采用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定米粉條表面黏性的方法研究

周顯青，邵 珂，張玉榮

河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心，糧食儲(chǔ)藏安全河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州 450001

米粉條是一種大米加工產(chǎn)品，因其具有方便、適口、營(yíng)養(yǎng)等特點(diǎn)，深受我國(guó)及東南亞地區(qū)人民的喜愛(ài)[1-2]。在加工過(guò)程中，若表面黏性過(guò)大會(huì)引起米粉條之間相互粘連，出現(xiàn)“并條現(xiàn)象”，嚴(yán)重影響其商品價(jià)值和烹飪食用價(jià)值。對(duì)于米粉條的品質(zhì)評(píng)價(jià)目前尚缺乏統(tǒng)一而權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際生產(chǎn)操作過(guò)程中，米粉條的粘連程度常通過(guò)目測(cè)或觸摸等感官評(píng)價(jià)方法來(lái)判斷，準(zhǔn)確度不高。質(zhì)構(gòu)儀能夠?qū)κ称返馁|(zhì)地特性進(jìn)行量化，靈敏度高、客觀性強(qiáng)，可避免感官評(píng)價(jià)中主觀因素對(duì)結(jié)果的影響[3]，近年來(lái)在小麥粉制品[4-6]、肉制品[7-8]及米制品[9-10]等品質(zhì)特性評(píng)價(jià)方面已得到廣泛應(yīng)用。

基于質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定生面團(tuán)[11]、鮮面條[12-13]、熟面條[14-17]等產(chǎn)品表面黏性的研究已有許多，而對(duì)于米粉條表面黏性的測(cè)定鮮有報(bào)道，且測(cè)定時(shí)通常選用默認(rèn)的條件，沒(méi)有對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。前人的研究表明，面條煮后的靜置時(shí)間、烹煮水的硬度、干燥溫度、測(cè)試區(qū)域的溫濕度、探頭的撤回速度、壓縮力等因素對(duì)表面黏性均存在一定的影響[15-17]。作者利用質(zhì)構(gòu)儀在Adhesive test模式下對(duì)米粉條的表面黏性進(jìn)行測(cè)定，考察不同烹煮及測(cè)試條件對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，進(jìn)而確定精密度高、重現(xiàn)性好的測(cè)定條件，以期為米粉條的品質(zhì)評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支持，為解決實(shí)際生產(chǎn)中米粉條的“并條”問(wèn)題提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)以市售9種干米粉條為原料，樣品信息見(jiàn)表1。

表1 干米粉條信息

1.2 儀器與設(shè)備

MP2002電子天平：上海恒平科學(xué)儀器有限公司；電磁爐：九陽(yáng)股份有限公司；TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)Stable Micro Systems公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 米粉條的烹煮

取15根10 cm長(zhǎng)的干米粉條，以1∶100(g/mL)的粉水比例，水沸后開始烹煮。從9 min開始，每隔30 s取出一根，放在兩塊玻璃板中間按壓，觀察硬芯，記錄硬芯消失的時(shí)間即為最佳蒸煮時(shí)間。本試驗(yàn)所用的江西米粉條最佳蒸煮時(shí)間為12.5 min，其在不同蒸煮時(shí)間的狀態(tài)如圖1所示。

