張榮彬 顏景超 高文明 戴志勇 李夢(mèng)怡 任國(guó)譜

(1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.臨沂市市場(chǎng)監(jiān)管綜合服務(wù)中心，山東 臨沂 276001；3.英氏控股集團(tuán)股份有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

大米主要分為粳米、秈米和糯米3類，含有豐富的碳水化合物，以及蛋白質(zhì)、脂肪及B族維生素等，可作為補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)素的基礎(chǔ)食物，且常被用于嬰兒輔助飲食，如奶粉，因?yàn)槠淠艽偈鼓谭壑械睦业鞍仔纬墒杷扇彳浀男∧龎K，使之更易消化吸收，且具有補(bǔ)脾、和胃、清肺功效。嬰兒米粉采用大米為主原料，額外添加水果、蔬菜、肉類等，經(jīng)多重工序加工，且加工過(guò)程通常進(jìn)行礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和維生素強(qiáng)化，適于作為6月齡以上嬰兒和幼兒的谷物輔助食品[1]。

大米作為嬰幼兒米粉中最重要的原料，其基本成分、蒸煮特性、糊化特性和質(zhì)構(gòu)特性對(duì)嬰幼兒米粉的沖調(diào)性、黏度、糊口性、細(xì)膩程度等食用品質(zhì)有很大影響[2-3]。目前有關(guān)嬰幼兒米粉的報(bào)道主要集中在污染物的研究[4-6]、配方的設(shè)計(jì)[7]、工藝的改進(jìn)[8-10]以及加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的損失[11]等方面，對(duì)于粳米和秈米搭配使用是否能獲得更優(yōu)食用品質(zhì)的米粉尚未見報(bào)道。試驗(yàn)擬研究粳米和秈米組合的理化性質(zhì)、蒸煮特性、糊化特性和質(zhì)構(gòu)特性之間的相關(guān)性，確定其最佳搭配比例，從而獲得更適合嬰幼兒的米粉的大米搭配，為高質(zhì)量嬰幼兒米粉的研發(fā)和生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

東北珍珠米：黑龍江省寶泉嶺農(nóng)墾山林糧食加工有限制責(zé)任公司；

三特秈米：江蘇農(nóng)墾米業(yè)集團(tuán)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

全自動(dòng)凱氏定氮儀：K-375型，上海沃瓏儀器有限公司；

臺(tái)式低速離心機(jī)：LD5-10型，北京京立離心機(jī)有限公司；

紫外可見分光光度計(jì)：UV1800型，日本島津公司；

快速黏度分析儀：Super-4型，波通瑞華科學(xué)儀器有限公司；

質(zhì)構(gòu)儀：TA-XT2型，英國(guó)Stable Micro System公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備 粳米與秈米經(jīng)篩選除雜，選擇m秈米∶m粳米為10∶0，9∶1，8∶2，7∶3，6∶4，5∶5，4∶6，3∶7，2∶8，1∶9，0∶10進(jìn)行組合。

1.3.2 基本理化指標(biāo)含量測(cè)定

(1) 水分：按GB 5009.3—2016執(zhí)行。

(2) 蛋白質(zhì)：按GB 5009.5—2016執(zhí)行。

(3) 脂肪：按GB 5009.6—2016執(zhí)行。

(4) 直鏈淀粉：按GB/T 15683—2008執(zhí)行。

1.3.3 蒸煮特性測(cè)定

(1) 大米吸水率：根據(jù)文獻(xiàn)[12]并修改。取200 mL燒杯和圓柱形金屬籠，燒杯中倒入約180 mL的蒸餾水，圓柱形籠中放入10 g大米，將水浴鍋升溫至100 ℃，蒸煮燒杯中的圓柱形籠30 min，瀝干米湯2 min，稱量米飯質(zhì)量，并按式(1)計(jì)算大米吸水率。

(1)

式中：

C——大米吸水率，%；

m1——蒸煮后米飯質(zhì)量，g；

m2——原料大米質(zhì)量，g。

(2) 米飯膨脹體積：采用排水法測(cè)定大米蒸煮前后體積，按式(2)計(jì)算米飯膨脹體積。

V=V1-V2，

(2)

