田志芳,孟婷婷,梁 霞,石 磊,周柏玲
(山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,山西太原 030031)
糜黍起源于中國,是人類最早的栽培谷物和最抗旱的禾谷類作物之一,主要分布在我國北方干旱或半干旱地區(qū),生育期短且具有很強的抗逆性和適應性。山西糜黍常年播種面積約20 萬hm2,大同、朔州、忻州等主產(chǎn)區(qū)占比超過50%[1-2],其中米粒糯性的黍子主要分布在中東部地區(qū),米粒粳性的糜子集中在晉西北特別是黃河流域地區(qū)[3]。
糜黍兼具食用和藥用價值,是眾多地區(qū)主要的制米作物和傳統(tǒng)食糧[4]。糜黍蛋白質(zhì)、淀粉和脂肪等營養(yǎng)成分含量豐富且品質(zhì)較高,同時含有酚類物質(zhì)等多種具有特殊功能的天然活性物質(zhì),在順應人們食物結(jié)構(gòu)的改變和滿足多元化消費需求方面顯現(xiàn)出越來越重要的作用[5]。在許多發(fā)達國家,通過添加或使用不同比例的黃米(粉),制作焙烤和膨化的早餐食品、抗過敏癥替代食品、嬰幼兒方便食品等,國內(nèi)大多局限于傳統(tǒng)消費方式,產(chǎn)品體現(xiàn)為用于煮飯、熬粥的原米和釀制黃酒,也有一定品種的糕類、粥類等即食休閑食品[6]。
由于種植相對分散,糜黍產(chǎn)業(yè)化程度低[7],技術(shù)研究側(cè)重于育種與豐產(chǎn)栽培,加工以家庭作坊和小型企業(yè)為主。深入研究糜黍淀粉的糊化黏度特性,在加快糜黍深加工產(chǎn)品和技術(shù)開發(fā)的同時,對于促進糜黍品質(zhì)育種、高效生產(chǎn)與利用有著重要意義。
2018 年從山西中北部主產(chǎn)區(qū)收集糜子樣品6 個和黍子樣品10 個,均為不同產(chǎn)地推廣面積較大的骨干品種。樣品顆粒飽滿、大小均勻,經(jīng)清洗、除雜、干燥、脫殼后分別用高速萬能粉碎機粉碎成細粉,過60 目篩,收集篩下物密封于自封袋中備用。
糜黍樣品來源見表1。
糜黍淀粉黏度采用國標法(GB/T 22427.7—2008)《淀粉黏度測定》,測試儀器為布拉班德Viscograph-E型黏度儀,德國Brabender 儀器公司產(chǎn)品。
表1 糜黍樣品來源
糜子樣品黏度特性曲線見圖1,黍子樣品黏度特性曲線見圖2,糜子和黍子黏度特性曲線見圖3。
從圖1 ~圖3 可知,不同品種的糜子、黍子的淀粉黏度特性曲線在初始糊化時間和糊化溫度、破損值、回生值和冷黏度穩(wěn)定性上表現(xiàn)出較大的差異。
糜子淀粉糊化黏度特性分析見表2。
初始糊化時間和糊化溫度用于比較樣品糊化的難易程度,是水分子進入淀粉分子間、形成無定形狀態(tài)所需時間及對應溫度。表2 表明,糜子淀粉的初始糊化時間、糊化溫度變異分別為3.70%,1.51%,品糜3 號初始糊化時間最長為10.44 min,糊化溫度最高達到81.70 ℃;寧糜16 號較易糊化,初始糊化時間最短為9.32 min,糊化溫度最低為78.2 ℃。
表2 糜子淀粉糊化黏度特性分析
糜子淀粉的峰值黏度(BU 值) 變異達到20.55%,赤糜1 號最小為109 BU,品糜3 號最大,達到218 BU;破損值反映樣品的熱黏度穩(wěn)定性,變異達到30.70%,同時赤糜1 號最小,為18.0 BU,品糜 3 號最大,達到56 BU。
通過測定樣品的回生值反映樣品的冷黏度,與樣品凝沉速率相關(guān);計算△值(冷卻階段結(jié)束黏度-最終恒溫階段結(jié)束黏度),可反映冷黏度的穩(wěn)定性,△值越高,表示冷黏度隨時間延長而增大。糜子淀粉回生值(BU 值) 變異達到23.16%,赤糜1 號最小為182 BU,最大為品糜3 號,達到400 BU;樣品的△值全部為正值,最大值與最小值相差134 BU,表示冷黏度隨時間延長而增加。
黍子淀粉糊化黏度特性分析見表3。
表3 黍子淀粉糊化黏度特性分析
黍子淀粉的初始糊化時間、糊化溫度變異分別為9.38%,3.25%(見表3),其中晉黍7 號初始糊化時間最長為10.22 min,糊化溫度最高達到80.50 ℃;來源于山西朔州的晉黍9 號較易糊化,初始糊化時間最短為7.50 min,糊化溫度最低為72.00 ℃。
不同來源黍子樣品的峰值黏度(BU 值) 變異達到28.51%,來源于山西忻州的晉黍9 號最小為116 BU,來源于山西朔州的晉黍9 號最大達到329 BU;破損值變異為46.24%,來源于山西忻州的晉黍9 號最小為30 BU,來源于山西朔州的晉黍9 號最大達到198 BU。
分析結(jié)果顯示,黍子樣品回生值(BU 值) 變異達到41.64%,來源于山西忻州的晉黍9 號最小為72 BU,晉黍7 號最大,達到384 BU;6 個樣品的△值為負值,表示其冷黏度隨時間延長逐漸降低,降低幅度與△值的絕對值相關(guān);3 個樣品△值為正值,其冷黏度隨時間延長而增加,增加幅度同樣與△值的絕對值相關(guān);來源于山西忻州的雁黍11 號△值為0,冷黏度不會隨時間延長而變化。
(1) 糜子和黍子淀粉初始糊化溫度變幅小于糊化時間變幅,二者呈正相關(guān)。其中黍子淀粉的初始糊化溫度較低(70 ℃+),糜子淀粉為±80 ℃,糊化時間相差約2 min,差異明顯,表明黍子相對易于糊化。
(2) 黍子淀粉峰值黏度(BU 值) 普遍高于糜子,分別對應80 ℃+和±90 ℃,黍子淀粉破損值高于糜子樣品約100 BU,表明其黏度大,熱穩(wěn)定性差。
(3) 黍子淀粉的回生值普遍低于糜子,按平均值計算達到160 BU。糜子淀粉的△值均為正值,冷黏度隨時間延長呈現(xiàn)增加的趨勢;多數(shù)黍子淀粉△值均為負值,冷黏度隨時間延長呈現(xiàn)降低的趨勢。冷黏度增加(或降低) 的幅度與△值的絕對值相關(guān),體現(xiàn)在加工過程中則是黍子有一定的抗老化能力,糜子更易于老化。
(4) 不同谷物淀粉的糊化特性的主要影響因素包括淀粉結(jié)構(gòu)、性質(zhì),以及淀粉貯藏時間和其中α-淀粉酶活性不同等。有研究認為糜黍淀粉理化性質(zhì)特殊,不適合用于發(fā)酵食品和冷凍食品,但適合用作增稠劑和穩(wěn)定劑[8]。食品加工時通常需要一定的溫度條件,如果破損值較大其黏度會在加熱時急劇降低,不利于產(chǎn)品形態(tài)和質(zhì)量穩(wěn)定。因此,糜黍加工研究和淀粉評價,需要同時考慮峰值黏度、破損值和回生值的影響。