配米加工鮮濕米粉工藝研究

邱展英 雷婉瑩 吳衛(wèi)國,2 廖盧艷,2 張 喻,2

(湖南農(nóng)業(yè)大學食品科技學院1，長沙 410128)(食品科學與生物技術(shù)湖南省重點實驗室2，長沙 410128)

鮮濕米粉是我國南方的傳統(tǒng)米制品，以大米為原料，經(jīng)浸泡、磨漿、加熱糊化、擠壓或切條等系列工序制成[1]。因其具有口感滑爽、柔韌，食用方便等特點而備受消費者青睞。鮮濕米粉加工原理是大米磨漿后，淀粉在高溫、高水分狀態(tài)下與水分子相互作用，使淀粉中的氫鍵被破壞，靜置老化過程中直鏈淀粉以雙螺旋形式有序纏繞，形成具有一定黏彈性和硬度的凝膠體系[2]。根據(jù)工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗，鮮濕米粉大多選用直鏈淀粉質(zhì)量分數(shù)較高、陳化期1年左右的早秈米來生產(chǎn)，其質(zhì)構(gòu)特性明顯優(yōu)于新米米粉[3-5]。但用陳化早秈米加工鮮濕米粉，因所用原料品種單一，且陳化大米顏色暗黃、米香味喪失，導(dǎo)致米粉成品顏色暗、米香味不足。若將不同品種大米按一定比例進行混合，不僅擴大了米粉原料的選擇范圍，實現(xiàn)資源的高效利用，還可利用不同品種大米之間的優(yōu)勢互補，改善米粉的綜合品質(zhì)[6]。高靜丹[7]將信陽米(早秈米)與東北米(粳米)按照不同比例混合，發(fā)現(xiàn)合適的配比可改善單一大米制作米粉的不足，提高米粉的韌性和口感，當東北大米質(zhì)量分數(shù)為30%～60%時，所制得的米粉品質(zhì)最好。

在選定原料的基礎(chǔ)上，加工工藝則是影響鮮濕米粉品質(zhì)的另一關(guān)鍵因素。大米原料浸泡條件、磨漿粒度以及蒸粉時間等工藝條件的不同會引起損傷淀粉質(zhì)量分數(shù)、大米淀粉糊化特性、米漿糊化程度等差異，進而影響米粉的最終品質(zhì)[8-11]。郭利利等[12]根據(jù)浸泡階段中大米顆粒的硬度變化，篩選出制備壓榨鮮濕米粉的大米的最佳浸泡時間8～10 h。Malahayati等[13]以不同粒度的大米粉為原料制備米粉，發(fā)現(xiàn)磨粉粒度越小，米粉的蒸煮品質(zhì)越好，其硬度、彈性和咀嚼性越大，感官評分也越高。徐曉輝[14]確定擠壓米粉的最佳糊化條件為98 ℃下糊化18 min，最佳老化條件為溫度0～10 ℃、濕度50%～70%、時間6～9 h。

目前，關(guān)于米粉加工工藝的研究，均基于單一品種大米為原料的研究，對于以配米為原料加工米粉的工藝研究鮮見報道。基于雷婉瑩等[15]前期鮮濕米粉綜合品質(zhì)評價的研究，當?shù)矸圩罱K黏度最高的珍桂矮與直鏈淀粉質(zhì)量分數(shù)最高的株兩優(yōu)29按3∶2比例混合制備鮮濕米粉，所得的鮮濕米粉綜合品質(zhì)得分最高。因此，本實驗以珍桂矮與株兩優(yōu)39兩者按3∶2比例混合所得的配米為原料，對配米加工鮮濕米粉的工藝參數(shù)進行優(yōu)化，以期提升米粉品質(zhì)，為企業(yè)生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

珍桂矮、株兩優(yōu)39：早秈米。硝酸銀、鉻酸鉀、酚酞等試劑，均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