式中：

V——米飯膨脹體積，cm3；

V1——蒸煮后米飯?bào)w積，cm3；

V2——原料大米體積，cm3。

(3) 米湯 pH值：將米飯吸水率測(cè)定中所得米湯盛放于燒杯中，冷卻，用 pH檢測(cè)儀測(cè)量其 pH值。

(4) 米湯干物質(zhì)含量：將經(jīng)pH檢測(cè)儀測(cè)定后的米湯全部轉(zhuǎn)移至200 mL容量瓶中，定容，取10 mL于玻璃稱量皿，105 ℃干燥1 h，得干物質(zhì)質(zhì)量。按式(3)計(jì)算米湯干物質(zhì)含量。

(3)

式中：

M——米飯干物質(zhì)質(zhì)量，mg/g；

m3——干物質(zhì)質(zhì)量，mg；

m2——大米質(zhì)量，g。

(5) 米湯碘顯色值：根據(jù)文獻(xiàn)[13]對(duì)米湯碘顯色值進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 糊化特性測(cè)定 根據(jù)文獻(xiàn)[14]的方法測(cè)定米粉的峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最終黏度、衰減值、回復(fù)值及糊化溫度。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定 根據(jù)文獻(xiàn)[15]的方法測(cè)定米粉的硬度、彈性、凝聚性、膠黏性、咀嚼性及回復(fù)性。采用TPA測(cè)試模式，P/36探頭，測(cè)前速度5 mm/s，測(cè)中速度1 mm/s，測(cè)后速度5 mm/s，觸發(fā)力5 g，數(shù)據(jù)采集率200 pps，50%變形量，保持5 s。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理 所有試驗(yàn)平行3次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS 20.0軟件和Excel軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本組分分析

由表1可知，不同種類的大米其基本理化指標(biāo)含量存在一定的差異，東北珍珠米的蛋白質(zhì)、直鏈淀粉和灰分含量低于三特秈米，其差值分別為0.40%，6.02%，0.04%；東北珍珠米的脂肪和水分含量略高于三特秈米，其差值分別為0.20%和4.00%。

2.2 粳米與秈米組合對(duì)蒸煮特性的影響

吸水率和膨脹體積是大米蒸煮特性最重要指標(biāo)，且與煮飯時(shí)間息息相關(guān)。由表2可知，當(dāng)m秈米∶m粳米為10∶0時(shí)，吸水率和膨脹體積分別為(340.12±4.08)%、(28.34±0.28) cm3；當(dāng)m秈米∶m粳米為5∶5時(shí)，吸水率和膨脹體積分別為(324.72±3.21)%、(24.68±0.12) cm3；當(dāng)m秈米∶m粳米為0∶10時(shí)，吸水率和膨脹體積分別為(305.75±3.21)%、(20.57±0.27) cm3，說(shuō)明隨著三特秈米占比的減少，吸水率和膨脹體積逐漸下降。米湯pH為米飯滋味好壞的重要指標(biāo)，隨三特秈米占比的減少而升高，從5.20±0.02增加至7.20±0.04，增加了38.46%，而米湯pH含量影響因素主要為直鏈淀粉和脂肪酸值[16-17]，因此三特秈米占比的減少導(dǎo)致直鏈淀粉含量降低，故pH升高。米湯碘顯色值表征米湯中可溶性直鏈淀粉濃度[18]，隨東北珍珠米占比的增加而增加，從0.065±0.004增加至0.083±0.004，增加了27.69%。米湯干物質(zhì)含量表征光澤與黏度，隨著東北珍珠米占比的增加，米湯干物質(zhì)含量從1.01±0.02增加至2.09±0.02，升高了106.9%。

表1 粳米和秈米的基本理化指標(biāo)Table 1 Basic physical and chemical indexes of japonica rice and indica rice %

表2 粳米與秈米組合對(duì)蒸煮特性的影響 Table 2 The effect of the combination of japonica rice and indica rice on cooking characteristics

