半干法磨制對(duì)小米粉及面條品質(zhì)特性的影響

靳志強(qiáng)，白變霞，趙晉峰，陳艷彬，王 璽

（1.長(zhǎng)治學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)系，山西 長(zhǎng)治 046011；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所，山西 長(zhǎng)治 046011）

谷子（Setaria italica）也被稱為印度粟，是一種最古老的栽培谷物，脫殼后稱為小米。小米含有多種維生素、礦物質(zhì)和植物性化學(xué)成分，其中酚類和類胡蘿卜素是重要的抗氧化成分。食用小米有助于降低與氧化應(yīng)激相關(guān)的疾病，因此小米被認(rèn)為是一種潛在的功能食品[1]。流行病學(xué)研究表明，食用小米及其產(chǎn)品有助于降低膽固醇代謝失調(diào)、2型糖尿病等慢性病風(fēng)險(xiǎn)[2]。小米在我國(guó)最普遍和最簡(jiǎn)單的食用方式是小米粥。由于市場(chǎng)上缺乏豐富多樣的小米加工制品，目前小米的食用消費(fèi)相當(dāng)有限。通過(guò)將小米磨制成粉，可以部分或完全替代主糧，實(shí)現(xiàn)小米在意面、中式面條和饅頭等傳統(tǒng)食譜中的多樣化應(yīng)用[3]。

磨制是廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中的單元操作，在我國(guó)很早就有濕磨、半干磨及干磨之分。濕磨包括過(guò)夜浸泡、瀝干、加水磨漿等步驟，是生產(chǎn)米粉和豆腐等過(guò)程中的一種傳統(tǒng)磨制方法[4]，對(duì)小麥、玉米和小米等谷物粉的加工并不適用。干磨是谷物在干燥狀態(tài)下用各種磨粉機(jī)進(jìn)行磨制。與濕磨相比，干磨不產(chǎn)生廢水，降低了產(chǎn)品滋生微生物的風(fēng)險(xiǎn)，可以更好地保留蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和灰分等營(yíng)養(yǎng)成分，但耗能高且淀粉損傷嚴(yán)重[5]。半干法磨制是介于干磨和濕磨間的一項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)潤(rùn)米調(diào)質(zhì)后再用磨粉機(jī)進(jìn)行磨制[6]，半干法磨制可以獲得與濕磨相近的谷物粉品質(zhì)。Tong Litao等[7]采用含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的半干磨工藝制備大米米粉。Kim等[8]將半干法磨制的大米粉代替小麥粉用于制作無(wú)面筋蛋糕。

在減小粒徑的谷物磨制過(guò)程中，摩擦熱和機(jī)械能改變了谷物粉的組成成分，例如引起淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)損傷[9]。磨制過(guò)程中的機(jī)械力和溫度差異，導(dǎo)致不同磨制工藝生產(chǎn)的谷物粉具有不同的粒徑分布和淀粉損傷。粒徑的不均勻性通過(guò)增加單位體積的表面積顯著影響谷物粉的理化特性，它也可以通過(guò)提高消化速率增加碳水化合物、蛋白質(zhì)等宏量營(yíng)養(yǎng)素的生物利用率[10]。淀粉損傷由淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的破壞引起，其損傷程度與淀粉粒徑、植物學(xué)來(lái)源和磨粉狀態(tài)密切相關(guān)[11]。損傷淀粉和粒徑分布的差異會(huì)影響糊化特性和熱力學(xué)行為，并進(jìn)而影響面條等加工制品的品質(zhì)[9]。目前，已有學(xué)者就磨制方法對(duì)小麥和大米等常見(jiàn)谷物的淀粉損傷、粉粒物理性質(zhì)和功能特性以及終產(chǎn)品質(zhì)量的影響進(jìn)行了深入研究[11]，但關(guān)于磨粉工藝對(duì)小米粉及其加工產(chǎn)品影響的研究鮮有報(bào)道[3]。

