糙米超微全粉對饅頭品質的影響

王軍，程晶晶，楊璐，郭燕勤

(許昌學院 食品與生物工程學院，河南 許昌，461000)

糙米超微全粉對饅頭品質的影響

王軍*，程晶晶，楊璐，郭燕勤

(許昌學院 食品與生物工程學院，河南 許昌，461000)

以不同比例的糙米超微全粉替代小麥粉，研究糙米超微全粉對饅頭感官品質、質構特性及內部紋理結構的影響。結果表明，經過超微粉碎處理，糙米全粉平均粒徑D50為26.13 μm，達到超微粉級別。糙米超微全粉饅頭口感得到改善，不再有粗糙感覺。糙米超微全粉的添加降低了面粉中面筋蛋白的含量，饅頭的內部結構變差，比容、色澤及黏性得分均降低，外觀、彈韌性及氣味和滋味無顯著變化。制作饅頭時，糙米超微全粉的添加量最高以10%為宜。糙米全粉的添加使饅頭的硬度和咀嚼性顯著增加，黏附性未表現出明顯的變化規律，而內聚性和回復性則呈現先增加后降低的變化趨勢，彈性變化不大。樣品切片亮度、氣孔對比度、氣孔數量和氣孔密度均逐漸降低，壁厚、氣孔直徑、粗細氣孔比和粗氣孔體積均逐漸增加，而氣孔延長度差異不顯著。相關性分析表明，硬度可以作為糙米全粉饅頭質構分析指標。切片亮度、氣孔對比度、氣孔數量、氣孔密度、壁厚、氣孔直徑和粗氣孔體積均可用于糙米全粉饅頭內部紋理結構的評價。

糙米；超微全粉；饅頭；質構分析；圖像分析

我國是稻米生產和消費大國，谷物資源豐富，稻谷經礱谷機脫去穎殼后即可得到糙米。糙米主要由皮層、胚乳和胚三大部分組成，其中包含的生命活動所需營養素遠比精白米豐富，如膳食纖維、VE和VB等營養物質的含量均是精白米的數倍，還含有γ-氨基丁酸、谷胱甘肽、γ-谷維醇、植酸等多種生理活性成分及硒、鎂等微量元素，這使糙米具有延緩衰老、預防心腦血管疾病、降血脂等一系列保健功效[1-2]。但由于糙米皮層富含纖維，糙米食品口感粗糙，難以被消費者所接受[3]。

為充分利用糙米營養成分，采用超微粉碎、超聲加工、生物酶、擠壓膨化等新技術對糙米進行處理，改善糙米食用品質已成為當前的研究熱點[4]。超微粉碎是利用機械或流體動力的方法克服固體內部凝聚力使之破碎，從而將3 mm以上的物料顆粒粉碎到10～25 μm以下的操作技術[5-7]。超微細粉末是超微粉碎的最終產品，具有一般顆粒所沒有的特殊理化性質，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學反應活性等。因此，超微細粉末已廣泛應用于食品、化工、醫藥、化妝品、農藥、染料、涂料、電子及航空航天等許多領域[8]。

饅頭主要以小麥粉、發酵劑和水為原料制成，是我國的傳統主食，占面制食品消費總量的30%以上，每年的消費量在1 200萬t以上[9]。隨著生活水平的提高，人們對饅頭品質提出了更高的要求，將糙米應用于饅頭生產將具有廣闊的市場前景。因此，本文以糙米和小麥粉為主要原料制備糙米饅頭，研究糙米超微全粉對饅頭感官品質、質構特性及內部紋理結構的影響，為糙米饅頭開發提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

糙米，購于許昌某大型超市；小麥粉(蛋白質含量13%)，河南湖雪食品有限公司；高活性干酵母，安琪酵母股份有限公司。

JYL-C022E型料理機，九陽股份有限公司；DHG-9073BS-Ⅲ型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海新苗醫療器械制造有限公司；NLD-6DI型振動式超微粉碎機，濟南納力德超微粉碎技術有限公司；SALD-301V型激光粒度儀，島津公司；YP30002型電子天平，上海佑科儀器儀表有限公司；MT-75S02型饅頭機，九陽股份有限公司；TMS-PRO型質構儀，美國FTC公司；C-Cell圖像分析儀，英國Calibre Control International公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 超微全粉制備