TQ-1000Y高速多功能粉碎機，TA-XT2i Plus質(zhì)構(gòu)儀，AE2204電子分析天平，GFL-230電熱鼓風干燥箱，MZ-SYS28-2B美的中式電蒸鍋，JM-L100膠體磨等。

1.3 實驗方法

1.3.1 鮮濕米粉制備

大米原料→浸泡→調(diào)節(jié)水分→磨漿→過篩→攪拌→蒸粉→冷卻→切條→成品。

固定大米浸泡溫度為30 ℃、浸泡時間3 h、磨漿粒度80目、蒸粉時間100 s，相應(yīng)地改變大米浸泡溫度、浸泡時間、磨漿粒度、蒸粉時間進行鮮濕米粉的制備。

1.3.2 鮮濕米粉品質(zhì)測定

1.3.2.1 斷條率測定[15]：從樣品中選擇20根20 cm長的鮮濕米粉，放入盛有500 mL沸水的燒杯中蒸煮3 min，撈起后過冷水冷卻瀝干，記錄下長度在10 cm以上的米粉總數(shù)(x)，按公式計算斷條率。

1.3.2.2 吐漿值測定[16,17]：吐漿值是指米粉經(jīng)沸水蒸煮后溶于水中固形物質(zhì)量分數(shù)。測定米粉的含水量(W)，并稱取20 g左右的米粉(M0)，放入盛有500 mL沸水的燒杯中蒸煮3 min，取出米粉，冷卻后將湯汁定容至500 mL，搖勻后吸取50 mL溶液移至已恒重的容器(M1)中，在(105±2) ℃的條件下干燥至質(zhì)量恒定(M2)，按公式計算吐漿值。

1.3.2.3 鮮濕米粉入味性測定

參考雷婉瑩[15]和張建初等[18]的測定方法。稱取20 g鮮濕米粉，6 g食鹽，加入500 mL沸水中浸泡5 min，撈起瀝干。以米粉浸泡后的含鹽量為衡量指標，按GB/T 12457—2008測定浸泡后米粉的含鹽量。

1.3.2.4 鮮濕米粉感官評定

鮮濕米粉感官評定標準同文獻[15]。由7人組成品評小組，對米粉進行感官評分，去掉最高分和最低分，取評分的平均值為結(jié)果。

1.3.3 鮮濕米粉質(zhì)構(gòu)測定

米粉質(zhì)構(gòu)測定方法[17,19]：將米粉切成長5 cm、寬1 cm的樣品，每次疊兩層進行質(zhì)構(gòu)測定。測定模式為TPA模式，探頭為柱形探頭P/36R，測試前速度為2 mm/s,測試速度和測試后速度均為1 mm/s，壓縮比為50%，兩次下壓間隔時間為3 s，觸發(fā)力為5 g。質(zhì)構(gòu)測定指標為：硬度、黏附性、彈性和咀嚼性，每個樣品平行測定6次，去掉每個指標的最大值和最小值，結(jié)果取平均值。

1.3.4 鮮濕米粉品質(zhì)的綜合得分

根據(jù)鮮濕米粉品質(zhì)測定的標準化公式將鮮濕米粉各品質(zhì)指標的數(shù)據(jù)標準化，參考雷婉瑩等[15]建立的鮮濕米粉綜合品質(zhì)評價模型，將標準化后的數(shù)據(jù)代入模型中計算得出鮮濕米粉的綜合得分實測值。模型如下：

F=-0.30X1-0.25X2+0.15X3+0.31X4+0.36X5-0.31X6+0.28X7+0.35X8

式中：X1為斷條率；X2為吐漿值；X3為浸泡后含鹽量；X4為感官評分；X5為硬度；X6為黏附性；X7為彈性；X8為咀嚼性。

1.3.5 單因素實驗設(shè)計

在固定大米浸泡溫度30 ℃、浸泡時間3 h、磨漿粒度80目、蒸粉時間100 s的基礎(chǔ)上，相應(yīng)變換各因素的水平：大米浸泡溫度10、20、30、40、50 ℃；大米浸泡時間1、2、3、4、5 h；磨漿粒度40、60、80、100、120目；蒸粉時間60、80、100、120、140 s。按照1.3.1的方法制備鮮濕米粉，考察各因素對鮮濕米粉品質(zhì)的影響。