同大米相似，小米蛋白也不能形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以小米面團(tuán)的黏彈性主要取決于淀粉特性[7]。然而，干法磨制會(huì)對(duì)淀粉結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p傷，使小米粉無(wú)法較好地滿足制面工藝的需求。因此，本實(shí)驗(yàn)以干法磨制為對(duì)照，著重研究半干法磨制工藝對(duì)小米粉的物理特性（損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、粒徑分布、淀粉結(jié)晶度、顆粒形貌等）、功能特性（水合性能、粉質(zhì)特性、糊化特性等）以及小米面條品質(zhì)特性（水分分布狀態(tài)、蒸煮性能和質(zhì)構(gòu)特性等）的影響，并用偏最小二乘回歸分析（partial least squares regression，PLSR）探討它們的相關(guān)性[12]，為更好地了解半干法磨制工藝對(duì)小米粉理化特性的影響和提高小米面條的品質(zhì)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小米購(gòu)自山西沁州黃小米集團(tuán)，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.4%。

谷朊粉 瑞祥生物科技有限公司；其他試劑均為市售分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

CT410型旋風(fēng)磨 福斯賽諾分析儀器（蘇州）有限公司；SDmatic型損傷淀粉測(cè)定儀、Mixolab混合實(shí)驗(yàn)儀 法國(guó)肖邦技術(shù)公司；LS13-320激光粒度分析儀美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特公司；D8 Adance X射線衍射（X-ray diffraction，XRD）儀 德國(guó)Bruker公司；TM3000型臺(tái)式掃描電子顯微鏡 日本日立公司；VFD-21S型冷凍干燥儀 美國(guó)IXRF公司；TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)FTC公司；NMI20-015V-I型核磁共振食品成像分析儀 蘇州（上海）紐邁電子科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 米粉的制備

參照佟立濤等[6]的方法，采用干法和半干法磨制小米。

干法磨粉（簡(jiǎn)稱干磨）：取100 g小米用旋風(fēng)磨（旋風(fēng)磨是工業(yè)上較為常用的谷物干法粉碎機(jī)，通過(guò)粉碎刀片高速旋轉(zhuǎn)撞擊將谷物顆粒粉碎）進(jìn)行磨制，過(guò)80 目粉篩后裝于密封袋中4 ℃保存待用。

半干法磨粉（簡(jiǎn)稱半干磨）：預(yù)實(shí)驗(yàn)中質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的潤(rùn)米水分易使旋風(fēng)磨堵塞，因此將潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)定為18%、22%、26%。準(zhǔn)確稱取200 g小米樣品，放于燒杯中，根據(jù)潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)加入適量蒸餾水，封口搖混，使小米與水分充分混合均勻，放置于室溫下潤(rùn)米24 h。然后使用旋風(fēng)磨將潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%、22%、26%的小米原料進(jìn)行磨制，于40 ℃干燥至水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（12±2）%，過(guò)80 目粉篩后裝于密封袋中4 ℃保存待用。

1.3.2 損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定

參照邱爽等[13]的方法，用損傷淀粉測(cè)定儀測(cè)定小米粉損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.3 小米粉粒徑分布的測(cè)定

小米粉通過(guò)干法進(jìn)樣系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)樣，用激光粒度分析儀測(cè)定小米粉的粒徑分布。中位徑用于表示平均粒徑[14]。

1.3.4 淀粉結(jié)晶性的測(cè)定

用X射線衍射儀對(duì)4 種小米粉進(jìn)行測(cè)試得到相應(yīng)的衍射圖譜，測(cè)定條件：電壓40 kV，電流40 mA，掃描2θ范圍為5o～30o，步長(zhǎng)為0.02o，掃描速率為3（o）/min。參照徐斌等[15]的方法用MDI Jade 6.0軟件計(jì)算樣品的結(jié)晶度。

1.3.5 淀粉顆粒微觀結(jié)構(gòu)的觀察

小米粉樣品均勻分散在雙面導(dǎo)電膠上，然后固定于鋁平板上，真空噴金后用掃描電子顯微鏡在12 kV的加速電壓下放大1 500 倍觀察。

1.3.6 粉質(zhì)特性和糊化特性的測(cè)定

參照曾凡逵等[16]的方法，采用混合實(shí)驗(yàn)儀測(cè)定小米粉的粉質(zhì)特性和糊化特性。

1.3.7 水合特性的測(cè)定

參照de la Hera等[10]的方法測(cè)定小米粉的水合特性。取0.5 g小米粉樣品，加蒸餾水10 mL混勻，在90 ℃下振蕩水浴加熱10 min。面糊在冰浴中冷卻10 min，然后4 ℃、3 000×g離心10 min。取上清液于鋁盒中，105 ℃烘至恒質(zhì)量，同時(shí)稱量濕沉淀物質(zhì)量。吸水指數(shù)、水溶指數(shù)和溶脹指數(shù)分別按公式（1）～（3）計(jì)算。

