可溶性大豆多糖對鮮濕米粉表面黏性的影響

王博文，胡 蝶，袁潔瑤，劉艷蘭，吳蘇喜，易翠平

(長沙理工大學食品與生物工程學院，長沙 410114)

鮮濕米粉作為傳統(tǒng)米制主食，因其滑爽筋道的口感和獨特的風味廣泛流行于東南亞國家和中國南方地區(qū)[1]。由于原輔材料和加工工藝的不同，米粉在加工過程中常存在易黏連、斷條且黏彈性不穩(wěn)定等的缺點。針對此類問題，人們開始關(guān)注通過添加食用膳食纖維類輔料以改善米粉品質(zhì)。Heo等[2]在米粉中添加香菇β-葡聚糖，提升了米面團的機械混合性能，使米粉具有更高的延展性和硬度，并降低了改善了米粉的膨脹指數(shù)和蒸煮損失。Sujitta等[3]研究發(fā)現(xiàn)黃原膠、菊粉和脫脂米糠增強了米粉的拉伸特性和蒸煮特性，并降低了米粉的消化特性。Khongsak等[4]使用羧甲基纖維素、黃原膠和瓜爾膠可增強干制米粉的黏彈性結(jié)構(gòu)，改善了干制米粉的口感和蒸煮損失。這些食用膳食類輔料可改變鮮濕米粉的工藝過程中的米面團特性，從而改變鮮濕米粉的結(jié)構(gòu)特性，使得最終產(chǎn)品品質(zhì)得到改善。因此研究食用膳食類輔料對鮮濕米粉制作過程中的變化將對提升其品質(zhì)具有重要意義。

可溶性大豆多糖(Soluble Soybean polysaccharides, SSPS)是一種從大豆加工副產(chǎn)物豆渣中提取的天然可溶性膳食纖維，具有抗黏結(jié)性和抑制淀粉回生等優(yōu)點[5]。Ishihara等[6]報道，SSPS添加到米飯中可顯著降低米飯的表面黏性，達到較好的分散效果；劉傳菊等[7]發(fā)現(xiàn)碎米粉凝膠的黏性和黏附力與SSPS的添加量呈負相關(guān)性，在添加20%時，凝膠黏性最低；肖東等[8]通過分析鮮濕面儲藏期間水分分布及流動性，熱力學參數(shù)和老化動力學模型，發(fā)現(xiàn)添加SSPS能有效抑制鮮濕面的老化，SSPS在0.1%時，效果最佳。本研究從降低鮮濕米粉表面黏性的角度考慮，通過添加不同含量的SSPS，對比研究其對原料秈米的水合、糊化和流變特性及所制鮮濕米粉表面黏性和結(jié)構(gòu)的影響，為改善米粉的粘連問題提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

秈米：金優(yōu)(JY)，直鏈淀粉(14.44±0.33)%，蛋白質(zhì)(7.61±0.43)%；余赤(YC)，直鏈淀粉(26.87±0.89)%，蛋白質(zhì)(7.61±0.43)%、翔祥(XX)，直鏈淀粉(24.41±0.33)%，蛋白質(zhì)(9.02±0.07)%，可溶性大豆多糖(純度73%)，MRS肉湯培養(yǎng)基，碘化鉀等常用試劑均為分析純。

1.2 主要儀器與設(shè)備

TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀，DHP-9031微生物培養(yǎng)箱，S22PC可見分光光度計，DK-2000-ⅢL電熱恒溫水浴鍋，SHA-B恒溫水浴振蕩器，Perten RVA 4500快速黏度測定儀，YF0012電子顯微鏡。

1.3 方法

1.3.1 原料秈米理化指標的測定

蛋白質(zhì)的測定：GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》，凱氏定氮法；直鏈淀粉的測定：GB/T 15683—2008《大米直鏈淀粉含量的測定》。

1.3.2 樣品制備

工藝流程參考文獻[9]，并稍作修改：

秈米→發(fā)酵→清洗→磨漿→過篩→離心→滾揉蒸煮→擠絲→蒸煮→水洗→成品

發(fā)酵：采用LactobacillusplantarumYI-Y2013 37 ℃恒溫培養(yǎng)48 h，以106CFU/mL的濃度接種于原料秈米，料水比5∶8(g/mL)，37～40 ℃發(fā)酵48 h。

