二次浸泡二次磨漿工藝對米粉糊化特性的影響

高文明，戴志勇，劉戰(zhàn)紅，姜文軍

（1.湖南英氏營養(yǎng)食品有限公司研發(fā)中心，湖南長沙410000；2.江西楓樹生態(tài)科技食品有限公司，江西宜春330700）

嬰幼兒米粉在生產(chǎn)中主要采用濕磨法對大米粉碎，大米粉的糊化特性對于終產(chǎn)品的性狀有很大影響。Ramesh M[1]、Iturriaga L B[2]指出秈米的糊化特征主要受直鏈淀粉含量和支鏈結(jié)構(gòu)淀粉的影響，而大米粉糊化特性會也受到大米淀粉顆粒大小、淀粉顆粒浸潤程度以及水合特性的影響[3-5]。淀粉顆粒的膨脹會受到其他化合物以及加熱過程中剪切力的影響，如蛋白質(zhì)、脂肪、非淀粉多糖類這些大分子物質(zhì)的存在會導(dǎo)致淀粉的糊化特性改變[6]，這些組分是在淀粉顆粒周圍或是與它相互作用，抑制了淀粉的膨脹[7-8]，而浸泡和磨漿會影響淀粉水合特性、淀粉顆粒大小及這些物質(zhì)與淀粉的相對位置及結(jié)合程度[9-10]，本文的目的是研究在嬰幼兒米粉生產(chǎn)工藝中大米的浸泡、磨漿次數(shù)，對于米粉糊化特性的影響，為米粉的生產(chǎn)提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

東北珍珠米（蛋白質(zhì)7.43%、碳水化合物76.52%、脂肪0.92%、水分14.86%、灰分0.27%）：黑龍江省寶泉嶺農(nóng)墾山林糧食加工有限制責(zé)任公司；Megazyme破損淀粉試劑盒：上海酶聯(lián)生物科技有限公司；無水硫酸銅：江西強盛化工有限公司；硫酸鉀、氫氧化鈉：西隴科學(xué)股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

電子分析天平（ME204E）：梅特勒托利多儀器（上海）；電熱恒溫干燥箱（JB202-1）：上海金患科學(xué)儀器有限公司；磨漿機（SZ-12）：廣州旭眾食品機械有限公司；膠體磨（JMS-50）：廊坊市安次區(qū)匯通機械廠；臺式低速離心機（LD5-10）：北京京立離心機有限公司；CR-22GII型高速離心機：日本HITACHI公司；快速黏度分析儀（Super-4）：波通瑞華科學(xué)儀器有限公司；差示掃描量熱分析儀（DSC Q2000）：美國TA公司；場發(fā)射掃描電子顯微鏡（Nova NanoSEM230）：FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 二次浸泡二次磨漿工藝方法

大米計量后，按照米∶水=1∶1.5（質(zhì)量比）浸泡50 min，放出水進入磨漿機磨漿20 min，放出的水加入米漿攪拌浸泡20 min，米漿進入膠體磨磨漿20 min。米漿離心自然風(fēng)干，控制水分在14%。一次浸泡一次磨漿為浸泡50 min，磨漿機磨漿20 min；一次浸泡二次磨漿為浸泡50 min，磨漿機磨漿20 min，膠體磨磨漿20 min；二次浸泡一次磨漿為浸泡50 min，磨漿機磨漿20 min，米漿攪拌浸泡20 min；二次浸泡二次磨漿為浸泡50 min，磨漿機磨漿20 min，米漿攪拌浸泡20 min，膠體磨磨漿20 min。

1.3.2 破損淀粉含量測定

采用酶比色法測定米粉中破損淀粉含量。

1.3.3 米粉顆粒電鏡觀察

均勻地將樣品撒在雙面膠上，吹去多余粉末，設(shè)置加速電壓10 kV，用掃描電子顯微鏡觀察。

1.3.4 水合特性的測定

采用Heo等[11]的方法測定米粉水合特性。取0.1 g米粉樣品，加水20 mL混勻，分別在25℃和100℃下加熱震動30 min后于15 000 r/min離心30 min。取上清液于鋁盒中，105℃烘干至恒重，同時稱量沉淀物質(zhì)量。吸水指數(shù)（WAI）、水溶性（WS）、溶脹性（SP）按下列公式計算。

1.3.5 糊化特性的測定[12]

