大米陈化度对直接挤压制作米粉品质的影响

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  摘要
  [目的] 考察大米陈化度对直接挤出制备直条米粉品质和质构特性方面的影响。[方法]研究了大米陈化度对使用双螺杆挤压机直接挤压制作米粉品质的黏着性、断条率、吐浆值、质构特性、感官品质等的影响,并对陈化度与质构特性进行相关性分析。[结果]试验表明,陈化程度较低的大米粉在挤出时米粉条较黏,容易黏连,表面粗糙,随着陈化度升高米粉条黏度降低,表面光滑;随着陈化时间增加米粉咀嚼度和弹性呈上升趋势,断条率呈现先减少后增加的趋势,吐浆值呈上升趋势,感官评价随陈化加深呈先增加后降低的趋势。[结论] 研究表明,脂肪酸值可以作为评价大米陈化度的敏感因子。
  关键词 大米;陈化时间;挤压制作米粉;品质
  中图分类号 S509.9 文献标识码
  A 文章编号 0517-6611(2015)15-229-03
  The Influence of Rice Aging Degree on the Quality of Rice Flour Prepared by Direct Extrusion
  FAN Yunqian, LUO Haijun, LIAO Zilong, FU Aihua* et al
  (Grain and Oil Quality Inspection Center, China Grain Reserves Corporation, Chengdu, Sichuan 610091)
  Abstract [Objective] To investigate effects of rice aging degree on quality of rice flour prepared by direct extrusion and texture characteristics.[Method] This study focused on the influence of the rice aging degree on the adhesion, the breaking rate, the grout vomiting value, texture properties, sensory quality of rice flour prepared by double screw extruder, and the correlation analysis between the aging degree and texture characteristics was also performed.[Result] With the increase of the aging degree of rice, the viscosity and roughness of riceflour noodles prepared by the low aging level rice decreased slowly; the chewiness, elasticity and grout vomiting value showed the increase trend; the breaking rate showed firstly decrease and then increase trend and the result of sensory evaluation gave the opposite trend.[Conclusion] Fatty acid value can be used as sensitive factor for evaluation of rice aging degree.
  Key words Rice; Rice aging degree, Rice flour by direct extrusion; Quality