注：A、B分別為煮至9、12.5 min時(shí)的米粉條。

1.3.2 米粉條表面黏性的測(cè)定

將江西米粉條煮至最佳蒸煮時(shí)間后，撈出，開始計(jì)時(shí)，逐根擺放在架子上，靜置數(shù)分鐘后進(jìn)行質(zhì)構(gòu)黏性測(cè)試。每次取3根米粉條，并排擺放在測(cè)試平臺(tái)上，每組測(cè)試重復(fù)5次。利用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行黏性測(cè)試時(shí)，選用P36R圓柱形探頭，測(cè)試程序?yàn)镃ooked lasagne-PTA4 PFS. PRG，測(cè)試模式為Adhesive test。米粉條表面黏性初始測(cè)定條件為：測(cè)前速度5 mm/s，測(cè)試速度0.5 mm/s，測(cè)后速度10 mm/s，觸發(fā)力20 g，壓縮力500 g，壓縮時(shí)間2 s, 撤回距離10 mm, 數(shù)據(jù)收集速率500 pps。具體的測(cè)試過(guò)程：探頭先以測(cè)前速度向下運(yùn)動(dòng)，接觸到米粉條表面后，當(dāng)探頭感應(yīng)到設(shè)定的觸發(fā)力時(shí)，開始采集數(shù)據(jù)，測(cè)前速度轉(zhuǎn)換成測(cè)試速度并以設(shè)定的壓縮力對(duì)米粉條進(jìn)行壓縮，壓縮一定時(shí)間后最終以測(cè)后速度撤離。測(cè)試結(jié)束，即可得到米粉條黏性測(cè)試情況,結(jié)果如圖2所示，峰值即為探頭與樣品表面分離時(shí)最大的黏性值。

圖2 米粉條黏性測(cè)試結(jié)果

分別對(duì)其他8種不同干米粉條進(jìn)行烹煮，并在優(yōu)選的測(cè)試條件下進(jìn)行表面黏性測(cè)試，考察測(cè)試條件的靈敏度。

1.3.3 烹煮條件對(duì)米粉條表面黏性的影響

蒸煮特性是反映米粉條品質(zhì)的重要方面，烹煮條件不同，米粉條的品質(zhì)也會(huì)隨之變化。試驗(yàn)以江西干米粉條為原料，分別采用沸水煮、沸水浸泡至無(wú)干芯后再用沸水煮兩種方式進(jìn)行烹煮，通過(guò)比較變異系數(shù)，選擇合適的烹煮方式。在此基礎(chǔ)上探索不同的靜置時(shí)間對(duì)米粉條表面黏性的影響，煮熟后的靜置時(shí)間分別為0、5、10、15、20 min。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)測(cè)試條件對(duì)米粉條表面黏性的影響

固定其他初始測(cè)定條件不變，分別探究不同的壓縮力、測(cè)試速度和測(cè)后速度對(duì)米粉條表面黏性的影響。其中，壓縮力分別為400、500、600、700、800 g，測(cè)試速度分別為0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 mm/s，測(cè)后速度分別為6、7、8、9、10 mm/s。

1.3.5 重復(fù)性試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇變異系數(shù)較小、精密度較高的測(cè)試條件，對(duì)同種干米粉條(江西米粉)在同一天進(jìn)行5個(gè)批次的烹煮及黏性試驗(yàn)，考察測(cè)試條件的重現(xiàn)性。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

每組測(cè)試重復(fù)5次，去掉最大值與最小值后，結(jié)果以平均值表示。使用SPSS 20.0進(jìn)行T檢驗(yàn)和單因素方差分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 烹煮條件對(duì)米粉條表面黏性的影響

2.1.1 烹煮方式

常用的米粉條烹煮方式有沸水浸泡、沸水煮、沸水浸泡后再用沸水煮等，試驗(yàn)以江西干米粉條為原料，采用沸水浸泡的方式烹煮耗時(shí)較長(zhǎng)，因此僅考察后兩種方式對(duì)米粉條表面黏性的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 烹煮方式對(duì)米粉條表面黏性的影響

注：表面黏性為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，同一列不同小寫字母表示數(shù)據(jù)之間存在顯著性差異(P<0.05)，表3、表4、表6同。

由表2可知，烹煮方式不同，米粉條的表面黏性之間存在顯著性差異(P<0.05)。浸泡的過(guò)程中，米粉條變軟后，每隔30 s取出一根后切斷，觀察到截面不再有白色干芯時(shí)停止浸泡。本試驗(yàn)米粉條在沸水中浸泡21 min后再在沸水中煮7.5 min可熟透，而直接用沸水煮的最佳蒸煮時(shí)間為12.5 min，可能是由于沸水煮時(shí)水分子劇烈運(yùn)動(dòng)，加速淀粉的溶脹導(dǎo)致其排出，而浸泡過(guò)程相對(duì)較為溫和，導(dǎo)致僅用沸水煮時(shí)表面黏性較大。對(duì)比變異系數(shù)發(fā)現(xiàn)，結(jié)果均小于10%，沸水煮的精密度相對(duì)較高，綜合考慮選擇沸水煮米粉條作為合適的烹煮方式。