SSPS-發(fā)酵秈米混合粉的制備：秈米發(fā)酵好后清洗、磨漿、過篩、離心，將SSPS加入去離子水攪拌溶解，按照0%、1.2%、2.4%質(zhì)量比(干基)添加至發(fā)酵秈米粉并攪拌均勻、烘干至含水量約為11%，4 ℃存放備用。

李波：紅土地的海拔在1600到2800之間，海拔低一點的地方，種水稻、紅薯、小麥，海拔高一點的有玉米、土豆、苦蕎、燕麥。這些作物，都是紅土地攝影中很重要的元素。

鮮濕米粉的制備：取60 g SSPS-發(fā)酵秈米混合粉加去離子水45 mL混勻，以約5 mm厚度蒸6 min，重復2次，擠絲，沸水煮90 s，復蒸3 min，流水淋洗30 min，瀝干水分，制備得到直徑為0.3 cm左右的鮮濕米粉樣品，裝袋備用。

1.3.3 SSPS-發(fā)酵秈米混合粉的性質(zhì)分析

水合特性：參考文獻[10]并稍作修改，將5 g樣品分散在40 mL去離子水中，95 ℃攪拌30 min。分散液在4 000 r/min下離心20 min后，稱量濕沉淀物，并將上清液倒入鋁盒中于105 ℃烘至恒重。得到的吸水指數(shù)(WAI)和水溶性指數(shù)(WSI)由公式計算。

WAI=濕沉淀物質(zhì)量/樣品質(zhì)量×100%

WSI=上清液中溶解的固體質(zhì)量/樣品質(zhì)量×100%

糊化特性：按照GB/T 24852—2010《大米及米粉糊化特性的測定》的方法，將樣品懸浮液在50 ℃下平衡1 min，以6 ℃/min的速率加熱至95 ℃，保持 5 min，然后以6 ℃/min的速率冷卻至50 ℃，保持2 min，轉(zhuǎn)速為160 r/min。根據(jù)糊化曲線可得糊化溫度、峰值黏度、最低黏度、最終黏度、崩解值和回生值。

動態(tài)流變特性：取適量糊化后樣品于流變儀上，采用直徑600 mm的平板(P60 TiL)，板間距為 5 mm，溫度25 ℃，掃描應變先從0.1%～100%確定線性黏彈區(qū)，取掃描應頻率0.1～10 Hz，測定儲能模量(G′)和損耗模量(G″)隨掃描頻率的變化。

1.3.4 鮮濕米粉的表面黏性分析

取質(zhì)地均勻的鮮濕米粉，測試時將其置于探頭下方，每次放置1根且盡可能保證長度外觀保持一致，探頭選用 P/6R 進行測試，選擇cooked lasagne程序。測定參數(shù)設(shè)置為：測前的速度為 1 mm/s，測試的速度為 0.5 mm/s，回程的速度為 5 mm/s，停留的時間為 2 s，感應力5 g。

淀粉測定采用GB/T 5009.9—2008《食品中淀粉的測定》，并參考文獻[11]測定淀粉溶出量，使用酶解法并略作修改。取10 g鮮濕米粉放入150 mL煮沸蒸餾水中，1 min后撈出，用50 mL蒸餾水洗滌撈出的鮮濕米粉，并將洗滌液過350目篩，放冷至60 ℃以下，得到淀粉溶出液。淀粉溶出量用公式計算。

式中：X為試樣中淀粉的含量/mg/g；0.9為還原糖(以葡萄糖計)換算成淀粉的換算系數(shù)；m0為10 mL堿性酒石酸銅溶液(甲、乙液各半)相當于葡萄糖的質(zhì)量/mg；m1為試樣質(zhì)量/g；V0為加入試樣后消耗的葡萄糖標準溶液體積/mL；V1為標定10 mL堿性酒石酸銅溶液(甲、乙液各半)時消耗的葡萄糖標準溶液的體積/mL；n為試樣含水量。

