浸泡和糊化工藝對半干米粉品質(zhì)的影響

周永升 李 游 趙海燕 龍勇益 蔣才云 蔡吉祥

(1.廣西科技師范學院食品與生化工程學院，廣西 來賓 546199; 2.廣西科技師范學院廣西現(xiàn)代蔗糖業(yè)發(fā)展研究院，廣西 來賓 546199)

米粉是中國南方和東南亞地區(qū)的傳統(tǒng)大米制品[1]，其中螺螄粉是中國廣西柳州地區(qū)的特色米粉，因風味獨特而深受人們的喜歡[2]。近年來，方便螺螄粉具有廣闊的消費市場，但是所使用的均為干米粉，而干米粉即使用沸水煮制較長時間或沸水多次浸泡也難以復原鮮濕米粉的口感。為了縮短方便螺螄粉的食用加工時間，可使用半干米粉制品代替?zhèn)鹘y(tǒng)的干米粉，減少復水時間。半干米粉是水分含量介于鮮濕米粉(50%≤水分含量≤75%)和干米粉(水分含量≤14.5%)之間的產(chǎn)品，不需要預先浸泡復水，僅需沸水浸泡短時間即可食用。

不管是制作鮮濕米粉、半干米粉還是干米粉，糊化工藝都是關鍵的工序。糊化前用水浸泡大米有利于磨漿和淀粉糊化；糊化加熱過程中直鏈淀粉和支鏈淀粉溶解比例大小會直接影響淀粉凝膠的結(jié)構，從而影響米粉品質(zhì)[3-4]，糊化不足時擠壓出來的米粉韌性較差、斷條率高、吐漿值大；糊化過度時則會造成擠絲不順暢、易粘連。曹世陽等[5]通過研究制粉關鍵工序，分析較優(yōu)品質(zhì)鮮濕米粉的生產(chǎn)要素，得出有一定理論參考價值的老化時間、糊化溫度、加水量等。陳小聰?shù)萚6]研究發(fā)現(xiàn)，添加水量在65%～70%對大米淀粉的糊化程度及鮮濕米粉品質(zhì)的改善是較顯著的。但目前關于半干米粉品質(zhì)改良的研究鮮有報道。

玉米淀粉含有較高的直鏈淀粉，直鏈淀粉鏈長且結(jié)構整齊，易于在米粉老化重結(jié)晶時形成致密的結(jié)構，顯然添加直鏈淀粉高的玉米淀粉有利于半干米粉形成致密結(jié)構[7]。研究擬以陳米及玉米淀粉為主要原料，以米粉的吐漿率和質(zhì)構特性為指標，探討不同的浸泡工藝和糊化工藝對半干米粉品質(zhì)的影響，并對產(chǎn)品品質(zhì)進行分析，以期為半干米粉加工生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

貯藏兩年的早稻秈米：東莞市莞糧糧食有限公司；

玉米淀粉：玉峰實業(yè)集團有限公司。

1.2 儀器與設備

電熱恒溫鼓風干燥箱：DHG-9240B型，上海申賢恒溫設備廠；

米粉機：SZ-60型，廣州旭眾食品機器有限公司；

膠體磨：JM-W65型，廣州恒東機械設備科技有限公司；

電子天平：FA2004B型，上海越平科學儀器有限公司；

萬用電爐：DL-1型，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；

質(zhì)構儀：TA.XTC-18型，上海寶圣實業(yè)發(fā)展有限公司；

立式冷藏冷凍箱：VCF-860D4型，澳柯瑪股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 半干米粉的制備

(1)工藝流程：

原料米→清洗→浸泡→磨漿→調(diào)粉→加熱糊化→擠壓成型→老化→半干米粉

(2)操作要點：使用70%的水(相對于大米和淀粉的總質(zhì)量)，在一定溫度下將大米浸泡一段時間，再使用膠體磨磨漿，直至米漿細膩無顆粒且能過80目篩，然后加入30%的玉米淀粉進行調(diào)粉(相對于大米的質(zhì)量)，攪拌均勻后投料至米粉機中糊化，選擇出料口孔徑為1.8 mm模具擠壓成型，約40 cm為一段，冷卻至約40 ℃后密封，最后在2～4 ℃下靜置老化10 h，即可得到水分含量在40%～45%的半干米粉。