2.1.2 煮熟靜置時(shí)間

江西米粉條煮熟靜置時(shí)間對(duì)表面黏性的影響結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 煮熟靜置時(shí)間對(duì)米粉條表面黏性的影響

由表3可知，靜置時(shí)間不同，米粉條表面黏性之間存在顯著性差異(P<0.05)。米粉條表面黏性在39.02～77.44 g之間，隨著靜置時(shí)間的延長(zhǎng)，黏性整體上呈增大的趨勢(shì)，這與Dexter等[16,18]的研究結(jié)果一致。米粉條煮熟后立即撈出時(shí)，表面的水分較多，米粉條表面較為光滑，因此黏性相對(duì)較小，隨著靜置時(shí)間的延長(zhǎng)，表面的水分蒸發(fā)或被吸收到米粉中，由于缺乏水分的潤(rùn)滑作用，黏性相對(duì)增大。此外，Dexter等[16]在測(cè)定意大利面的黏性時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)靜置時(shí)間超過(guò)10 min時(shí)，測(cè)試結(jié)果的精確度下降。本試驗(yàn)米粉條煮熟撈出后立即進(jìn)行變異系數(shù)測(cè)試,靜置時(shí)間為0 min時(shí)最大(CV>10%)，靜置5 min時(shí)最小，而當(dāng)靜置20 min時(shí)變異系數(shù)明顯增大，精確度下降，因此，選擇米粉條煮后靜置5 min再進(jìn)行黏性測(cè)試。

2.2 質(zhì)構(gòu)測(cè)試條件

測(cè)試壓縮力、測(cè)試速度及測(cè)后速度對(duì)江西米粉條表面黏性的影響，結(jié)果見(jiàn)表4。

2.2.1 壓縮力

在預(yù)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)壓縮力大于800 g時(shí)，米粉條表面發(fā)生明顯的形變，且易粘到探頭上，因此設(shè)置壓縮力在400～800 g之間，考察其對(duì)江西米粉條表面黏性的影響。

由表4可知，壓縮力不同，米粉條的表面黏性之間存在顯著性差異(P<0.05)，黏性值在41.76～53.57 g之間，隨壓縮力的增大整體上呈增大趨勢(shì)，這與王曉彬等[5,10]的研究結(jié)果一致?？赡苁且?yàn)樵趬嚎s的過(guò)程中，壓縮力較小時(shí)，探頭與試樣之間的接觸不夠完全[17]，隨著壓縮力的增加，接觸面積增大，當(dāng)探頭向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，樣品對(duì)其黏附作用增大[10]。Dexter等[16]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓縮力小于2 500 N/m2時(shí)，黏性減小，大于12 500 N/m2時(shí)，黏性增加，且測(cè)定意大利面黏性最合適的壓縮力為5 200 N/m2(相當(dāng)于400 g)。本試驗(yàn)范圍內(nèi)，不同壓縮力下黏性的變異系數(shù)均小于10%，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性較好，當(dāng)壓縮力為600 g時(shí)變異系數(shù)最小。因此，選取壓縮力600 g作為適宜的測(cè)試條件。