  根据米粉企业的生产经验,使用新鲜稻谷制作的米粉粘性高,制作时米粉条容易黏连,成品沸水煮时易断条、糊汤。国外也有研究报道显示,稻米陈化时间在一定程度上影响米粉的质构特性[1]。大米陈化过程中在脱支酶的作用下支链淀粉β1,6糖苷键断裂使支链淀粉脱支,脱支后的支链淀粉含量占总淀粉含量的比重降低,但在陈化过程中直链淀粉的聚合度变化不明显,所以直链淀粉含量相应的占总淀粉含量比重上升[2]。大米陈化过程中淀粉与脂类、米谷蛋白相互作用增强,也可能影响米粉的凝胶黏度/硬度[3]。也有稻谷陈化研究认为,大米在陈化过程中蛋白质巯基(-SH)被氧化成二硫键(-S-S),巯基含量与黏度/硬度比值呈正相关,二硫键增加蛋白质肽链交联度和淀粉纤维束强度,使凝胶强度增加,同时在淀粉周围形成网络结构,抑制淀粉凝胶的膨润,所以二硫键含量越高硬度越大[4]。
  研究表明,脂肪酸值可以作为评价大米陈化度的敏感因子[5]。笔者通过在恒温恒湿箱内模拟稻谷陈化,并对比使用不同陈化程度的稻谷挤压制作米粉品质的不同,研究大米陈化度对直接挤出制备直条米粉品质和质构特性方面的影响。
  1 材料与方法
  1.1 材料
  1.1.1 原料与试剂。供试原料:国泰长粒香米生态米(直链淀粉含量21.93%),桐城市长江米业有限公司。主要试剂:浓硫酸、NaOH、浓盐酸、碘、碘化钾、硫代硫酸钠等,均为分析纯;糖化酶,北京奥博星生物技术有限责任公司。
  1.1.2 仪器与设备。双螺杆挤压机,济南赛信膨化机械有限公司,螺杆直径32 mm,長径比18.75∶1,螺杆转速0~300 r/min,机筒温度为室温~300 ℃,可使用循环水连续调节温度;
  RVA3D型快速黏度分析仪,澳大利亚NEW PORT公司;试验中使用的探头:Pasta Firmness/Stickiness Rig Code HDP/PFS。仪器参数设定:测前速度2.00 mm/s,测试速度1.00 mm/s,测后速度1.00 mm/s,压缩率70%,时间3.00 s,触发力10.0 g[6]。   1.2 方法
  1.2.1 双螺杆直接挤压制作米粉工艺流程。
  大米粉碎,过60目筛→调质器调节水分→静置30 min→设置挤压机参数→螺旋喂料器喂料→挤压成型→老化处理→烘干→冷却→成品。
  挤压机操作参数设置:机筒Ⅲ区温度101 ℃,原料含水量35.3%,螺杆转速117 r/min,喂料速度9 r/min。
  1.2.2 模拟大米陈化。
  把大米磨粉后过60目筛,取适量样品放入恒温恒湿箱,设置温度40 ℃,相对湿度75%。放置5、10、15、20 d后取出适量使用双螺杆挤压机进行挤压米粉制作[7],并测定米粉相关的品质指标。
  脂肪酸值测定按GB/T 20569-2006方法测定。
  1.2.3 断条率测定。
  取米粉200 g,放入1 000 ml带盖保温容器中,加入米粉块质量7.5倍的水(85 ℃以上),加盖浸泡10 min后,将粉条倒入盘内,加入米粉块质量2倍的常温水,让粉条全部浸泡在水中,使粉条温度降至常温,然后用筷子从中挑出所有的断条,过筛后称其质量(m1),再称量过筛后的全部粉条质量(m2),记录称量结果[8]。
  断条率=m1m2×100%
  1.2.4 吐浆值测定。
  称取样品50 g在(105±2)℃烘箱中烘至恒重,准确称量样品质量m1,精确至0.01 g,放入1 000 ml已沸腾水中,继续煮沸6 min,取出后迅速冷却,用滤纸吸取米粉表面水分,放入(105±2)℃烘箱中烘至恒重,取出准确称量烘后样品重m2,精确至0.01 g。
  断条率=m1-m2m1×100%
  1.2.5 质构特性(TPA)测试。
  米粉条用100 ℃沸水煮6 min,取出后静置2 min,用滤纸吸干表面水分。取3根米粉条平行置于载物台上,米粉条之间留有一定的间隔。对每个试样做6次平行试验,得到黏着性、咀嚼性、弹性等参数。每个仪器参数处理采用去掉异常值,求平均值的方法。
  1.2.6 米粉感官评价。参考其他文献[9]制定米粉感官评分标准,见表1。
  2 结果与分析
  2.1 大米模拟陈化结果分析
  不同陈化时间的大米脂肪酸值变化趋势见图1,脂肪酸值变化与陈化时间呈高度线性正相关,线性方程为y=5.67x+7.75,R2=0.927 3。在储藏20 d后脂肪酸值达到321.00 mgKOH/kg。
  2.2 大米陈化度与米粉黏着性的关系