1.3.6 鮮濕米粉顯微結(jié)構(gòu)觀察

取質(zhì)地均勻的鮮濕米粉進行切片(厚度約1 mm)，觀察鮮濕米粉的橫截面和表面。

1.4 統(tǒng)計分析

所有實驗重復3次以上，結(jié)果用均值±標準差表示。使用IBM SPSS Statistics 26 對實驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(ANOVA)和鄧肯多重范圍檢驗，P<0.05表示有顯著性差異，并用Pearson雙變量進行數(shù)據(jù)間的相關(guān)性分析；使用Origin 8.5與Photoshop CC 2020繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 SSPS-發(fā)酵秈米粉的性質(zhì)分析

2.1.1 SSPS-發(fā)酵秈米粉的水合特性

SSPS-發(fā)酵秈米粉的水合特性是鮮濕米粉性質(zhì)變化的基礎(chǔ)，結(jié)果見圖1，3種發(fā)酵秈米粉的WAI均隨著SSPS添加量的增加而顯著下降(P<0.05)，WSI隨著SSPS添加量的增加而顯著升高(P<0.05)?？赡苁窃?5 ℃時秈米粉溶出了較多游離的淀粉顆粒，暴露出較多的羥基，而SSPS在淀粉顆粒周圍可形成多糖層與大米淀粉相競爭水分，從而限制了淀粉的吸水膨脹，這與Anynda等[12]研究結(jié)果一致。

注：不同小寫字母代表具有顯著性差異(P<0.05)，下同。

2.1.2 SSPS-發(fā)酵秈米粉的糊化特性

糊化特性可以表征淀粉糊的黏性、穩(wěn)定性和短期老化趨勢[13]，可反映鮮濕米粉在熟化過程中的變化。不同添加量的SSPS對發(fā)酵秈米粉的糊化特性的影響如表1所示。3種發(fā)酵秈米粉的峰值黏度、最低黏度、最終黏度、崩解值均隨著SSPS添加量的增加而顯著下降(P<0.05)，糊化溫度隨SSPS添加量的增加而逐漸增大，但無顯著性差異。

表1 SSPS對發(fā)酵秈米粉糊化特性的影響

SSPS可顯著降低發(fā)酵秈米粉的糊化黏度，這與Furuta等[14]的研究結(jié)果基本一致。糊化黏度的降低表明在糊化過程中，SSPS增強發(fā)酵秈米粉抗膨脹性。劉傳菊等[7]研究表明SSPS沉積在淀粉分子表面，形成空間位阻，可有效抑制米淀粉的糊化。淀粉糊化黏度與鮮濕米粉的表面黏性具有相關(guān)性[15]，因此可通過發(fā)酵秈米粉的糊化黏度變化趨勢分析SSPS對鮮濕米粉表面黏性的影響。

崩解值反映淀粉糊的熱穩(wěn)定性，崩解值越低，熱糊穩(wěn)定性越好[16]。秈米粉的崩解值逐漸降低表明SSPS的添加可減少淀粉顆粒的膨脹，抑制淀粉的浸出，增強大米糊的熱穩(wěn)定性?；厣捣从沉说矸鄱唐诶匣内厔荩厣翟酱?，表明淀粉糊更易發(fā)生短期老化[17]。3種秈米粉的回生值均隨SSPS的增加而降低，表明SSPS具有抑制鮮濕米粉短期老化的趨勢。

2.1.3 SSPS-發(fā)酵秈米粉的流變特性

流變學可用來測定不同樣品的黏彈性，提供凝膠的結(jié)構(gòu)信息，對其加工特性具有較大應用價值。圖2顯示的是發(fā)酵秈米粉與SSPS-發(fā)酵秈米粉混合物的力學模量0.1～10 Hz的變化。所有樣品在總頻率范圍內(nèi)，G′和G″隨著頻率的增加而增加，且G′>G″，表現(xiàn)為典型的弱凝膠動態(tài)流變學譜圖。XX和YC發(fā)酵秈米粉的G′和G″均隨著SSPS濃度的增加而降低。表明SSPS可分布在連續(xù)的淀粉顆粒之間，抑制淀粉的溶脹，防止淀粉分子重排，影響老化進程[18]，從而削弱淀粉的凝膠結(jié)構(gòu)。這與Liu等[13]研究一致。與之不同的是，JY發(fā)酵秈米粉表現(xiàn)出不同的變化趨勢。添加SSPS的JY發(fā)酵秈米粉與未添加SSPS的發(fā)酵秈米粉相比表現(xiàn)出更高的G′和G″。可能是JY直鏈淀粉含量較少，SSPS的鏈狀分子結(jié)構(gòu)可代替直鏈淀粉，加強淀粉分子間的相互作用，秈米粉凝膠結(jié)構(gòu)得到加強，從而表現(xiàn)出更高的G′和G″。