1.3.8 小米面條的制備

小米面條的配方為小米粉85 g、谷朊粉15 g、水50 mL、鹽2 g[17]。取25 mL沸水緩慢加入50 g小米粉中混合攪拌2 min，面團(tuán)靜置，待溫度降至30 ℃后，將剩余的小米粉（35 g）、水（常溫）和其他配料加入，用手混合攪拌揉制成面團(tuán)[18]。和好的面團(tuán)用保鮮膜包好，在37 ℃培養(yǎng)箱靜置熟化20 min后，在壓面機(jī)上逐步壓延成厚1 mm的面帶。為便于小米面條特性的測(cè)定，將面帶切成12 cm×2.0 mm的面條置于4 ℃冰箱內(nèi)備用。

1.3.9 低場(chǎng)脈沖核磁共振分析

按照1.3.8節(jié)所述方法制取厚4 mm的面帶，切取適當(dāng)大小面帶卷成直徑約1 cm、高約2～3 cm的圓柱狀面團(tuán)，用生料帶包好以防止水分蒸發(fā)，置于直徑15 mm核磁共振專用玻璃試管中。參照劉銳等[19]的方法用低場(chǎng)核磁共振分析儀測(cè)定樣品的自旋-自旋弛豫時(shí)間T2。參數(shù)設(shè)置：重復(fù)采樣等待時(shí)間1 000 ms，采樣頻率100 kHz，采樣點(diǎn)數(shù)89 976，重復(fù)采樣次數(shù)32，回波時(shí)間0.3 ms，回波個(gè)數(shù)3 000。測(cè)量前用精密天平稱量樣品質(zhì)量，以便后續(xù)的均一化處理。

1.3.10 蒸煮性能測(cè)定

參照J(rèn)ang等[20]的方法測(cè)定小米面條的蒸煮損失率。

1.3.11 質(zhì)構(gòu)性能測(cè)定

參照伍婧等[21]的方法，用質(zhì)構(gòu)儀在TPA模式下對(duì)質(zhì)構(gòu)性能進(jìn)行測(cè)定。

1.3.12 感官評(píng)價(jià)

參照Yadav等[22]的方法對(duì)小米面條進(jìn)行感官評(píng)價(jià)并略有改動(dòng)?；? 點(diǎn)喜好標(biāo)尺進(jìn)行評(píng)價(jià)，即1 分為非常不滿意；2 分為不滿意；3 分為一般；4 分為滿意；5 分為非常滿意。感官小組由10 名經(jīng)過(guò)基本訓(xùn)練的成員組成，其中包括6 名女性和4 名男性，年齡在22～25 歲。這些成員非專業(yè)的感官分析師，但熟悉喜好標(biāo)尺和評(píng)價(jià)指標(biāo)。小米面條在蒸煮和冷卻后，對(duì)其爽滑性、堅(jiān)實(shí)性、咀嚼性、黏牙性和總體可接受性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及使用Origin 8.5軟件繪圖。采用Unscrambler 9.8統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行PLSR分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 磨粉工藝對(duì)小米粉損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

圖 1 干磨與半干磨小米粉損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)Fig. 1 Damaged starch contents of dry and semidry milled millet flours

谷物磨粉過(guò)程中，由于劇烈的機(jī)械作用力和熱能使淀粉的組織結(jié)構(gòu)受到破壞，從而產(chǎn)生了損傷淀粉[23]。如圖1所示，半干磨小米粉損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而降低，且顯著高于干磨小米粉（P＜0.05）。Tong Litao等[7]采用濕磨、半干磨和干磨3 種方式磨制大米粉，也得到了相似的研究結(jié)果。不同的磨粉工藝對(duì)谷物粉造成不同程度的淀粉損傷，這取決于磨制過(guò)程中的機(jī)械力和熱能[9]。半干磨工藝中的潤(rùn)米過(guò)程使水分子進(jìn)入籽粒內(nèi)部，作為一種增塑劑增加了淀粉顆粒的彈性，代替淀粉吸收了一部分機(jī)械能，從而降低了淀粉損傷，保護(hù)了小米粉的品質(zhì)[24]。干磨工藝施加了更多的機(jī)械能和熱能，導(dǎo)致谷物粉損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加[25]。

2.2 磨粉工藝對(duì)小米粉粒徑分布的影響

圖 2 干磨和半干磨小米粉的粒徑分布Fig. 2 Particle size distribution of dry and semidry milled millet flours