表4 測(cè)試條件對(duì)米粉條表面黏性的影響

2.2.2 測(cè)試速度

固定壓縮力為600 g，在0.1～0.9 mm/s之間改變測(cè)試速度大小，考察測(cè)試速度對(duì)江西米粉條表面黏性的影響。在TPA模式中，黏附性指標(biāo)與adhesive test模式中的黏性有較高的相關(guān)性[19]， 黏附性為探頭與樣品接觸時(shí)克服兩者表面間吸引力所作的功[20]，結(jié)果以曲線面積表示，兩者在一定程度上可以相互反映。王曉彬等[5]在研究面條的質(zhì)構(gòu)特性時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)試速度對(duì)面條的黏附性影響顯著，由表4可知，測(cè)試速度不同，米粉條表面黏性之間無(wú)顯著性差異(P>0.05)，這可能與試驗(yàn)考察的水平不同有關(guān)。試驗(yàn)考察的范圍內(nèi)，米粉條的表面黏性值在46.43～54.57 g之間，黏性隨測(cè)試速度的增加無(wú)明顯變化。其中，當(dāng)測(cè)試速度0.5 mm/s時(shí)變異系數(shù)最小，其他測(cè)試速度下得到的變異系數(shù)均大于10%，精密度小，重現(xiàn)性差，因此，選取測(cè)試速度0.5 mm/s作為適宜的測(cè)試條件。

2.2.3 測(cè)后速度

當(dāng)壓縮過(guò)程結(jié)束，探頭離開樣品表面時(shí)，瞬間的速度改變可能會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。固定壓縮力600 g，測(cè)試速度0.5 mm/s，在6～10 mm/s之間改變測(cè)后速度，考察測(cè)后速度對(duì)江西米粉條表面黏性的影響。

由表4可知，測(cè)后速度不同，米粉條表面黏性之間存在顯著性差異(P<0.05)，隨測(cè)后速度的增加，黏性整體上呈增大趨勢(shì)，在41.37～53.32 g之間。當(dāng)測(cè)后速度為6 mm/s時(shí)，測(cè)試結(jié)果的變異系數(shù)大于10%，可能是由于探頭運(yùn)動(dòng)速度較小，米粉條與探頭接觸時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，從而導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果重現(xiàn)性差。當(dāng)測(cè)后速度為10 mm/s時(shí)，變異系數(shù)最小，因此選取測(cè)后速度10 mm/s作為適宜的測(cè)試條件。

2.3 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)比較變異系數(shù)大小，確定較為適宜的黏性測(cè)試條件：江西米粉條在沸水中煮至最佳蒸煮時(shí)間后撈出，靜置5 min后進(jìn)行黏性測(cè)試，測(cè)試壓縮力600 g，測(cè)試速度0.5 mm/s，測(cè)后速度10 mm/s。在優(yōu)選的測(cè)定條件下，進(jìn)行5次重復(fù)性試驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。黏性測(cè)定值在52.83～55.35 g之間，變異系數(shù)均小于10%，說(shuō)明在此條件下測(cè)試結(jié)果的精密度較高，重現(xiàn)性較好。

表5 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果

2.4 其他米粉條表面黏性測(cè)定結(jié)果

在優(yōu)選的測(cè)定條件下，測(cè)定其他8種米粉條表面黏性，結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，8種米粉條表面黏性測(cè)定結(jié)果的變異系數(shù)均小于10%，說(shuō)明在此條件下測(cè)試結(jié)果的精密度較高，重現(xiàn)性較好。此外，不同米粉條的表面黏性之間存在顯著性差異(P<0.05)，黏性范圍為34.64～65.62 g，說(shuō)明該測(cè)試方法靈敏度較高，能夠反映出不同品種之間的差異性。

表6 8種米粉條表面黏性測(cè)定結(jié)果

3 結(jié)論

對(duì)江西米粉條烹煮后用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)其表面黏性進(jìn)行測(cè)定，得到不同的烹煮方式、煮熟后靜置時(shí)間、壓縮力和測(cè)后速度對(duì)米粉條的表面黏性均存在顯著性影響，而測(cè)試速度對(duì)結(jié)果影響不顯著。在優(yōu)選的測(cè)定條件下，其他8種米粉條黏性測(cè)定結(jié)果的變異系數(shù)均小于10%，精密度較高，重現(xiàn)性較好，且不同米粉條的表面黏性之間的差異顯著。綜上，基于質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定米粉條表面黏性較為適宜的條件：米粉條在沸水中煮至最佳蒸煮時(shí)間后撈出，靜置5 min后進(jìn)行黏性測(cè)試，壓縮力600 g，測(cè)試速度0.5 mm/s，測(cè)后速度10 mm/s。