采用快速黏度測定儀（rapid visco analyzer，RVA）測定，并按水分含量12%進行校正），加入25 mL蒸餾水，制備測試樣品。在糊化過程中，罐內(nèi)溫度變化如下：50℃保溫1 min；再以12℃/min速率升溫到95℃（3.75 min）；95℃保溫 2.5 min，再以 12℃/min降溫到50℃（3.75 min）；50℃保溫1.4 min。攪拌器先以960 r/min保持前10 s，之后保持在160 r/min。13.5 min后可以得到米粉的糊化特性曲線，其中峰值黏度、熱糊黏度、衰減值、最終黏度、回生值、糊化溫度、峰值時間是代表樣品RVA譜差異的重要參數(shù)，所有的測定重復(fù)3次。

1.3.6 差示掃描量熱分析[13]

用差示掃描量熱分析法測定，主要步驟如下：稱取樣品2.5 mg加入5.0 μL的去離子水，密封后置于冰箱（4℃）平衡，測前回溫1 h，放入DSC Q2000中開始測定，以空盤為參考樣品，升溫速率為10.0℃/min，溫度范圍為30℃～120℃，得到試樣的DSC熱效應(yīng)曲線，參數(shù)包括淀粉糊化時的熱焓（△T）變化、起始溫度（To）、峰值溫度（Tp）及終止溫度（Tc），供試樣品均重復(fù)測3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 浸泡磨漿次數(shù)對米粉破損淀粉含量的影響

不同浸泡磨漿次數(shù)對米粉破損淀粉含量的影響見圖1。

由圖1可以看出，隨著磨漿次數(shù)的增加淀粉的破損程度加大，二次浸泡一次磨漿破損淀粉含量最小為2.12%，二次浸泡二次磨漿后最大為4.52%，水分的浸潤可以減小淀粉顆粒的破損，二次浸泡二次磨漿時膠體磨作用米粉的機械強較大，使米粉顆粒更小，對淀粉造成的破損程度也更大。但米粉顆粒的變小和淀粉顆粒的破損有助于后續(xù)加工過程米粉的糊化。

圖1 不同浸泡磨漿次數(shù)對米粉破損淀粉含量的影響Fig.1 The effects of soaking and grinding different times on damaged starch contents of rice flour

2.2 浸泡磨漿次數(shù)對米粉顆粒粒徑的影響

不同浸泡磨漿次數(shù)米粉顆粒電鏡圖見圖2，米粉顆粒粒徑見表1。

由圖2可以看出，米粉經(jīng)過浸泡磨漿后多為不規(guī)則多邊形狀，隨著浸泡磨漿次數(shù)的增加，米粉顆粒的粒徑有減小的趨勢，粒徑范圍從173 μm變化到了5 μm，平均粒徑從 134 μm 減小到了 23 μm，米粉在糊化特性、熱特性上參數(shù)的變化確實跟顆粒的大小存在一定的關(guān)系，顆粒的變小淀粉分子更易浸潤、破損且受熱結(jié)晶結(jié)構(gòu)易于破壞，淀粉就能充分的糊化[14-15]。

2.3 浸泡磨漿次數(shù)對米粉水合特性的影響

不同浸泡磨漿次數(shù)對米粉水合特性的影響見表2。

由表2可知，在25℃時，二次浸泡二次磨漿后米粉的吸水指數(shù)、水溶性、溶脹性都最大，由于25℃時米粉顆粒尚未糊化，顆粒的吸水性較差，而破損淀粉會對其水合特性造成影響，破損淀粉含量減小，吸水性、溶水率及溶脹性有降低趨勢[16]；在米粉加熱到100℃時，二次浸泡二次磨漿后米粉的吸水指數(shù)、溶脹性都最大，水溶性最小，與一次浸泡一次磨漿相比存在差異性，這可能與米粉顆粒大小有關(guān)系，顆粒越小淀粉受熱膨脹程度越大，糊化更完全。

圖2 不同浸泡磨漿次數(shù)米粉顆粒電鏡圖Fig.2 The SEM image of rice flour soaking and grinding different times

表1 米粉顆粒粒徑Table 1 The granular size of rice flour

表2 不同浸泡磨漿次數(shù)對米粉水合特性的影響Table 2 The effects of soaking and grinding different times on hydration properties of rice flour