谷物粉粒度通過(guò)改變吸水率和面團(tuán)的延展性，進(jìn)而會(huì)影響其制品的加工特性和食用品質(zhì)[24]。由圖2可見(jiàn)，4 種小米粉的粒徑呈多峰分布，粒徑分布曲線的差異主要存在于粒徑為18～234 μm范圍內(nèi)。4 種小米粉的平均粒徑分析結(jié)果表明，潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)22%和26%的半干磨工藝降低了小米粉的粒徑，平均粒徑分別為60.86 μm和62.17 μm，顯著低于干磨小米粉的平均粒徑（65.57 μm）。潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)18%的半干磨小米粉平均粒徑（66.56 μm）與干磨小米粉差異不顯著（P＞0.05）。半干磨工藝中的潤(rùn)米過(guò)程使小米吸水軟化，從而在后期的碾磨過(guò)程中有利于形成細(xì)小的米粉顆粒[9]。干磨米粉較大的粒徑可能歸因于損傷淀粉顆粒的結(jié)團(tuán)，尤其是損傷嚴(yán)重的淀粉[14]。

2.3 磨粉工藝對(duì)小米粉淀粉結(jié)晶度的影響

圖 3 干磨和半干磨小米粉的XRD波譜Fig. 3 X-ray diffraction patterns of dry and semidry milled millet flours

從圖3中可以看出，小米粉XRD波譜特征表現(xiàn)為衍射角2θ 15°、17°、18°和23°時(shí)出現(xiàn)較強(qiáng)特征的衍射峰，其中17°和18°附近的衍射峰為相連的雙峰，20°附近有弱的衍射峰，這與其他禾谷類作物種子淀粉的波譜相同[15]，表明小米淀粉為A型晶體。通過(guò)計(jì)算得到，潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)18%、22%和26%的半干磨小米粉的相對(duì)結(jié)晶度分別為28.35%、34.13%和34.66%，干磨小米粉的相對(duì)結(jié)晶度較低，為20.39%。磨粉過(guò)程中摩擦力和機(jī)械能使淀粉的天然結(jié)晶結(jié)構(gòu)遭到破壞，淀粉顆粒的相對(duì)結(jié)晶度隨淀粉損傷程度的增加而降低[14]。

2.4 磨粉工藝對(duì)小米粉微觀形貌的影響

圖 4 干磨和半干磨小米粉的掃描電子顯微鏡圖片（×1 500）Fig. 4 SEM photographs of dry and semidry milled millet flours(× 1 500)

如圖4所示，潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)22%和26%的半干磨小米粉顯示出相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)，多角形的淀粉顆粒相對(duì)完整。這與Tong Litao等[7]的研究結(jié)果相似，他們發(fā)現(xiàn)潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)26%和30%的大米經(jīng)半干磨工藝可以較好地保持淀粉顆粒的晶體結(jié)構(gòu)。潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)26%的半干磨小米粉由于磨制時(shí)水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，容易形成淀粉顆粒團(tuán)塊，這可以解釋2.2節(jié)中其平均粒徑大于潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)22%的半干磨小米粉的結(jié)果。然而，干磨小米粉在磨制過(guò)程中受到摩擦熱和機(jī)械能的作用，晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞，顆粒形狀變得不規(guī)則，這與2.1節(jié)中關(guān)于淀粉損傷程度的測(cè)定結(jié)果相吻合。

2.5 磨粉工藝對(duì)小米粉粉質(zhì)特性和糊化特性的影響

通過(guò)混合實(shí)驗(yàn)儀測(cè)試得到4 種小米粉的Mixolab曲線，該曲線綜合反映了小米粉的粉質(zhì)特性和糊化特性，測(cè)定的具體結(jié)果見(jiàn)表1。小米粉的粉質(zhì)特性包括吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間和總?cè)趸档取Ｎ蕸Q定谷物食品加工的經(jīng)濟(jì)性；形成時(shí)間反映面團(tuán)形成的快慢；穩(wěn)定時(shí)間指面團(tuán)在揉制過(guò)程中稠度維持在某一較高值的連續(xù)時(shí)間[16]。與干磨米粉相比，潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)22%和26%的半干磨米粉具有較高的吸水率和較長(zhǎng)的穩(wěn)定時(shí)間（P＜0.05）；表明半干磨米粉吸水能力強(qiáng)，面團(tuán)穩(wěn)定性好?？?cè)趸凳呛銣厝趸c升溫弱化的加和，反映了小米面團(tuán)在攪拌和輕微加熱狀態(tài)下的稀化特性[16]。在面團(tuán)的形成時(shí)間和總?cè)趸捣矫妫? 種小米粉沒(méi)有表現(xiàn)出顯著性差異。

