

A

1003－0174（2015）06－0106－07

時間：2015－05－05 06：43

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：／／www.cnki.net／kcms／detail／11.2864.TS.20150505.0643.004.html

“十二五”國家科技支撐計劃（2012BAD33B10，2012 BAD37B08），公益性行業(yè)科研專項（201303071，201403063），農(nóng)業(yè)部“948”計劃重點項目 （2011－G8（4）－5），廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項目（2012B0911 00411）

2014－05－27

張冬媛，女，1988年出生，碩士，糧食深加工

張暉，女，1966年出生，教授，谷物與健康食品