不同淀粉添加和老化時間對干米粉品質(zhì)的影響

吳依云，劉容，2*，覃香妹，陳小梅，潘麗鳳

（1.廣西科技大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院，廣西柳州 545006；2.廣西柳州螺螄粉工程技術(shù)中心，廣西柳州 545006）

米粉是我國南方傳統(tǒng)特色食品，因其具有方便、適口、營養(yǎng)等特點，深受我國及東南亞地區(qū)人民的喜愛[1]。根據(jù)米粉的水分含量情況，可將米粉分為鮮濕米粉、半干米粉和干米粉。隨著螺螄粉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，米粉以預(yù)包裝干米粉形式銷售至國內(nèi)外各地，已發(fā)展成為百億規(guī)模的大產(chǎn)業(yè)。干米粉是以大米為主要原料，通過添加或不添加食用淀粉，經(jīng)糊化、老化、干燥等工序加工而成[2]。影響干米粉品質(zhì)的因素較多，其中原料中占比最高的淀粉和加工過程中的老化工序，對米粉品質(zhì)起著決定性的作用[3-7]。

在鮮濕米粉加工過程中，適當(dāng)添加食用淀粉、提高原料中的淀粉比例，可使米粉內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密整齊，有利于改善淀粉的凝膠性能，使米粉不易斷條、耐煮、彈性大等，從而改善米粉的品質(zhì)[5，8]。淀粉老化，又稱淀粉回生，是糊化后的淀粉凝膠由無序分子鏈聚集有序化重排的過程[9-10]。雖然淀粉老化可能導(dǎo)致某些食品品質(zhì)劣化，但卻是干米粉生產(chǎn)的必要工序，有助于米粉形成一定韌性和彈性的多維淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對米粉品質(zhì)調(diào)控起著重要作用，淀粉老化不足或老化過度均會影響米粉品質(zhì)[11-14]。

目前米粉方面的研究多針對鮮濕米粉，對于干米粉加工過程中淀粉添加和老化程度對米粉品質(zhì)的影響還缺少系統(tǒng)研究。本文結(jié)合干米粉的生產(chǎn)實際，探討在米粉中添加一定比例的玉米淀粉、木薯淀粉，經(jīng)不同老化時間處理對干米粉復(fù)水率、斷條率、質(zhì)構(gòu)特性、感官特性等品質(zhì)的影響，以期為優(yōu)化干米粉生產(chǎn)配方和工藝、提升干米粉品質(zhì)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金龍魚大米（淀粉72.6%、蛋白質(zhì)6.4%）：益海嘉里（貴港）糧油食品有限公司；食用玉米淀粉：滄州市華海順達(dá)糧油調(diào)料有限公司；食用木薯淀粉：廣西農(nóng)墾明陽淀粉發(fā)展有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

質(zhì)構(gòu)儀（CT3）：美國Brookfield 公司；X 射線衍射儀（Smart Lab SE）：日本Rigaku 公司；多功能打漿機(jī)（MJ-LZ25Easy119）：廣東美的電器股份有限公司；全自動鼓風(fēng)干燥機(jī)（ZFD-5250）：上海智城分析儀器制造有限公司；恒溫水浴鍋（HH-6）：上海坤誠科學(xué)儀器有限公司；電子天平（JW-B5003）：上海市紀(jì)銘稱重校驗設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 米粉制備工藝流程

大米→浸泡4 h→打漿6 min→過40 目篩→添加淀粉→糊化→擠壓成型→4 ℃老化→40 ℃干燥10 h→干米粉。

1.3.2 工藝條件

添加一定比例的玉米淀粉（0%、10%、20%、30%、40%）和木薯淀粉（0%、10%、20%、30%、40%），設(shè)置老化時間分別為2、4、6 h，老化溫度4 ℃，加水量60%，40 ℃烘干10 h。測定不同工藝條件下干米粉復(fù)水率、斷條率、質(zhì)構(gòu)特性、感官品質(zhì)。

1.3.3 復(fù)水率測定

準(zhǔn)確稱取干米粉樣品m1（g），置于1 000 mL 燒杯中，加入干米粉樣品質(zhì)量7.5 倍的水，加熱至100 ℃，轉(zhuǎn)入100 ℃水浴鍋中，水浴5 min 后倒入水平放置的標(biāo)準(zhǔn)試驗篩中，靜置2 min，稱量米粉的質(zhì)量m2（g）。按公式（1）計算復(fù)水率（F，%）。