表 1 干磨和半干磨小米粉的粉質(zhì)特性和糊化特性Table 1 Farinograph properties and pasting profiles of dry and semidry milled millet flours

糊化溫度指米糊黏度開(kāi)始增加時(shí)的溫度[9]。如表1所示，4 種小米粉糊化溫度沒(méi)有顯著性差異，干磨粉具有最高的糊化溫度（57.1 ℃），這與Chen等[26]對(duì)大米粉的研究結(jié)果相似。峰值黏度指顆粒結(jié)構(gòu)不再能夠支撐繼續(xù)溶脹，顆粒即將破裂時(shí)的黏度值[9]。潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)26%的半干磨小米粉具有最高的峰值黏度。峰值黏度與支鏈淀粉的性質(zhì)相關(guān)，而直鏈淀粉或直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物則抑制顆粒溶脹和降低峰值黏度[14]。干磨小米粉含有較高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的損傷淀粉，因此淀粉顆粒對(duì)顆粒溶脹具有較低的抗性，從而導(dǎo)致較低的峰值黏度（0.60 N·m）。崩解值為溶脹顆粒破裂的程度，反映了熱糊的穩(wěn)定性。崩解過(guò)程中，顆粒破裂，線性分子泄漏出來(lái)進(jìn)入溶液[9]。潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)26%的半干磨小米粉具有最高的崩解值，表明它在加熱和剪切作用力下具有最低的熱糊穩(wěn)定性。潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)22%的半干磨小米粉表現(xiàn)出最低的終值黏度。冷卻過(guò)程中，從溶脹的淀粉顆粒中泄漏出來(lái)的直鏈淀粉分子結(jié)構(gòu)重排，增強(qiáng)了凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使熱糊黏稠度增加[9]。冷卻過(guò)程中黏度的增加值稱為回生值。干磨小米粉具有較高的回生值表明冷卻過(guò)程中糊化淀粉高度再結(jié)晶。潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)22%和26%的半干磨小米粉較低的回生值則表明其對(duì)淀粉回生具有更大的抗性，Asmeda等[9]在研究半干磨大米粉時(shí)也發(fā)現(xiàn)了相似的現(xiàn)象。

2.6 磨粉工藝對(duì)小米粉水合特性的影響

表 2 干磨和半干磨小米粉的水合特性Table 2 Hydration properties of dry and semidry milled millet flours

水合性能，如吸水指數(shù)、水溶指數(shù)和溶脹指數(shù)是小米粉加熱膠凝過(guò)程中的品質(zhì)特性，它與淀粉顆粒的完整性和結(jié)晶度密切相關(guān)[7]。如表2所示，4 種小米粉的吸水指數(shù)和溶脹指數(shù)沒(méi)有表現(xiàn)出顯著差異，但半干磨工藝使小米粉具有較高的吸水指數(shù)和溶脹指數(shù)。Tong Litao等[7]研究發(fā)現(xiàn)半干磨大米粉的吸水指數(shù)和溶脹指數(shù)顯著高于干磨大米粉，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。在加熱處理過(guò)程中，小米粉吸收水分發(fā)生淀粉糊化和蛋白質(zhì)變性。半干磨米粉較高的吸水指數(shù)可能是由于米粉平均粒徑較小，具有與水分結(jié)合的更大表面積[11]。溶脹指數(shù)用于反映淀粉顆粒的持水能力，是支鏈淀粉分子的主要特性，淀粉顆粒中支鏈淀粉分子的結(jié)構(gòu)完整性對(duì)顆粒溶脹及其持水性至關(guān)重要[14]。半干磨米粉損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，因此具有較好的溶脹性（P＞0.05）。潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)22%和26%半干磨米粉的水溶指數(shù)分別為6.16和6.57，顯著低于干磨米粉（8.14）。水溶指數(shù)反映了淀粉顆粒在蒸煮過(guò)程中的質(zhì)量損失，與淀粉顆粒的損傷程度密切相關(guān)[14]。谷粒在干磨過(guò)程中破壞了淀粉顆粒的結(jié)晶度，可能使淀粉分子降解，從而導(dǎo)致水溶指數(shù)升高[23]。