圖2 SSPS對發(fā)酵秈米粉流變特性的影響

2.2 鮮濕米粉的表面黏性

鮮濕米粉的表面黏性直接影響消費者對產(chǎn)品的接受程度。將SSPS添加到發(fā)酵秈米粉中，制備鮮濕米粉，測定其表面黏性。如圖3所示，SSPS顯著降低(P<0.05)鮮濕米粉的表面黏性，其中對JY鮮濕米粉的影響最大，從90.12 g·sec降至52.50 g·sec。

圖3 SSPS對鮮濕米粉的表面黏性的影響

米粉表面黏性與米粉表面淀粉顆粒的糊化度有關(guān)，糊化度越高鮮濕米粉表面黏性就越強[19]。因此，鮮濕米粉表面黏性的降低可能由于SSPS降低鮮濕米粉的表面淀粉糊化度造成的。

2.3 鮮濕米粉的淀粉溶出量

在蒸煮過程中，淀粉溶出越少，鮮濕米粉的質(zhì)量往往越高[20]。如圖4所示，隨著SSPS添加量的增加，不同品種鮮濕米粉淀粉溶出量逐漸下降(P<0.05)，且鮮濕米粉在蒸煮過程中，不同SSPS添加量的鮮濕米粉基本未出現(xiàn)斷條的情況，表明SSPS加強了鮮濕米粉的蒸煮品質(zhì)。同時，淀粉溶出量還可以解釋SSPS影響食品黏性的作用機理。在糊化過程中，SSPS限制淀粉的浸出，使得附著在鮮濕米粉表面的淀粉含量減少，減少了鮮濕米粉的表面張力。在TPA分析時，鮮濕米粉與TPA探針之間產(chǎn)生的黏附阻力減少，從而產(chǎn)生更低的黏性值[21]。因此，淀粉溶出量的減少可能是SSPS影響鮮濕米粉表面黏性的因素之一。

圖4 SSPS對鮮濕米粉淀粉溶出量的影響

2.4 鮮濕米粉的結(jié)構(gòu)觀察

使用電子顯微鏡觀察添加(2.4%)與未添加SSPS鮮濕米粉的表面和橫截面結(jié)構(gòu)。如圖5所示，添加與未添加SSPS的鮮濕米粉的微觀結(jié)構(gòu)具有明顯的差異。對照組的橫截面具有松散的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，橫截面存在清晰的不均勻的孔洞結(jié)構(gòu)(圖5圓圈位置)，表面也存在較多凹陷(圖5箭頭位置)。添加SSPS的樣品改善了這種現(xiàn)象，橫截面表現(xiàn)出更均勻緊密的孔洞結(jié)構(gòu)，表面也更加平整光滑。可能是淀粉老化差異所引起[22]，淀粉在老化過程中的分子重排，使鮮濕米粉產(chǎn)生了不均勻的孔徑結(jié)構(gòu)，而添加SSPS可以抑制淀粉的老化進程，使得鮮濕米粉的橫截面結(jié)構(gòu)更加均勻，表面更加平整光滑。

注：A:YC鮮濕米粉，B：XX鮮濕米粉，C：JY鮮濕米粉；1～2列為表面圖，3～4列為橫截面圖。

3 結(jié)論

初步探究了SSPS對鮮濕米粉表面黏性的影響。隨著SSPS的添加，鮮濕米粉的表面黏性顯著降低，鮮濕米粉的結(jié)構(gòu)特征也得到了極大改善。分析得出，SSPS通過包埋作用，抑制鮮濕米粉在熟化過程中的糊化特性，降低鮮濕米粉的淀粉浸出量，使鮮濕米粉表面附著的淀粉分子減少，表現(xiàn)出鮮濕米粉表面黏性降低；同時SSPS具有抑制短期老化的作用，添加SPSS后，鮮濕米粉表面更加平整光滑，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加均勻穩(wěn)定。因此，鮮濕米粉界面性質(zhì)的改變可能是SSPS降低鮮濕米粉表面黏性的重要因素。