粗粉制備：采用九陽料理機對糙米進行粗粉碎，每次打粉時間15 s，每次間隔2 min，粉碎時間45 s。將糙米粗粉進行熱風干燥(熱風溫度60 ℃)，干燥至水分含量6%以下[10]。

超微全粉制備：將粗粉放入超微粉碎機中進行超微粉碎，每次投樣量600 g，溫度設為5 ℃，粉碎時間為20 min[11]。

1.2.2 超微全粉粒徑分析

通過激光粒度儀對制得的粉體進行粒度測定。取適量粉體置于容器內，分散劑為蒸餾水，分散粉體使用超聲波。Dn(μm)表示有占總重量n%的顆粒粒徑小于該數值，平均粒徑取D50。

1.2.3 配粉

分別用5%，10%，15%和20%的超微全粉替代相應比例的小麥粉，混合均勻。以不加超微全粉的小麥粉作為對照。

1.2.4 饅頭的制作及感官評價

饅頭制作：和面(面粉150 g、酵母1.5 g、水90 g)，面團發酵(30 ℃、相對濕度70%、45 min)，搓圓整形，醒發(37 ℃、相對濕度90%、30 min)，蒸制(冷水下鍋，30 min)，冷卻(60 min)，得饅頭成品。將冷卻后的饅頭稱質量，用油菜籽排空法測量體積，計算比容，并對饅頭品質進行感官評價。饅頭感官評分標準參照GB/T 21118—2007，并進行了部分修改，見表1。

表1 饅頭感官評分標準

續表1

項目滿分評分標準氣味和滋味氣味10高分給予具有發酵面制品的清香，沒有酸味或其他怪味的饅頭瓤滋味10高分給予沒有異味，口感較好的饅頭瓤

1.2.5 饅頭質構分析

取出蒸好的饅頭于室溫下冷卻30 min，切成3 cm×3 cm×2.5 cm大小的長方體進行質構分析。儀器參數設定在TPA模式下，前速率：30.00 mm/min；中速率：30.00 mm/min；后速率：30.00 mm/min；壓縮比：50%；間隔時間：5 s；起始力：0.5 N；重復3次，取平均值。

1.2.6 饅頭圖像分析

取出蒸好的饅頭于室溫下冷卻2 h，切片，厚度約為13 mm，取中間的2個饅頭片進行試驗。C-Cell測試按照儀器說明書進行，將樣品放置在樣品盒中，注意每次都要放置在相同的位置。啟動程序獲取圖像，利用程序中的圖像分析軟件對其進行分析。

1.3 數據分析

采用SPSS 11.0進行數據分析與統計，并進行單因素方差分析(One-Way ANOVA)和多重比較，實驗數據以(均值±標準差)表示，顯著性P<0.05。

2 結果與分析

2.1 糙米超微全粉粒徑分析

圖1 糙米超微全粉粒徑分布Fig.1 Particle size distribution of superfine grinded whole brown rice powder

所得糙米超微全粉平均粒徑D50經測定為26.13 μm，達到超微粉級別，其粒徑分布見圖1。圖1顯示粉體粒徑主要分布于10～70 μm，粒度比較均勻，且80%以上的粉體粒徑都小于50 μm。對食品中顆粒或異物的感知主要由口腔來完成，參與的器官有唇、牙齒、舌與腭，而口腔對顆粒粒度的感知閾約為50 μm[12-13]。因此，若能將原料糙米的粒度降低到50 μm左右，將可以改善糙米食品的口感。本研究通過感官評價證明糙米饅頭口感得到改善，不再有粗糙感。

2.2 糙米超微全粉對饅頭感官品質的影響

糙米超微全粉對饅頭感官品質的影響結果見表2。由表2可知，糙米超微全粉添加量為5%和10%時，與對照相比，各項感官指標及總分差異不顯著；添加量繼續增加，除外觀、彈韌性及氣味和滋味外，各指標得分及總分則顯著降低。糙米超微全粉的添加降低了面粉中面筋蛋白的含量，而面筋蛋白在面團制作過程中可形成網絡結構，在發酵過程中保持氣體，對饅頭的品質至關重要[14]。面筋蛋白的含量降低，饅頭的內部結構變差，比容和組織結構得分均降低，彈韌性得分也有所降低。糙米全粉包含麩皮部分，而糙米麩皮中富含黃酮等酚類物質[15]，糙米全粉的添加使混合粉具有較深的色澤，導致色澤得分降低。隨著糙米全粉添加量的增加，饅頭的黏性得分顯著降低。由于糙米皮層富含纖維，糙米全粉的添加增加了混合粉的纖維素含量，從而使混合粉的吸水率增加，會導致饅頭在蒸制過程中吸收更多的水分，從而使饅頭發黏。另外，糙米麩皮中含有的非淀粉多糖也可能會使饅頭更加粘牙。實驗結果表明糙米超微全粉的添加量最高以10%為宜。