1.3.6 正交實驗設(shè)計

在單因素實驗的基礎(chǔ)上進行L9(34)的正交實驗，確定用配米加工鮮濕米粉的最佳工藝條件，實驗設(shè)計見表1。因無空列計算誤差，本實驗中9種方案設(shè)計3組重復(fù)實驗計算誤差。

表1 正交實驗方案的設(shè)計

1.3.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，采用SPSS 20.0進行多因素方差分析，比較數(shù)據(jù)顯著性，采用Origin軟件進行制圖，每組實驗重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗結(jié)果與分析

2.1.1 大米浸泡溫度對鮮濕米粉品質(zhì)的影響

大米浸泡溫度對鮮濕米粉品質(zhì)的影響見圖1。隨大米浸泡溫度的升高，鮮濕米粉的斷條率、吐漿值和浸泡后含鹽量逐漸降低，而感官評分則逐漸提高，當浸泡溫度超過20 ℃后，米粉斷條率無顯著變化，當浸泡溫度達到30 ℃后，米粉的吐漿值、浸泡后含鹽量和感官評分均無顯著變化。隨著浸泡溫度的升高，鮮濕米粉的硬度和咀嚼性先增加后無明顯變化；黏附性先降低后升高，在30 ℃時最小，總體變幅較小；彈性先增加后減小，在30 ℃時達最大值。這主要是因為大米浸泡溫度較低時，水分進入米粒內(nèi)部速度過慢，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不夠疏松，導(dǎo)致磨漿時損傷淀粉質(zhì)量分數(shù)增加，不利于大米淀粉凝膠結(jié)構(gòu)的形成，米粉的蒸煮品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)較差[20-22]。當浸泡溫度較高時，大米結(jié)構(gòu)疏松，硬度降低，磨漿粒度更細，有利于凝膠形成，使米粉表面結(jié)構(gòu)較致密，導(dǎo)致鹽分不易滲透，米粉入味性差，但蒸煮品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)較好。此外，大米的浸泡溫度升高，有利于大米中灰分的溶出，提升了大米的白度和透明度[23,24]。因此，適當升高大米浸泡溫度可以使制備的米粉具有更好的外觀，感官評分增加。但當浸泡溫度達到一定溫度后，大米的吸水速率達到極限，再升高浸泡溫度，米粒的硬度和其中的溶出物不會有明顯變化，因而米粉品質(zhì)差異較小。鮮濕米粉的綜合得分隨著大米浸泡溫度的升高先增高，當浸泡溫度為30 ℃時，米粉綜合得分達最高；30 ℃后，米粉綜合得分降低，但無顯著差異。原因是當大米浸泡溫度在30 ℃以下時，米粉的蒸煮品質(zhì)、入味性、感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)隨浸泡溫度升高而逐漸提升，超過30 ℃后，米粉的黏附性增加，彈性降低，而其他品質(zhì)指標無顯著變化，因此米粉綜合得分略有下降但無顯著變化。米粉綜合得分在30 ℃時最高，以綜合得分為評價指標，選擇最佳浸泡溫度為30 ℃。

注：圖中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。圖1 大米浸泡溫度對鮮濕米粉品質(zhì)的影響

