原料生粉的物理性狀對鮮濕切粉品質(zhì)的影響

陶湘林 吳躍輝 魏穎娟 湯振興袁 潔 謝 軍 唐漢軍，

(1. 湖南省農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，湖南 長沙 410125；2. 湖南大學(xué)隆平分院，湖南 長沙 410125；3. 懷化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 懷化 418000)

米粉是南方的傳統(tǒng)食品，可分為切粉和榨粉兩大類，均有干、濕兩種形態(tài)[1]。鮮濕切粉因新鮮柔軟，口感爽滑，成為南方的早餐主食之一，榨粉特別是干制榨粉多為菜肴材料。孫慶杰等[2-3]研究表明，直鏈淀粉、膠稠度和糊化特性是評價(jià)米粉原料米適宜性的主要指標(biāo)。賀萍等[4]研究指出，原料米的蛋白質(zhì)和脂肪雖含量不高，但與鮮濕切粉的品質(zhì)密切相關(guān)。竇紅霞等[5]研究表明，米粉的適宜原料米的高脂肪含量有利于米粉的外觀、口感和滋味品質(zhì)，低蛋白質(zhì)含量有利于外觀和滋味品質(zhì)。

目前已有原料成分、輔料及加工工藝等與榨粉品質(zhì)關(guān)系的研究[6-8]。陳潔等[9]研究指出原料生粉粒度為120目時(shí)，榨粉綜合品質(zhì)最好。但原料生粉在水漿狀態(tài)的真實(shí)粒徑和粒徑組成等物理特性與米粉品質(zhì)的關(guān)系尚未見報(bào)道。因此，試驗(yàn)擬以不同品種的精米為原料，采用干法和傳統(tǒng)水磨法制備秈稻原料生粉，分析水漿狀態(tài)的粒徑、粒徑組成和糊化特性，并利用產(chǎn)能1 200 kg/h的現(xiàn)代濕米粉生產(chǎn)線將粉體材料生產(chǎn)成濕米粉，分析其對鮮濕切粉的質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)的影響，以期為鮮濕切粉生產(chǎn)過程中原料的加工適應(yīng)性以及粒度的選擇提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

湘晚秈13號(育種單位：湖南省水稻研究所，種植地：寧鄉(xiāng))、中早35號(育種單位：中國水稻研究所，種植地：攸縣)、湘早秈30號(育種單位：湖南省婁底地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，種植地：婁底)：3個(gè)樣品采收于2017年，加工前貯藏于4 ℃低溫室，試驗(yàn)編號分別為WX、ZZ、ZX。每個(gè)品種隨機(jī)采取稻谷100 kg，經(jīng)除雜、脫殼、精米(精度約12%)，精米40 ℃烘干48 h備用。精米的主要營養(yǎng)品質(zhì)特性見表1。

表1 精米的主要營養(yǎng)品質(zhì)特性

1.1.2 主要試劑

濃硫酸、乙醚、氫氧化鈉、碘、碘化鉀：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.3 主要儀器設(shè)備

礱谷機(jī)：FC2K型，日本大竹制作所；

精米機(jī)：RICEPAL32型，日本山本制作所；

中碎機(jī)：WF-800型，江陰市鑫陸化工制藥設(shè)備有限公司；

流化床氣流粉碎機(jī)：QYF400型，昆山市密友粉體設(shè)備工程有限公司；

多用磨漿機(jī)：DM-LZ350型，柳州市順林機(jī)械有限公司；

掃描型電子顯微鏡：A02100301型，德國蔡司公司；

激光粒度分析儀：LS-POP67型，珠海歐美克儀器有限公司；

掃描量熱儀：NETZSCH 200F3型，德國耐馳儀器制造有限公司；

質(zhì)構(gòu)儀：CT3-4500型，美國Brookfield公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 原料生粉的制備 采用中碎機(jī)直接粉碎精白米，過100目篩，混勻作為干法普通粉試驗(yàn)樣品，分別編號為WX1、ZZ1、ZX1；針對干法普通粉，采用流化床氣流粉碎機(jī)進(jìn)一步粉碎1次，作為干法細(xì)粉試驗(yàn)樣品，分別編號為WX2、ZZ2、ZX2；精白米20 kg，浸泡5 h，淘洗2次，采用多用磨漿機(jī)粉碎1次，經(jīng)40 ℃干燥箱烘干，粉碎后過100目篩作為水磨粉試驗(yàn)樣品，分別編號為WX3、ZZ3、ZX3。

1.2.2 原料生粉的SEM觀察 粉體樣品均勻吹附于樣品臺的導(dǎo)電膠上，在10 mA的電流下噴金120 s，采用掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察。

1.2.3 原料生粉的粒度分布測定 根據(jù)Tang等[12]的方法修改如下：將制備的原料生粉各稱取0.2 g置于小燒杯中，加水30 mL，用磁力攪拌器在300 r/min下分散30 s，通過激光粒度儀測定粒度分布。