表2 糙米超微全粉對饅頭感官品質的影響

2.3 糙米超微全粉對饅頭質構的影響

糙米超微全粉對饅頭質構的影響結果見表3。由表3可知，糙米全粉添加量為5%和10%時，與對照相比，硬度和咀嚼性差異不大；添加量繼續增加，硬度和咀嚼性則顯著增大，這與表2中感官評價總分的變化規律類似。在質構分析中，硬度為壓縮時探頭受到的最大阻力，可反映品嘗實驗中對食物硬度的感覺，咀嚼性則由硬度指標計算而來，因此均與饅頭感官評分有較高的相關性[14]。表3中粘附性未表現出明顯的變化規律，而內聚性和回復性則呈現先增加后降低的變化趨勢，這與張煥新[14]等的研究結果不一致，這可能是因為實驗原料不一樣，另外，本文中糙米超微全粉添加量較低所致。TPA分析中彈性表示樣品經過第一次壓縮后能夠再恢復的程度。由表3可知，與空白相比，彈性變化不顯著，但高于空白，這與表2中彈韌性評分降低的變化趨勢不一致，表明在饅頭TPA測試中所得到的彈性指標與感官評定中的彈韌性并不是同一個概念[16]。

表3 糙米超微全粉對饅頭質構的影響

2.4 糙米超微全粉對饅頭內部紋理結構的影響

內部紋理結構是評價饅頭、面包等發酵面制品品質的重要指標之一。近年來，隨著計算機技術的發展，圖像處理技術也開始應用于面制品內部紋理結構的分析。何勝美等[17]運用計算機視覺識別技術對饅頭氣孔結構進行分析，結果表明計算機圖像分析能夠較好反映饅頭內部結構優劣。但該研究僅僅獲取了氣孔總面積、氣孔平均面積和氣孔總數3個氣孔特征，不能全面反映樣品氣孔信息和切片信息。C-Cell圖像分析儀是由英國Calibre Control International公司研發的基于計算機識別技術的發酵面制品質量控制系統，它通過對樣品切面的圖像進行處理，得到關于樣品的氣孔和切片信息的特征參數，能夠對發酵面制品的內部紋理結構進行較全面的評價[18]。本研究采用C-Cell圖像分析儀對糙米饅頭內部紋理結構進行分析，并參照文獻[19]，選取9個代表性特征參數對氣孔結構進行評價，結果見表4。由表4可知，隨著糙米超微全粉添加量的增加，與對照相比，切片亮度、氣孔對比度、氣孔數量和氣孔密度均逐漸降低，壁厚、氣孔直徑、粗細氣孔比和粗氣孔體積均逐漸增加，而氣孔延長度差異不顯著。

切片亮度指切片像素的平均灰度值(0～255)。表4的結果表明，隨著糙米全粉添加量的增加，瓤部顏色加深，導致亮度值降低；另外，氣孔直徑、粗細氣孔比和粗氣孔體積增加，由于較大或較深的氣孔在獲取圖像時產生較大的陰影，也會導致亮度值降低。氣孔對比度是氣孔的平均亮度與氣孔壁的平均亮度的比值，對比度高表明氣孔小而且均勻、孔壁薄、產品光澤度好。由表4可知，糙米全粉的添加降低了面筋蛋白含量，面團的持氣性變差，氣孔數量和氣孔密度降低，同時氣孔壁厚和大氣孔增加，導致氣孔對比度逐漸降低。氣孔壁厚增加會導致饅頭的硬度增加，這與表3中硬度的變化規律一致。氣孔延長度是指氣孔與樣品最長的軸線相平行的長度與其垂直方向寬度的比值，一般用來表征氣孔形狀，值越接近于1表明氣孔越趨于圓形。表4的結果表明糙米全粉對饅頭氣孔形狀影響不大。