2.1.2 大米浸泡時間對鮮濕米粉品質(zhì)的影響

如圖2所示，隨大米浸泡時間的增加，鮮濕米粉的斷條率和吐漿值顯著降低，感官評分則顯著增高，浸泡時間達3 h后，變化差異均不顯著；米粉浸泡后含鹽量則隨浸泡時間先逐漸減少后無顯著變化，這可能是因為磨漿粒度變細，米粉表面空隙小，導(dǎo)致鹽分不易滲透，入味性變差。硬度、咀嚼性和彈性隨大米浸泡時間的延長先提高后無顯著差異，彈性在浸泡時間為4 h時最大；黏附性在1～3 h內(nèi)顯著降低，在3 h之后幾乎不變。這是由于浸泡時間延長使大米在浸泡過程中吸水充分，組織結(jié)構(gòu)疏松，可減少淀粉顆粒在磨漿過程中的機械破壞，降低損傷淀粉質(zhì)量分數(shù)，且磨漿的粒度較細，更有利于米粉內(nèi)部凝膠結(jié)構(gòu)的形成，蒸煮品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)有所提升[25]。此外浸泡時間延長，大米中的灰分溶出量增大，色澤變白[23]。因而米粉的色澤較潔白，感官品質(zhì)提升。大米浸泡時間在1～3 h內(nèi)，鮮濕米粉的綜合得分顯著上升，達3 h之后無顯著變化。當大米浸泡時間為4 h時，米粉的綜合得分最高。這是由于大米浸泡時間在1～3 h內(nèi)，鮮濕米粉的蒸煮品質(zhì)、感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)隨浸泡時間的延長而提高，達到3 h后各品質(zhì)指標均無顯著變化，浸泡4 h后，米粉的彈性達最大值，因而米粉的綜合得分在4 h時最高。因此，選擇大米最佳浸泡時間為4 h。

圖2 大米浸泡時間對鮮濕米粉品質(zhì)的影響

2.1.3 磨漿粒度對鮮濕米粉品質(zhì)的影響

磨漿粒度對鮮濕米粉品質(zhì)的影響如圖3所示。隨著磨漿粒度的減小，鮮濕米粉的斷條率和吐漿值先顯著降低后增加，在磨漿粒度為100目時米粉的斷條率和吐漿值最低；浸泡后含鹽量顯著降低，感官評分和硬度先增加后降低，在磨漿粒度為100目時最高，黏附性無顯著差異，變幅為73.02～79.65；彈性和咀嚼性在磨漿粒度40～100目之間顯著增大，在100目之后無顯著變化。因此磨漿粒度過大或過小都會影響鮮濕米粉品質(zhì)，磨漿粒度過大，米粉的組織結(jié)構(gòu)較為疏松，口感較差，并導(dǎo)致米漿糊化不充分、不均勻，使米粉凝膠品質(zhì)下降，進而導(dǎo)致米粉易斷條、糊湯、質(zhì)構(gòu)品質(zhì)差[14,26]。而磨漿粒度過小，米漿中損傷淀粉質(zhì)量分數(shù)增大，且米漿濃度降低，也會導(dǎo)致米粉品質(zhì)降低[8]。隨著磨漿粒度的減小，浸泡后含鹽量逐漸降低，這可能是因為米粉形成凝膠結(jié)構(gòu)變致密，導(dǎo)致吸水性降低，難以入味。磨漿粒度在40～100目之間時，米粉的綜合得分顯著增加，在100目時綜合得分最高；當磨漿粒度繼續(xù)減小，綜合得分明顯下降。這主要是由于磨漿粒度越細，蒸粉時米漿越易吸水膨脹，糊化均勻，易形成致密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且米粉色澤較好[27]。因此，鮮濕米粉的蒸煮品質(zhì)、感官評分和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)均隨著磨漿粒度的減小而提高，綜合得分增加；但粒度越細，米粉原料損傷淀粉質(zhì)量分數(shù)上升，品質(zhì)降低，能耗也越大，因此，磨漿粒度條件選擇100目為最佳。