2.4 浸泡磨漿次數(shù)對米粉糊化特性的影響

不同浸泡磨漿次數(shù)對米粉糊化特性的影響見表3。

由表3可以看出，與一次浸泡一次磨漿相比，一次浸泡二次磨漿、二次浸泡一次磨漿使米粉在峰值黏度、熱糊黏度、最終黏度、糊化溫度上呈現(xiàn)顯著差異（P＜0.05），而二次浸泡二次磨漿使峰值黏度、熱糊黏度、最終黏度、衰減值、糊化溫度呈現(xiàn)極顯著差異（P＜0.01），回生值、峰值時間呈現(xiàn)顯著差異?？梢娊菽{次數(shù)的增加可以提高米粉的糊化效果[14]。且隨著浸泡、磨漿次數(shù)的增加米粉的峰值黏度、熱糊黏度、最終黏度、衰減值、回生值有上升趨勢，峰值時間、糊化溫度有下降趨勢，其中相應(yīng)的變化范圍分別為：2 769 mPa·s～3 300 mPa·s、1 482 mPa·s～1 702 mPa·s、2 597 mPa·s～3 005 mPa·s、1 287 mPa·s～1 598 mPa·s、1 115 mPa·s～1 303 mPa·s、5.5 s～5.9 s、78 ℃～85 ℃。

在峰值黏度上浸泡、磨漿每增加一次黏度值分別升高380、150mPa·s，而浸泡、磨漿同時增加一次黏度值升高 531 mPa·s，熱糊黏度依次為 150、67、220 mPa·s，最終黏度依次為 290、116、408 mPa·s，衰減值依次為228、80、311 mPa·s，回生值依次為 148、40、188 mPa·s，而在峰值時間上浸泡、磨漿每增加一次分別降低0.2、0.1 s，浸泡、磨漿同時增加一次則降低0.4 s，糊化溫度依次為5、3、7℃?？梢钥闯?，浸泡、磨漿同時增加時，能明顯提高米粉的糊化，且糊化的各個特征值變化規(guī)律一致。浸泡次數(shù)增加，米粉能夠充分吸收水分，淀粉顆粒的浸潤程度增大，磨漿次數(shù)增加，米漿的顆粒更小[17-18]，淀粉也更易于膨脹糊化，米粉糊化特性也主要是受到淀粉粒大小、直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例等淀粉本身性質(zhì)的影響[19-20]。

表3 浸泡磨漿對糊化特性影響的顯著性分析Table 3 The significance analysis of the effect of soaking and grinding on the pasting properties

2.5 浸泡磨漿次數(shù)對米粉熱特性的影響

不同浸泡磨漿次數(shù)對米粉熱特性的影響見表4。

表4 浸泡磨漿對熱特性影響的顯著性分析Table 4 The significance analysis of the effect of soaking and grinding on the thermal properties

由表4可以看出，隨著浸泡磨漿次數(shù)的增加，起始溫度、峰值溫度、終止溫度有逐漸降低的趨勢，而熱焓值有升高的趨勢，與一次浸泡一次磨漿相比，一次浸泡二次磨漿使起始溫度、峰值溫度、終止溫度呈現(xiàn)顯著差異，二次浸泡一次磨漿使峰值溫度呈現(xiàn)顯著差異，二次浸泡二次磨漿使起始溫度、峰值溫度、終止溫度、熱焓呈現(xiàn)極顯著差異。可見浸泡磨漿次數(shù)的增加可以使米粉更容易糊化，且熱量變化也更大[21]。隨著浸泡、磨漿次數(shù)的增加，米粉的起始溫度、峰值溫度、終止溫度、熱焓相應(yīng)的變化范圍依次為：68.92℃～74.35℃、74.15℃～81.22℃、83.12℃～88.39℃、23.58 J/g～30.77 J/g。

在起始溫度上浸泡、磨漿每增加一次溫度分別降低4.23、1.39℃，而浸泡、磨漿同時增加一次溫度降低5.43℃，峰值溫度依次為 4.18、2.11、7.07℃，終止溫度依次為3.04、1.44、5.27℃，在熱焓上浸泡、磨漿每增加一次分別升高3.49、2.05 J/g，浸泡、磨漿同時增加一次則升高7.19 J/g，可以看出，浸泡、磨漿同時增加時，可以使米粉顆粒更小，淀粉顆粒浸潤程度更大受熱膨脹受到的抑制作用減小，更容易糊化[15，22]。3 結(jié)論

大米經(jīng)二次浸泡二次磨漿后米粉的淀粉破損含量為4.52%，水合特性變化顯著，粒徑明顯變小，平均粒徑23 μm。在糊化特性上，隨著浸泡、磨漿次數(shù)的增加米粉的峰值黏度、熱糊黏度、最終黏度、衰減值、回生值有上升趨勢，峰值時間、糊化溫度有下降趨勢；經(jīng)二次浸泡二次磨漿后，峰值黏度、熱糊黏度、最終黏度、衰減值、糊化溫度呈現(xiàn)極顯著差異，回生值、峰值時間呈現(xiàn)顯著差異。在熱特性上，隨著浸泡磨漿次數(shù)的增加，起始溫度、峰值溫度、終止溫度有逐漸降低的趨勢，而熱焓值有升高的趨勢；經(jīng)二次浸泡二次磨漿后起始溫度、峰值溫度、終止溫度、熱焓上呈現(xiàn)極顯著差異；且隨著浸泡磨漿次數(shù)的增加米粉顆粒的粒徑有減小的趨勢，二次浸泡二次磨漿后粒徑減小明顯，可見淀粉顆粒的大小對米粉糊化特性存在一定的影響[16，23]。