1.3.2 指標的測定

(1)吐漿率、熟斷條率、烹調(diào)時間：按T/CCOA 4—2019《干米粉》執(zhí)行，平行3組，取平均值。

(2)水分、酸度、感官評價：按DBS 45/050—2021《鮮濕米粉》執(zhí)行，平行3組，取平均值。

(3)復水率、短條率、粘條率：按QB/T 2652—2004《方便米粉(米線)》執(zhí)行。

(4)全質(zhì)構測定：參照易翠平等[8]的方法作適當修改：取半干米粉樣品放入2倍質(zhì)量的沸水中，密封浸泡3 min，使用冷水沖洗1 min后，采用P/36R探頭進行全質(zhì)構檢測，測前下降速度2 mm/s，測試速度1 mm/s，回程速度2 mm/s，停留時間5 s，變形量50%，平行10組，取平均值。

1.3.3 浸泡及糊化工藝單因素試驗設計 按照1.3.1 擠壓型半干米粉的制備方法，固定糊化溫度為95 ℃、水添加量為70%、糊化時間為10 min、大米浸泡時間為6 h，考察浸泡溫度(20，25，30，35，40，45 ℃)對半干米粉蒸煮品質(zhì)和質(zhì)構特性的影響。然后再依次考察浸泡時間(0，2，4，6，8，10 h)、糊化時間(4，8，12，16，20 min)、糊化溫度(80，85，90，95，100 ℃)和水添加量(65%，70%，75%，80%，85%)對半干米粉吐漿率和質(zhì)構特性的影響。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

試驗結(jié)果以平均值±標準偏差表示，采用Excel 2016進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，使用Minitab 18進行標準偏差計算和顯著性檢驗(Tukey法，α=0.05)，并用Origin 2018軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 浸泡溫度對半干米粉吐漿率和質(zhì)構特性的影響

由圖1可知，隨著浸泡溫度的升高，半干米粉的吐漿率先減小再增大。當浸泡溫度為40 ℃時，吐漿率最低，為5.32%，這是因為熱力運動可促使水分進入大米內(nèi)部，較高的浸泡溫度使大米達到飽和水分含量所需時間短，大米吸收水分后，淀粉顆粒的浸潤程度增大，米漿的顆粒更小，淀粉也更易糊化[9]。但是大米浸泡溫度高于45 ℃時，淀粉充分吸水膨脹，導致淀粉糊化過度，分子間的距離增大，重結(jié)晶時導致米粉的結(jié)構不夠致密，所以吐漿率反而增大[5]。同時，浸泡溫度過高也可能導致可溶性物質(zhì)流失較多，從而改變淀粉和其他物質(zhì)的相互作用程度使吐漿率增大。

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)

由表1可知，隨著浸泡溫度的升高，半干米粉的硬度、咀嚼性、彈性、內(nèi)聚性和回復性均先增大后減小，而黏性先減小后增大，并且具有統(tǒng)計學差異(P<0.05)。40 ℃以下時，隨著浸泡溫度提高，大米吸水效果越明顯，糊化程度越高，因此淀粉回生后形成致密的結(jié)構；當浸泡溫度從40 ℃升高到45 ℃時，淀粉過度糊化，米粉老化時不能形成緊密的凝膠結(jié)構[10]。雖然硬度、咀嚼性、彈性、內(nèi)聚性和回復性在35 ℃和40 ℃時無顯著差異(P>0.05)，但是黏性也是重要的指標，浸泡溫度為40 ℃時的黏性顯著小于35 ℃時的(P<0.05)。綜上，浸泡溫度為40 ℃時半干米粉綜合品質(zhì)最佳。

表1 不同浸泡溫度制作的米粉的質(zhì)構分析結(jié)果?

2.2 浸泡時間對半干米粉吐漿率和質(zhì)構特性的影響

由圖2可知，隨著大米浸泡時間的延長，吐漿率先下降后趨于平緩。大米浸泡2 h后，半干米粉的吐漿率顯著降低(P<0.05)；浸泡時間在2～10 h時，吐漿率變化不顯著(P>0.05)。浸泡時間會影響淀粉顆粒大小、淀粉水合特性及其他物質(zhì)與淀粉的相對位置及結(jié)合程度，當大米浸泡2 h時，大米已經(jīng)充分吸收水分，進而提高了米粉的糊化效果[11-12]，降低吐漿率。而浸泡吸水只是有限的可逆的潤脹過程，淀粉顆粒僅產(chǎn)生極有限的膨脹，浸泡2 h后米粒的水分含量基本保持不變，故糊化程度基本不變[9]。