1.3.4 斷條率測定

參照SN/T 0395—2018《進(jìn)出口米粉檢驗規(guī)程》，選擇20 cm 以上的米粉為檢測對象，用天平稱取10.0 g米粉樣品2 份，分別置于1 000 mL 燒杯中，按料液比1∶20（g/mL）加入去離子水，加熱至水沸騰后放入米粉，浸泡15 min 后，濾去湯汁，過冷水，分離短于10 cm和長于10 cm 的米粉，分別稱重，按公式（2）計算斷條率（X，%）。

式中：m1為不足10 cm 的米粉質(zhì)量，g；m為浸泡后米粉的質(zhì)量，g。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)特性測定

將不同淀粉添加量的米粉，經(jīng)老化處理0、2、4、6 h后，用于測定硬度、黏度、彈性等質(zhì)構(gòu)指標(biāo)。測試條件：探頭TA4/1000 D 型；采用全質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）模式；測前下壓速度1.00 mm/s；目標(biāo)值1.5 mm；觸發(fā)點負(fù)載0.05 N；循環(huán)次數(shù)2.0。每個樣品重復(fù)測定5 次，結(jié)果取其平均值。

1.3.6 感官品質(zhì)測定

利用感官評分法對干米粉品質(zhì)進(jìn)行打分，從干米粉的形態(tài)、色澤、氣味、口感、渾湯方面，對干米粉感官品質(zhì)進(jìn)行評價。參照DBS 45/051—2018《食品安全地方標(biāo)準(zhǔn)干制米粉》，擬定干米粉感官評價標(biāo)準(zhǔn)，具體見表1。選10 人進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)后，根據(jù)感官評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分。

表1 干米粉感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria of dry rice noodles

1.3.7 淀粉有序結(jié)構(gòu)測定

將干米粉粉碎，過100 目篩，密封保存待用。采用銅靶測試靶材，掃描速度5°/min，測試范圍5°～45°。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.5 進(jìn)行制圖，Excel 軟件制表進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同淀粉添加量和老化時間對干米粉復(fù)水率的影響

2.1.1 不同老化時間下玉米淀粉添加對干米粉復(fù)水率的影響

復(fù)水率是評價干米粉蒸煮品質(zhì)的重要指標(biāo)，大米原料中添加0%、10%、20%、30%、40% 的玉米淀粉，米粉經(jīng)過2、4、6 h 老化，其干米粉的復(fù)水率如圖1 所示。

圖1 不同老化時間下玉米淀粉添加對干米粉復(fù)水率的影響Fig.1 Effect of corn starch addition on the rehydration rate of dry rice noodles over retrogradation time

由圖1 可知，玉米淀粉的添加量和老化時間均會對干米粉復(fù)水率產(chǎn)生影響。較高含量（30%、40%）的玉米淀粉添加，隨著老化時間的延長，干米粉復(fù)水率逐漸降低，但添加較低含量（0%、10%）的玉米淀粉，隨著老化時間的延長，干米粉復(fù)水率整體逐漸升高?？傮w上，添加20%玉米淀粉時，隨著老化時間的延長，干米粉的復(fù)水率變化不大。這種結(jié)果可能是由于較高含量的玉米淀粉隨著老化時間的延長，更容易發(fā)生短期回生，淀粉鏈重排，形成較為致密的微觀結(jié)構(gòu)[9]，水分較難進(jìn)入[13]，復(fù)水率呈現(xiàn)下降的趨勢。在老化2 h 時，玉米淀粉添加量越高，復(fù)水率越高，這可能是由于較短的老化時間，干米粉中淀粉鏈的重排尚未完成[15]，干米粉結(jié)構(gòu)疏松，蒸煮容易渾湯。在此情況下，玉米淀粉含量較低的干米粉復(fù)水過程中蒸煮損失率較高，從而影響到淀粉的復(fù)水率結(jié)果。為保障米粉的品質(zhì)，在實際生產(chǎn)中米粉的老化時間通常不短于4 h。

2.1.2 不同老化時間下木薯淀粉添加對干米粉復(fù)水率的影響

大米原料中添加0%、10%、20%、30%、40% 的木薯淀粉，米粉經(jīng)過2、4、6 h 老化，其干米粉的復(fù)水率如圖2 所示。

圖2 不同老化時間下木薯淀粉添加對干米粉復(fù)水率的影響Fig.2 Effect of cassava starch addition on the rehydration rate of dry rice noodles over retrogradation time