1.2.4 精米粉體的糊化特性測定(DSC) 根據(jù)Tang等[13]的方法修改如下：準(zhǔn)確稱取5.0 mg原料生粉樣品放入坩堝中，加入10 μL蒸餾水，密封坩堝蓋，靜置平衡2 h后測量。DSC測量條件為氮?dú)饬髁?150 mL/min、壓力0.1 MPa、從25 ℃升溫至85 ℃，升溫速度10 ℃/min。糊化焓值經(jīng)樣品水分含量修正后作為結(jié)果。

1.2.5 鮮濕切粉樣品的加工 按料液質(zhì)量比1∶1.5(純凈水)將上述原料粉分別調(diào)漿，采用企業(yè)生產(chǎn)用產(chǎn)能為1 200 kg/h的鮮濕切粉生產(chǎn)線加工成切粉樣品。

1.2.6 鮮濕切粉樣品的質(zhì)構(gòu)分析 采用質(zhì)構(gòu)儀分析。硬度、彈力的測定條件為探頭TA15/1 000，壓縮速度0.5 m/s，壓縮距離1 mm，觸發(fā)負(fù)載1 g；黏力的測定條件為探頭TA7，測試速度0.5 m/s，測試距離10 mm，觸發(fā)負(fù)載1 g。

1.2.7 鮮濕切粉樣品的感官評價(jià) 參評人數(shù)50名，男女各半，20～60歲。每種樣品沸水中漂燙2 min，分為2組盲樣，順序和倒序排列，針對色澤、外觀(光滑度、柔軟性、粘連、斷條)、氣味(香氣、異味)、口感和異物(斑點(diǎn))5個(gè)指標(biāo)，采用5級(好2，較好1，一般0，較差-1，差-2)計(jì)分方法進(jìn)行評定，各指標(biāo)分別統(tǒng)計(jì)加權(quán)平均分作為該指標(biāo)的感官評價(jià)結(jié)果。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析 所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Excel 2007和SPSS 7.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料生粉的SEM觀察

由圖1可知，3個(gè)品種間沒有觀察到明顯差異，但不同方法粉碎的原料生粉的顆粒形態(tài)與大小均有顯著差異(P<0.05)。干法普通粉中較大的顆粒比干法細(xì)粉的大且多，可觀察到因粉碎時(shí)擠壓與升溫造成的部分融化而粘黏在一起的大塊狀顆粒，所有品種的水磨粉顆粒都比較均勻，且已接近稻米淀粉顆粒的形態(tài)和大小[14]。這些融化粘黏的大塊狀顆粒在氣流粉碎過程中依然存在，說明氣流粉碎效果不顯著，濕法測量粒徑分布時(shí)不能分散，分布極不均勻。

圖1 原料生粉的掃描電鏡觀察

2.2 原料生粉的粒度分布特性

由圖2可知，原料生粉的粒徑均呈4峰分布；水磨粉的主峰位置均在6 μm左右，32 μm后只有1個(gè)較小的峰，而干法粉的主峰均在32 μm后的位置；干法細(xì)粉與干法普通粉相比，前兩個(gè)峰面積有增加，但增加不明顯，兩者的圖譜幾乎相同。

圖2 原料生粉的粒度分布特性

為更通俗地考察原料生粉的粒徑組成特性，按篩目尺寸劃分為3個(gè)組成部分，即15 μm以下(800目以上)為細(xì)粉，15～37 μm為中粉，37 μm以上(400目以下)為粗粉，各組分體積占比和整體平均粒徑結(jié)果如表2所示。由表2可知，干法普通粉平均粒徑為39.53～43.16 μm，干法細(xì)粉平均粒徑為35.16～38.04 μm，水磨粉平均粒徑為5.47～7.58 μm，干法與水磨法的平均粒徑差異顯著。干法的37 μm以上粗粒的體積占比均超過50%，水磨法的為5.4%～17.1%；干法的15～37 μm中粒的體積占比為17.1%～23.7%，水磨法的為13.1%～17.6%，略低于干法；干法的15 μm以下微粉的體積占比為20.0%～32.3%，水磨法的為65.2%～79.1%，顯著高于干法的。水磨粉在水中容易分散，顆粒比較均勻，15 μm以下微粒的體積比達(dá)65%以上，平均粒徑接近稻米淀粉顆粒的大小[14]。綜上，超微氣流粉碎法對普通粉的進(jìn)一步粉碎效果不顯著，水磨法的粉碎效果顯著優(yōu)于普通干法的粉碎效果，粉體顆粒較均勻，是由于稻米品種遺傳特性決定了胚乳組織結(jié)構(gòu)、單顆粒淀粉的大小和結(jié)構(gòu)。