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)

如表2所示，浸泡時間與質(zhì)構特性顯著相關(P<0.05)。浸泡2 h的樣品與不浸泡的樣品相比，硬度和咀嚼性均顯著增大(P<0.05)，浸泡2 h之后二者緩慢增大。隨著大米浸泡時間的延長，黏性呈先下降后升高的趨勢，其中2 h時黏性最小；彈性、內(nèi)聚性和回復性呈先增大后減小趨勢，在2 h時三者數(shù)值最大，這是因為大米浸泡2 h后已充分吸收水分，米漿可得到充分糊化，老化后形成的凝膠強度大，使得米粉具有很好的質(zhì)構指標[13-14]。綜上，浸泡時間為2 h的半干米粉綜合品質(zhì)最佳。

表2 不同浸泡時間制作的米粉的質(zhì)構分析結(jié)果?

2.3 糊化時間對半干米粉吐漿率和質(zhì)構特性的影響

由圖3可知，半干米粉的吐漿率隨糊化時間延長呈先減小后增大趨勢。當糊化時間為4 min時，由于淀粉顆粒糊化度低、不均勻，直鏈淀粉分子沒有充分展開，不能有效地與支鏈淀粉等其他物質(zhì)纏繞而形成均勻的聚合體，淀粉凝膠網(wǎng)絡結(jié)構不緊密，蒸煮時部分可溶性淀粉顆粒溶出，導致吐漿值增大；當糊化時間為8 min時，糊化程度合適，淀粉充分水合，直鏈淀粉分子展開程度合適，回生時凝膠結(jié)構緊實，蒸煮過程中物質(zhì)溶出較少；糊化8 min 之后粉團水分散失較多，且直鏈淀粉分子展開過度，老化后的聚合體致密性不夠，蒸煮過程中大量可溶性物質(zhì)溶出，導致吐漿率增大。

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)

由表3可知，隨著糊化時間的延長，米粉的硬度和咀嚼性均先減小后增大，彈性、內(nèi)聚性和回復性均先增大后減小，黏性逐漸上升。當糊化時間為4 min時，米粉凝膠網(wǎng)絡結(jié)構松散，因此老化結(jié)束后大量水分損失，導致米粉質(zhì)地偏硬且彈性、內(nèi)聚性和回復性差。當糊化時間為8 min時，淀粉形成的凝膠致密且富有彈性，但是糊化過度時，半干米粉的彈性、內(nèi)聚性、回復性均下降，黏性增大。

表3 不同糊化時間制作的米粉的質(zhì)構分析結(jié)果?

吐漿率和質(zhì)構特性隨糊化時間的變化與曹世陽等[5]的研究結(jié)果基本一致，僅使用設備和工藝有所不同，導致最佳糊化時間點有所不同。綜上，較優(yōu)的糊化時間為8 min。

2.4 糊化溫度對半干米粉吐漿率和質(zhì)構特性的影響

由圖4可知，半干米粉的吐漿率隨著糊化溫度的上升呈先降后升的趨勢。當糊化溫度為90 ℃時，吐漿率最低為4.77%。糊化溫度過低時，水分不能有效進入結(jié)晶區(qū)內(nèi)部，淀粉顆粒只能發(fā)生輕微的吸水溶脹，導致淀粉糊化不完全，形成松散的凝膠結(jié)構，因此蒸煮時損失率高；隨著糊化程度越大，淀粉顆粒越膨脹并逐漸分散，淀粉形成的凝膠越緊密。糊化溫度為95 ℃時的吐漿率和90 ℃時的無顯著性差異(P>0.05)。但是當溫度到達100 ℃時，由于淀粉糊化過度，大量氫鍵斷裂從而破壞了晶體結(jié)構，導致半干米粉回生時凝膠結(jié)構不緊密，吐漿率升高[15]。

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)

由表4可知，在80～100 ℃時，隨著糊化溫度的升高，硬度和咀嚼度先下降后上升，彈性、內(nèi)聚性和回復性先上升后下降，黏性逐漸上升。糊化溫度為90 ℃和95 ℃時的半干米粉均有較好的質(zhì)構特性，且二者差異不顯著(P>0.05)。綜上，從整體品質(zhì)考慮和節(jié)能原則出發(fā)，較優(yōu)的糊化溫度為90 ℃。

表4 不同糊化溫度制作的米粉的質(zhì)構分析結(jié)果?