由表3可知，吸水率與直鏈淀粉含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與蛋白質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與水分、脂肪含量呈負(fù)相關(guān)。吸水率與大米的直鏈淀粉含量有關(guān)，直鏈淀粉對(duì)淀粉凝膠化作用具有直接影響，直鏈淀粉含量越高，凝膠化越強(qiáng)，從而能更好地保護(hù)自身結(jié)構(gòu)性質(zhì)[19]，三特秈米占比的減少降低了樣品組合的直鏈淀粉含量，導(dǎo)致其吸水率降低。膨脹體積與直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與水分、脂肪含量呈負(fù)相關(guān)。蒸煮過(guò)程中，直鏈淀粉含量影響大米的吸水量和體積膨脹的程度，直鏈淀粉含量越高，吸水率及膨脹體積越大[20-21]，因此三特秈米占比的減少導(dǎo)致直鏈淀粉含量降低，故樣品的膨脹體積變小。米湯pH與水分、脂肪含量呈正相關(guān)，與蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量呈負(fù)相關(guān)。米湯碘顯色值隨三特秈米占比的減少導(dǎo)致可溶性直鏈淀粉含量降低，因此米湯碘顯色值升高。米湯干物質(zhì)含量與蛋白質(zhì)有關(guān)，因?yàn)槊诇械鞍踪|(zhì)為非水溶性蛋白質(zhì)，非水溶性蛋白質(zhì)越高，米湯干物質(zhì)含量越低，所以米湯干物質(zhì)含量隨三特秈米占比的減少而升高。

2.3 粳米與秈米組合對(duì)糊化特性的影響

糊化特性與米粉口感、食用品質(zhì)息息相關(guān)。由表4可知，隨著三特秈米添加量的減少，峰值黏度和崩解值逐漸增加，衰減值、回復(fù)值和糊化溫度逐漸減小，而最終黏度變化不大。

由表5可知，峰值黏度與直鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)會(huì)使淀粉顆粒吸水膨脹，也可能是隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，使蛋白質(zhì)表面受體蛋白與水作用能力變低?；貜?fù)值與直鏈淀粉含量呈正相關(guān)[22-25]，其值反映了米粉糊化后老化的快慢和蒸煮時(shí)食用品質(zhì)的優(yōu)劣，因?yàn)槎i米的直鏈淀粉含量較高，食用品質(zhì)較差[26]，并且直鏈淀粉分子間容易相互結(jié)合，產(chǎn)生分子間作用力形成氫鍵，使淀粉凝膠性增強(qiáng)。衰減值與淀粉糊穩(wěn)定性有關(guān)，其含量越高穩(wěn)定性越差[27]。崩解值與淀粉耐剪切力有關(guān)，Isono等[28]研究發(fā)現(xiàn)，崩解值與食用品質(zhì)息息相關(guān)，崩解值越大食用品質(zhì)越高。因此，通過(guò)快速黏度測(cè)定儀分析食用品質(zhì)較好的大米，首先要有較高的峰值黏度、崩解值，和較低的衰減值、回復(fù)值。糊化溫度與直鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量呈正相關(guān)，與水分呈顯著負(fù)相關(guān)，糊化溫度越低，淀粉熱糊穩(wěn)定性越強(qiáng)，冷卻形成的凝膠強(qiáng)度越大，回生能力越強(qiáng)。所以當(dāng)m秈米∶m粳米為0∶10時(shí)更易糊化，食用品質(zhì)更高[29]。即在不考慮其他輔料的影響下，只使用東北珍珠米可以獲得更好的米粉口感和食用品質(zhì)。

表3 基本理化指標(biāo)與蒸煮特性之間的相關(guān)性?Table 3 Correlation between basic physical and chemical indicators and cooking characteristics

表4 粳米與秈米組合對(duì)糊化特性的影響Table 4 Effect of the combination of japonica rice and indica rice on gelatinization characteristics