  不同陈化度的大米制作的米粉黏着性变化趋势见图2,米粉黏着性随着陈化时间增加呈S型曲线下降,陈化初期0~10 d下降缓慢,中期10~15 d下降速度加快,15~20 d时变化不明显。在挤压米粉过程中,陈化程度较低的大米粉在挤出时米粉条较黏,容易黏连,表面粗糙,随着陈化度升高米粉条黏度降低,表面光滑。
  黏度降低的原因为大米在陈化过程中支链淀粉含量减少,蛋白质巯基(-SH)被氧化成二硫键(-S-S),巯基含量降低,蛋白质二硫键交联增大,从而使蛋白质与淀粉作用增强,使淀粉的膨胀和柔韧性减弱,挤出时糊化形成的凝膠硬度变大,黏度减小[5]。米粉黏着性下降是蛋白质巯基氧化减少和支链淀粉减少共同作用的结果。双螺杆挤压机挤压过程中,淀粉在机筒内受到热、高压和剪切力的作用发生糊化、熔融和降解现象,支链淀粉由于分子量大比直链淀粉容易降解,断裂部位在α1,6糖苷键[10]。因此挤压过程对米粉黏着性降低起一定促进作用。
  2.3 大米陈化度与米粉咀嚼性和弹性的关系
  不同陈化度的大米制作的米粉咀嚼性变化趋势见图3,米粉咀嚼度随着陈化时间增加呈上升趋势,在0~10 d时间段内增长较快,在10~20 d时间段内增加速度变慢。陈化时间与米粉咀嚼度高度正相关,线性方程为y=567.71x+2 288.7,R2= 0.944 6。
  图4显示,米粉弹性随着陈化时间增加呈上升趋势,在0~10 d时上升趋势快,10~29 d时上升缓慢。米粉条咀嚼性和弹性增加是由于大米粉陈化使米淀粉挤出时形成的凝胶网络强度增强[5]。
  2.4 大米陈化时间与米粉断条率和吐浆值的关系
  不同陈化度的大米制作的米粉断条率变化趋势见图5,随着陈化程度增加米粉断条率呈现先减少后增加的趋势,在10 d左右时断条率达到最低。米粉断条率与米粉条弹性和柔韧性有关。直链淀粉与支链淀粉比值与大米凝胶强度有关,蛋白质巯基氧化成二硫键形成网络结构也可以增强凝胶韧性[5]。0~10 d时间段内,米粉弹性增加趋势明显,硬度增加不显著使米粉条柔韧性增加,所以在煮沸时不宜断条。10~20 d时间段内,弹性增长趋势不明显,硬度呈快速上升趋势,米粉硬度增加使得在沸水中易折断,因此断条率在储存后期呈上升趋势。
  图6显示,随着陈化程度加深米粉吐浆值呈上升趋势,0~15 d时间段吐浆值增长迅速,15 d以后增长趋势趋于缓慢。吐浆值反应在沸水煮的过程中溶于水的固形物的多少,吐浆值大表明米粉浑汤现象严重。
  2.5 陈化时间与米粉感官评价的关系
  不同陈化度的大米制作的米粉感官品质变化趋势见图7,感官评价随陈化加深
  呈先增加后降低的趋势,在10 d时感官评价最佳。在陈化初
  期感官评分上升的原因是米粉硬度、咀嚼度和弹性大幅度上
  升,黏度上
  升趋势不明显,同时断条率减小,从而适口性得到提升。陈化后期,籼米粉在高温下劣变出现哈喇味,颜色也由白色变为黄褐色。由于脂肪酸值是反应陈化程度的重要指标,模拟陈化过程中在10 d时脂肪酸值为229.0 mgKOH/kg,感官评价最佳。因此在选择米粉原料可以把脂肪酸值2290 mgKOH/kg作为参考指标。   2.6 相关性分析
  米粉硬度、黏着性、咀嚼性、弹性、断条率、吐浆值和原料脂肪酸值相关性见表2,脂肪酸值与硬度、黏着性、咀嚼度、弹性、吐浆值显著正相关,随着陈化时间延长均呈上升趋势。断条率与感官评价高度负相关,对感官评分影响最为显著。在米粉感官评价过程中,硬度、咀嚼性、弹性对口感影响很大,陈化0~10 d各项指标均显著上升,口感随之改善,10~20 d时由于硬度大幅度上升影响整体感官效果,从而使感官评价下降。
  3 结论
  使用不同陈化度的大米通过直接挤出工艺制作米粉,陈化程度较低的大米粉在挤出时米粉条较黏,容易黏连,表面粗糙,随着陈化度升高米粉条黏度降低,表面光滑;随着陈化时间增加米粉咀嚼度和弹性呈上升趋势,断条率呈现先减少后增加的趋势,吐浆值呈上升趋势,感官评价随陈化加深呈先增加后降低的趋势。
  试验结果表明,使用陈化度为脂肪酸值229.0 mgKOH/kg大米制作米粉品质最佳,可以在选择米粉原料时把脂肪酸值229.0 mgKOH/kg作为重要参考指标。
  参考文献
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