2.7 磨粉工藝對(duì)小米面團(tuán)中水分狀態(tài)的影響

水分在面團(tuán)形成過(guò)程中起重要作用，水分存在狀態(tài)反映了水分和食品中其他組分的相互作用，對(duì)于食品的質(zhì)地、外觀、風(fēng)味和貯藏特性有重要影響[19]。低場(chǎng)核磁共振是應(yīng)用于食品領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)，可以從微觀上研究食品內(nèi)部水分的狀態(tài)、分布和遷移情況。本實(shí)驗(yàn)利用低場(chǎng)核磁共振研究了小米面條中水分的分子特性，用橫向弛豫時(shí)間T2表示，T2越小，說(shuō)明水與非水組分的結(jié)合越緊密。如圖5所示，所檢測(cè)的面條樣品中出現(xiàn)3 個(gè)弛豫峰，分別代表著面條中水分的3 種不同存在狀態(tài)，即T21（0.23～3.00 ms）為強(qiáng)結(jié)合水、T22（3～36 ms）為弱結(jié)合水、T23（63～252 ms）為自由水。與干磨工藝相比，半干磨小米面團(tuán)的弛豫峰向左移動(dòng)，橫向弛豫時(shí)間變短，該現(xiàn)象表明半干磨工藝使小米面團(tuán)中水分的自由度降低，水分與蛋白質(zhì)、淀粉等組分結(jié)合能力增強(qiáng)，從而可能會(huì)一定程度上改善面條的質(zhì)構(gòu)性能和減緩貯藏過(guò)程中面條結(jié)構(gòu)的劣變[27]。

2.8 磨粉工藝對(duì)小米面條品質(zhì)的影響

表 3 磨制工藝對(duì)小米面條品質(zhì)的影響Table 3 Effect of milling on the quality attributes of millet noodles

蒸煮損失指蒸煮過(guò)程中由面條遷移至蒸煮水中的固體物質(zhì)總量。蒸煮損失使煮制水變得渾濁，使面條表面發(fā)黏，是面條的一項(xiàng)重要質(zhì)量特性，衡量面條在煮制過(guò)程中保持結(jié)構(gòu)完整性的能力[7]。如表3所示，半干磨工藝顯著降低了小米面條的蒸煮損失率，潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)26%的半干磨面條具有最小的蒸煮損失。干磨小米粉淀粉損傷程度大，表現(xiàn)出較高的水溶性（表2），因此導(dǎo)致小米面條蒸煮損失較大[23]。Tong Litao等[7]采用干法和半干法（30%的潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)）磨制大米粉，由其制備的米粉的蒸煮損失率分別為15.29%和8.85%，這與本研究的結(jié)果相似。

良好的面條產(chǎn)品應(yīng)結(jié)構(gòu)緊實(shí)，富有彈性、低黏性，有口勁。利用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)面條進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析由于客觀性強(qiáng)而應(yīng)用廣泛，研究指標(biāo)有硬度、彈性、黏附性、內(nèi)聚性等。面條的黏性一般通過(guò)質(zhì)構(gòu)測(cè)試中的黏附性來(lái)表示。內(nèi)聚性反映了在咀嚼過(guò)程中面條結(jié)構(gòu)破壞的程度，內(nèi)聚性越大，表明面條結(jié)構(gòu)緊實(shí)，富有口勁[20]。小米面條的質(zhì)構(gòu)特性如表3所示，小米經(jīng)半干磨后制備的面條在硬度上與干磨沒(méi)有顯著差異，但是黏附性顯著低于干磨，而在內(nèi)聚性和彈性方面顯著高于干磨，這表明半干磨小米面條從食用感官角度來(lái)講具有更高的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。不同潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的半干磨小米粉制備的面條在質(zhì)構(gòu)特性方面沒(méi)有表現(xiàn)出顯著差異，這可能是因?yàn)槊鏃l配方中加入的谷朊粉改善了面團(tuán)的黏彈性，從而減弱了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)潤(rùn)米水分對(duì)面條質(zhì)構(gòu)的影響。