由圖2 可知，不同木薯淀粉的添加量和老化時間均會對干米粉復(fù)水率產(chǎn)生影響。老化2 h 時，木薯淀粉添加量越高，復(fù)水率越高，但隨著老化時間的延長，復(fù)水率呈現(xiàn)了相反的趨勢。與玉米淀粉添加不同，4 h后，隨著老化時間的延長，干米粉整體上呈現(xiàn)復(fù)水率逐漸升高的趨勢。添加木薯淀粉得到的復(fù)水率稍低于玉米淀粉，這可能是因為不同來源淀粉的鏈結(jié)構(gòu)不同，一般而言，直鏈淀粉含量對淀粉特性產(chǎn)生影響，玉米淀粉的直鏈淀粉含量不同于木薯淀粉[16]。

2.2 不同淀粉添加量和老化時間對干米粉斷條率的影響

2.2.1 不同老化時間下玉米淀粉添加對干米粉斷條率的影響

大米原料中添加0%、10%、20%、30%、40% 的玉米淀粉，米粉經(jīng)過2、4、6 h 老化，其干米粉的斷條率如圖3 所示。

圖3 不同玉米淀粉添加量下斷條率的變化Fig.3 Changes in breaking rate of dry rice noodles produced with different addition amounts of corn starch

由圖3 可知，6 h 以內(nèi)的老化，斷條率均隨玉米淀粉添加量的增大呈先降低后升高的趨勢，添加20%的玉米淀粉可以得到較低的斷條率。米粉斷條率隨著淀粉添加量的變化可能與淀粉的老化過程相關(guān)，較低的淀粉含量米粉的黏彈性較低，容易斷條，較高的淀粉添加量米粉容易過度老化，同樣可能容易造成斷條率的升高[8]。綜上，老化時間越長，米粉的斷條率越高，這可能是由于淀粉老化使米粉鏈重排，水分向外遷移，米粉出現(xiàn)裂紋甚至斷裂。

2.2.2 不同老化時間下木薯淀粉添加對干米粉斷條率的影響

大米原料中添加0%、10%、20%、30%、40% 的木薯淀粉，米粉經(jīng)過2、4、6 h 老化，其干米粉的斷條率如圖4 所示。

圖4 不同木薯淀粉添加量下斷條率變化Fig.4 Changes in breaking rate of dry rice noodles produced with different addition amounts of cassava starch

由圖4 可知，不同老化時間處理的米粉，其斷條率呈現(xiàn)出不同的變化趨勢。經(jīng)老化4、6 h，斷條率隨木薯淀粉添加量的增大而明顯降低，老化2 h 時，呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢。老化6 h 未添加淀粉的干米粉斷條率最高，達(dá)58.68%。綜上，在木薯淀粉添加的情況下，老化時間明顯影響米粉的斷條率，影響米粉品質(zhì)。木薯淀粉與玉米淀粉的斷條率表現(xiàn)出一定的差別，這可能是因為二者直鏈淀粉含量不同，玉米淀粉中的直鏈淀粉含量高于木薯淀粉。

2.3 不同淀粉添加對米粉質(zhì)構(gòu)的影響

淀粉回生的過程中，淀粉鏈重排和水分遷移，伴隨著食品質(zhì)構(gòu)特性的變化。粉凝膠的質(zhì)構(gòu)特性受多種因素影響，如直鏈淀粉的分子大小及含量、糊化淀粉顆粒體積、淀粉凝膠中連續(xù)相與分散相的相互作用等[17]。基于不添加淀粉、添加20% 玉米淀粉、40% 木薯淀粉3 個水平，經(jīng)老化0、2、4、6 h，米粉的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)見表2。

表2 米粉質(zhì)構(gòu)特性分析Table 2 Texture properties of dry rice noodles

如表2 所示，總體上，隨著老化時間的延長，米粉的硬度、彈性增加，黏性呈現(xiàn)下降趨勢。表明米粉加工過程中淀粉的老化可以調(diào)節(jié)米粉的黏彈性，改變米粉的品質(zhì)。隨著玉米淀粉和木薯淀粉的添加，也能明顯改變米粉質(zhì)構(gòu)指標(biāo)?？梢娞砑拥矸酆透淖兝匣瘯r間均能明顯影響米粉的質(zhì)構(gòu)特性。適當(dāng)比例的淀粉添加能夠使淀粉凝膠的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)得到改善，促使淀粉糊化更充分，有效地改善淀粉凝膠機(jī)械性能，有利于淀粉的后期老化。米粉硬度變大趨勢最快，這與直鏈淀粉含量高，制成的米粉容易回生的預(yù)測結(jié)果相符。直鏈淀粉含量越高，淀粉分子鏈通過氫鍵交聯(lián)聚合，生成的氫鍵越多，這些氫鍵的形成使凝膠的硬度和彈性增大[4，18]。隨著直鏈淀粉含量的增加，黏性有逐漸減小的趨勢，是因為老化過程中，淀粉鏈重排，淀粉鏈結(jié)構(gòu)趨向于有序化，改變了其黏性。