2.3 原料生粉的糊化特性

由表3可知，3個(gè)品種的糊化開始溫度均是干法粉的高于水磨粉的，干法粉的峰溫范圍較水磨粉的小。粉體粒徑小，糊化開始較快，而糊化過程較長，呈較緩的吸熱峰。這與Tang等[12-13]的結(jié)論一致。早秈品種的糊化溫度高于晚秈品種，甚至干法粉碎對早秈品種的糊化溫度有提高的趨勢。所有品種的糊化焓均是干法粉的低于水磨粉的，干法粉品種間的糊化焓值差異較大，而水磨粉品種間相似。同一品種的干法普通粉與干法細(xì)粉間差異不明顯，可能是干法粉碎過程產(chǎn)生熱量使物料升溫較高，不同程度地破壞了粉體顆粒的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，特別是淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)[15]，從而導(dǎo)致糊化所需的能量減少。

表2 原料生粉水中分散后的粒徑組成特性?

? 同列字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

表3 原料生粉的糊化特性?

? 同列字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

2.4 鮮濕切粉的質(zhì)構(gòu)特性

因普通粉的整體粒度太粗，在漿液中固液分布不均勻，漿液糊化后形成的組織結(jié)構(gòu)不均、強(qiáng)度差，斷裂嚴(yán)重，不能加工成產(chǎn)品。切粉不同于榨粉[16-18]，未經(jīng)擠壓成型處理，其品質(zhì)更依賴于原料生粉的粒徑分布和組成特性。由表4可知，所有品種的干法細(xì)粉切粉的硬度和黏力均高于水磨粉的切粉，而彈力小于水磨粉的切粉。晚秈米干法細(xì)粉與水磨粉的切粉各項(xiàng)指標(biāo)值差異較小，而早秈米的切粉硬度和彈力指標(biāo)值差異顯著(P<0.05)，干法細(xì)粉與水磨粉的切粉間差異也顯著(P<0.05)。

2.5 鮮濕切粉的感官評價(jià)

由圖3可知，所有鮮濕切粉樣品在米粉獨(dú)有香氣上得分比較集中，與蛋白質(zhì)含量的高低趨勢一致，所有品種水磨粉的切粉在色澤、氣味和異物等指標(biāo)上的得分較接近，但在最重要的外觀和口感指標(biāo)上，晚秈品種和干法細(xì)粉的切粉得分為負(fù)分或0分，2個(gè)早秈品種的水磨粉切粉在所有指標(biāo)上得分均接近2分，其中ZX3切粉的得分最高。結(jié)合質(zhì)構(gòu)特性分析結(jié)果可知，試驗(yàn)工藝條件下，硬度10 g左右、黏力0.5～0.8 g、彈力0.4～0.5 g可作為鮮濕切粉品質(zhì)指標(biāo)的重要參考，直鏈淀粉含量<20%的晚秈品種不適合加工成鮮濕切粉，與文獻(xiàn)[2-5]的結(jié)論一致。但對于適合加工成鮮濕切粉的早秈品種而言，原料生粉的粒度和均勻度是影響鮮濕切粉品質(zhì)的關(guān)鍵因素，糊化特性、蛋白質(zhì)、脂肪等其他因素對鮮濕切粉品質(zhì)的影響是次要因素。這可能是因?yàn)檎羰旒庸r(shí)的溫度遠(yuǎn)高于原料生粉糊化所需的溫度，原料生粉不存在不能夠完全糊化的情況，而蛋白質(zhì)、脂肪在生粉中并非主要成分，對鮮濕切粉的組織結(jié)構(gòu)影響有限。

表4 鮮濕切粉的質(zhì)構(gòu)特性?

? 同列字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

圖3 濕米粉的感官評價(jià)

3 結(jié)論

試驗(yàn)選擇了直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量差異顯著的3個(gè)秈稻精米為研究材料，探討了干法和濕法的原料生粉物理性狀對鮮濕切粉的品質(zhì)影響。明確了除稻米的直鏈淀粉含量因素外，稻米原料生粉在水中的粒徑水平、粒徑組成特性和分散均勻性是制約鮮濕切粉品質(zhì)的關(guān)鍵因素；800目以上粒徑的顆粒組成比例越高，鮮濕切粉的品質(zhì)越好；原料生粉的糊化特性、蛋白質(zhì)和脂肪等因素在現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝條件下并不重要。通過測算，干法粉碎的能耗水平遠(yuǎn)高于水磨法，若為了減小粒徑，進(jìn)一步進(jìn)行粉碎，能耗成本將再度大幅增高。水磨法的粉碎效果能達(dá)到傳統(tǒng)米制品加工要求，為食品領(lǐng)域最常用的粉碎法，但存在原料營養(yǎng)成分流失、廢水量大、污染環(huán)境、受限于淀粉顆粒尺寸等問題，限制了水磨粉的生產(chǎn)規(guī)模及米制品的產(chǎn)品開發(fā)。為進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，豐富產(chǎn)品種類，開發(fā)高效節(jié)能環(huán)保的原料生粉制備技術(shù)很有必要。