2.4 粳米與秈米組合對(duì)質(zhì)構(gòu)特性的影響

由表6可知，隨著三特秈米添加量的減少，米粉的硬度和膠黏性不斷降低，硬度從2 010±8下降至1 023±1，下降幅度達(dá)49.31%，膠黏性從750±13下降至460±11，下降幅度為38.67%。隨著三特秈米添加量的減少，凝聚性、回復(fù)性和彈性呈波動(dòng)下降。

表5 基本理化指標(biāo)與糊化特性間的相關(guān)性?Table 5 Correlation between basic physical and chemical indexes and gelatinization properties

表6 粳米與秈米組合對(duì)質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 6 The effect of the combination of japonica rice and indica rice on texture properties

由表7可知，硬度與蛋白質(zhì)、直鏈淀粉呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與水分、脂肪含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，脂肪含量升高會(huì)降低淀粉的糊化膨脹速度，從而降低吸水率[30]，三特秈米的添加量減少使大米組合中脂肪含量增高，硬度變低。周顯青等[19]研究證明，當(dāng)?shù)矸叟c蛋白質(zhì)存在時(shí)，兩者會(huì)緊密結(jié)合從而增加大米自身硬度，所以蛋白質(zhì)與直鏈淀粉含量的減少會(huì)使硬度降低。膠黏性與水分、脂肪含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與蛋白質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與直鏈淀粉含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，膠黏性是硬度和凝聚性的關(guān)聯(lián)，代表了淀粉分子間相互作用力的大小[31]，三特秈米的添加量減少降低了硬度與直鏈淀粉含量，導(dǎo)致其膠黏性降低。凝聚性、回復(fù)性和彈性與水分、脂肪含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量呈正相關(guān)，當(dāng)米粒自身蛋白質(zhì)含量高時(shí)，蛋白質(zhì)之間會(huì)相互緊密結(jié)合，壓縮淀粉粒間的空隙，此外淀粉顆粒的吸水能力因蛋白質(zhì)的存在而受到限制，導(dǎo)致淀粉吸水速率和吸水量下降[32]，因此隨著三特秈米的添加量減少，蛋白質(zhì)與直鏈淀粉含量的降低導(dǎo)致其凝聚性、回復(fù)性和彈性降低。

表7 基本理化指標(biāo)與質(zhì)構(gòu)特性間的相關(guān)性?Table 7 Correlation between basic physical and chemical indicators and texture properties

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)粳米和秈米進(jìn)行不同搭配組合，研究其基本理化指標(biāo)、蒸煮特性、糊化特性和質(zhì)構(gòu)特性。結(jié)果表明，直鏈淀粉含量與吸水率、膠黏性呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與膨脹體積、硬度呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與回復(fù)值、糊化溫度、凝聚性、回復(fù)性和彈性呈正相關(guān)，與峰值黏度呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與米湯pH、碘顯色值和干物質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)。

蒸煮特性中，吸水率和膨脹體積是大米蒸煮品質(zhì)最重要指標(biāo)，直鏈淀粉含量越高，吸水率及膨脹體積越大，因此三特秈米占比的減少導(dǎo)致直鏈淀粉含量降低，吸水率和膨脹體積變低，蒸煮品質(zhì)與沖調(diào)性變優(yōu)。糊化特性與米粉口感、食用品質(zhì)相關(guān)，回復(fù)值與峰值黏度的比值越小口感越好，大米的組合中當(dāng)m秈米∶m粳米為0∶10時(shí)，回復(fù)值與峰值黏度的比值最小口感最好。質(zhì)構(gòu)特性上，直鏈淀粉含量越高，硬度、膠黏性、凝聚性、回復(fù)性和彈性越高，因此三特秈米占比的減少導(dǎo)致直鏈淀粉含量降低，硬度、膠黏性、凝聚性、回復(fù)性和彈性降低。綜上，在不考慮其他配料影響下，只使用東北珍珠米能獲得更好食用品質(zhì)的嬰幼兒米粉。研究只對(duì)粳米與秈米組合與嬰幼兒米粉食用品質(zhì)相關(guān)性進(jìn)行了研究，未對(duì)粳米與秈米組合的表觀物理品質(zhì)及其制得米飯的氣味特性進(jìn)行測(cè)定，可在后期試驗(yàn)中予以解決。