表4 糙米超微全粉對饅頭內部紋理結構的影響

*注：px表示像素，1個像素約為0.147 mm。

2.5 相關性分析

對質構分析指標及內部紋理分析指標與感官評價總分的相關性進行了分析，結果見表5和表6。由表5可知，質構分析指標中硬度和咀嚼性與感官評價總分均呈極顯著負相關，均可用于糙米全粉饅頭的品質評價，這與孫輝等[16]的研究結果一致。另外，咀嚼性由硬度計算得到，表5也顯示咀嚼性與硬度的相關性接近于1，因此，最終選擇與總分相關性更高的硬度作為糙米全粉饅頭質構分析指標。C-Cell圖像分析儀可以得到饅頭內部紋理結構的34個特征參數，相關性分析是篩選代表性特征參數的重要方法[19]。由表6可知，除粗細氣孔比和氣孔延長度外，其他指標與感官評價總分均呈極顯著相關，其中切片亮度、氣孔對比度、氣孔數量和氣孔密度為正相關，壁厚、氣孔直徑和粗氣孔體積則為負相關，這7個指標均可用于糙米全粉饅頭內部紋理結構的評價。

表5 質構分析指標與感官評價總分的相關性分析

注：*和**分別表示0.05和0.01水平上的相關，下同。

3 結論

經過超微粉碎處理，糙米全粉平均粒徑D50為26.13 μm，達到超微粉級別。通過感官評價表明糙米超微全粉饅頭口感得到改善，不再有粗糙感覺。糙米超微全粉的添加降低了面粉中面筋蛋白的含量，饅頭的內部結構變差，比容、色澤及黏性得分均降低，外觀、彈韌性及氣味和滋味無顯著變化。結果表明制作饅頭時，糙米超微全粉的添加量最高以10%為宜。

表6 內部紋理分析指標與感官評價總分的相關性分析

糙米全粉的添加使饅頭的硬度和咀嚼性顯著增加，黏附性未表現出明顯的變化規律，而內聚性和回復性則呈現先增加后降低的變化趨勢，彈性變化不大。樣品切片亮度、氣孔對比度、氣孔數量和氣孔密度均逐漸降低，壁厚、氣孔直徑、粗細氣孔比和粗氣孔體積均逐漸增加，而氣孔延長度差異不顯著。研究表明，C-Cell圖像分析法可以對饅頭的內部氣孔結構進行定量描述，對饅頭品質的評價更加準確、客觀。

相關性分析表明，硬度可以作為糙米全粉饅頭質構分析指標。切片亮度、氣孔對比度、氣孔數量、氣孔密度、壁厚、氣孔直徑和粗氣孔體積均可用于糙米全粉饅頭內部紋理結構的評價。

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Effect of superfine grinded whole brown rice powder on the quality of steamed bread

WANG Jun*, CHENG Jing-jing, YANG Lu, GUO Yan-qin

(College of Food and Bioengineering, Xuchang University, Xuchang 461000, China)

Wheat flour was substituted with superfine grinded whole brown rice powder, the effect of the substitution on sensory quality, texture, internal texture (digital image analysis) of steamed bread was investigated. The results revealed that: the average particle size of superfine grinded whole brown rice powder became 26.13 μm and micro powder could be called superfine powder. The steamed bread made of superfine grinded whole brown rice powder is no longer tasted rough. With the increase of superfine grinded whole brown rice powder, the content of gluten protein in the flour decreased, and the scores of internal structure, specific volume, color and viscosity also decreased; appearance, elasticity and toughness and smell and taste didn’t change much. The optimum content of whole brown rice powder was 10%. The hardness and chewiness of steamed bread increased significantly because of the addition of whole brown rice powder, and there was no obvious regularity in adhesiveness and no significant change in springiness. The cohesiveness and resilience increased first and then decreased. With the increase of the content of whole brown rice powder, the slice brightness, cell contrast, number of air holes and density of air holes decreased significantly and wall thickness, air hole diameter, coarse/fine ratio and volume of coarse hole increased significantly; there was no obvious change in air hole elongation. Correlation analysis showed that hardness, slice brightness, cell contrast, number of cells, density of cells, wall thickness, air hole diameter and volume of coarse cell were all closely associated with sensory scores; these indexes could be used to evaluate the quality of steamed bread made of whole brown rice powder.

brown rice; superfine grinded whole powder; steamed bread; texture analysis; image analysis

博士，講師(本文通訊作者,E-mail：wangjun780301@126.com)。

河南省高等學校重點科研項目(17A210029,18A550014)；2017年許昌市科技攻關計劃項目(20160212110)

2016-08-02，改回日期：2016-11-11

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201706037