2.4 不同淀粉添加和老化時間對干米粉感官品質(zhì)的影響

基于不添加淀粉、添加20% 玉米淀粉、40% 木薯淀粉3 個水平，經(jīng)老化2、4、6 h，通過感官評定分析米粉的感官指標(biāo)形態(tài)、色澤、氣味、口感、渾湯等，評定結(jié)果見表3。

表3 干米粉感官品質(zhì)評價Table 3 Sensory evaluation scores of dry rice noodles

由表3 可知，淀粉的添加可以明顯改善米粉的感官品質(zhì)，不添加淀粉時，感官評分較低，僅為49、61 和65。添加20%玉米淀粉和40%木薯淀粉均能明顯提高米粉的感官評分，可達(dá)到80 左右。根據(jù)表3，淀粉的添加可明顯改變米粉的形態(tài)，提高米粉的光滑度、表面的細(xì)膩度；還可以改善米粉的口感和蒸煮特性，提高米粉的黏彈性，得到更佳的口感，這與質(zhì)構(gòu)特性的測定結(jié)果一致，但是淀粉添加會影響米粉的色澤，加深米粉的顏色，也會降低米粉的米香味。老化時間的延長對米粉的感官品質(zhì)也會產(chǎn)生明顯影響，經(jīng)過4～6 h 老化，可提高米粉的口感、形態(tài)、渾湯等，一定程度上改善米粉品質(zhì)。

2.5 老化對干米粉中淀粉有序結(jié)構(gòu)的影響

淀粉老化過程伴隨著淀粉鏈凝膠由無序分子鏈聚集有序化重排的過程，這個過程中有序淀粉鏈結(jié)構(gòu)重排形成短程有序、半結(jié)晶結(jié)構(gòu)[19]，對淀粉類產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生重要的影響。圖5 為不同老化時間（0、6、8 h）干米粉的X-射線衍射圖。

圖5 不同老化時間干米粉的X-射線衍射圖Fig.5 X-ray diffraction patterns of dry rice noodles retrograded for different time periods

由圖5 可知，不同老化時間干米粉的X-射線衍射情況存在一定的差別。米粉加工過程中老化0 h，X 射線曲線上無明顯的尖峰出現(xiàn)，主要表現(xiàn)出彌散衍射特征峰，表明米粉中淀粉結(jié)構(gòu)為非結(jié)晶結(jié)構(gòu)，淀粉鏈仍然是無定形態(tài)，結(jié)構(gòu)無序化[20]。米粉加工過程中老化6 h，在17.1°和20.0°處出現(xiàn)明顯的尖峰，在15.3°和22.5°呈現(xiàn)出微弱的峰結(jié)構(gòu)，當(dāng)老化8 h 時，衍射峰的強(qiáng)度明顯強(qiáng)于老化6 h 米粉的峰強(qiáng)度。這表明米粉在老化的過程中，淀粉鏈之間發(fā)生了動態(tài)的排列重組，由無序結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚪Y(jié)構(gòu)，從而影響米粉的質(zhì)構(gòu)、感官等品質(zhì)。

3 結(jié)論

米粉加工過程中，淀粉添加和老化條件的控制均能明顯影響米粉的品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，不添加淀粉的米粉品質(zhì)不佳，體現(xiàn)在斷條率高、米粉形態(tài)、口感等感官品質(zhì)較差，添加淀粉可以明顯改善米粉的復(fù)水率、斷條率、質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)。老化時間直接影響米粉的老化程度，對米粉的品質(zhì)產(chǎn)生重要的影響。研究發(fā)現(xiàn)，添加20% 玉米淀粉老化6 h 或者添加40% 木薯淀粉老化6 h 制作出的干米粉品質(zhì)較好。本研究可為米粉實際生產(chǎn)選擇淀粉用量及老化時間提供參考，有利于米粉產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)的提升。