感官評(píng)價(jià)最接近消費(fèi)者的判斷，仍然是最可靠的測(cè)試，因?yàn)樗梢栽u(píng)估煮熟面條的整體特征[22]。通過(guò)爽滑性、堅(jiān)實(shí)性、咀嚼性、黏牙性和總體可接受性5 項(xiàng)指標(biāo)對(duì)小米面條的食用品質(zhì)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果如表3所示。爽滑的面條表面被消費(fèi)者所喜歡，面條蒸煮后口感也不應(yīng)該過(guò)于堅(jiān)實(shí)或綿軟，半干磨小米粉制備的面條在爽滑性和堅(jiān)實(shí)性上與干磨制備的沒(méi)有顯著差異。咀嚼性方面，潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)22%和26%的半干磨面條得分更高，表明這2 種面條更有嚼勁。黏牙性定義為咀嚼一條面條后殘留在牙齒上的面條量[22]，因此低分值是被期望的，半干磨小米面條的黏牙性分值顯著小于干磨，這與質(zhì)構(gòu)分析中黏附性的測(cè)定結(jié)果相一致。感官評(píng)價(jià)結(jié)果表明，4 種小米面條的總體可接受性介于一般與滿意之間（3～4 分），潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)26%的半干磨面條具有最高的感官評(píng)價(jià)得分。

2.9 PLSR相關(guān)性分析

圖 6 PLSR模型的相關(guān)性載荷圖Fig. 6 Correlation loading plot from PLSR model

為了分析損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)和平均粒徑對(duì)小米粉的功能特性和小米面條質(zhì)量的影響，本實(shí)驗(yàn)選取損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)和平均粒徑為X變量，其他指標(biāo)為Y變量，建立PLSR模型，通過(guò)交叉驗(yàn)證法得到顯著性變量[12]。由圖6可知，PLSR主成分1和2解釋了100%的X變量（PC1＝85%，PC2＝15%）和83%的Y變量（PC1＝55%，PC2＝28%），說(shuō)明建模效果良好[29]。除糊化溫度外，Y變量均位于內(nèi)外橢圓之間，表明它們都能很好地被該模型所解釋[30]。其中，損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)與蒸煮損失、黏附性位置接近，且遠(yuǎn)離原點(diǎn)，說(shuō)明呈正相關(guān)，因此損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的干磨米粉制備的面條表現(xiàn)出更高的蒸煮損失和口感發(fā)黏。損失淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)與穩(wěn)定時(shí)間、峰值黏度、彈性、內(nèi)聚性、吸水指數(shù)和總體可接受性位于原點(diǎn)兩側(cè)，說(shuō)明呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，因此損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低的半干磨米粉表現(xiàn)出面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)、溶脹性好，面條彈性大、有口勁，感官上滿意度較高。平均粒徑與水溶指數(shù)和回生值呈正相關(guān)，所以平均粒徑小的半干磨米粉表現(xiàn)出對(duì)淀粉回生優(yōu)良的抗性，其制備的面條蒸煮損失小。上述結(jié)果一定程度上說(shuō)明，小米磨制過(guò)程中造成的淀粉損傷可能比粒徑對(duì)小米粉及其加工制品品質(zhì)有更為重要的影響。鑒于此，在小米粉的制備及其產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中，選擇損傷淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低的潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)26%的半干磨工藝更為可行，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也是相符的。

3 結(jié) 論

與干法磨制相比，潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)22%和26%的半干磨小米粉淀粉損傷程度低，平均粒徑較小，表現(xiàn)出較高的淀粉結(jié)晶性和較好的結(jié)構(gòu)完整性，由其制備的面團(tuán)吸水率高，穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)。膠凝特性方面，潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)26%的半干磨小米粉在加熱過(guò)程中吸水能力強(qiáng)，具有較好的溶脹能力，表現(xiàn)為峰值黏度升高，而且對(duì)淀粉回生具有更大的抗性。

將小米粉加入到面條配方中，半干磨小米粉增強(qiáng)了小米面條中水分與其他組分的結(jié)合能力，且使小米面條在質(zhì)構(gòu)上富有彈性、低黏性、有口勁，潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)26%的半干磨小米粉制備的面條具有最高的感官得分。干磨小米粉具有高水溶性，因此增加了小米面條的蒸煮損失。

PLSR相關(guān)性分析表明，小米磨制過(guò)程中造成的淀粉損傷可能比粒徑大小對(duì)小米粉及其加工制品具有更為重要的影響。因此，淀粉損傷程度最低的潤(rùn)米水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)26%的半干磨工藝可應(yīng)用于小米粉的制備及其產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。