2.5 水添加量對半干米粉吐漿率和質(zhì)構特性的影響

原料中水的添加量主要影響大米淀粉的糊化程度、凝膠特性、擠壓時的操作性能、受熱時間、出口壓力等[16]。由圖5可知，隨著水添加量的增加，半干米粉的吐漿率先急劇減小后再緩慢增加。當水添加量為65%時，淀粉顆粒吸水膨脹不充分，淀粉分子鏈遷移比較困難，糊化不均勻，同時米漿流動性差，擠壓出來的粉條表面粗糙，在蒸煮過程中由于凝膠結(jié)構不緊密，較多糊化不足的淀粉顆?；蚩扇苄猿煞诌w移到水中，導致吐漿值大；當含水量達到70%時，半干米粉的吐漿值最小，為4.76%，此時直鏈淀粉分子吸水潤脹程度合適，糊化充分，形成緊密的凝膠結(jié)構，吐漿率低；當水添加量為70%～80%時，半干米粉的吐漿率緩慢增加，但差異不顯著(P>0.05)，此時凝膠網(wǎng)絡結(jié)構較為緊密；但當原料中水添加量達到85%時，米漿流動性強，擠壓成型時壓力降低，擠壓出條時，粉條易粘連，導致表面不光滑，在蒸煮過程中有更多的可溶性物質(zhì)或未糊化完全的淀粉顆粒溶解在熱水中，因此吐漿率增大[17]。

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)

由表5可知，隨著原料中水添加量的增加，半干米粉硬度、咀嚼度均逐漸減小，黏性逐漸增大，彈性、內(nèi)聚性和回復性均先增大后減小，質(zhì)構特性和水添加量有極顯著的相關性(P<0.05)。水添加量為70%～75%時，半干米粉的質(zhì)構特性最好。水分影響了擠壓成型時米漿的流動性以及糊化后直鏈淀粉分子的結(jié)晶重排和與其他物質(zhì)的相互聯(lián)結(jié)、纏繞[18]。當水分含量較低時，只有淀粉顆粒外部的淀粉與水分子發(fā)生水合作用，導致淀粉糊化不均勻，從而形成的淀粉凝膠結(jié)構松散，半干米粉的彈性、內(nèi)聚性和回復性低且硬度大；隨著水添加量增加到70%時，淀粉吸水充分、糊化均勻，緊密的凝膠網(wǎng)絡結(jié)構形成，此時半干米粉的質(zhì)構特性最好；但是水添加量高于80%時，米粉中游離水過多，淀粉分子之間交聯(lián)聚合大大減少，米粉的黏性增大且凝膠網(wǎng)絡結(jié)構疏松，質(zhì)構特性下降[19]。綜上，原料中最佳的水添加量為70%。

表5 水添加量不同制作的米粉的質(zhì)構分析結(jié)果?

2.6 半干米粉的品質(zhì)分析

綜合試驗結(jié)果可知，最佳工藝為浸泡溫度40 ℃、浸泡時間2 h、糊化溫度90 ℃、糊化時間8 min、水添加量70%。按照該工藝制作半干米粉，測定其理化指標、質(zhì)構特性和感官品質(zhì)。理化參數(shù)結(jié)果見表6。質(zhì)構特性結(jié)果為硬度5.45 N、黏性12.20 Pa·s、彈性0.963 1、咀嚼性4.61 N、內(nèi)聚性0.899 5、回復性0.183 3。通過感官分析可得，該條件下所制半干米粉色澤一致、呈米白色，粉條完整、表面平滑、結(jié)構均勻，有典型的米香味和滋味；使用沸水密封浸泡5 min或沸水煮制90 s，米粉的口感滑爽、柔韌、富有彈性、不夾生、不粘牙。因為該半干米粉本身水分含量為44.21%，所以導致復水率指標未達到200%。除此之外，其余檢測指標均符合參考的標準。

表6 半干米粉理化分析結(jié)果

3 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，浸泡溫度、浸泡時間、糊化溫度、糊化時間和水添加量等因素顯著影響淀粉的糊化程度及半干米粉的品質(zhì)。在浸泡溫度40 ℃、浸泡時間2 h、糊化溫度90 ℃、糊化時間8 min、水添加量70%的工藝條件下制作的半干米粉具備較好的理化品質(zhì)、質(zhì)構特性和感官品質(zhì)。下一步將深入探究半干米粉在貯藏過程中的質(zhì)量變化，預測其貨架期。