參考文獻：

[1]Ramesh M,Ali Z S,Bhattacharya K R.Structure of rice and its relation to cooked-rice texture[J].Carbohydr.Polym,1999,38：337-347

[2]Iturriaga L B,Mishima B L,A?on M C.Effect of amylose on starch pastes viscoelasticity and cooked grains stickiness in rice from seven Argentine genotypes[J].Food Res.Int,2006,39：660-666

[3]DEVI A F,FIBRIANTO K,TORLEy P J,et al.Physical properties of cryomilled rice starch[J].Journal of Cereal Science,2009,49(2)：278-284

[4]UTHUMPORN U,KARIM A A,FAZILAH A.Defatting improves the hydrolysis of granular starch using a mixture of fungal amylolytic enzymes[J].Industrial Crops and Products,2013,43(1)：441-449

[5]WANG S J,COPELAND L.Effect of alkali treatment on structure and function of pea starch granules[J].Food Chemistry,2012,135(3)：1635-1642

[6]ZHOU Z K,ROBARDS K,HELLIWELL S,et al.Effect of rice storage on pasting properties of rice flour[J].Food Research International,2003,36(6)：625-634

[7]LIKITWATTANASADE T,HONGSPRABHAS P.Effect of storage proteins on pasting properties and microstructure of Thai rice[J].Food Research International,2010,43(5)：1402-1409

[8]盧薇,夏寧,王金梅,等.大米谷蛋白對大米淀粉理化特性的影響[J].現(xiàn)代食品科技,2012(12)：1632-1635,1655

[9]HA T y,KO S N,LEE S M,et al.Changes in nutraceutical lipid components of rice at different degrees of milling[J].European Journal of Lipid Science and Technology,2006,108(3)：175-181

[10]YU Jinglin,WANG Shujun,WANG Jingrong,et al.Effect of laboratory milling on properties of starches isolated from different flour millstreams of hard and soft wheat[J].Food Chemistry,2015,172：504-514

[11]Heo S,Lee S M,Shim J H,et al.Effect of dry-and wet-milled rice flours on the quality attributes of gluten-free dough and noodles[J].Journal of Food Engineering,2013,116(1)：213-217

[12]江帆.RVA儀分析不同添加物對大米粉糊化特性的影響[J].食品研究與開發(fā),2013,34(8)：74-77

[13]冷雪,曹龍奎.利用差示掃描量熱儀研究小米淀粉及小米粉的糊化特性[J].食品科學(xué),2015,36(19)：60-66

[14]賀財俊,李怡,吳躍,等.秈米糊化特性與碾磨程度的相關(guān)性分析[J].食品科學(xué),2017,38(11)：59-63

[15]路宏民,周文超.小米淀粉顆粒特性與熱特性的相關(guān)性研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工(學(xué)刊),2013(8)：1-4

[16]高曉旭,佟立濤.不同磨粉工藝對大米粉粉質(zhì)特性的影響[J].現(xiàn)代食品科技,2015,31(1)：194-199

[17]杜傳來,王麗.蕨根淀粉的顆粒形態(tài)與糊化特性研究[J].中國糧油學(xué)報,2016,31(7)：46-50

[18]張玉榮,高佳敏,周顯青,等.谷物磨粉工藝對其淀粉損傷及特性影響研究進展[J].中國糧油學(xué)報,2017,32(3)：135-140

[19]張琪琪,萬映秀,曹文昕,等.小麥籽粒硬度及淀粉糊化特性研究[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報,2016,28(5)：731-735

[20]付奎.不同機械處理方式對小麥粉損傷淀粉含量及其糊化特性的影響[J].糧食與飼料工業(yè),2014,4(3)：8-13

[21]NIU M,HOU G G,WANG L,et al.Effects of superfine grinding on the quality characteristics of whole-wheat flour and its raw noodle product[J].Journal of Cereal Science,2014,60(2)：382-388

[22]Gabriela N B,Mariela C B,Laura I,et al.Effect of damaged starch on the rheological properties of wheat sharch suspensions[J].Journal of Food Engineering,2013,116：233-239

[23]Hasjim J,Li E,Dhital S.Milling of rice grains：Effects of starch/flour structures on gelatinization and pasting properties[J].Carbohydrate polymers,2013,92(1)：682-690