圖3 磨漿粒度對鮮濕米粉品質(zhì)的影響

2.1.4 蒸粉時間對鮮濕米粉品質(zhì)的影響

蒸粉時間對鮮濕米粉品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖4所示。隨著蒸粉時間的增加，鮮濕米粉的斷條率、吐漿值和浸泡后含鹽量先顯著降低后顯著增加，在蒸粉時間為100 s時，米粉斷條率、吐漿值和浸泡后含鹽量達到最低值。感官評分、硬度、彈性和咀嚼性先上升后降低，在蒸粉時間為100 s時達到最高值；黏附性在蒸粉時間100 s內(nèi)無顯著變化，但蒸粉時間大于100 s后黏附性顯著增大。因此蒸粉時間過短或過長都會降低鮮濕米粉品質(zhì)，蒸粉時間過短，米漿糊化不充分，淀粉顆粒不能夠充分膨脹糊化，內(nèi)部的直鏈淀粉分子未完全游離出來，不利于米粉凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成，米粉缺乏韌性，易吸水，蒸煮品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)品質(zhì)較差；蒸粉時間過長，糊化度過高，米粉黏附性較大，彈性和咀嚼性不足，較為軟爛，米粉綜合品質(zhì)較差[8]。但蒸粉時間較短或較長時，米粉的結(jié)構(gòu)疏松軟爛，吸水率較大，鹽分易滲透，入味性較好。

圖4 蒸粉時間對鮮濕米粉品質(zhì)的影響

米粉綜合得分隨著蒸粉時間的增加先顯著增加后顯著降低，在蒸粉時間為100 s時最大，為4.69。這是因為蒸粉時間為100 s時，雖然米粉的浸泡后含鹽量最低，但蒸煮品質(zhì)較好，感官評分、硬度、彈性和咀嚼性也達到最大值，所以米粉的綜合得分在蒸粉時間為100 s時最高。因此最佳蒸粉時間為100 s。

2.2 正交實驗結(jié)果

根據(jù)單因素實驗結(jié)果，以大米浸泡溫度(A)、浸泡時間(B)、磨漿粒度(C)、蒸粉時間(D)為實驗因素，分別選取3個水平進行L9(34)的正交實驗，優(yōu)化用配米加工鮮濕米粉最佳工藝參數(shù)。正交實驗結(jié)果與分析見表2、表3。

表2 正交實驗結(jié)果與分析

表3 數(shù)據(jù)方差分析

由表2可知，4個實驗因素對鮮濕米粉品質(zhì)影響的大小順序為：蒸粉時間>磨漿粒度>浸泡時間>浸泡溫度；最佳加工參數(shù)組合為A2B3C2D2。由表4可知，蒸粉時間和磨漿粒度對鮮濕米粉綜合得分影響呈極顯著水平(P<0.01)，而大米浸泡溫度和浸泡時間對鮮濕米粉綜合得分影響不顯著，從節(jié)約資源的角度考慮，浸泡溫度和時間可選擇正交實驗設(shè)計中的最小值。結(jié)合表2和表3結(jié)果分析得出用配米加工鮮濕米粉的最佳工藝參數(shù)組合為A1B1C2D2，即浸泡溫度20 ℃、浸泡時間3 h、磨漿粒度100目、蒸粉時間100 s。在此工藝條件下進行驗證實驗，重復(fù)3次，得到鮮濕米粉品質(zhì)綜合得分為5.36，高于未進行工藝優(yōu)化前的鮮濕米粉綜合得分3.84，說明此加工工藝參數(shù)能夠明顯提高鮮濕米粉品質(zhì)。

3 結(jié)論

以鮮濕米粉品質(zhì)綜合得分為評價指標，結(jié)合正交實驗和方差分析，確定了用配米加工鮮濕米粉的四個工藝參數(shù)對鮮濕米粉品質(zhì)影響的大小順序為：蒸粉時間>磨漿粒度>浸泡時間>浸泡溫度。其中磨漿粒度和蒸粉時間對鮮濕米粉品質(zhì)影響極顯著，浸泡溫度和浸泡時間影響不顯著。因此用配米加工鮮濕米粉的最佳工藝條件為：浸泡溫度為20 ℃、浸泡時間為3 h、磨漿粒度100目、蒸粉時間100 s。在此條件下鮮濕米粉品質(zhì)綜合得分最高。